BİTKİ AKVARYUMLARINDA AYDINLATMA

Öncelikle: Bkz. "Hakkında" (en sağ sütun)

Sn. Randall, bir Amerikan düşüncesi olan "çoğu iyidir" düşüncesine katılmadığını, galon başına 5 watt harcayanlarla karşılaştığını
ve bu konuda ki düşüncesini ise: "Böyle bir sistemi idare etmek mümkün olmakla birlikte daha çok efor" gerektirir şeklinde
ifade etmektedir.

Yine kendi düşüncesine göre, (derinliği normal bir tankta) galona 3watt harcanarak halen kafi bitki gelişimi sağlanamıyorsa,
sorun kaynağı olarak başka yerlere bakmak gerekir.

1. Işığın yoğunluğu (güçlülüğü), spektrumundan önemlidir. (Benim çıkarımım: daha zayıf ama uygun spektrumdan daha başarılısı;
daha güçlü ancak uygun olmayan spektrum bile olabilir!). [Bu konuda biraz farklı düşünüyorum, ve Sn. Randall'ın makalesini değerlendirdikten hemen sonra bu konu hakkında uzun sayılabilecek açıklamalar ile düşüncelerimi paylaşacağım. ]

2. Akvaryum bitkileri, spektrumun mavi ve kırmızı alanlarında ışığı daha etkin kullanırlar. Keza yeşil ve sarıda daha az
etkindirler; ancak bu demek değildir ki, ışığın yoğun olması durumunda bu spektrumdan da faydalanamazlar!

3. Kırmızı ışık =ince ve boya doğru, mavi ışık= köküstü gelişimde kalınlaştırmada faydalı olabilir.

4. Güçlü ışık eğer yanlış spektrumda da verilirse, alg oluşumunun bir tetikleyicisidir.

AKKOR FLAMANLI LAMBALAR:

Akkor lambalar, akvaryum için uygun olmayan lambalardır. Enerjisinin çoğu ısımaya gider. Diğer lambalara göre daha azı
akvaryumda ışık için kullanılabilir. İşletmek PAHALIDIR. Yinede bitki gelişimine etkisi, kırmızı spektrumdaki gibi,
ince uzun, (sanırım aynı zamanda yapraklar arası uzun aralıklar) bitki gelişimidir.

CİVA BUHARLI LAMBALAR:

Civa buharlı lambalar, ABD pazarlarında henüz kafi derecede bulunmadığı düşüncesi ile yazar tarafından tecrübe edilememiş olmakla beraber; bunun önemli bir seçenek olacağı gibi göründüğünü düşünmektedir. Kendi izlenimlerime göre de, civa buharlı lambalar özellikle "verimlilik" açısından giderek tercih edilecek ve adı çok duyulacaktır.

METAL HALİDELER:

Metaller özellikle reef'çilerin en popüler tercihidir. Çok güçlü ışık verebilirler, (bazen aynı ışığı vermek için düzinelerce flüoresan bağlamak gerekebilir.) flüoresan yüzeyine dokunduğunuzdan çok daha fazla ısındığını görürsünüz ANCAK; Toplamda Metallerin ısı/ışık oranı flüoresanlara göre daha iyidir.

Metaller, bitki tankları içinde şüphesiz önemli bir seçenektir. Genel olarak metallerle ilgili İSAK forumlarında pek çok diğer yazılardan bilgiler edinilebilir, bu yüzden yazıda bu konuyla ilgili bazı yerleri atlayarak pas geçiyorum. Bu konuda İSAK forumlarında külliyat artık mevcut. Ancak bitkicilerin tercih ettiği aralığın 5000-6500K olduğuna, yeri gelmişken dikkat çekelim!

Metallerin gücü kadar sayı olarak dağılımının da önemli olduğu, bazı durumlarda tek bir güçlü metal yerine, iki adet yarı kadar güçlü metalin daha iş görür olduğu ifade edilmiş.

YÜKSEK VERİMLİ VEYA ÇOK YÜKSEK VERİMLİ FLORESANLAR:

Yüksek Verimli Floreasan = HO olanlar.
Çok Yüksek Verimli flüoresan = VHO olanlardır.

İşte bunlar, Metallerle rekabet edebilen flüoresanlardır.Özellikle yüksek tank inşa edecek arkadaşlar, kararlarında metalle/flüoresan arasında araştırma yapıyorlarsa. HO ve veya VHO flüoresanları incelemeleri yerinde olur. Bu flüoresanlar özel balastlar ve özel armatürlerde kullanılmalıdır. Yaptığımız iğreti, flüoresan soketleri eritebilirler bu yüzden montajı ayrı dikkatle ele alınmalıdır. Türkiye Piyasasında bunların bulunabilirliği, ucuzluğu vs. 'sini araştıracak arkadaşlara kendi araştırmamı belirteyim; Çok zor bulunuyorlar. Bir yerden flüoresanı bulursanız hemen 2-3 KOLİ alın, bir daha çok zor bulunabilir. Çünkü düzenli talep ve rağbet görmeyen ürünlerin teminindeülkemizde sıkıntı vardır.

BİLDİĞİMİZ NORMAL FLORESANLAR = T12LER

Yazar, mükemmel bir karşılaştırma ile çok çeşitli bitki tank flüoresanlarını:

Yüksek Lümen oranı, Tam spektrum, 5000 ve 6500 K arasın renk sıcaklığı (güneşe yakın olması için) ve renk kaplama indeksi (CRI) ile düşük maliyet açısından karşılaştırmış. neticede çok az sayıda T12 flüoresanın bütün parametrelerde yukarda kaldığını tespit etmiş. Bu noktada aslında bence verilen gizli not: "Akvaryum Piyasası Özel Geliştirilmiş flüoresanları (T12)" yaygın tüketilmesine rağmen esasen pekte matah olmayan sonuçlar verebilmektedir.

İSAK Forumda ve mevcut İSAK makalelerinde pek çok arkadaşımızın dikkat çektiği gibi bu yazarda, kelvin oranına bakılmaksızın doğurabileceği yanlışlıklara dikkat çekmiş. Dikkat edersek, akvaryumcularda gördüğümüz ithal -eşek yükü para- flüoresanların üzerinde neredeyse sadece kelvin değerleri yazar! Oysa bu tek başına spektral dağılımı vermez! Bazıları bir grafikle bunu gösterse de, burada kişisel olarak (naçizane) düşüncem bu lambalar kullanım ömrüne bağlı olarak mesela 2-3 ay sonra günde 12 saat kullanılırken nasıl bir spektral dağılım izliyorlar, şüphelidir.

Lambaların üzerinde verilen grafik bence sadece ilk çalıştırma anında geçerlidir, zamanla oraya buraya (maviye, kırmızıya) artan oranlı kayabilir. Dolayısıyla değişken ve dinamik bir spektral değişim varsa, bu durumdaflüoresanlar tartışmalı olur ancak bu sadece benim için bir soru işaretidir!. Emin olmamakla birlikte "keşke bu konuda da aydınlatıcı bir şeyler not düşülse idi diye" içgeçirdim.

[Neyse, yazarın yazısına sadık, yorumlamaya devam ediyorum... ]

Bir hususu çok güzel ifade etmiş, flüoresanların üzerinde eğer "M" görürsek veya 5000 ile 6500 K lık bir flüoresan seçmişsek bunun İNSAN GÖZÜ için güneş ışığı gibi bir aydınlatma sağlayacağını dolayısıyla bizim akvaryuma bakarken hoşlanacağımızı ifade etmiş. Eğer bu ışık sıcaklığında bitkilerinde hoşlaşacağını istiyorsak, o zaman kırmızı ve mavi spektral dağılımlarına bakmak gerekiyor.

Ancak yukarda da belirttiğim gibi flüoresanların mesela ömrü 1 yıl diyenler, flroesanların bu süreden sonra yoğunluğu (intensity) düştüğü için mi yoksa spektral dağılımı bozulduğu için mi böyle bir ömür biçiyorlar, anlayamadım! Eğer Spektral dağılımda bir dinamiklik varsa, bu acaba nasıldır? Konu benim için, bu yazıyı hazırladığımda, bir muamma olarak orta yerde durmakta idi...

Flüoresanın lümen verimine de elbekte bakmak gerekiyor. Lambayı taktığınız andan itibaren,ölmeye başladığı için, "watt başına lümeni daha yüksek olanla başlarsanız, toplam ömrü boyunca ortalama bir lümen hesabı tutturabilirsiniz". Tabi bu durumda daha pahalı flüoresan satın alıyormuş gibi hissedebilirsiniz ancak, bu daha AZ SIKLIKLA lamba değiştirme demek olacağı için aslında sonuçta daha UCUZ da olabilir.

Lambaların çeşitlilik ile birlikte kullanılmasının bitki akvaryumlarda bir tercih ve genellikle ülkemizde akvaristlerin "çeşitlilikten yana" tercih kullandıklarını görüyorum, bunun oldukça başarılı sonuçlar verebilen bir uygulama olduğunu bende düşünüyorum. Ancak bazı akvaristler çeşitliliği bir araç olarak değilde amaç olarak kullandığı için hedeften uzaklaşabiliyorlar. Çeşitlilik ancak bazı spektrumlarda eksiklikler olduğunu düşündüğünüzde -tek başına sıcak beyaz veya tek başına soğuk beyaz bir flüoresan takmak gibi- kullanılabilecek bir yöntemdir: aksi takdirde bitki tankı flüoresanı olarak tasarlanmış bir lamba genellikle tek başına da yeterli olabilir.

Ülkemizde de genel kabul görmüş uygulama şudur:"tam bir spektruma sahip flüoresan" ile beraber "günışığı" nı birlikte kullanmak Bence bu en kolay ve bu meselelerle derinlemesine boğuşmak istemeyen hobici arkadaşlarımız için en pratik T12 çözümüdür.

Actinic tüplerin bitki tanklarında yeri yoktur. Bitki büyümesindense, alg büyümesini uyardığı zaten Sn. Randall tarafından da bildirmiştir.

T12 'lerin ömürlerini uzatmak için yapılabilecek şeyler neler olabilir: e-balast kullanmak ve armatürün fazla ısınmasına izin vermemek için soğutmaya çalışmak ve bunu için gerekirse, akvaryuma ayaklı basan armatür yapıp, flüoresanların daha çok sirküle eden hava almasını sağlamak.

Flüoresanlar için maliyet hesabınızı yaparken, mutlaka değiştirme sıklığı maliyet hesabını da birlikte yapın. En yüksek verim almayı hedefliyorsanız 6 Ayda bir, her halükarda ise 12 ayda bir yeni mermi sürün. Zira ateş edemez hale gelmiştir. (Bkz Diyagram)

Buradan görüldüğü üzere, günde 12 saat çalışan bir T12 flüoresan (Mavi trend), 1. yılı müteakip (yaklaşık 4500 saat) verimliliği %70'e doğru düşmüştür. Tablodaki verimlilik düşüşüne paralel, lamba değiştirme frekansı arzuya bağlı seçilebilir.

ENERJİ DOSTU T8 FLORESANLAR:

T8'leri bir başka yazımda zaten detaylıca anlattığım için tekrar yazarın bu konudaki benzer notlarını yorumlamıyorum, o yazıma bakılabilir. Özetle yazar kendiside bitki akvaryumlarında yıllardır T8 'leri tercih ettiğini ve detaylı maliyet ve verimlilik hesapları ile T8' lerin bitki akvaryumları için önemini vurgulamıştır.

Bitkilerin sentez için FOTOPERİYODU Hakkında:

Yazar bitkilerimizin çoğunun tropikal veya alt-tropikal iklimlerden gelmesi sebebi ile, 10 ile 14 saati geçmeyecek aydınlatmanın gerekli olabileceğimi düşünmekte. Fotosentezin haddinden fazla zorlanmasının anlamsız olduğunu... fotosentezin sonuz olamayacağı gibi; ihtiyaç bittikten sonra duracağını ve fakat alglerin daha uzun soluklu fotosentez ile gelişmelerini arttırabileceklerini bildirilmiştir. Kısaca gereğinden fazla fotoperiyod'un bitkilerden daha çok algler için faydalı olacağını düşünmektedir.

Eğer akvaryumda cam kapak varsa, temiz tutulmasının gerekliliği, aksi taktirde "ırmağı geçip derede boğulacağını" ifade etmiştir. Zira kirli cam buhar kapakları oldukça önemli ölçüde bitkilerin lamba performanslarından yararlanılmasını PERDELEMEKTEDİR. Metal kullananlara da, belki de pek çoğumuzun sandığının aksine su yüzeyine mümkün olduğunca yakın monte edilmesini önermiştir.

Buraya kadar olan bölümde, Sn. Randall'ın makalesini "kendi not, yorum ve bilgilerim dahilinde" incelemiş ve değerlendirmiş oldum.

Konu hakkında başkaca okuduğum yazılarıda gözönüne alarak ve sadet olarak diyebilirim ki; Bitki akvaryumlarında bitkilerin fotosentetik ihtiyaçlarını öncelikleyen aydınlatma şeklinde bugün için gayet net bildiğimiz husus: mavi ve kırmızı renklerin önemidir. Ancak burda çokta mekanik düşünmemek gerekir, yapılan araştırmaları inceleyen üstadlar asgari de olsa büyüme performanslarının tayfın her tarafına ihtiyaç olduğunu düşünmektedir ki, bu konuda bende hemfikirim. Zaten üreticilerde "hormon lamba" mantığında lambalar üretmektense, bir kompozisyonu yakalamayı daha başarılı olacağı düşüncesiyle tercih etmekteler.

Sn. Randall'ın yazısı üzerinde yorumlarımla bir girizgah yaptıktan sonra,

konu hakkındaki daha detaylı düşünce ve etüdlerimi kağıda dökmek gerekirse:

Akvaryum bitkicileri genellikle güneşe birebir yaklaşmaya çalışıyor, bu yüzden GÖRÜNÜR ışık olarakta yaklaşmaya çalışıyorlar. Böylece hem akvaryumun çevresi ile bütünleşmesi, hemde kendi ihtiyaçlarının karşılanması birlikte ele alınmış oluyor. Üreticilerde, müşterinin sadece bitkilerin ihtiyacının karşılandığı lambaları sevmediği, aynı zamanda kendi gözüylede akvaryumu düzgün gördüğü lambaların daha çok sattığı düşüncesi hakim olabilir: buda aslında bir dengeleme çabası olarak, günümüz bitki akvaryumu flüoresanları tasarımcılarının "elini kolunu bağlayan bir durum" olabilir. (Bitki yapay ışık ihtiyaçlarını önceliklerken, bir taraftanda akvaryum seyircilerine tatminkar ışık sağlamak zorunluluğu!)

Üstad Amano'ya bakarsak, görünür ışık olarak daha yüksek kelvinlere çıktığını görüyoruz, ancak yinede benzer mavi-kırmızı dağılımlı bir spektrum kullanıyor. Bana göre, Amano aslında intensitysi yüksek ışığı sadece fotoğrafçılıkta sunduğu imkanlar hasebi ile de seçiyor olabilir. Yoksa 5500K 'da olsa 10000'de olsa aynı specktrumu elde etmek mümkün. Bitkilere çokta faydası olmayan yüksek cri'li metaller seçmesinin bana göre mantıklı başka bir izahı zor.

Fotosentezin birinci basmağının "sonsuz olmayacağı" ile ilgili olarak, bitkinin yaşam döngüsünü (life-cycle) değilde sanırım gün içerisinde glikoz dönüşümü için ancak sınırlı süre çalışabilecek bir mekanizma olabileceğini düşünülmeli. Herhalde, şöyle bir örnek verilebilir mesala biz, kaç öğün yersek yiyelim (ışıkta bir enerjidir sonuçta) ihtiyaçtan fazlası yakılamaz depolanır yağ olur, dahada fazlası atılır (veya alınamaz alg olur). Bu yüzden mesala 14 saatlik ışık süresini 18 saate çıkarmak anlamsızdır. Hatta oksijenli solunumu geciktirmeye yol açabilecek uzun süreli fotosentez bitki için yarardan çok zarar bile getirebilir. Bitkiler için karbonlu ve oksijenli solunum sürelerinin bitki fizyolojisi ilede yakından alakalı, bir denge içerisinde olması gerektiğini düşünüyorum. Birinin lehine süresini uzatmak, diğerinin fonksiyonlarını kısabilir ve buda sonuçta bitki gelişim performansını doğrudan etkileyen bir hal alabilir... Konu Gece-Gündüz'ün bitkiler üzerindeki etkisi ve CO2/O2 solunum sürelerinin bünyedeki rolü üzerinde daha detaylı araştırılabilir....

Yapay Işık Kaynakları= "Gözlerimiz ve Bitkili Akvaryumlarımız Arasındaki, Menfaat Çatışması!"

Bölüm 1: Bitki pigmentleri ve insan gözü ihtiyaç farklılığı

Yapay ışık kaynakları, lümen değerlerine bakılarak incelenir. Lümen hesaplaması ise insan gözünün daha iyi görebilmesine yakın bir ışık kaynağını tarife odaklandığı için dalga boyu çan şeklindedir ve bitkilerimiz için değil, bizim akvaryumumuzu daha güzel görmemizde işe yarayabilir. Kısaca, lümen hesaplamasını akvaryum için değil, kendi gözümüz için yapabileceğimizi söyleyebiliriz. Lümen en basit tarifi ile İNSANGÖZÜNÜ etkilemek için yayılan enerjidir. (Ancak yayılan enerjinin tümünü tarif etmek için kullanılmaz, burası konumuz dışı zaten!) Bizim için ideal olan 550nm civarında (yeşil) en yüksek olan eğri: mavi ve kırmızıya doğru azalmaktadır. Bkz. eğride "photopic curve". Oysa bitkilerin fotosentetik ihtiyaçları için durum böyle değildir. Farklı lümenlerde 550nm civarında, farklı dağılmış eğrilerde elde edilecek (bitkiler için) verimlilik tamamen farklı olacaktır. Bu yüzden akvaryumculukta yaygın hesaplama yöntemi olan litre başına watt veya galon başına watt hesaplaması konusunu tekrar sorgulayalım!

(Şekil -a-)

Işığın miktarını hesaplamada bakılan bir başka değer ise lükstür. Lüks aydınlatma miktarıdır ve lümen gibi fluks a bakmaz.
Fluks, ışığın kaynağına bakarken. Burada "aydınlatma" demek aydınlatılacak yüzeye ulaşan ışıkla ilgilidir. Luks = lumen / m2 dir. Lüks hesaplamasında bizi ilgilendiren akvaryumda bu tür bir hesaplama demek, aydınlatılacak yüzeyin (bitkinin mesala) geometrisi, reflektörlerin etkisi, bitkilerin kaynağa uzaklığı, cam kapak varsa etkisi, suyun etkisi vs. detaylı hesaplamada bir değişkendir. Burdan hareketle çok sofistike ve pratikte tatbik edemeyeceğimiz bir formule doğru yol aldığımızı düşünmeyelim lütfen!.

Işığı tanımlamak için kullanılan diğer özellikleri ise, renk sıcaklığı ve renk kaplama indeksi dir( CRI). Detaylara girmeden, renk sıcaklığı 19. YY'da Lord Kelvin adlı bir fizikçinin geliştirdiği bir tanımlama kadranıdır. Buna göre bundan sonra yüksek renk sıcaklığı dediğimiz zaman mavimsi renkleri, düşük sıcaklıklı renkler dediğimiz zaman kırmızımsı renkleri aklımıza getirelim.

CRI demekse, bir ışık kaynağının nesneyi "gerçek rengine" ne kadar uygun aydınlattığının ifadesidir. Bu anlamda mükemmel ışık
kaynağı arıyorsak, CRI'sı 100 olan ışık kaynağı (lamba) arayışında olmamız gerektiğini bilelim. Konuyla alakasız ancak fotoğrafçılıkla da ilgilenen arkadaşlar için işe yarayabilir düşüncesi ile; 100'den düşük CRI değerler demek, objenin gerçek hue ve saturation'dan kayması anlamına gelir. Demek ki fotoğraf çekerken nesneleri gerçek renklerinde aydınlatmak için ekstra ışık kaynağı arıyorsak, CRI'sı 100 olan ampüller aramalıyız. Nesneleri farklı ışık kaynaklarında, farklı renklerde görüyor olmamızın sebebi demek ki CRI'ları farklı aydınlatma ortamlarında aynı nesnelere bakıyor olmamızdır. Burdan derhal şöyle bir çıkarım yapabiliriz: Demek ki bitki akvaryumlarında çeşit çeşit floresan takan arkadaşlarımız bir taraftan akvaryumu gerçek renklerinde aydınlatma kaygısı taşıyorlarsa eldeki floresanların CRI'larını aritmetik ortalamasını hesaplayıp, toplamda 100'e yaklaştıracak ekstra lamba takabilirler. Bu şekilde flaşsız daha düzgün akvaryum fotoğrafları çekebileceklerdir.

Lütfen şu ana kadar konuştuğumuz, lümen, lüks, renk sıcaklığı ve CRI gibi ışık özelliklerinin tamamının insangözünün algılamasına göre geliştirilmiş sistemler olduğunu unutmayalım. Konu bitki akvaryumlarında aydınlatma olduğunda, hemen söyleyelim ki, bitkilerin fotosentez için ihtiyaç duyduğu ışık, neredeyse insan gözünün iyi görmek için duyduğu ışıktan tamamen farklıdır. Hatta laboratuvar çalışmaları, 550nm civarında bitkilerin en verimsiz fotosentez yaptıklarını göstermektedir.

Fotosentezde en etkili dağılım mavi ve kırmızıda iken "yeşil" neredeyse (çoğunlukla) geri yansıtılır. Kırmızı ve mavi yüksek oranda özümsenir. Bu yüzden labaratuvar testlerinden genellikle, kırmızı ve mavi LEDlerin (ışık yayan diyot) bileşkesi kullanılır. Ancak diğer renklerin de fotosentezde ve sürdürülebilir bitki gelişiminde kullanıldığı da düşünmekteyim . Kanımca Mavi ve Kırmızı için olmazsa olmaz; tayfın diğer tarafları için olursa çok daha iyi denebilir.

Elde watt bazında sınırlı itkimiz olduğu düşünüldüğünde bunun ne kadarının mavi- kırmızı ne kadarının diğerleri için sarfedilmesinin daha uygun olacağının arayışı bu yazımla birlikte, araştırdığım bir konudur.

Fotosentez etkinliği için çizilen eğri, PAS (Photosynthesis Action Spectrum) dalga boyunun bir fonksiyonudur. Buna göre yukardaki grafiğe tekrar bakarsak (Bkz. şekil -a-), bitkilerle insan gözünün ihtiyaçlarının birbirine ne kadarda tezat teşkil ettiğini görürürüz. (Fotosentez tipik olarak iki yerde pik yapıyor, biri 420 civarlarında (yani mavide) diğeride 670nm'de (kırmızıda). Dikkat edersek, hala 550nm civarlarında (yeşil) cevaz veriyor. Ancak 400 ve 700 lerde keskin olarak düşüşe geçiyor. Burada farklı bitki türlerinin farklı eğrileri olabildiğini unutmayalım, hatta biraz moralimiz bozulacak belki ama, mavi ve kırmızı bölgelerde hiç
cevap vermeyen bitkiler dahi var! Glassostigma gibi bitkiler -çok ışık istiyor gibi bir kanaatimizi bu yazının ışığında bundan sonra,
glassostigma gibi bitkiler farklı ışık istiyor şeklinde değiştirmek bu durumda daha anlamlı olabilir. (yüksek sesle düşünüyorum...)

İşte "bitki floresanı" diye üretilen floresanlar aslında, yukarda gördüğünüz eğriye yakın bir dalga boyu hedefi ile firmalarca üretilen floresanlardır. Basitçe, bitkiler için fotosenteze daha uygun dalga boylarında (görüenen spektrumun mavi ve kırmızı taraflarında daha çok olmak üzere) üretim yaparlar. Bu lambaları akvaryuma taktığımızda aydınlığının bizi memnun etmemesinin sebebi artık daha iyi anlaşılmıştır. Çünkü biliyoruz ki, bu floresanların CRI oranları ve renk sıcaklıkları düşüktür zira "insan gözü için üretilmemiştir".

Bundan sonraki bölümde, nasıl ki lüks ve lümen gibi tanımlamalar insan gözü için geliştirilmişse, fotosentetik ihtiyaçlar için geliştirilen PAR (Fotosentetik aktif radyason) ve PUR tanımlarına değineceğiz. Bitki akvaryumlarındaki aydınlatma gereksinim ve amaçlarını biraz daha -hep birlikte- anlayacağız. Bütün bu teknik gibi görünen bölümleri kavramak en sonda değinmek istediğim hangi bitki için ne kadar aydınlatma gerekli gibi bölümlerin aydınlanmasında faydalı olacaktır.

Bölüm 2: Akvaryumda Fotosentez için gerekli ışık enerjisini teorik olarak anlamaya çalışalım:

Fotosentez için "kullanılabilir" enerji PAR 'la ifade edilir. PAR ("Photosynthetic Active Radiation" veya "Photosynthetic Available
Radiation" diyede geçer) "Lümen" gibi insan gözüne göre niteleme yapan hesaplamadan farklı ve bitkiler için avantajlı bir hesaplama biçimidir.

Bitkilerin 400-le 700 arasında fotosentez yaptığını daha önce söylemiştik, PAR 'da işte bu 400-700nm dalga boyları arasında yayılan ışığı ölçer. Yukarıda aynı grafikte gösterilmiş olmasına rağmen PAR-ın Lümenden farklı bir hesaplama tekniği olduğu için iki grafik üstüste bindirilmiş olmasına rağmen, grafikten yanılmayalım (PAR enerjinin doğrudan ölçülen bir ölçüsü değildir, dolaylı yoldan hesaplanmaktadır). Saniyedeki ulaşan foton sayısını ifade eder. İfade edilen enerji miktarı, yayılan ışığın spektrum eğrisine göre çizilir, spektrumu belli olmayan kaynak için bir hesaplama dönüşümü yapılamaz.

PAR-ın fotonları esas almasının sebebi, fotosentezin bitki tarafından ancak "foton" un özümsenmesinden sonra başlamasıdır. 400 ile 700 arasındaki her hangibir dalga boyunda fotosentez başlayabilir ancak etkinliği ve yeterliliği sabit değildir.

Foton sayısını genellikle "mikromol" veya "mikroEinsteins" türünden ifade edilir. Bir mikroEinstein foton demek = 6.02 10 -17 ( 10 -17 = on üzeri onyedi) foton demektir. "PAR"da aslında insan gözü için yukarda tarif ettiğimiz tanımlara göre (lüks lümen vb) aslında lümenden çok "lükse" yakın bir ölçümleme sistemidir; zira PAR'da alıcının yüzey alanına bakar ve formüle ifadeside zaten = microEinstein/saniye/m2 dir.

Bitki uygulamalarında, ışık kaynaklarının verimliliklerini değerlendirirken veya ihtiyaçlarını araştırırken insan-gözü kriterlerine göre değilde bitki- gözü kriterlerine göre araştırmak gerekir. Maalesef, üreticiler bu meyanda fazla bilgi vermemekteler. Ancak, Watt ve lümen değerleri, enerji sarfiyat konularında kolay elde edilebilir bilgilerdir. Pek çok lamba üreticisi de lamba ile birlikte zaten "spektral dağılım eğrisi bilgisini" verir. Öte yandan, bu eğriler fiziki olarak pekte anlamlı değildir çünkü mukayese etmek çok zordur. PAR-değerlerinin lamba üreticileri tarafından bilgi olarak verilememesinin sebebi ise, aydınlanacak yüzeyin alanına göre ve akvaryumdan akvaryuma göre değişebilecek bir hesaplama sonucu çıkacağı içindir; deklare edilebilecek sabit bir şey değildir. Kurulumdan kuruluma göre değişir.

Öte yandan neden "tipik bir akvaryumda" (eşdeğer akvaryumda) lambaların PAR-larının hesaplanıp üreticilerce üzerine yazılmadığını da anlayabilmiş değilim!. En azından mukayesede fikir verebilirdi. Şunu bilelim ki, lambaların, 400 ile 700 nm aralığındaki ürettikleri "fotonlar" diğer tüm parametrelerin sabit olduğu varsayımı ile (reflektör, cam kapak, su derinliği, fiziki boyutları vs. vs.) fluks gibi, hesaplanamaz bir şey değildir. Her farklı lamba için hesaplanacak bu PAR değeri, belki gerçek PAR değeri değildir ancak lambaları karşılaştırmak veya ihtiyaca uygun lamba seçmek için çok daha anlamlı bir "bilgi" olur.

Burdan hareketle yola çıkan bir çalışmanın lamba bazında sonuçlarına da, ilerde değineceğiz. Bu sayede, farklı marka-model lambaların bitkilerin fotosentetik ihtiyaçları için ürettikleri ışık enerjilerinin performanslarını değerlendirmekte mümkün olabilecektir.

Detaylı inceleyenlere yol göstermek için vurgulamak isterim ki:

Spektrum eğrisine sahip olmak ve lambanın lümen ve watt değerlerine sahip olmakla; bir lambanın pek çok parametresine ulaşmak mümkün olabilmektedir. Örneğin lambanın "teorik" lümen değeriyle birlikte hesaplanacak olan "toplam etkinlik faktörü" ile lambanın bitki için GERÇEK lümen değeri hesaplanabilir. "Etkinlik faktörü" denen değişken, hem lambanın spektrumundan hemde insanın photopic (bkz yukarıdaki grafik) tepkisinden bağımsızdır, dolayısıyla "lambanın lümen/Watt verimliliği faktörü"nden de bağımsızdır.

Bir diğer işe yarar bir hesaplamaya çalışma yöntemi de, PUR-dur (Photosynthetic Usable Radiation). Buda PAR-ın ortalamasının alınıp bir değer elde edilmesi formülüdür ve yine burada, insan-gözüne göre değil bitkiye göre daha anlamlı bir hedefte, bir parametre elde edilir.

Bölüm 3: Işık ve CO2 Bağımlılığı İlişkisi Hakkında birkaç söz:

Işık yoğunluğunun CO2 miktarı bağımlılığı:

Yoğun ışık demek, yüksek foton sentezleme oranı demek olduğu için; doz aşırı ışık kullanmadığımızdan da emin olmak zorundayız. Neden?

Bitkiler, ışığı ve CO2'yi fotosentezle şeker elde etmek için kullanıyorlar. Yani kendi şekerlerini kendileri üretiyor ve daha sonra bunu besin olarak tüketiyor. Yine solunum, sentez ve büyüme için gerekli olan O2 yide kendi kendilerine üretebiliyor. EĞER düşük ışığa göre VEYA bitkinin kaldırabileceği ışığa göre DAHA FAZLA bir ışık verilirse ne olur?

Yani eğer, bir şekilde, aktif olarak fotosentez yapan yapraklara daha fazla ışık verirde daha fazla CO2 vermezsek bu sefer O2 yeçevirecek CO2 bulamadığında, bitki gelişimini yine yavaşlatmak veya durdurmak zorunda kalır. Fotosentez sonrası oluşacak O2'nin bitki bünyesinde büyüme için gerekli olduğunu düşündüğümüzde ışığı çok fazla verip CO2 yi aynı miktarda arttırmadığımızda bitkinin yine gelişmediğini görürüz. Dolayısıyla sağlıklı bitki gelişimi için aydınlatmada arttırma yapacakask, buna bağlı bitkinin gereksinimi için CO2'de arttırma yapamız gerekebileceğini birlikte düşünmeliyiz.

CO2'nin bitki tarafından kolayca çözünmüş olarak sudan (varsa tabi) veya daha zor olarak suda çözünmüş olarak bicarbonat tan alabildiğini biliyoruz. Aslında sırf bu yüzden, kişisel olarak bitki "ne kadar talep ederse o kadar CO2 veriyor" olabilmek için aydınlatmalarda değişiklikler yapılırken sanırım sık sık ortamdaki CO2'nin tüketimini gözlemlemek faydalı olur. Çeşitli vesilelerle lamba değişikliklerine giden arkadaşlar ortamdaki CO2'yi monitör etmeleri faydalı olabilir. Her zaman daha iyi ışık demek, daha iyi bitki gelişimi demek olmayabilir!..

Peki, o halde CO2 'ye dikkat edilmezse olası ne gibi problemler olabilir?

1- Detayına girmeden, özetle; eğer ışık artarsa, daha doğru CO2 miktarı gerekli olacaktır. Bu aynı motoru yüksek devirde kullanmak gibidir. Yüksek devirde motor kullanmak iyidir, ancak riskleri vardır. CO2 eklenmezse, pH'ın salınımını aşırı artabilir. (Araştırma için: bkz. bicarbonatın karbonik asit ayrışması veya bicarbonatın fazla kullanılmaya çalışılması durumunda doğabilecek tehlikeler). Kısaca detaya girmeden fazla aydınlatma ortama yeterli CO2 takviyesi yapılmazsa, ortamdaki bicarbonatdaki kimyasal ayrışmaya bağlı olarak aşırı PH salınımı ihtimali doğabilecektir.

2- Problem olarak kabul ettiğimiz alglerin, fotosentez esnasındaki solunumda bir sınırlamaları olmadığı için:

-bitkilerin fotosentetik süreçleri yavaşlamaya başladığında (CO2 kilitlendiğinde, yani yetmemeye başladığında) bitkilerin BESİN üretimide yavaşlar. Ortamdaki elementleri kullanmama yönünde irade göstermeye başlayan bitkinin bıraktığı boşluk alglerin iştahını kabartır ve derhal bitkinin reddetiği maddeleri kullanmaya başlarlar. Sonuç = ALG PATLAMASI. Alglerin bir avantajı budur, bitkiler yana döne CO2 ararken, algler durumdan fayda çıkarırlar.

İşte bu iki sebeple, bu yazıda daha iyi aydınlatma derken, akvaryumlarda alg patlatmayalım! Antiparantez bu konuyada dikkat çektik.

Belki, "Esasen optimum bir gelişme ve büyüme arayışında değilseniz, düşük ışık daha yönetilebilir ve daha kolay low-tech akvaryumlar için uygundur" denebilir. Zira, terli atı idare etmek zordur!

Işık ve CO2 miktarı gibi dengelerin tek bir buluşma noktası yoktur. İyi bir gözlem ile ve neyi gözlemleyeceğini bilmek ile aynı tank,
pek çok ışık seviyesinde aynı gelişimi gösterebilir.

Bölüm 4: Lambaları Bitki ihtiyaçları konusunda performans olarak karşılaştıralım:

Bu bölümde daha pratikte işe yarar bilgiler ile, lamba bazında kaşılaştırma yapan bir çalışmadan elde edilen tablo üzerinde; farklı üreticilerin farklı lambalarının karşılaştırmasını göreceğiz. Ayrıca, lamba teknolojilerinin lamba verimliliklerini -bitkiler ve cebimiz için- de hep birlikte inceleyeceğiz.

Aşağıdaki tabloda bazı lambaların PAR ve PUR verimliliklerini görüyorsunuz;

Tablodaki değerlerin açıklamaları:
Sarfiyatı: Harcanılan Enerji (balastlar vs. hariç –sadece lambanın sarfiyatıdır)
Maks. Lümeni: Teorik Lümeni, (bütün elektrik enerjisinin elektromanyetik enerjiye dönüşmesi durumundaki durum,
--------Not: Pratikte hiçbir zaman hayata geçmez ancak işte E-balast vs. dediğimiz tercihlerle buralara yaklaşılır)
Normal Lümeni: Lambalarda normal şartlardaki çalışma anında gerçekleşecek olan BEKLENEN lümeni
Etkinlik: Teorik ile gerçekleşen oranı. (Lamba potansiyelini ne kadar kullanabiliyoru anlamak için, bizim için çokta önemli değil)
PAR Ortalama Tahmin Verimi: Lambanın PAR ifadesi ile fotosenteze ne kadar müsait olduğu. MikroE/Saniye. Esasen bunu tam olarak hesaplamak için aydınlanacak alanın yüzeyinin hesap edilmesi vs. ile tam olarak MikroE/Saniye/metreKare hesap edilebilir ancak bu çalışmada amaç lambaları incelemek olduğu için bu dikkate alınmıyor. PAR/Sarfiyat Verimliliği: İşte bitki kvaryumlarında en önemli bakılacak parametrelerden biri bu, harcadığınız paraya oranla ne kadar fotosentez imkanı elde ediyorsunuz.
Toplam PUR Verimliliği: Bir diğer öneli bakılacak parametrede bu. Fotosentezde işe yarayabilecek foton sayısı!.Burda önemli ve seçici kabuller yapılmış olmakla birlikte anlaşılır ifade edebilmek için: Kabaca, Fotosenteze müsait foton sayılarının hesap edildiğini düşünebiliriz. Yani tabloda 400-700nm arasındaki bu lambanın ürettiği toplam foton sayılarını görüyorsunuz.
PUR MAVİ: Toplam PUR verimliliğindeki gibi, 400-500 arasındaki (gereken mavi fotosentez aralığı) lambanın ürettiği foton sayısı. (Gereken Mavi aralığı = bir önkabüldür)
PUR KIRMIZI: Toplam PUR verimliliğindeki gibi, 600-700 arasındaki (gereken mavi fotosentez aralığı) lambanın ürettiği foton sayısı. (Gereken Kırmızı aralığı = bir önkabüldür)
Mavi/Kırmızı Oranı: Daha önceki vermiş olduğumuz grafik üzerinde matematiksel bir dönüşüm formülü ile, görünür ışık olarak lambanın PUR’dan insan gözü için anlamlı olan renk sıcaklığına dönüşümü veya tersi hesaplanabilmektedir. Yinede göz kararı, M/K oranı ile lambanın tahmini renk sıcaklığının nasıl olabileceğini tahmin etmeye çalışabilirsiniz.

DEVAM EDECEK bölümlerde, bu tabloyu anlamaya çalışıp, BİTKİLER açısından aydınlatmamızın durumunu (az mı, çok mu türünden ifade ile) örnek bir akvaryumunu esas alarak, PAR bazında akvaryum aydınlatmasını nasıl inceliyoruz (veya hesaplıyoruz) gerçek bir akvaryum üzerinde göreceğiz...

Bölüm 5: Bir bitki akvaryumunun lambalarının yeterliliği nasıl araştırılır?

Mevcut lambalara göre tabandaki aydınlatmanın PAR açısından durumunu örnek bir akvaryumda araştıralım:

Akvaryumdaki Lambalar:
3 X Aquarelle
1 X Grolux
2 X Daylight

Akvaryum Ölçüleri: 125X55X70

Toplam PAR yayılımını tablodan hesapla: 3X48 + 1X41 + 2X42 = 269

Tablodaki lambaların 40W değerleri verildiği için, mevcutlara göre indirgeyerek (scale ederek) yeniden hesapladığımızda:
3X43,2 + 1X37 + 2X38 = 242 yapar.

Tabloda verilen değerlerin lambalar yeni ve ilk takıldığı andaki durumu olduğu düşünülür, oysa zamanla azalacak performansa bağlı olarak %10 performans düşüklüğü olabileceği tahmini toplam PAR’dan düşülürse = 218 olur.

Burada dikkat etmemiz gereken çok önemli bir husus 218’in lambadan her yöne doğru (360 derece) yayılan PAR değeri olduğudur. OYSA biz sadece su tabanına doğru (aydınlanacak olan yüzey kabul edip) PAR’ı hesaplamak istediğimiz için; Mevcut değerinin %25’inin akvaryumda suyun tabanına doğrudan gideceğini, kalan %75 –kullanılmış bir reflektör ile %50 geri verim ile suya döndürülebileceğini düşünürsek;
218X0,25 + (218X0,75) X 0,50 = 109

60cm’de suyun %60 ışığı hapsettiği (veya observe ettiği) düşünüldüğünde TABANDA kalan yaklaşık PAR = 43,5 mikroE/S olup, daha yukarlardaki par mesala suyun ortasında ne kadar olduğu gibi ayrı ayrı hesap edilebilir.

Bazı bölgelerin çok, bazı bölgelerin daha az aydınlanacağı, bazı bölgelerin yüksek bölgelerden ötürü gölgelerden kaldığı gibi durumları gözardı ettiğimizde ve uygulamada 90 cmlik lambaların kullanıldığı düşünüldüğünde aydınlacak alan 90 X 35 = 0,32 metre kare aydınlanma alanı olduğu düşünüldüğünde;

Bu akvaryumda metrekareye düşen, saniyedeki, fotosenteze müsait foton miktarını ölçmeye çalışan ve hesaplanan PAR değeri son olarak:

43,5 / 0,32 = 136 MikroE/saniye/metrekare dir.

Bu veriyi, APD’nin önerdiği akvaryum bitkilerinin fotosenteze 15 ve 80 MikroE/S/mKare müsait durumda olduğu bilgisi ile karşılaştırarak değerlendirdiğimizde VE 100 MikroE/S/mKare’nin altının DÜŞÜK IŞIK kabul edildiği hesaba katıldığında incelenen akvaryumun pek çok bitki türünün ihtiyacı olan fotosentezi karşılayabildiği söylenebilir. Bu hesaplama tekniğinde kabuller (assumption) fazla gibi görülsede, bence her türlü ölçüm, ölçmemekten iyidir. Not: Taban yerine su yüzeyinde oluşan PAR değerini –yeterlilik açısından araştıran ve bitki ihtiyaçlarını bu açıdan inceleyen çalışmalarda yapılabilir.

DEVAM EDECEK Bölümde, bitki bazında, hangi bitki ne kadar ışık istiyor (az, orta, çok) gibi bir soruya cevap oluşturabilecek bilgiler toplayacağız.

Bölüm 6: Bitkilerin ışık gereksinimleri ve lamba karşılaştırması:

Tabloda da görüldüğü gibi Lümen/Watt verimliliği ile harcanan enerjinin fotosenteze giden kısmı arasında bir korelasyon yok! Yani, görünür enerjiye bakarak fotosentez daha az olur veya çok olur gibi bir yanlışa sürüklenmeyelim. Lambanın lümen bilgisi bizi bitki açısından hiç ilgilendirmez. Ancak akvaryumda kendi gözümüzle, görünürlük konusundaki ihtiyaçlarımız için bakabiliriz. Bu yüzden alternatif bitki lambası araştırırken, lümenine bakma yanlışına düşmeleyim. En yukardaki basit grafik hep aklımızda kalsın.

PAR/Watt esas manada önemli olduğunu bilelim, zaten dikkat edersek, lambaların PAR/WATT değerleri birbirinden çokta uzak değil. Akvarist dostlarla sohbetlerimiz esnasında benim gözlemlediğim temel yanlışın, ışığın niceliği ile çok fazla yoğunlaştığımız hususunda olduğudur. Oysa ışığın niteliğide oldukça önemlidir. Bir üstadın, 200 değişik pigmentin fotosentezde görev aldığı notunuda hatırıma getirirdiğimde, aynı PAR değerinde bile olsa iki lamba; kırmızı-mavi dağılımı (oranı) ile değişik bitkilerde değişik lambaların, değişik gelişimleri olabileceğini akla getirmemiz gerekir.

Hangi bitki, tayfın nerelerinden, NASIL BİR IŞIK talep ediyor, hangi bitkinin nasıl bir talep seti var ve biz bir yığın projektörleri akvaryuma dayasakta acaba istenilen aralıkta ışık sağlıyormuyuz sorusuna cevap aramalıyız diye de düşünmemiz lazım, diye düşünüyorum.

Tabloya dikkatli bakar ve pek çoğumuzun kullandığı Aquarelle'e dikkat edersek; biz kırmızı veya pembe lamba diye bilir ve bahsederiz. Oysa BİTKİ açısından incelendiğinde bu lamba aslında OLDUKÇA MAVİ bir lambadır. (Bakınız, Mavi/Kırmızı Oranı sütunu) Bitkileriniz mavi ışıkta nereleri gelişir veya hangi yöne doğru gelişim sergiler bilmeniz gerekir. Bir yerlerde bu bitki kırmızı ışıkta daha iyi gelişir diye bir şey okursanız karıştırmayın orda Aquarelle'den kesinlikle bahsedilmiyor olabilir!

Ancak toplamda bakıldığında bu lamba pek çok diğer lambadan %20-30 daha performanslıdır. Performansının büyük bölümünü mavide harcaması, ( biraz kötü olmuş). Bu arada, kırmızı fosfor pahalı olduğu için bu tür lambalarda kırmızısı fazla olan lambanın otomatik olarak daha pahalı olacağı düşünülebilir.

Oldukça fazla Aquarelle kullandığımızı ve kullanacağımızı gördüğümden bu konuda da, kendi KİŞİSEL değerlendirme mi yapmak isterim. Bu lamba pek çok MH'den daha yüksek PAR verimliliği olan bir lamba, ülkemizde ucuz temini var. Bu lambaya yaklaşamayan ancak akvaryumcu dükkanlarda satılan çok pahalı lambalardan daha kullanışlı. ANCAK,

Bazı lambalarda, ne insan gözü, nede bitki için işimize yaramayacak (400-700 aralığı dışı olan) ultraviyole ve infrared aralığında etkin ışık ürettiklerini ve bu yüzden bitki akvaryumlarında pratiği olmadığını bilelim. MH' lerde %8-15 aydınlığı bu alanda harcar ancak mesala halojenlerde bu oran %90 gibi inanılmaz bir boyuttadır. Nano bitki tankı yapıp, üzerine halojen takmayı düşünen arkadaşlarımız olacaksa, bitkileri aydınlatmayıp, ısıtacaklarını düşünsünler. " Kaynak'tan yayılan PAR yayılımı"nı hep önemseyelim. Her baraj yapımında en az bir işçi öldüğünü; bu iş bir hobide olsa, elektriği har vurup harman savurmamamız gerektiğini unutmayalım!..

Bu konu hakkındaki araştırmalarım esnasında, "akvaryumda fotoğrafçılığa da uygun bitki akvaryumu floresanı" var mı nevinden araştırma da yaptım. Artık kolayca tahmin edeceğiniz üzere yok!.

Yüksek CRI oranlı, Philips TL950 5000K, 98 CRI değerli floresan ile, yine aynı firmanın tam spektrumlu ( bu arada tam spektrum, daylighttan farklı birşey) PLL 950 5300K 91CRI floresanları fotoğrafçılık için çok uygun ancak bunlarında PAR verimlilikleri, floresanların ortalamasından %30 daha kötü. Halen kullanageldiğiniz floresanlara göre ise daha da kötü. Gerçi bu iki modelin PAR açısından geliştirilmiş yeni versiyonları sanırım ya çıkmış, yada çıkmak üzere, ancak speclerini Philips'in sitesinde bulamadım. Memlekette var mı, bulunur mu? Bilgim yoktur!...

MH düşünen arkadaşlara bir not: PAR yayılımı iyi tek bir 300W lık MH'nin toplam verimliliği, aynı ürünün 2 adet 150W'ından fazladır. Uygulama gereği ışığı tanka dağıtmak için sayıyı artırmak gibi bir zorunluluk yoksa birim enerji ile sayıyı artırmadan daha iyi PAR elde edersiniz. Aslında en uygunu tri-fosfor floresanlar, (Bunlar MH'leride sollar) örneğin philips'te var ancak teminindeki durumu ve fiyatları bilmediğimden kullanılan bazı modelleri araştıracaklar için not ediyorum: Philips ADV850, Osram Dulux54, ve keza bir HO floresan olan: Pentron41 HO.

Bu üçü için, yukarıdaki tablo için değerleri sırasıyla yerine koyabilmeniz için:

Philips ADV850:32:9700:3100:0.32:46.2:1.44:22.8:11.5:7.2:0.63
Osram Dulux54:55:16400:4800:0.29:72.2:1.31:36.3:19.6:10.3:0.52
Pentron41 HO:54:17800:5000:0.28:69.5:1.29:32.0:13.7:12.0:0.88

Bu lambalar akvaryumcularda satılmamakla birlikte, kanaatimce bitki akvaryumları için en başarılı lambalardan.

Keza yine metal düşünenler için hemen söyleyelim, bilinen metallerin PAR performansları burdaki pek çok floresandan daha ötüdür. (Bkz tabloda generic MH satırı) sodyum buharı sıkıştırılmış modellere yönelebilineceği gibi, PAR değerleri en yüksek olan modellerden:
IWasaki65 (6500K):150:37700:12000:0.32:199:1.33:107:46.6:35.2:0.75
Optimarc (5500K):250:59030:19000:0.32:330:1.32:181:75:70:0.93 araştırılabilinir.

Ayrıca, bu yazıda detaylı incelememiş olmakla birlikte inanıyorum ki, yakın gelecekte bitki akvaryumlarında led kullanımı önemli bir seçenek olarak öne çıkacaktır, zira "led" ler teknolojik olarak geleneksel diğer tüm aydınlatma türlerine göre çok büyük bir ufuk ve uygulama alanı vaad etmektedirler.

Bölüm 7: Bitki Işık Gereksinimleri Tablosu:

Aşağıdaki tabloda hemen hemen, akvaryumda bakabileceğimiz bütün bitkilerinin ışık gereksinimlerini görüyorsunuz;

Derecelendirme "düşük", "averaj", "yüksek", "çok yüksek" olarak belirtilmiştir.

Genel olarak bitkilerin büyük çoğunluğunun, 50 MikroE/s/m2 nin üzerinde PAR ihtiyaçları olduğu, A N C A K, bunun sağlanmadığı durumlarda da, düşük ışık koşullarına adaptasyon sağlama konusunda çok gelişmiş bir bünyeleri bulunduğu, ancak gerçek manada -dirençli olmalarından ziyade- doğal gelişimleri isteniyorsa, bu seviyelerde PAR değerlerinin karşılanması gerektiği söylenebilir.

KIRMIZIMSI bitkilerin 130 ve civarı, daha yüksek PAR ihtiyacı olduğunu, tablodan refere ile tesbit etmek isterim. Bana göre, diğer parametrelerinde (CO2 vb.)kontrolünü kolaylaştırmak için herhangibir akvarist, her dört seviyede de, orta dereceyi hedef seçmesi uygun olur.

Bu tablo, aynı zamanda, "tanzimde" bitkilerin "ışık ihtiyacı öncelikli" dizilişinde de akvaristin işine yarayabilir. Akvaryumda, nispeten çok ışık alan yere -çok ışık ihtiyacı olan bitki, gölgede kalan yerlere -az ışık ihtiyacı olan bitki dikilmesi veya oryantasyonunda bu tabloya başvurulabilir.

D = Düşük (Minimum=2, Orta=8, Maksimum=12)
A = Averaj (Minimum=12, Orta=20, Maksimum=35)
Y = Yüksek (Minimum=35, Orta=65, Maksimum=80)
Ç = ÇokYüksek (Minimum=80, Orta=130, Maksimum=160)

Fotosentetik Pigmentler Ne İşe Yarıyor, Nasıl Çalışıyor?

Fotosentez, bitkinin güneş ışığını hasat etmesi ile enerji elde etme sürecidir. Bitkiler ve cyanobakteri türleri güneş ışığını yakalar ve sentezleyerek inorganik bileşikleri, organik bileşiklere çevirirerek (Örn. CO2, nitrat ve sülfat) hücresel işlemlerinde kullanır. Bitkiler güneş enerjisini, ayrıca suyu oksijen ve hidrojen ayrıştırmakta da kullanır. ATP ve NADPH bu ışıktan yararlanma sürecinin sonuçlarıdır.

Fotosentetik pigmentler öyle kimyasal yapılardır ki, ışıktaki enerjinin yakalanmasından ve observe edilmesiyle görevlendirilmişlerdir. Sonuçta kimyasal yapılardır ancak bir süzgeç gibi sadece belli dalga boylarında ışığı hasat ederler. Yani yakaladıkları fotonları seçerler, belkide daha doğru bir ifade ile; fotonları seçerek yakalarlar. Bu mucizevi kimyasal yapıcıklar bunu tam olarak şu şekilde yaparlar; gelen ışığı reflekte ederler (geri yansıtırlar, ayna gibi) ancak sadece yakalamakla görevli oldukları dalga boyundakileri yansıtmazlar. Bu sayede, her gelene geç demeyip; otomatik olarak, bir tür nizamiye gibi çalışırlar. Netice o ki, işte ışığın yansıtılmayan fotonları bu sayede bitki kütlesine daha sonra ki işlemler için seçilerek özümsenmiş olur.

Fotosentetik Pigmentlerin bitkiler için faydası işte bu noktada açığa çıkar, ışıktaki SADECE SEÇTİĞİ, belli dalga boylarındaki enerjiyi (fotonları) fotosenteze dahil etmek için yakalar.

Işığın parçacık mı, yoksa dalga mı olduğu konusu ile de yakından alakalı olarak, 300metrede yaşayan fotosentetik canlılar olduğuna bilmek bu konuda üzerinde düşünmeye zorluyor. Normalde ışığın belli bir derinlikte tamamen söndüğü ve denizin zifiri karanlık olduğu bu derinliklerde, nasıl olurda fotosentetik yaşam olabileceğini merak etmiştim. Bugün geldiğim noktada sanırım artık biraz sebebini tahmin edebiliyorum:

Foton'un enerjisi, frekansı ile orantılı.
(Tam formülünü merak edenlere)
E=hv=h*c/q

Burada, h = sabit bir sayı (Planck adlı bir fizikçinin bulduğu pi sayısı gibi bir sabit)
v = frekans
c = ışık hızı (buda sabit bir sayı)
q = ışığın dalga boyu

Bu eşitliğe göre ışığın yayılması, dalga boyu ile ters orantılı. Buna göre daha önce bitkilerin ancak 400 ile 700nm arasındaki dalga boyunu kullanabildiğini söylemiştim hatırlarsanız:

Şimdi birde farklı renklerdeki fotonların enerji içeriklerine bakarsak:

Sonuç olarak, Koyu Kırmızı ışık bile hala teorik olarak bitki tarafından fotosentetik ihtiyaçlar için kullanılabilir durumdaki alanda ve dikkat edersek spektrumun başındaki viyole (mor renktir) ye göre nerdeyse yarısı kadar enerjisi var.

Buna göre, daha derine ulaşma konusunda yüksek enerjili fotonlar başarılı oluyorsa bu demektir ki, çok derindeki fotosentetik yapılar kendilerine ulaşabilen, muhtemelen mor alandaki fotonlarla besleniyorlardır. Gerçi buradan hareketle korofil yapıları tahmin edilebilir. Veya denklem tersten de çözülebilir; Şöyle ki, önce 300 metrede ki canlıdan numune alınır, kadavra olarak kloraplast yapısı ile membranlarındaki thylakoid ler incelenir, buna göre kullandığı klorofil yapısı görülür ve bunun için o derinlikte var olabilecek dalga boyu anlaşılmış olur. Konu zaten marine biyology alanında çözülmüştür sanırım, ancak ben fakir bilgilerimle böyle bir mantık yürüttüm.

Tuzlusucu ardakaşların, belli derinliklerin altındaki fotosentetik canlıları yaşatmada zorluk çekmelerinin bence önemli bir sebebi de burda değinmeyen çalıştığım ışık konusu. Sanırım buraya kadar anlattığım sebebler, neden actinic MH’lerin pahalı olduğunu açıklamaya da cevap teşkil eder. Normal MH’leri kullanmak yararsızdır, ve büyük ölçüde enerji kaybıdır, gerekli olanlar ise sadece akvaryumculuk sektörüne özgü üretildiği için pahalı oluyor sanırım. Bana öyle geliyor ki, tuzlusucularda bir süre sonra iyice led’lere kanalize olacaktır.

Şimdi birazda klorofilleri anlamaya çalışalım.

Klorofiller, bitkilere yeşil rengini veren pigmentlerdir. Kuru kütlelerin %4’ü kloroplasttır. Benzer molekül yapıları vardır. Zaten ikiside Kloro- kökünden türetilmiştir!

Genellikle bitkilerde (kırmızı alg ve cyanobakteri hariç) klorofil b, klorofil a’nın 1/3 kadardır. Bu neden önemli diye merak ediyorsanız, birazdan değineceğim. Klorofil –a fotosentez yapan bitkiler için olmazsa olmaz klorofildir. Detaylı araştıranlar pek çok bitki için klorofil yapılarını bulabilirler. Bende bu iki önemli klorofil (a ve b)için aşağıdaki grafikte spektrumdan faydalanma yerlerini sunuyorum.

Bu yazıyı baştan beri okuyanlar, daha önce verdiğimiz photopic curve grafiğinide akılda tutarak dikkat ederse, normalde bizim gözümüz için yapılan floresanların ne kadar işe yaramayacağını hemen tekrar fark edeceklerdir.

Konuyu klorofillere kadar indirmemin sebebi hikmeti şu ki, "kırmızı bitkiler nasıl ışık istiyor?" sorusuna bir yanıt, muhtemelen kırmızımsı bitkilerin klorofil yapısını anlamak ve bu yapının tercih etmesi gereken, karşılık gelen dalga boylarını farketmekle olacaktır.

Yukardaki grafikten görüldüğü üzere, klorofil a'nın en çok observe aralığı iki yerde:
1- kırmızıda 660nm civarlarında.
2- Maviden, spektrumun görünür mor sonu olan 435 nm civarlarında PİK YAPIYOR.

Şimdi yukardaki tabloya şu bakımdan da dikkatli bakın, 400’ün altında da yani mor ötesi dediğimiz alanda da klorofil a hala iş görebiliyor. İşte bence, çok derinliklerde fotosentetik yaşama sahip canlılar, enerjiside yüksek olan ultra-viyoleyi (mor ötesi) ilginç bir şekilde kullanıyor olabilir. Bu yüzden yapıları incelenerek, klorofil a ihtiva edip etmedikleri, toplam kloroplast yapılarına bakarakta anlaşılabilir dedim. Mor ötesi ışıkta fotosentez yapıyorlarsa, şahsına münhassır fotosentetik canlılar oldukları söylenebilir.

Klorofil -a, her fotosentetik yapıda var, diğer ikincil klorofil yapıları ise, klorofil b, c, d, e. dir.

Kırmızı bitkilerin akvaryumlarda yeşile dönebilmesinin bence temel sebebi, bu bitkilerin ikincil klorofil yapıları öğrenilerek anlaşılır. Ve muhtemelen görülecektir ki, o klorofillere uygun dalga boyu aralığı vaad eden lambalar kullanılmamakta, ve bunun sonucu olarakta; bu klorofiller ışık enerjisinden istediği hasatı gerçekleştiremediği için giderek fakirleşmekte, buna bağlı olarakta hala hayatta kalabilmek için pigmentasyon değişimi geçirmeye çalışmakta ve hatta tam başarısızlık durumunda ölmektedir.

Referanslar:

Referans -1-
Green Plants -Their Origin and Diversity (second edition)
Yazar: Bell, Peter R.(Author)
Yayınevi: Cambridge University Press, Tarih:2000

Referans -2-
Photosynthetic Nitrogen Assimilation and Associated Carbon and Respiratory Metabolism
(Bölüm 10: Mitochondrial Functions in the Light and
significance to Carbon-Nitrogen Interactions )
Yazar: Foyer, Christine H.(Editor)
Yayınevi: Kluwer Academic Publishers
Tarih: 2003

Referans -3-
luminacion Del Acuario Plantado
Tam metin:
http://www.aaa.org.ar/descargando.php?id=descarga/Iluminacion_del_acuario_plantado_-_Parte_1.pdf

Referans -4-
The English-Spanish Dictionary of Plant Biology
Yazar: Morris, David Warden(Author)
Yayınevi: Cambridge International Science Publishing
Tarih: 2002

Referans -5-

Handbook of Plant Ecophysiology Techniques

Bölüm 7: Determination of Photosynthetic Pigments

Yazar: Reigosa Roger, Manuel Joaquin(Editor)
Yayınevi: Kluwer Academic Publishers
Tarih: 2001