Сады Старой Руссы
Саженцы Садоводство Ярмарки Старая Русса
Главная » Каталог

Каталог саженцев и посадочного материала «Садов Старой Руссы»

Цветовая температура для растений


Искусственное освещение растений — Википедия

Для выращивания растений при искусственном освещении используются, в основном, электрические источники света, разработанные специально для стимуляции роста растений за счет излучения волн электромагнитного спектра, благоприятных для фотосинтеза. Источники фитоактивного освещения используются при полном отсутствии естественного света или при его недостатке. Например, зимой, когда продолжительности светового дня недостаточно для роста растений, искусственное освещение позволяет увеличить продолжительность их светового облучения.

Впервые применил в 1868 году керосиновые лампы для выращивания растений русский ботаник Андрей Фаминцын[1].

Искусственный свет должен обеспечивать тот спектр электромагнитного излучения, который растения в природе получают от солнца, или хотя бы такой спектр, который удовлетворял бы потребности выращиваемых растений. Уличные условия имитируются не только путём подбора цветовой температуры света и его спектральных характеристик, но и с помощью изменения интенсивности свечения ламп. В зависимости от вида выращиваемого растения, его стадии развития (прорастание, рост, цветение или созревание плодов), а также текущего фотопериода требуется особый спектр, световая отдача и цветовая температура источника света.

Источники искусственного света применяются в садоводстве, при озеленении помещений, при выращивании посевного материала, в производстве пищи (включая гидропонику и выращивание водорослей). Несмотря на то, что большинство источников фитоактивного света разработаны для применения в промышленных масштабах, возможно их применение и в бытовых условиях.

Согласно закону обратных квадратов, интенсивность светового излучения падает обратно пропорционально квадрату расстояния до источника света. Если, например, расстояние до лампы увеличить в два раза, то интенсивность света, достигающего объект, уменьшится в четыре раза. Этот закон служит серьезным препятствием для садоводов, поэтому много усилий направлено на улучшение утилизации света. Фермеры используют всевозможные рефлекторы, позволяющие сконцентрировать свет на небольшой площади, стараются высаживать саженцы как можно ближе друг к другу, делают все для того, чтобы свет попадал как можно больше на растения, а не рассеивался в пространстве.

В качестве источников света можно использовать лампы накаливания, люминесцентные лампы (ЛЛ), газоразрядные лампы (ГР), индукционные лампы, а также светодиоды. В настоящее время профессионалами, в основном, используются газоразрядные и люминесцентные лампы. В помещениях теплиц обычно устанавливают натриевые лампы высокого давления (НЛВД) или металлогалогенные (МГ) лампы, последние, правда, все чаще стали заменять на люминесцентные в виду их большей эффективности и экономичности.

Металлогалогенные лампы иногда используют в первой (вегетативной) фазе роста растений, поскольку такие лампы излучают достаточное количество синего света, а синий свет способствует росту зелёной массы на первых стадиях развития растений; в то же время МГ-лампы имеют пик излучения в районе жёлтого цвета.

Натриевые лампы высокого давления используются во второй (репродуктивной) фазе роста, поскольку их излучение имеет красноватый оттенок. Красный спектр способствует цветению и образованию плодов. Если натриевые лампы использовать в стадии вегетативного роста, растения развиваются и растут быстрее, но при этом расстояния между междоузлиями у них больше и, в целом, растения оказываются выше.

Иногда в обоих периодах применяются МГ-лампы с добавлением красного спектра или НЛВД-лампы с добавлением синего спектра.

Цветовая температура различных источников света, используемых в растениеводстве

Применяются лампы разных типов, включая металлогалогенные, люминесцентные, накаливания, натриевые высокого давления и светодиодные.

Светодиоды[править | править код]

Последние разработки в светодиодной отрасли позволили производить недорогие, яркие, с большим сроком службы источники фитосвета. Большим преимуществом светодиодных источников является возможность получения излучения исключительно в фитоактивной части спектра. Привлекательность светодиодов для выращивания растений в помещениях обусловлена многими факторами. Среди них: низкая электрическая мощность, отсутствие балласта, низкое тепловыделение, что позволяет устанавливать светодиоды вплотную к растениям без риска повредить их. Также необходимо отметить, что использование светодиодов снижает испарение, приводя к удлинению периодов между поливами[2].

Существует несколько активных участков спектра: для хлорофилла и каротиноидов. Поэтому в светодиодном светильнике могут сочетаться несколько цветов, перекрывающих эти фитоактивные участки.

Рекомендации по оптимальному сочетанию светодиодов сильно разнятся. Например, в одном из источников, для максимизации роста и здоровья растений рекомендуется следующая пропорция «12 красных светодиодов с длиной волны 660 нм плюс 6 оранжевых светодиодов с длиной волны 612 нм и один синий светодиод с длиной волны 470 нм»[3].

Пурпурный оттенок светодиодного фитоосвещения

Также имеются публикации, в которых на период вегетативного роста рекомендуется отдавать приоритет светодиодам синего цвета (с длиной волны в районе середины спектра 400—500 нм). Для роста плодов и цветов рекомендуется увеличить долю светодиодов глубоко красного оттенка (с длиной волны от 630 до 670 нм). Следует отметить, что точность при выборе длины волны красных светодиодов более важна, нежели при выборе светодиодов синего спектра. Исследования показали полезность дополнительной подсветки растений светодиодами инфракрасного и ультрафиолетового спектра. При смешении красного и синего света получается свет пурпурного (розового) оттенка. Зелёный свет при искусственном освещении растений может применяться в эстетических целях для нейтрализации неприятного для глаз пурпурного свечения фитосветодиодов или для облегчения визуального контроля зеленых побегов и состояния почвы, поскольку глаз человека лучше всего различает детали именно в зелёной части спектра. Фотосинтетическая эффективность зелёного света крайне низка ввиду высокой степени отражения лучей данного спектра хлорофиллом.

Вышесказанное про отдельные светодиоды разных цветов не имеет отношения к современным фитодиодам, в которых уже применены все необходимые люминофоры и их спектр имеет два максимума в зоне работы фотосинтеза.

Мощность светодиодов, получаемых по старой технологии, составляла сотые доли ватта, что не позволяло эффективно заменять ими ГР-лампы. Современные усовершенствованные светодиоды и светодиодные матрицы обладают мощностью, исчисляемой десятками и даже сотнями ватт, что делает их достойной альтернативой ГР-лампам.

Мощность и эффективность фитосветодиодов продолжает расти. Наиболее важными параметрами при выборе светодиодов являются энергетическая эффективность и спектральный состав излучения.

В следующей таблице приведена световая эффективность различных источников света

У каждого растения особые требования к освещению для правильного развития. Источники искусственного света должны имитировать условия освещения, к которым приспособлено растение. Чем больше растение, тем большее количество света ему требуется. При недостатке света растение перестает расти, независимо от прочих условий.

Например, овощные культуры растут лучше всего при естественном дневном свете, поэтому для выращивания при искусственном освещении им требуется постоянный интенсивный источник света, такой, как белый светодиод. Лиственные растения (например, филодендрон) растут в условиях постоянного затенения, для нормального роста им не требуется много света, поэтому будет достаточно обычных ламп накаливания.

Растениям необходимо чередование темных и светлых («фото»-) периодов. По этой причине освещение должно периодически включаться и выключаться. Оптимальное соотношение светлых и темных периодов зависит от вида и сорта растения. Так некоторые виды предпочитают длинные дни и короткие ночи, а другие наоборот.

Однако освещённость является световой величиной, то есть характеризует свет в соответствии с его способностью вызывать зрительные ощущения у человека и соответствующим образом зависит от спектрального состава света. Поэтому освещённость плохо подходит для использования при определении эффективности систем освещения в садоводстве. Вместо этого используются другие величины, такие как облучённость (энергетическая освещённость), выражаемая в Вт/м2, или фотосинтетически активная радиация (ФАР). Альтернативная величина измерения выражается в микромоль- фотонах в секунду (μmol/s) на единицу площади.

Искусственное освещение растений из космоса[править | править код]

В 1970-х годах известный американский специалист по ракетной технике Краффт Эрике[en] предложил освещать посевы из космоса отражённым солнечным светом при помощи специального спутника с огромной отражающей поверхностью (200—2550 квадратных миль в зависимости от орбиты), названного автором Солеттой, с яркостью 0,2—0,5 солнечной. Планировали развернуть этот отражатель в 1995—2005 гг. с затратами порядка 30—60 млрд долларов. Предполагалось, что это увеличит мировое производство сельскохозяйственных растений на 3—5 процентов и окупится менее чем за 20 лет[21], однако проект не был осуществлён.

  1. Светокультура — статья из Большой советской энциклопедии. 
  2. Гавриленко А. П. светодиодный свет для теплиц (неопр.). ООО "ЭНОВА Лайт" (май 2016).
  3. ↑ Patent US6921182 - Efficient LED lamp for enhancing commercial and home plant growth – Google Patents (неопр.). Google.com. Дата обращения 26 февраля 2013.
  4. ↑ Нормированный так, чтобы максимальное значение составляло 100 %.
  5. ↑ 1 кандела*4π стерадиан/40 Вт
  6. ↑ Waymouth, John F., "Optical light source device", US patent # 5079473, published September 8, 1989, issued January 7, 1992. col. 2, line 34.
  7. Keefe, T.J. The Nature of Light (неопр.) (2007). Дата обращения 5 ноября 2007. Архивировано 1 июня 2012 года.
  8. ↑ How Much Light Per Watt?
  9. ↑ Bulbs: Gluehbirne.ch: Philips Standard Lamps (German)
  10. ↑ Osram halogen (нем.) (PDF) (недоступная ссылка). www.osram.de. Дата обращения 28 января 2008. Архивировано 7 ноября 2007 года.
  11. ↑ Osram Miniwatt-Halogen (неопр.) (недоступная ссылка). www.ts-audio.biz. Дата обращения 28 января 2008. Архивировано 17 февраля 2012 года.
  12. Klipstein, Donald L. The Great Internet Light Bulb Book, Part I (неопр.) (1996). Дата обращения 16 апреля 2006. Архивировано 1 июня 2012 года.
  13. ↑ China energy saving lamp (неопр.). Дата обращения 16 апреля 2006. Архивировано 17 февраля 2012 года.
  14. 1 2 Federal Energy Management Program. How to buy an energy-efficient fluorescent tube lamp (англ.) : journal. — U.S. Department of Energy, 2000. — December. Архивировано 2 июля 2007 года. Архивная копия от 2 июля 2007 на Wayback Machine
  15. Department of the Environment, Water, Heritage and the Arts, Australia. Energy Labelling—Lamps (неопр.) (недоступная ссылка). Дата обращения 14 августа 2008. Архивировано 24 января 2007 года.
  16. 1 2 Technical Information on Lamps (неопр.) (pdf) (недоступная ссылка). Optical Building Blocks. Дата обращения 14 октября 2007. Архивировано 27 октября 2007 года. Note that the figure of 150 lm/W given for xenon lamps appears to be a typo. The page contains other useful information.
  17. ↑ OSRAM Sylvania Lamp and Ballast Catalog (неопр.). — 2007.
  18. 1 2 LED or Neon? A scientific comparison (неопр.). Архивировано 9 апреля 2008 года.
  19. ↑ Why is lightning coloured? (gas excitations) (неопр.). Архивировано 17 февраля 2012 года.
  20. ↑ The Metal Halide Advantage (неопр.). Venture Lighting (2007). Дата обращения 10 августа 2008. Архивировано 17 февраля 2012 года.
  21. ↑ Walter Sullivan "Huge Space Mirrors Proposed to Light the Night.” The New York Times. February 6, 1977

ru.wikipedia.org

Освещение растений белыми светодиодами — проверочная работа / Habr

Эта статья написана под впечатлением от другой статьи на GT, о чем говорит похожее название. Дело в том, что этой темой я интересуюсь лет двенадцать и потому статья iva2000 вызвала довольно живой отклик в моем сознании. Результаты и выводы меня почти убедили, но остались моменты, с которыми я не согласен. Решил всё пересчитать и так как результат получился довольно объемный, я решил написать его в виде отдельной статьи, а не комментария.

Прочитав заголовок и вступление, я был настроен критически. Еще бы! Я сам производил расчеты, куча людей производит и использует специальные фитолампы (не только светодиодные — посмотрите на люминесцентные светильники в любом цветочном магазине!), а тут некто заявляет, мол, всё это туфта, белые светодиоды не хуже. Но ознакомившись до конца, я свое мнение изменил и понял что в этом мнении есть существенная доля истины, но надо разбираться… Всем кто не читал эту статью — убедительная просьба ознакомиться для лучшего понимания, т.к. для сокращения объема и исключения дублирования информации я буду только ссылаться на данные указанной статьи, но не повторять их. Остальные же — давайте продолжим!

Итак, сначала, что же мне показалось спорным.

1. В указанной статье приводится кривая фотосинтетической активности света McCree, которая означает прибавку биомассы растением при освещении его светом узкой полосы, но почему-то отметается её значение вовсе под предлогом, что «в широкой полосе разница будет незначительной). В разделе „Результаты анализа спектров серийных белых светодиодов“ под пунктом 3 и вовсе приведена формула расчета энергетической ценности света с использованием ДВУХ интересных параметров — это ɳ — световая отдача в лм/Вт и Ra — индекс цветопередачи.

Обе этих величины имеют жесткую привязку к другой кривой, которая называется „фотопической“. Это кривая чувствительности человеческого глаза к свету. Чтобы не быть голословным, посмотрим на картинку:


Они едва ли похожи друг на друга, верно? Поясню, что люмены измеряются датчиком, имеющим чувствительность, строго соответствующую приведенной фотопической кривой. А фотосинтез осуществляется в соответствии с приведенной кривой McCree (она и есть гоафическое отображение интенсивности фотосинтеза в зависимости от длины волны). И, как вы уже заметили, кривых на рисунке две. Одна из них — нормирована к числу фотонов, а вторая к мощности излучателя, что в обсуждаемой статье даже не упомянуто. Уважаемый автор приводит кривую нормированную по числу фотонов, но не указывает этого и в дальнейшем не использует её, а использует кривую чувствительности глаза человека. Но, простите, причем здесь тогда фотосинтез? Либо не использовать никакую кривую и считать все фотоны равнозначными либо использовать ту, которая соответствует изучаемому процессу! Индекс цветопередачи же — это вообще некий виртуальный показатель, который говорит — на сколько точно будут переданы цвета (фотографии, ткани и т.п.) при освещении их данным источником света. Т.е. тоже никакого отношения к фотосинтезу не имеет. Т.е. приведенная формула является слишком грубым приближением чтобы оценить реальное качество источников со сложным спектром излучения!

Дальше-больше! Я проверил расчетные значения ФАР в мкмоль/дж, которые автор приводит в таблице с помощью приведенной им же формулы и получилось вообще черте что:


Цифры вообще не те и отличаются в разы от приведенных. Неужели автор не проверял свои же данные для статьи? Это меня никак не устроило и я сделал расчет как положено — без странных формул с не понятно откуда взятыми коэффициентами и параметрами, относящимися к другой области применения.

Для начала цифруем картинки всевозможных графиков и загоняем их в табличный процессор. Оп!

Затем делаем так. Сначала рассчитаем коэффициент фотосинтетической активности для каждого источника. Для этого для выбранного источника умножаем мощность излучения на каждой длине волны на число из графика McCree, для той же длины волны. Затем подсчитываем интеграл (сумму) мощности для исходного графика и результата перемножения. Делим второе на первое — получаем коэффициент, означающий эффективную долю излучения для данного источника (ту, которая примет участие в фотосинтезе):

Вот, уже можно сделать предварительные выводы!

1. ДНаТ — это супер для освещения растений! Эффективность его спектра достигает 79% и это для лампы, которую первоначально проектировали в общем-то не для этого, а для освещения автомагистралей и промышленных объектов.
2. Фитолампы не смотря на „специальный“ спектр не превосходят обычные белые светодиоды с цветовой температурой 4000К и не сильно лучше „холодно-белых“ 6000К.
3. Светодиоды красного (обычного) и дальнего красного вообще вне конкуренции.
4. Получается, что если хочется выжать всё из каждого ватта освещения, нужно брать обычные красные светодиоды (излучатели дальнего красного — почти в 2 раза дороже), а если хочется сэкономить в цене аппаратуры — нужно брать белые светодиоды.

Но, как я уже сказал, выводы эти предварительные и основаны только на оценке эффективности спекра источников, без учета их кпд и некоторых других моментов. Поэтому разбираемся дальше.

Что же будет, если учесть КПД источников? Данные о КПД взяты частично из статьи iva2000, а по красным светодиодам я точных данных не нашел, но в старых моих записях по данным литературы были числа меньше чем для синих светодиодов, т.к. в последнее время всё развитие технологии было направлено именно на светодиоды синего свечения, а другие оставались в хвосте прогресса.

По большому счету их цифры взяты наобум, но они в данном случае не играют основную роль, поэтому хватит об этом. И если кто-то сообщит более достоверные данные, я буду только благодарен.

Вот тут-то расстановка сил уже меняется!

Оказывается, светодиоды с CCT 4000К лучше даже ДНаТ! Причем, если для 1000 Ваттной лампы преимущество это не существенное, то для натриевых ламп малой мощности (100Вт) преимущество уже достигает 2,4 крат! А фитолампа — бесполезная трата денег — она уступает обычным белым светодиодам на 25%! Вот тебе и фитолампа!

И чтобы уже всё сделать предельно точно, считаем на фотоны по формуле:


Где h- постоянная Планка, c — скорость света.

Но число фотонов нам не нужно, поэтому чтобы перевести все в моли, делим всё на число Авогадро и умножаем на миллион для представления в микромолях.

Вот теперь можно сделать окончательные выводы:

1. ДНаТ имеет сравнимую эффективность только при использовании ламп большой мощности (600-1000Вт). Если Вы хозяин крупного тепличного хозяйства, то по совокупности эксплуатационных характеристик лампы на киловатт — Ваш выбор! Затраты на установку освещения и замену ламп будут существенно ниже, а затраты на электроэнергию приблизительно одинаковы со светодиодами. Малое количество синих лучей в спектре ламп компенсируется наоборот высоким их количеством в естественном свете, особенно зимой (цветовая температура неба достигает 15000К!) — это как раз ситуация с теплицами, когда досветка включается утром и вечером, а днем используется естественное освещение.

2. Наиболее эффективны светодиоды с цветовой температурой 4000К. 100 Ваттная светодиодная лампа дает на 43% больше фитоактивного излучения чем лампа ДНаТ той же мощности! Цена, как ни странно, тоже на стороне светодиодов — цена лампы ДНаЗ на момент написания статьи — чуть больше 1000р., в то время как светодиоды с той же мощностью на алиэкспрессе идут за 360р. (в исполнении COB — много чипов на одной подложке)! Это еще не считая балласта в обоих случаях. Если вы растите зелень на подоконнике или в гроубоксе, то белые светодиоды — вне всякой конкуренции. Достаточно один раз купить хорошие светодиоды и их обвязку и вы обеспечены отличным экономичным освещением на годы.


3. Фитолампы. Я изначально был другого мнения, но основываясь на данных о практическом использовании белых светодиодов из статьи iva2000, подтвержденных теперь собственным исследованием приходится констатировать, что они не дают никакого преимущества по энергоэффективности или по качеству выращенных растений, а всё с точностью до наоборот! Скрипач не нужен!

* Небольшое пояснение по фигурировавшим в таблицах комбинациям белых светодиодов с красными. Я для интереса рассмотрел вариант освещения, когда в дополнение к белым светодиодам дополнительно устанавливаются обычные красные или специальные с дальним красным спектром свечения (в пропорции 3:1 по мощности). Это бывает необходимо для стимуляции цветения. Если вы разводите цветочки или землянику или другие растения, у которых цветение или плодообразование является основной целью, это может быть оправдано. Если вы растите салат и петрушку, то вряд ли стоит заморачиваться — красные светодиоды дороже белых раза в 2,5, а специальные „фито“ с дальним красным — в 4 раза! Если цель — нарастить зеленой массы за минимальные деньги, лучше взять еще один или даже два белых светодиода — будет лучше и дешевле! Только не стоит загонять бедные диоды в гроб — зная любовь китайских товарищей к завышению параметров, нужно следить, чтобы при работе основание светодиодов грелось как можно меньше — позаботиться об эффективном теплоотводе и ограничивать рабочий ток. Лучше купить на 20% больше диодов и пустить на них на 20% меньший ток и таким образом в разы увеличить их время жизни, чем навалить на полную катушку и через год получить 50% первоначального светового потока и половину нерабочих корпусов!

В целом нельзя не отметить, что революция в малом растениеводстве свершилась и это не может не радовать! Ко мне сейчас едут несколько мощных светодиодов и если со свободным временем всё сложится, то в продолжении будет практический результат в дополнении к этой сугубо теоретической части.

PS: Друзья! Большое спасибо за положительную оценку моей небольшой, но я очень надеюсь полезной для всех работы! Мне интересно пообщаться на эту тему и ответить на все вопросы, по ней, в рамках объема моих знаний. Так что не стесняйтесь — заходите в обсуждение. Особенно приветствуются дополнения и ссылки на другую информацию, которые могли бы восполнить возможные пробелы в этом материале!

Использованные материалы

habr.com

Какой свет для растений лучше всего подходит?

Красный, белый, голубой синий? Выбирай себе любой!

Как растения реагируют на разный спектр света и какое освещение действительно улучшает фотосинтез и плодоношение растений. В этой статье мы разберем ключевые особенности влияния света на растения.

Фотосинтез и свет

Солнечный свет необходим для растений на любой стадии развития. Основными характеристиками света являются его спектральный состав, интенсивность, суточная и сезонная динамика. Недостаток света – сокращение продолжительности светового дня и малая интенсивность освещения – приводят к гибели растения. Свет – единственный источник энергии, обеспечивающий функции и потребности зеленого организма. Для восполнения недостатка солнечного света применяется досветка растений. Наиболее распространенные инструменты – лампы ДНаТ и светодиодные светильники.

Фотосинтез – основа жизни растения. Энергия квантов света преобразует получаемые растением неорганические вещества в органические.

Свет разных длин волн по-разному влияет на интенсивность фотосинтеза. Первые исследования на эту тему были проведены еще в 1836 г. В. Добени. Физик пришел к выводу, что интенсивность фотосинтеза пропорциональна яркости света. Наиболее яркими лучами в то время считались желтые. Выдающийся российский ботаник и физиолог растений К.А. Тимирязев в 1871–1875 гг. установил, что зеленые растения наиболее интенсивно поглощают лучи красной и синей части солнечного спектра, а не желтые, как это считалось ранее. Поглощая красную и синюю часть спектра, хлорофилл отражает зеленые лучи, из-за чего и кажется зеленым. На основании этих данных немецкий физиолог растений Т. В. Энгельман в 1883 г. разработал бактериальный метод изучения ассимиляции углекислого газа растениями, который подтвердил, что разложение углекислого газа, (а, значит, и выделение кислорода) у зеленых растений наблюдается в дополнительных к основной окраске (т.е. зеленой) лучах – красных и синих. Данные, полученные на современном оборудовании, полностью подтверждают результаты, полученные Энгельманом более 130 лет назад.


Рис.1 – Зависимость интенсивности фотосинтеза зеленых растений от длины световой волны

Максимальная интенсивность фотосинтеза – под красным светом, но одного красного спектра недостаточно для гармоничного развития растения. Исследования показывают, что салат, выращенный под красным светом, имеет большую зеленую массу, чем салат, выращенный под комбинированным красно-синим освещением, но в его листьях значительно меньше хлорофилла, полифенолов и антиоксидантов.

 

ФАР и ее производные

Фотосинтетически активная радиация (ФАР, PPF - Photosynthetic Photon Flux) – та часть доходящей до растений солнечной радиации, которая используется ими для фотосинтеза. Измеряется в мкмоль/Дж. ФАР можно выражать в единицах энергии (интенсивность излучения, Ватт/м2).

Фотосинтетический фотонный поток (PPFD -  Photosynthetic Photon Flux Density) - суммарное число фотонов, излучаемых в секунду в диапазоне длин волн от 400 до 700 нм (мкмоль/с).

Значение ФАР не учитывает разницу между разными длинами волн в диапазоне 400 - 700 нм. Кроме того, используется приближение, что волны за пределами этого диапазона имеют нулевую фотосинтетическую активность.

Если известен точный спектр излучения, можно оценить усваиваемый растением поток фотонов (YPF - Yield Photon Flux), представляющий собой ФАР, взвешенную в соответствии с эффективностью фотосинтеза по каждой длине волны. YPF всегда несколько меньше PPF, но позволяет более адекватно оценивать энергетическую эффективность источника света. 

Для практических целей достаточно учесть, что зависимость почти линейна и PPF для 3000 К больше YPF примерно на 10%, а для 5000 К - на 15%. Что означает примерно на 5% большую энергетическую ценность для растения теплого света по сравнению с холодным при равной освещенности в люксах.


Эффективность белых светодиодов

Выделенный и очищенный хлорофилл invitro поглощает только красный и синий свет. В живой же клетке пигменты поглощают свет во всем диапазоне 400–700 нм и передают его энергию хлорофиллу.

Несколько фактов о белых светодиодах:

1.      В спектре всех белых светодиодов, даже с низкой цветовой температурой и с максимальной цветопередачей, как и у натриевых ламп, очень мало дальнего красного (рис. 2).

 

Рис. 2. Спектр белого светодиодного (LED 4000K Ra = 90) и натриевого света (HPS)

в сравнении со спектральными функциями восприимчивости растения к синему (B),

красному (Ar) и дальнему красному свету (Afr)

 

В естественных условиях затененное пологом чужой листвы растение получает больше дальнего красного, чем ближнего, что у светолюбивых растений запускает «синдром избегания тени» - растение тянется вверх. Помидорам, например, на этапе роста (не рассады!) дальний красный необходим, чтобы вытянуться, увеличить рост и общую занимаемую площадь, и, следовательно, урожай в дальнейшем. Под белыми светодиодами и лампами ДНаТ растение чувствует себя как под открытым солнцем и вверх не тянется.

 

2. Синий свет обеспечивает фототропизм - «слежение за солнцем» (рис. 3).


Рис. 3. Фототропизм - разворот листьев и цветов, вытягивание стеблей

на синюю компоненту белого света

В одном ватте потока белого светодиодного света 2700К фитоактивной синей компоненты вдвое больше, чем в одном ватте натриевого света. Причем доля фитоактивного синего в белом свете растет пропорционально цветовой температуре. Если разместить рядом с растением лампу с интенсивным холодным светом – оно развернет соцветия в сторону лампы.

3. Энергетическая ценность света определяется цветовой температурой и цветопередачей и с точностью 5% может быть определена по формуле:

[эфф.мкмоль/Дж],
где η – светоотдача [Лм/Вт], 

Ra  – индекс цветопередачи, 

CCT – коррелированная цветовая температура [К]

 

Эта формула может быть использована для расчета освещенности, чтобы при заданной цветопередаче и цветовой температуре обеспечить требуемое значение YPF , например, 300 эфф.мкмоль/с/м2:


 

3000К

4000К

5000К

Ra=70

25 424

25 641

25 641

Ra=80

23 077

23 810

24 194

Ra=95

20 408

21 583

22 388

Табл.1 – Освещенность (лк), соответствующая 300 эфф.мкмоль/с/м2

Из таблицы видно, что чем меньше цветовая температура и выше индекс цветопередачи, тем ниже необходимая освещенность. Однако, учитывая, что светоотдача светодиодов теплого света несколько ниже, ясно, что подбором цветовой температуры и цветопередачи нельзя энергетически значимо выиграть или проиграть. Можно лишь скорректировать долю фитоактивного синего или красного света.

4.      Для практических целей можно использовать правило: световой поток 1000 лм соответствует PPF=15мкмоль/с, а освещенность 1000 лк соответствует PPFD=15мкмоль/с/м2.

 

Более точно рассчитать PPFD можно по формуле:

PPFD = [мкмоль/с/м2],

где k – коэффициент использования светового потока (доля светового потока от осветительной установки, падающая на листья растений)

F – световой поток [клм],

S – освещаемая площадь [м2]

 

Но k – величина неопределенная, что увеличивает неточность оценки.

Рассмотрим возможные значения для основных типов осветительных систем:

 

Точечные и линейные источники.

Освещенность, создаваемая точечным источником на локальном участке, падает обратно пропорционально квадрату расстояния между этим участком и источником. Освещенность, создаваемая линейными протяженными источниками над узкими грядками, падает обратно пропорционально расстоянию. То есть, чем больше расстояние от светильника до растения – тем больше света попадает не на листья. Поэтому экономически нецелесообразно использовать для освещения одиночных протяженных грядок светильники, расположенные на высоте более 2м. Применение линз позволяет сузить световой поток светильника и направить на растение большую долю света. Однако сильная зависимость освещенности от расстояния и неопределенность эффекта применения оптики не позволяют определить коэффициент использования k в общем случае.

· Отражающие поверхности.

При использовании закрытых объемов с идеально отражающими стенками весь световой поток попадает на растение. Однако реальный коэффициент отражения зеркальных или белых поверхностей меньше единицы. Доля светового потока, падающего на растение, зависит от отражательных свойств поверхностей и геометрии объема. Определить k в общем случае невозможно.

·  Большие массивы источников над большими посадочными площадями

Большие массивы точечных или линейных светильников над большими площадями посадок энергетически выгодны. Квант, излученный в любом направлении, в итоге попадет на какое-либо растение, коэффициент k близок к единице.


  Итак, неопределенность доли света, идущего на растения, выше разницы между PPFD и YPFD, и выше погрешности, определяемой неизвестностью цветовой температуры и цветопередачи. Следовательно, для практической оценки интенсивности ФАР целесообразно выбирать достаточно грубую методику оценки освещенности, не учитывающую эти нюансы. И при возможности замерять фактическую освещенность люксметром.

Наиболее адекватная оценка фотосинтетически активного потока белого света достигается, если измерить освещенность E с помощью люксметра и пренебречь влиянием спектральных параметров на энергетическую ценность света для растения. Таким образом, оценивать PPFD белого светодиодного света можно по формуле:

PPFD = [мкмоль/с/м2]

Оценим по приведенным выше формулам применимость офисного светодиодного светильника DS-Office 60 для выращивания салата и его PPFD.

Cветильник потребляет 60Вт, имеет цветовую температуру 5000К, цветопередачу Ra =75 и светоотдачу 110 лм/Вт. При этом его эффективность составит 

YPF = (110/100) (1,15 + (3575 − 2360)/5000) эфф. мкмоль/Дж = 1,32 эфф. мкмоль/Дж,

что при умножении на потребляемые 60 Вт составит 79,2 эфф. мкмоль/с.

Если светильник расположить на высоте 30-50см над грядкой площадью 0,6×0,6м = 0,36, плотность освещения составит 79,2 эфф. мкмоль/с / 0,36м2 = 220 эфф. мкмоль/с/м2, что на 30% ниже рекомендованного показателя в 300 эфф. мкмоль/с/м2. Значит, мощность светильника нужно увеличить на 30%.

PPFD = 15×0,110клм/Вт×60Вт/0,36м2=275 мкмоль/с/м2

 

Эффективность фитосветильника DS-FitoA 75. (75Вт, 5000К, Ra = 95, 102 лм/Вт):

YPF = (102/100)(1,15 + (3595 − 2360)/5000) эфф. мкмоль/Дж = 1,37 эфф. мкмоль/Дж, или 102,75 эфф. мкмоль/с. При аналогичном расположении над грядкой плотность освещения составит 285 эфф. мкмоль/с/м2, что близко по значению к рекомендованному уровню.

PPFD = 15×0,102клм/Вт×75Вт/0,36м2=319 мкмоль/с/м2

 

Эффективность ДНаТ

Агропромышленные комплексы консервативны в вопросах освещения теплиц и предпочитают использовать проверенные временем натриевые лампы. Эффективность ДНаТ зависит от мощности и достигает максимума при 600 Вт. YPF при этом составляет 1,5 эфф. мкмоль/Дж. (рис.4). 1000 лм светового потока соответствуют PPF = ~12 мкмоль/с, а освещенность 1000 лк - PPFD = ~12 мкмоль/с/м2, что на 20% меньше аналогичных показателей белого светодиодного света. Эти данные позволяют пересчитывать для ДНаТ люксы в мкмоль/с/м2 и пользоваться опытом освещения растений в промышленных теплицах.


Рис. 4. Спектр натриевой лампы для растений (слева). Эффективность (лм/Вт и эфф.мкмоль/Дж) серийных натриевых светильников для теплиц (справа)

Любой светодиодный светильник, имеющий эффективность 1,5 эфф. мкмоль/Вт, является достойной альтернативой лампы ДНаТ.

 

Рис. 5. Сравнительные параметры типичного натриевого светильника 600Вт для теплиц, специализированного светодиодного фитосветильника и офисного светильника.

 

Обычный светильник общего освещения при досветке растений по энергетической эффективности не уступает специализированной натриевой лампе и красно-синему светильнику. По спектрам видно, что красно-синий фитосветильник не узкополосен, его красный горб широк и содержит гораздо больше дальнего красного, чем у белого светодиодного и натриевого светильника. В тех случаях, когда дальний красный необходим, использование такого светильника как единственного или в комбинации с другими вариантами может быть целесообразно.

 

В настоящее время используется освещение гидропонных ферм и красно-синим, и белым светом (рис. 6-8).


Рис.6 – Ферма Fujitsu по выращиванию зелени


Рис. 7 – Гидропонная установка Toshiba


Рис.8 – Крупнейшая вертикальная ферма Aerofarms, поставляющая свыше 1000 тонн зелени в год

Опубликованных результатов прямых экспериментов по сравнению растений, выращенных под белыми и красно-синими светодиодами, крайне мало.

Основным направлением исследований сегодня является корректирование недостатков узкополосного красно-синего освещения добавлением белого света. Опыты японских исследователей показывают увеличение массы и питательной ценности салата и томатов при добавлении к красному свету белого.

 

Рис. 9. В каждой паре растение слева выращено под белыми светодиодами, справа — под красно-синими

(из презентации И. Г. Тараканова, кафедра физиологии растений МСХА им. Тимирязева)

 

Проект Фитекс представил результаты эксперимента по выращиванию различных культур в одинаковых условиях, но под светом различного спектра. Эксперимент показал, что спектр влияет на параметры урожая. Сравнить растения, выросшие под белым светом, под светом ДНаТ и узкополосным розовым вы можете на рис. 10:


Рис. 10 Салат, выращенный в одинаковых условиях, но под светом различного спектра.

Изображения из видеозаписи, опубликованной проектом «Фитэкс» в материалах конференции «Технологии Агрофотоники» в марте 2018г.

 

По численным показателям первое место занял уникальный небелый спектр под коммерческим названием Rose, который по форме не сильно отличается от испытываемого теплого белого света высокой цветопередачи Ra=90. Еще меньше он отличается от спектра теплого белого света экстравысокой цветопередачи Ra=98. Основное различие в том, что у Rose небольшая доля энергии из центральной части удалена (перераспределена к краям) (рис.11):


Рис.11 – Спектральное распределение для теплого белого света экстравысокой цветопередачи и света Rose

 

Перераспределение энергии излучения из центра спектра к краям не оказывает влияния на жизненные процессы растений, но свет становится розовым.


Влияние качества света на результат

Реакция растения на свет – интенсивность газообмена, потребления питательных веществ и процессов синтеза – определяется лабораторным путем. Отклики характеризуют не только фотосинтез, но и процессы роста, цветения, синтеза необходимых для вкуса и аромата веществ (рис.12).

 

Рис.12 - Влияние определенных цветов солнечного спектра

на различных стадиях развития растений

 

Обычный белый светодиодный свет и специализированный красно-синий при освещении растений обладают примерно одинаковой энергетической эффективностью. Однако широкополосный белый способствует комплексному развитию растения, не ограничивающемся только стимуляцией фотосинтеза. Удаление из полного спектра зеленого для получения фиолетового из белого – не более чем маркетинговый ход.

Красно-синий, розовый светодиодный свет или желтый свет ДНаТ может быть использован в промышленных теплицах. Но если досветка растений происходит при постоянном присутствии человека, необходим белый свет, не раздражающий зрительные и нервные рецепторы.

Выбор типа светодиодного светильника или лампы ДНаТ зависит от особенностей выращивания той или иной культуры, но в любом случае необходимо учитывать:

· Фотосинтетический фотонный поток PPFD и усваиваемый поток фотонов YPF. Теперь эти показатели можно рассчитать самостоятельно, зная световой поток светильника, индекс цветопередачи и цветовую температуру.

Рекомендуемое значение YPF=300 эфф. мкмоль/с/м2

· Степень защиты корпуса светильника от проникновения пыли и влаги. При IP ниже 54 внутрь могут попадать частицы почвы, пыльца, капли воды при поливе, что приведет к выходу светильника из строя.

· Присутствие людей в помещении с работающими лампами. Розовый, фиолетовый свет утомителен для глаз и может вызывать головные боли, желтый свет искажает цвета объектов.

· Лампы ДНаТ нагреваются при работе, их необходимо подвешивать на значительной высоте, чтобы избежать ожогов и пересушивания почвы. Световой поток газоразрядных ламп снижается через 1,5-2 года использования.

Грамотно подобранный свет обеспечивает быстрое и правильное развитие растений –укрепление корневой системы, увеличение зеленой массы, обильное цветение и ускоренное созревание плодов. Технологический прогресс выводит растениеводство на новый уровень – используйте его плоды!

99ds.ru

Лампы для рассады растений: обзор, советы по выбору

Посадив рассаду для своего огорода, ожидаешь увидеть уже через неделю проклюнувшиеся ростки, а еще через две пышный ковер из листьев.

Однако для этого нужно помочь растениям, им нужна поливка, свежий воздух, свет и, самое главное, правильная досветка. Поговорим о лампах для рассады растений.

Какое освещение необходимо растениям

Вопросы о том, какой свет лучше всего подходит для растений, в том числе для выращивания рассады, очень подробно были рассмотрены еще в начале прошлого века. Именно тогда был открыт хлорофилл, фотосинтез и установлена их ключевая роль в развитии растений.

Для фотосинтеза нужны электромагнитные волны видимого спектра с длиной приблизительно 440 и 630–660 нм. Ультрафиолет фактически не используется при этом, а инфракрасное излучение нужно лишь как источник тепла. Зеленый цвет никак не участвует в жизни растений и потому полностью отражается. Именно поэтому вся растительность для нас богата зеленью.

Идеальное освещение должно включать в себя излучение всех основных цветов спектра средней интенсивности с формированием пиков на строго определенных длинах волн. Кроме этого желательно иметь возможность регулировки яркости и времени работы осветительного оборудования и даже направленности света.

Лампы накаливания

  1. Цветовая температура — 2400–2700 К (3000 К для галогенной лампы).
  2. Спектр — сплошной.
  3. Световая отдача — 12–14 лм/Вт (обычная лампа накаливания), 16–25 лм/Вт (галогенная).
  4. КПД — 1,9–3,5%.

Для выращивания рассады и взрослых растений слабо подходят, за исключением тенелюбивых декоративных видов, которым в принципе не нужна большая интенсивность света. Однако если лампы накаливания, а лучше галогенные, использовать для подсветки рассады, тогда нужно оценить в нормальном привычном освещении состояние зеленых побегов, почвы. Часто их используют как дешевый и простой в обращении источник инфракрасного излучения, обогрева теплички для рассады.

Легко регулируются по яркости, а простой таймер способен задавать расписание работы лампы.

Люминесцентные

  1. Цветовая температура — зависит от состава люминофора 3000–6500 К.
  2. Спектр — линейчатый.
  3. Световая отдача — 60–100 лм/Вт.
  4. КПД — 9–15%.

Источником видимого света является вторичное излучение люминофора, покрывающего колбу лампы. У обычной бытовой люминесцентной лампы на фоне равномерно низкого излучения всего видимого спектра, наблюдаются мощные всплески в зеленой и синей его части. Белым цвет лампы только кажется человеческому глазу.

Для растениеводства специально подбирают люминофор, способный выдать два основных пика в красной и синей области (630 и 440 нм соответственно). Популярность получили стандартные линейные колбы с разъемами G17, которые помещаются в пыле-влагозащищенном корпусе с отражателем.

Люминесцентные лампы для рассады используются в комбинации «флора» + бытовая (с маркировкой 840). Специально для растениеводства используются спаренные индукционные люминесцентные лампы, одна из которых преимущественно дает красный цвет, а вторая — синий. С помощью таймера настраивают излучение красного или синего освещения в зависимости от времени суток, имитируя правильное распределение дневного света. Корректировать яркость самой лампы невозможно.

Газоразрядные

  1. Цветовая температура — зависит от выбора газа, в котором формируется плазма, 2000–20000 К.
  2. Спектр — сплошной, чаще с одним пиком определенного цвета.
  3. Световая отдача — 85–200 лм/Вт.
  4. КПД — 10–30%.

В газоразрядных лампах свет дает газ, через который пропускают электрический ток. Такие газы, как неон, аргон, криптон, ксенон, используются в виде наполнителя для большого число подготовленных амальгам на основе натрия и других металлов с ртутью.

Для растениеводства используются газоразрядные лампы там, где требуется временный или постоянный источник узкого спектра определенного цвета, чаще в красном диапазоне. Использовать их для рассады в домашних условиях неэффективно.

Дуговые

  1. Цветовая температура — 2000–20000 К.
  2. Спектр — сплошной.
  3. Световая отдача — 30–50 лм/Вт.
  4. КПД — 4–8%.

Источником света является электрическая дуга между двух электродов, помещенных в среду инертного газа. Отличаются огромным тепловыделением и массивным излучением в красной или желтой части спектра. В растениеводстве не востребованы, сложно создать оптимальные условия для лампы и при этом ограничить тепловыделение.

Светодиоды

  1. Цветовая температура для белых светодиодов — 2700–6500 К.
  2. Спектр — линейчатый, полосовой.
  3. Световая отдача — 10–150 (250) лм/Вт.
  4. КПД — 1,5–15%.

Точечный узконаправленный источник света, по умолчанию со свечением в определенном цвете.

Белый свет получается как смешение трех основных цветов (красного, зеленого и синего) или как результат переизлучения люминофором при облучении его ультрафиолетовым диодом.

Уже производятся специализированные светодиодные лампы для рассады и выращивания растений в закрытом грунте. Светодиоды строго подобраны по длине волны. Можно контролировать на одном устройстве спектр излучения, что существенно упрощает габариты всего освещения и расширяет сферу применения.

Следует учесть, что имеющиеся в продаже светодиодные ленты и отдельные диоды чаще обладают не тем набором длин волн, который нужен для растений.

Для декоративных растений

Для комнатных растений важна эффективность освещения не только для поддержания фотосинтеза и роста, но и для хорошего внешнего вида. Предпочтение отдается комбинированным вариантам освещения, в которых есть постоянный источник фитоизлучения в красном и синем диапазоне, а также сбалансированный белый свет с преобладанием зеленого оттенка.

Под такие требования подходят лучше всего светодиодные лампы и люминесцентные с комбинацией фито-нормализированных светильников с обычными.

Для плодоовощных культур

На передний план выходит эффективность роста и поддержка развития растений.

Для проращивания и вегетативного периода роста растений в освещении должен преобладать синий цвет. Для этого подойдут:

  1. Металлогалогенные лампы (от 4000 К) в сочетании с лампой накаливания или люминесцентной серии 840 или 954 (965).
  2. Люминесцентные фитолампы с преобладанием синего цвета.
  3. Синие светодиоды с охватом длин волн 400–480 нм.

Для цветения и плодоношения нужен больше красный цвет:

  1. Натриевые лампы с желтым светом + люминесцентные лампы серии 840.
  2. Газоразрядные лампы с температурой свечения ниже 3500 К.
  3. Индукционные люминесцентные лампы в комбинации синего и красного цвета 40% и 60% соответственно.
  4. Светодиодные лампы белого цвета с фито-люминофором теплого свечения.

Светодиоды и люминесцентные лампы позволяют максимально близко расположить источники света к растениям без опаски обжечь листья и побеги. В то же время свет от люминесцентных ламп легко распределяется отражателями, а светодиоды компактны, и их можно закрепить на подвижной арматуре, имитируя суточный цикл.

Все остальные источники света сложно уместить в компактные теплицы для проращивания. Потребуется активное проветривание и отвод тепла от осветительного прибора, а также применение инфракрасных фильтров, не допуская перегрев поверхности почвы и листвы.

рмнт.ру

rmnt.mirtesen.ru

Лампы для освещения растений

Ефименко Александр Александрович,
практикующий специалист по озеленению интерьеров и уходу за растениями

 

Окончание. Начало - в статье Освещение для комнатных растений.

 

 

Учет потребностей растений в определенном спек­тральном составе света необходим при правильном подборе источников искусственного освещения.

 

На лампах обычно бывает маркировка, обозначающая цветовую температуру (ССТ). Маркировка – 2500К говорит о том, что это лампа, у которой в спектре больше красных лучей, чем у лампы с маркировкой 7200К. На первых иногда пишут – лампа теплого цвета, на вторых – холодного. В таблице указано, как лампы делятся по этому показателю.

 

Другим параметром лампы является коэффициент цветопередачи (CRI - color rendering index). Этот параметр показывает, насколько близки цвета освещаемых объектов к истинным цветам. Эта величина имеет значение от нуля до ста. Чем этот показатель выше, тем «естественней» и привлекательней кажется растение. Маркировка /735 - означает лампу со значением CRI=70-75, CCT=3500K - лампа тепло-белого цвета; /960 - лампа с CRI=90, CCT=6000K - лампа дневного света.

 

Цветовая температура ламп различных типов

 

CCT (K)

Лампа

Цвет

2000

Натриевая лампа низкого давления (используется для уличного освещения), CRI

Оранжевый - восход-заход солнца

2500

Натриевая лампа высокого давления без покрытия (ДНаТ), CRI=20-25

Желтый

3000-3500

Лампа накаливания, CRI=100, CCT=3000К
Люминесцентная лампа тепло-белого цвета (warm-white), CRI=70-80
Галогенная лампа накаливания, CRI=100, ССТ=3500K

Белый

4000-4500

Люминесцентная лампа холодного цвета (cool-white), CRI=70-90
Металлогалоидная лампа (metal-halide), CRI=70

Холодно-белый

5000

Ртутная лампа с покрытием, CRI=30-50

Светло-голубой - полуденное небо

6000-6500

Люминесцентная лампа дневного света (daylight), CRI=70-90

Металлогалоидная лампа (metal-halide, ДРИ), CRI=70

Ртутная лампа (ДРЛ) CRI=15

Небо в облачный день

 

В фитолампах спектр оптимизирован для растений. При одинаковой мощности специальная лампа дает больше "полезного" для растений света, чем обычная. Там нет зеленых и желтых лучей. Практически весь свет поглощается растением, его листья ничего не отражают и кажутся черными. С точки зрения энергосбережения это хорошо. И для растений это неплохо. Но декоративность при этом теряется. Если вы установите более мощную лампу с высоким коэффициентом цветопередачи, то в ее спектре будут все необходимые составляющие, и положение будет исправлено.

 

Характеристики разных типов ламп

 

Кратко о достоинствах и недостатках разных типов ламп с точки зрения их использования в качестве осветительных приборов для растений в помещении.

  • Лампы накаливания дают свет со спектральными характеристиками, близкими к солнечному свету. Но более 90% всей потребляемой энергии уходит в тепло, поэтому листья растений около них высыхают. При попадании на них капель воды лопаются.
  • Галогеновые источники света - это лампы накаливания, в баллон которых добавлены пары галогенов (брома или йода). Их свет имеет удовлетворительный спектральный состав, приближающийся к солнечному, почти так же как у обычных ламп накаливания. Требуют дополнительной защиты от загрязнений, случайных прикосновений и контакта с легкоплавкими материалами, влаги. Выделяют много тепла. Хороши для избирательной подсветки объекта.
  • Лампы люминесцентные (дневного света, трубки). Газоразрядный источник света, в котором электрический разряд в парах ртути создаёт ультрафиолетовое излучение, преобразующееся в видимый свет с помощью люминофора - например, смеси галофосфата кальция с другими элементами. Имеют удовлетворительный спектральный состав. Более экономичные, чем лампы накаливания. Переносят загрязнения и попадание капель воды при опрыскивании растений. Требуют специального крепления при монтаже.
  • Фитолампы, обычно те же газоразрядные люминесцентные трубки, дают свет, практически полностью поглощаемый зеленым листом. При таком освещении растения привлекательно не выглядят, но достаточно хорошо растут. Довольно экономичны.
  • Компактные люминесцентные лампы часто называют энергосберегающими. Как правило, это лампы со стандартным цоколем (Е27). Также имеют удовлетворительный спектральный состав. Малое количество выделяемого тепла. Способность переносить попадание капельной влаги. Монтируются в стандартные осветительные конструкции.
  • ДРИ – металогалогеновые лампы высокого давления имеют большую световую отдачу и, с точки зрения человеческого глаза, лучшие спектральные характеристики, чем лампы ДНаТ. Как и другие виды разрядных ламп, металогалогеновые лампы нуждаются в применении специальных устройств для инициирования разряда (ПРА), иногда называемых балластом. Кратковременные перебои в электроснабжении вызывают погасание МГЛ. К такому же исходу может привести сильная вибрация, особенно опасная для ламп с длинной дугой, работающих в горизонтальном положении. Опасным для МГЛ является акустический резонанс, возникающий при питании лампы переменным током некоторой частоты (в акустическом диапазоне).
  • Лампы ДНаТ (лампы натриевые высокого давления), применяются с пускорегулирующим аппаратом (ПРА) и обладают самой высокой световой отдачей среди всех газоразрядных ламп. Первое усложняет монтаж, второе снижает энергопотребление в пересчете ватт на люкс. Они используются в промышленном растениеводстве, давая свет спектрального состава, приближенного к солнечному.
  • Светодиодные лампы (LED). Основные их достоинства – высокая светоотдача (КПД – 0,68) и относительная долговечность. Но интенсивность светового потока у LED-ламп пока еще низка. Их спектральные характеристики редко подходят для растений. LED-лампы тепло-белого света (FaOm-8W-ww) имеют Ra = 83. Их слабое место – цветопередача красных (R9) и синих цветов (R12). Тёпло-белые светодиодные лампы превосходят компактные люминесцентные лампы теплого белого света по цветопередаче жёлто-зеленых (R3), жёлтых (R10), синих (R12) и тёмно-зелёных цветов (R14). Но именно эти цвета растениями не потребляются. Есть светодиодные лампы с «исправленной цветностью», где улучшена цветопередача и к синему светодиоду с жёлтым конверсионным люминофором добавлен свет красного светодиода с λмакс = 625 нм. Возможно, за ними будущее.

По нашему мнению, на сегодняшний день оптимальными для освещения растений в помещениях будут энергосберегающие лампы, которые обеспечивают удобный монтаж и дают хорошие спектральные характеристики с точки зрения жизнедеятельности и декоративности растений. При освещении зимних садов лучше использовать лампы ДНаТ, которые также выпускаются со стандартным цоколем Е27. Их балластные устройства (ПРА) можно разместить на достаточном расстоянии от источника света и хорошо задекорировать.

 

Длина светового дня

 

Важными характеристиками светового режима является его суточная и сезонная динамика. Длина светового дня (фотопериод) меняется в течение го­да. В умеренных широтах самый короткий день ра­вен 8 ч, а самый длинный - более 16 ч. расположение окон и количество света

 

Для закладывания цветочных почек, цветения и созревания плодов большинству растений нужен солнечный свет, но есть и такие, которым необхо­дима темнота.

 

По степени отношения к световому режиму выделяют растения длинного дня, которые могут цвести и плодоносить с наступлением длинного светового периода и короткой ночи, т.е. с ранней вес­ны до начала осени. Редис - хорошо известный пример такого растения в средних ши­ротах. Обратите внимание, что плодоношение – это не образование корнеплода, а образование семян. Из комнатных растений наиболее известны: гортензия, глоксиния, сенполия, каль­цеолярия, цинерария.

 

Растениям короткого дня (зигокактус, каланхоэ, азалия, пуансеттия и др.), для того чтобы зацве­сти, необходим 8-10-часовой световой день. Длин­ный световой день вызывает у них усиленное разви­тие листьев, способствует фотосинтезу, накоплению вегетативной массы. Растения, не требовательные к длине дня, цветут как при длинном, так и при ко­ротком световом дне (розы, бегония вечноцветущая, абутилон). Есть растения, которые зацветают лишь после чередования длинных и коротких дней, когда короткие зимние дни сменяются длинны­ми весенними (пеларгония крупноцветковая) или требуют обратного чередования, т.е. цветут только зимой (камелия, цикламен).

 

Регулировать долготу дня можно таймерами различных типов.

 

Иногда при оформлении интерьера правила эс­тетики требуют определенного размещения расте­ний, которое совершенно не соответствует требо­ваниям к освещенности. В этих случаях подбирают такие виды растений, которые более продолжительное время могут выдерживать отсутствие света, или же через какое-то время одни растения заменяют­ся другими. Возможно, в этих обстоятельствах использовать искусственные или стабилизированные растения будет более предпочтительно. Но это уже другая история.

 

Фото авторов

www.greeninfo.ru

Свет для выращивания растений. Обзор типов ламп

Свет для выращивания растений. Обзор типов ламп. Если производитель, садовод или просто гровер - аматер не имеет возможности выращивать свой любимый цветок или растение в саду на открытом воздухе, или просто не имеет времени на поиск подходящего места для наружного роста, существует еще один способ как вырастить свой собственный, хороший урожай, относительно легко, и не выходя из дома.

Речь идет о так называемом закрытом культивировании. Это искусственное имитирование природы и ее естественного поведения. Но с одной большой разницей. В природе, производитель ограничивается различными внешними факторами, такими, как плохая погода, дикие животные, воры и завистливые соседи, которые постоянно заинтересованы в таинственных растениях, которые растут за забором. В домашней обстановке не предпринимаются никакие действия, которые могли бы нанести вред растениям. Производитель имеет возможность проверить свои навыки и искусственно стимулировать условия выращивания в целях создания более красивых и более продуктивных растений.

Основным условием для того, чтобы начать выращивать растения, является необходимое количество солнечного света. Это излучение может быть смоделировано искусственным освещением, которое дает подобный солнцу спектр света. При искусственном освещении садовод определяет, какой спектр света для растения в конкретный период времени будет наиболее подходящим.

Для роста и цветения растений подходят три типа освещения: лампы высокого напряжения, люминесцентные лампы, LED и плазменные лампы.

Растения не могут существовать без света, потому что свет является одним из основных факторов для их развития. Свет является источником энергии, который имеет важное значение для фотосинтеза.

Фотосинтез представляет собой совокупность этих процессов - поглощения, преобразования и использования энергии света с помощью квантовых различных реакций с участием превращения диоксида углерода в органические соединения. Другими словами, это процесс образования органических соединений на основе углекислого газа, воды, тепла и света, энергии.

Чтобы правильно выбрать освещение, необходимо ознакомиться со всеми видами ламп.

Газоразрядные лампы высокого напряжения (HID/High-intensity discharge lamps) классифицируются в зависимости от горелки и газа, содержащегося в них:

Ртутная газоразрядная лампа (MV/Mercury-Vapor lamps)

Ртутная газоразрядная лампа была разработана в качестве первой газоразрядной лампы в 1959 году. Ртутные лампы излучают свет в основном в синей и ультрафиолетовой невидимой части спектра. Эти лампы имеют низкий световой поток (около 65 лм / Вт). Такой свет по сравнению с металлогалогенными и натриевыми лампами (около 150 лм / Вт) для растениеводства считается слабым.

Металлогалогенные газоразрядные лампы (MH/Metal-Halide lamps)

Первые лампы MH были сконструированы где-то в начале 60- лет. Металлогалогенные лампы характеризуются "белым" цветом света, который, на первый взгляд отличается от, например, натриевых ламп. Металлогалогенные лампы имеют синий спектр света, а их цветовая температура составляет 6000 К и более. Синий спектр имеет положительное влияние на корневую систему растения, в результате чего способствует лучшему ветвлению и коротким междоузлиям. Растения под такой лампой ниже, но ветвистей. На стадии цветения, однако, такие лампы зачастую оказываются неподходящими.

Металлогалогенные лампы отлично подходят для использования при укоренении черенков и саженцев. Маленькие растения не тянутся к свету и с самого начала начинают хорошо ветвиться. Использовать этот тип ламп также рекомендуется для материнских растений, которые гарантируют больше побегов и быстрый рост растений.

Горелка внутри лампы имеет форму колбы. Колба заполнена смесью ртути, аргона и галогенидами металлов (например, соединений металлов с бромом или йодом).

Эти лампы имеют мощность 150 Вт, 250 Вт, 400 Вт, 600 Вт, 1000 Вт и имеют цветовую температуру 4000 К.

Натриевые газоразрядные лампы (HPS/High-Pressure Sodium lamps)

Натриевые лампы появились на рынке где-то в начале 70-х годов, и сегодня являются наиболее широко используемым типом освещения в мире для выращивания растений. Это главным образом потому, что они имеют самую высокую светоотдачу (около 150 лм / Вт), а также испускают FAR излучение наиболее подходящее для правильного фотосинтеза. Свет у HPS ламп имеет преимущественно красный спектр, который подходит для фазы цветения растения. Цветовая температура лампы изменяется в диапазоне от приблизительно от 2000 К до 2900 К и производит свет ярко-желтого цвета.

Горелка в натриевой лампе в основном из корунда.

Натриевые лампы производятся мощностью 70 Вт, 150 Вт, 250 Вт, 400 Вт, 600 Вт, 750 Вт и 1000 Вт, они могут быть использованы на стадии роста, при условии, что растения будет иметь больше междоузлий и, как правило, будет тянуться к свету.

Преимущества газоразрядных ламп по сравнению с другими источниками света действительно высоки. Эти лампы используются при выращивании в комнатах, а также в больших теплицах, предназначенных для коммерческого выращивания. К недостаткам можно отнести высокую рабочую температуру.

Вторым наиболее широко используемым источником света подходящим для выращивания растений являются линейные и компактные люминесцентные лампы, которые иногда также называют ресурсосберегающими, энергосберегающими, компактными люминесцентными и т.д.

Эти лампы имеют большое преимущество в том, что они не производят такого теплового излучения, как в случае HPS и MH ламп. Таким образом, их можно использовать для культивирования и в очень малом пространстве вблизи вершин растений, без опасения ожогов.

Использование люминесцентных ламп не определяется исключительно микро выращиванием. Производители освещают ими материнские растения, укорененные черенки и молодые саженцы. Но это еще не все. Благодаря своей разнообразной цветовой температуре, такие лампы могут быть использованы на всех этапах жизни растений.

Люминесцентные лампы относятся к категории ртутных ламп низкого давления и разделяются на компактные и линейные.

Люминесцентные лампы

Эти лампы широко используются с первых дней выращивания в закрытом помещении.

Флуоресцентные лампы, упоминаются, как люминесцентные лампы, имеют трубки, изготовленные из стекла и заполненные смесью паров ртути и аргона. В этих лампах светящийся разряд, испускает излучение главным образом в ультрафиолетовой части спектра. Это излучение обусловлено фосфором, который находится внутри трубы и производит свет в видимом спектре. На обоих концах флуоресцентных трубок размещены электроды, которые проводят электрический ток.

Люминесцентные лампы для выращивания обычно производятся с мощностью 18, 36 и 54 Вт, а их длина составляет 60 или 120 см.

Компактные люминесцентные лампы (CFL – Compact Fluorescent Lamps)

Если производитель ищет компактную люминесцентную лампу с достаточной мощностью и правильной цветовой температурой в обычном хозяйственном магазине, вероятно, поиск напрасен. Однако, этот недостаток был недавно решен производством более прочных компактных люминесцентных ламп, которые являются не только подходящими для выращивания, но и для группы производителей являются предпочтительнее других. Лампы наполнены малым количеством ртути и инертного газа, их можно приобрести только в специализированных магазинах.

Компактные люминесцентные лампы имеют в наличии следующие цветовые температуры:

2700 К - красный спектр света, пригодный для стадии цветения.

4000 К - двойной спектр света, для роста и цветения.

6400 K - синий спектр света, подходит для фазы роста.

14000 K - белый спектр света, подходит для укоренения черенков, саженцев и материнских растений.

Следует отметить, что при использовании комбинированных компактных люминесцентных ламп результаты будут ниже, а период жизни растения от посадки до урожая увеличится. Поэтому, рекомендуется использовать лампу, с синим спектром для роста, и с красным спектром для цветения.

CFL лампы, пригодные для выращивания, в настоящее время коммерчески доступны с мощностью 125 Вт, 200 Вт, 250 Вт.

Компактные люминесцентные лампы нужно менять чаще, чем линейные. Гарантированное время работы составляет около одного года в зависимости от времени использования. Затем интенсивность этих ламп достаточно быстро снижается.

На рынке также заняло достойное место LED освещение, однако, для некоторых LED представляет собой будущее в области растущих технологий, а для некоторых раздутые ожидания.

Осознание того, что в выращивании растений может быть использовано LED освещение(Light Emitting Diode) в настоящее время уже достаточно обширно. Однако лишь немногие люди знают, в чем преимущества и недостатки этого светодиодного варианта.

LED - электронный полупроводниковый прибор, который при прямом направлении тока, излучает световые лучи. С первый типом LED человечество познакомилось в 1962 году и с тех пор продолжается эволюция данного вида освещения. В настоящее время светодиоды имеют яркость 100 люмен на ватт, это достаточный показатель для культивирования. Конструкция LED представляет собой светодиодный чип (или комбинацию чипов) покрытый эпоксидной смолой с желаемыми оптическими свойствами. Некоторые производители также используют оптические свойства линз, чтобы усилить интенсивность света, сосредоточенного в одном месте. Наиболее распространенная мощность светодиодов, которые установлены в панели 1 и 3 Вт в некоторых странах доступны светодиоды с мощностью 6 Вт.

Светодиодные панели по сравнению с лампами HID имеют одну интересную особенность, они не выдают тепловое излучение, что является большим преимуществом для производителей, которые постоянно страдают от высокой температуры в комнате. К тому же, общее потребление лампой электроэнергии меньше.

LED полностью отличается от других источников света отсутствием нити накала вольфрама, который горит или падает с течением времени и отсутствием газообразных компонентов, что делает лампу более долговечной. Кроме того, в связи с тем, что светодиод имеет свой главный компонент (диод) скрытый под слоем эпоксидной смолы, становится нерушимым компонентом. Мнения о продолжительности жизни LED весьма разнообразны. В целом, однако, около 50000 часов работы.

Преимуществом LED панелей является комбинация диодов с разными цветовыми спектрами, благодаря которым такое освещение подходит для всех этапов жизни растений. Панели, оснащенные светодиодной подсветкой, имеют превосходную глубину. Возможно, из-за вышеупомянутой линзы, панель можно повесить над растениями, и достичь хорошего освещения нижних почек (в зависимости от типа и мощности на панели).

Однако такое освещение имеет и свои недостатки, например высокая стоимость, препятствует садоводам приобрести светодиодную панель. Многие производители любят экспериментировать и пробовать новые технологии, но из-за их высокой цены, им приходиться думать дважды, прежде чем сделать такую покупку.

Поскольку светодиодные панели изготавливаются в различных формах (круглые, квадратные, прямоугольные), они излучают свет только под определенным углом, поэтому довольно трудно достичь воздействия на всю площадь выращивания.

Одной из самых величайших новинок в свете растущих технологий является LEP (Light Emitting Plasma).

LEP также известна как плазма, сульфидная лампа, серная лампа сера и т.д. Некоторые производители также обозначают такую лампу как PLS (Plasma Light Systems). Несмотря на различную терминологию, этот один и тот же продукт, действие которого основано на микроволнах и сере.

Плазма самое большое новшество среди растущего света, она появилась на рынке в 1990 году. К сожалению, в том же году лампы были сняты с продажи в связи с коммерческим провалом, а позже вернулись на рынок.

Эта система освещения производит свет в очень широком диапазоне FAR (полезным для растений), близком к спектру солнца. Имитация солнечного излучения, первоначальное намерение практически всех производителей LEP.

Цветовая температура плазменной лампы LEP приблизительно 5600 К, что позволяет предположить, что она предназначена для фазы роста. Производитель рекомендует использовать этот свет для фазы роста и после перехода в стадию цветения стоит использовать HPS. Если вы решите питать растение плазменным светом и во время цветения, вы должны быть готовы к очень низкой урожайности, однако с высочайшим качеством. Отличные результаты, достигаются при использовании LEP в качестве освещения для материнских растений и черенков.

www.ya-fermer.ru

Искусственное освещение для растений - вся правда которую нужно знать. Фитолампы, спектр и время освещения.

Большую часть года, света для растений очень мало. И те, кто выращивают их круглогодично в закрытых помещениях, а не по сезонно на улице, сталкиваются из-за этого с большими проблемами.

Единственный выход их решить — это использовать искусственные источники света. Какие из них лучше выбрать и на что ориентироваться?

КПД, безопасность и расход энергии

В первую очередь, рядовой обыватель обращает внимание на уровень потребления электроэнергии. Чем больше у вас будет растений, тем больше потребуется светильников и лампочек для них.

Неохота платить за электричество больше стоимости урожая. Поэтому при покупке светильников, большое внимание уделяют такому параметру как КПД лампочки.

Всем известные лампочки-груши с нитью накаливания, в процессе работы очень сильно нагреваются. Связано это с тем, что в них большая часть эл.энергии преобразуется не в свет, а в бесполезное тепло.

Поэтому постепенно от них начали отказываться и стали переходить на энергосберегающие лампы. Их КПД примерно в 4 раза выше, чем у обычных.

Однако по факту, мы получили те же самые люминесцентные лампы, хоть и меньшего размера, но содержащие ртуть. Если такая лампочка разобьется, вам придется срочно принять меры безопасности и провести так называемую демеркуризацию всего помещения.

Не только сама ртуть, но и ее пары ядовиты для человека. И даже в сверхмалых концентрациях могут вызвать тяжелые последствия.

Поэтому впоследствии им на замену пришли более безопасные светодиодные источники света. А специально для растений были разработаны фитолампы.

У светодиодов также высокий КПД и минимальный нагрев. А самое главное, они по-прежнему совершенствуются и улучшают свои характеристики год от года.

Какой цвет лучше для растений

Однако как оказалось, КПД лампочки это не главное в правильном выращивании растений. Самое важное — это их спектр и насколько он отличается от естественного солнечного излучения. Ведь именно к нему привыкли все цветы, овощи, фрукты, ягоды.

Что же прячется за таким научным названием как спектр излучения? Чтобы понять это, придется вспомнить что такое свет? А свет — это не что иное, как электромагнитная волна.

Причем каждый цвет имеет определенную длину волны, отсюда и получается радуга. Однако разная длина означает не только разный цвет, но самое главное — разное количество энергии.

Волны с меньшей длиной содержат в себе больше энергии.

Если все цвета условно представить не в виде привычной прямой линии, а в виде шариков, то синий шарик будет самым большим по размеру. Зеленый поменьше, а красный окажется самым маленьким.

Все цвета всегда упрощают именно до этих трех видов R-G-B:

Почему синий шарик окажется самым объемным? Потому что длина его волны самая маленькая. Она меньше чем у зеленого цвета. А у зеленого в свою очередь, меньше чем у красного.

В итоге и получается, что красный цвет несет в себе меньше энергии, а синий больше всего.

И тут у многих может возникнуть логичный вопрос: "А есть ли разница в том, каким именно спектром освещать растения?" И если есть, можно ли эти знания как-то применить с пользой для дела?

Ведь если какой-то цвет окажется более эффективным, то нет ничего проще, как направить всю энергию на растение только от него. Если синий цвет самый "жирный", достаточно засвечивать растения только им и получать шикарный урожай круглый год.

Однако все оказывается не так просто. Здесь нужно учитывать еще одну характеристику света - его качественный или спектральный состав.

Поглощение света растениями и фотосинтез

Чтобы понять как отдельные цвета влияют на эффективность фотосинтеза, проводились научные эксперименты. Из целого листа выделялись отдельные чистые хлорофиллы. После чего, в течение длительного времени, их засвечивали светом различного спектра и проверяли результаты.

При этом в первую очередь, смотрели на эффективность поглощения СО2, то есть интенсивность фотосинтеза. Ниже представлен итоговый график такого эксперимента.

Из него видно, что хлорофилл в основном поглощается в синей и красной областях. В зеленой области эффективность минимальна.

Однако на этом не остановились и провели еще один эксперимент. В растениях также содержатся каротиноиды. Они хоть и играют незначительную роль, но и про них забывать не стоит.

Так вот, аналогичный опыт с каротиноидами показал, что ранее выделенные пигменты листа, поглощают в этом случае свет преимущественно в синей области спектра.

Посмотрев на это, все дружно решили что зеленый цвет абсолютно бесполезен и им можно пренебречь. Основной упор все специалисты предлагали делать только на синий и красный свет.

И соответственно более правильным считалось выбирать лампочки, которые излучают именно эти спектры больше всего.

Но как оказалось, изначальная ошибка экспериментаторов закралась в том, что они использовали не весь лист целиком, а выделяли из него пигменты и смотрели результаты только по ним.

На самом деле, в цельном листе свет очень сильно рассеивается. Провели еще опыты, но уже смотрели на весь лист и использовали разные растения. В итоге получили данные, которые более точно показывали насколько эффективно свет поглощается всем листком, а не его отдельными "кусочками". 

С одной стороны, здесь опять доминируют синий и красный свет. Отдельные пики потребления фотонов доходят до 90 процентов.

Однако к удивлению многих, и зеленые лучи оказались не столь бесполезны как думали раньше. Дело в том, что благодаря своей проникающей способности, зеленый снабжает энергией более глубокие участки листвы, куда не долетают ни красный, ни синий.

Таким образом, если полностью отказаться от зеленого, вы можете ненароком погубить растение, и даже не будете понимать в чем причина.

Получается, что все цвета R-G-B нормально усваиваются листьями и нельзя выбрасывать какой-то один из них. Вот только необходимость энергии на разных цветах у разных растений не равноценна.

Какой свет больше всего нужен растениям

Для того чтобы объяснить это более наглядно и понятнее, проведем аналогию с чем-то съедобным. Допустим у вас на столе лежит спелый персик, ягода малины и груша.

Для вашего желудка все равно что вы съедите. Он одинаково хорошо переварит все ягоды и фрукты. Но это не означает, что для вас в последствии не будет никакой разницы. Разные продукты все равно по-разному влияют на ваш организм.

Съесть 10 ягод клубники это не то же самое, что 10 груш или персиков. Вы должны найти определенный баланс.

То же самое происходит и со светом для растений. Ваша задача грамотно подобрать, насколько каждого света должно быть в общем спектре. Только таким образом можно рассчитывать на быстрый рост.

Самый главный вопрос - какой свет будет считаться лучшим? Казалось бы, что тут гадать. Лучший вариант это солнечный свет и его близкие аналоги.

Ведь миллионы лет растения именно под ним и развивались. Однако посмотрите на картинку ниже. Вот как реально выглядит интенсивность солнечного света.

Видите, насколько здесь много зеленого. А как мы выяснили ранее, он хоть и полезен, но не в такой степени как другие лучи. Когда говорят, что солнечный свет самый эффективный и нечего отступать от матушки природы, не учитывают один простой факт.

В реальной жизни, а не в экспериментах, растения адаптируются не только к солнечному свету, но также и к условиям окружающей их среды, в которой они произрастают.

Допустим на глубине водоема, где растет какая-то зелень, доминирует синий цвет. А вот в лесу под кроной деревьев, уже победителем выходит зеленый.

Поэтому мнение, что солнечный свет самый лучший, в корне не верно. Здесь нужно больше говорить о том, что он самый универсальный и подходит абсолютно для разных условий.

А вот по поводу его эффективности в отдельных случаях возникают существенные вопросы. Вот оптимальное распределение спектров для двух самых популярных у нас овощей - огурца и помидора:

Всего на этих двух элементарных примерах между огурцом и томатом хорошо видно, насколько у них разная потребность. И если одной и той же лампочкой засвечивать оба овоща сразу, то результаты будут совершенно непредсказуемыми.

Суточные ритмы

Кроме правильно подобранного спектра, важную роль играет еще два параметра - время и ритм освещения.

Все растения изначально произрастали на улице при естественном солнце. А солнце как известно не висит в зените 24 часа в сутки. Утром всходит, а вечером заходит. То есть естественная интенсивность освещения сначала постепенно растет, а во второй половине дня, достигнув своего пика, начинает падать.

Это и есть так называемый ритм. И растения его хорошо чувствуют. Измените ритм, не меняя ничего другого, и ваши овощи могут начать болеть, почувствовав себя "не в своей тарелке".

Поэтому опытные садоводы выделили три группы растений - короткого, длинного и нейтрального дня.

Вот их некоторые разновидности:

Длинный день - это когда интенсивность света наблюдается более 13 часов. Короткий - до 12 часов. Растениям для нейтрального дня все равно когда созревать, хоть при коротком, хоть при длинном.

Не будете соблюдать заданный природой цикл и у вас упадет урожайность. Сами растения будут какими-то карликовыми.

Поэтому мало просто купить супер разрекламированные сорта, правильно их высадить, удобрять и поливать.

Как оказывается, еще нужно их правильно освещать. Причем и здесь нет универсального светильника для больших групп растений, везде требуется индивидуальный подход.

Только в этом случае результат вас порадует и вкусом и размером.

svetosmotr.ru

Какая цветовая температура лучше для растений — Огород и прочее

Дополнительное освещение комнатных растений – гарантия их полноценного роста и развития. Свет – это энергия, жизненно необходимая для обеспечения природного процесса фотосинтеза. Рассмотрим правила выбора лампы для цветка.

Летом зеленые обитатели квартир получают его в одностороннем порядке из окна, сквозь которое пробиваются солнечные лучи. С приходом холодов – они находятся в постоянной полутьме, тратят лишние силы, не цветут, плохо растут.

Исправить ситуацию можно путем создания искусственного освещения.

Содержание статьи:

Как выбрать освещение для комнатных цветов

Чтобы выбрать полноценную замену солнечным лучам, следует знать, что свет обладает двумя характеристиками – спектр и световая мощность. Нужно правильно подбирать эти параметры, учитывая стадии развития комнатного растения.

Рассаду легче выращивать при правильно подобранном освещении

Особенно нужен дополнительный свет молодым саженцам. Он влияет на деление, растяжение и формирование клеток.

Для проращивания семян, роста рассады необходимо больше синего спектра. Только он может обеспечить активный фотосинтез и соответственно активный рост. Мощность прибора на этом этапе может быть небольшой – до 200 Вт.

При красном спектре побеги становятся крепче, усиливается цветение. Но нельзя рассматривать отдельно каждый спектр. Хлорофилл под влиянием разных частей спектра поглощает свет, трансформируя энергию.

Поэтому искусственное освещение должно соответствовать спектру дневного света.

Лампа и ее цветовая температура

Пора рассмотреть виды ламп их температуру. Она измеряется в кельвинах (К). Существуют такие:

Лампа накаливания

Выбирать ее для подсветки зеленых насаждений – плохая затея. Она сильно выделяет тепло. Растение вытягивается. Есть опасность обжечь листья. Температура 40 Вт лампочки – 2200 К, 60 ВТ – 2680 К.

Минусов больше, чем плюсов: хрупкость, небольшой срок службы, при перепадах электроэнергии быстро перегорает.

Классическая лампа накаливания
Люминесцентная лампа
Газоразрядный свет

Люминесцентные

Представленные двумя видами: общего и специального предназначения. Отличаются только покрытием, нанесенным на стеклянную колбу. Считается, что покрытие на лампах специального назначения приближает их к нужному спектру.

Из плюсов: хорошо отдает свет, у них низкая теплоотдача, экономичность.

К минусам – для работы требуется балласт (специальная аппаратура). Они бывают электромагнитными и электронными – ЭМПРА и ЭПТРА (указано на упаковке). Излучают теплый и холодный цвета и соответствуют подходящим спектрам.

Совмещают два типа ламп. Температура лампы мощностью 200 Вт теплого цвета – 3000 К, холодного – 3500 К.

Газоразрядные

Используются в основном профессионалами в теплицах, оранжереях, зимних садах. Дома использовать можно только в нежилом помещении, поскольку сильная яркость больно режет глаза.

Бывают ртутные, которые излучают в 2 раза меньше светового потока, чем натриевые лампы. Их спектр не подходит для рассады.

Натриевые более соответствуют солнцу. Металлогалоидные самые дорогие среди газоразрядных приборов. Подходят больше для вегетативного роста.

Готовые светильники

В специализированных магазинах можно приобрести готовые приборы. Лидируют – светодиодные светильники. Они излучают поток нужного спектра.

Из плюсов – экономичны, экологические, энергосберегающие с длительным сроком службы. В 10 раз меньше потребляют электроэнергии, чем люминесцентные. Без перерыва могут работать до 100000 часов.

Нагреваются максимум до 35 градусов. На 1 диод потребляют 1 Вт в час. Для сравнения люминесцентная – 15 – 65 Вт в час.  КПД светодиодов – 95%. Вкручивается лампочка в обычный патрон.

Готовые светильники подключаются к обычной сети. Существуют разных размеров и мощностей, что позволяет подобрать как для одного цветка, так и для полки или стеллажа (продают целые панели).

Разнообразный дизайн таких приборов позволяет подобрать их под общий стиль комнаты.

 

Минусы светодиодных светильников

высокая цена
смешивание синего и красного цветов создает разные оттенки (фиолетовый, розовый, пурпурный)

Они подходят растениям, но неприятны человеческому глазу

Светодиодный светильник

Как сделать подсветку на подоконнике

Современные приборы позволяют сделать подсветку даже на обычном подоконнике своими руками. Для этого необходимо:

  1. Подобрать растения одинаковые по высоте.
  2. Купить недорогие светильники.
  3. Расставить горшки, ящики на подоконнике, за ними у окна разместить фольгу или зеркало для отражения лучей.
  4. Расположить светильники с двух сторон подоконника.

Можно подключать к электросети.

Делая подсветку с помощью светодиодных лент, следует знать, что подключать к розетке напрямую нельзя. Для них нужен специальный блок для трансформации напряжения.

Особенности освещения зимой

В холодное время количество часов для подсветки продлевается. Зимой выбор прибора зависит от температурной особенности растения. Теплолюбивые могут зимовать при совсем малом снижении тепла и светового дня.

Они должны получать освещение на протяжении 12 часов. Проводят его утром и вечером.

В статьях об уходе за цветами мы нередко раскрываем особенности их зимовки. Так, мы говорили о роли дополнительного освещения, когда рассказывали, в чем заключается зимний уход за азалией.

В зимнее время года растениям требуется больше света, чем летом

В чем особенность правильной подсветки

Правильная подсветка зависит от самого зеленого обитателя. Надо найти подробную информацию о нем, только после подбирать подходящий прибор.

Главная особенность дополнительной подсветки – компенсировать недостаток солнца. Следовательно, нужно знать сезонные нормы. Это определяет эффективность искусственного света зависит от длительности дня и ночи в разные времена года, его интенсивности, потребности самого цветка.

Правильная подсветка должна быть хорошим стимулятором роста.

Полезные советы по подсветке

Не все растения приспосабливаются к нехватке света. Своим видом они указывают на возникшую проблему.

Учитывая уровень освещенности, можно установить правильно прибор для поддержки зеленого обитателя.

Признаки нехватки света

По внешнему виду растения можно определить хватает ли ему света.

Нехватку отображают:

  • Вытянутые побеги.
  • Мелкие бледные листья.
  • Редкие цветки или их отсутствие у цветущих видов.
  • Длинные междоузлия.
  • Пожелтение, опадание, засыхание нижних листьев.
  • Пестрые листики постепенно темнеют, приобретают зеленый цвет.

Заметив такие признаки, нужно дать зеленому другу дополнительный свет.

Точно измерить количество света в помещении можно с помощью люксметра. Прибор даст точные показания.

Какой уровень освещенности необходим цветам

Освещенность измеряют в люксах. В природе его уровень достигает 100 000 люкс. Такая интенсивность не обязательная для цветов.

Зимой для растений достаточно:

Тенелюбивые 700 – 1000 Л
Теневыносливые 1000 – 2000 Л
Светолюбивые От 2500 Л

Это минимальный уровень для поддержания жизнедеятельности. Цветущим понадобится увеличивать уровень освещенности даже до 9000.

Как установить осветительный прибор в квартире

Устанавливая светильники, следует знать, что при увеличении расстояния от цветка до лампы в 2 раза, уменьшается интенсивность света в 4 раза.

Учитывайте расстояние до светильника, чтобы растение ни обжигалось, ни тянулось

Когда на листьях видны ожоги, значит прибор находится слишком близко. Вытянутые стебли говорят, что лампа находится далеко.

Чтобы избежать искривления, лампу следует размещать сверху. Минимальное расстояние к теплолюбивому – 15 мм, теневыносливому – 55 мм.

Правило трех «Ф» для растений

Правильное развитие цветов зависит от трех процессов:

  • Фотосинтеза, в котором преобладает красный свет. Он ускоряет обмен веществ.
  • Фотоморфогенеза, определяющий рост и развитие. Когда не хватает синего спектра – листья недоразвитые, стебли вытягиваются.
  • Фотопериодизма, учитывающего реакцию растений на соотношения дня и ночи (светлого и темного периода).

Каждому зеленому жильцу нужен индивидуальный подход: разный период освещения, количество световых часов, конкретное время. Изучив все детально о каждом цветке, обитающем в доме, можно подобрать нужную лампу.

Полезные советы: помощь своими руками

Чтобы зеленые друзья хорошо себя чувствовали в квартире в любое время года надо:

  • Дать возможность дольше улавливать свет с помощью дополнительных приборов. Им нужны разные цвета спектра для роста и развития.

Не нужно постоянно включать лампы в темную пору. 12 – 14 часов достаточно для нормальной жизни. Ночью происходят немаловажные процессы важные для жизни.

  • Для рассеивания можно сделать матовый экран, который создаст универсальное свечение для любого зеленого обитателя.
  • При искусственном освещении важно составить график. Он не даст сбить жизненный ритм.
  • Обыденная уборка окна, чистка стекол экономят электроэнергию, пуская больше дневного света.
Мойка окон позволит получить больше солнечного света, что также полезно питомцам

Если правильно подобрать дополнительную подсветку, то комнатные «питомцы» порадуют внешним видом.



Source: proklumbu.com

ogorod.ahuman.ru

Инфракрасный свет для растений. Почему нужен красный и синий спектр при выращивании растений

Дорогой гровер. Не секрет, что ключевым фактором хорошего гровинга является освещение. Специально для тебя мы представляем статью, где вся необходимая информация собрана воедино. О неотъемлемой части выращивания читайте ниже.

Спектр света и расположение ламп

В общечеловеческом понимании, свет – это та часть электромагнитного излучения, которая видна человеческому глазу. Длины волн ~380-780нм. Волны разной длины в оптическом диапазоне воспринимаются глазом как отдельные цвета, все вместе – как белый свет.

По этой причине металлосодержащие лампы характеризуются особенно высокой эффективностью. Недостатком ламп является то, что полная яркость достигается всего через несколько минут после включения. Другим недостатком является то, что после выключения галогенида металла немедленное переключение невозможно. Кроме того, типы света не считаются общим предложением освещения помещения, а скорее неприятными.

Однако эти недостатки не важны для постоянного использования в качестве освещения завода. Свет, создаваемый газовыми лампами высокого давления, очень похож на естественный солнечный свет. Для освещения растений могут использоваться только пары металлов, которые дают холодный белый свет растениям. Голубой свет, который также производится в небольших количествах металлическими паровыми лампами высокого давления, может быть поглощен и использован растениями в небольших количествах. Металлические паровые лампы являются дорогостоящими и труднодоступными.

Однако в биологии и других естественных науках, этот термин понимается гораздо шире - к этому излучению также примыкают невидимые части спектра. И все части цветового диапазона играют важную роль в существовании любых видов организмов.

Свет является одним из самых главных условий существования и развития растений, благодаря ему в зеленых листьях растений проходят фотохимические реакции фотосинтеза. В ходе процесса фотосинтеза из воды и углекислого газа синтезируются сложные органические вещества, которые крайне необходимы для роста и развития растений.

Интересно знать, что происходит на эту тему в науке. Новая рейнская газета сообщает о «умных» заводах. Если растения находятся в слишком темном месте, они часто заходят, потому что они не могут обеспечить достаточное количество питательных веществ из-за недостатка света. Важным в выборе освещения завода является оптимальная композиция света.

Если лампа, которая используется в качестве дневного света, производит слишком много красного света, растение стреляет нездоровым и слишком быстро. Растение образует так много избыточных побегов, что они больше не могут быть перенесены организмом растения.

Свет должен быть необходимого спектра и интенсивности для обеспечения быстрого роста растений. Свет состоит из разных цветовых диапазонов. Различные цвета в спектре, влияют на р

www.avto-lux74.ru

Какой спектр света нужен для роста растений

При выращивании рассады овощевод стремится создать максимум удобств для растений. Тепловые и влажностные режимы достигаются просто. Достаточно разместить подопечных в надлежащих условиях. При решении проблем с освещением часто трудно потворствовать запросам зеленых «друзей». Обычные лампы не гарантируют получение естественного солнечного освещения. Нужно определиться с тем, как правильно создавать свет в помещении.

Каждый осветительный прибор выдает определённый спектр. Разные световые волны оказывают стимулирующее действие на различные части растительности. Есть и часть потока, которая не влияет на рост и развитие. Имея необходимые знания, можно создать именно те условия освещения, которые дадут растениям максимум удобств для роста и развития.

Содержание статьи

Введение в теорию фотосинтеза

Если у комнатных растений наблюдается дефицит освещения, то его недостаток вызовет снижение скорости развития побегов. Нужно подобрать способ освещения, при котором будут созданы доставочные условия.

Всем известно, что в солнечном свете ультрафиолетовый поток достаточно интенсивный. В утренние часы, когда часть тепловых лучей отражается от атмосферы, а УФ-лучи не изменяют своей мощности. Они равномерно распространяются в окружающей среде.

Процесс можно представить в виде простой схемы. Солнечный свет попадает на листовую поверхность растительности. Из воздуха происходит поглощение углекислоты (СО₂), от корней приходит питание вместе с водой (Н₂О). В результате образуются кислород (О₂) и сахароза (С₆Н₁₂О₆).

Человеческий глаз воспринимает определенный диапазон световых волн. В нем различаются предметы и их окраска. Но сами растения используют падающее световое излучение в несколько ином диапазоне.

Из приведенной схемы видно, человек видит только небольшую часть излучения. Растение усваивает более широкую часть света. Есть определенные особенности:

  • ультрафиолетовая и синяя часть воздействует на рассаду;
  • основной видимый диапазон растение не усваивает. Зеленые лучи отражаются от поверхности листьев;
  • начиная с оранжевых оттенков, и вплоть до красных и инфракрасных лучей, воспринимаются и используются растительностью.

Как организовать освещение в темном помещении

На подрастающую рассаду каждый световой оттенок действует по-своему.

  1. Для проращивания семян, а также для стимулирования процесса образования цветов и формирования завязей необходимы красные цвета.
  2. Рост зеленой массы в начальный период роста, образование стеблей и листьев зависят от интенсивности всех оттенков синего цвета.
  3. Привычные для художников желтые и зеленые оттенки хороши только для людей. Растения их не «видят» и не используют.

На основании изложенного следует.

  1. Нужно дифференцированно регулировать световой поток комнатные растения (в теплице и иных условиях искусственного освещения).
  2. В начале выращивания для активизации развития зеленой массы и образования скелетных ветвей нужно смещать поток в зону синих цветов.
  3. В момент начала цветения, а также образования завязей следует увеличить интенсивность красных оттенков в спектре освещения.

Способ повысить эффективность светового потока

На основании изучения законов освещения (физика 10 класс) установлено:

  1. Наибольшая освещенность наблюдается при падении лучей под углом 90 ⁰.
  2. Чем меньше расстояние между источником света и освещаемой поверхностью, тем больший поток улавливается на ней.

Что следует из подобных зависимостей? – могут задать овощеводы. Здесь определяется важное условие для максимального усвоения излучения. Необходим рефлектор, который преобразует рассеянное излучение от источника в направленный поток.

Создав отражающие поверхности, можно добиться получения максимума света, не прибегая к повышению мощности на световом приборе.

Необходимо использовать отражатели, которые оборудованы зеркальной поверхностью. Возможно использование фольги (алюминиевый раскатанный лист). Вся часть, обращенная против растений, перекрывается отражателями. Сама поверхность отражения строится в виде полусферы или по эллипсоиду.

Дополнительно для улавливания отраженных лучей, которые прошли мимо выращиваемых растений, ставят отражатели вокруг стенок. Весь световой поток будет использован максимально.

Необходим подобный рефлектор при организации ультрафиолетового потока, тогда он не будет попадать в глаза овощеводу при обслуживании растений. Теплое облучение тоже не очень полезно для зрения человека.

Устанавливая ящики с рассадой у окна, нужно заднюю стенку оснащать фольгированным рефлектором. Тогда свет из окна будет использован лучше.

Оптимизация высоты размещения светильника

Чтобы удобнее регулировать интенсивность получаемого света приспосабливают разные устройства, помогающие при выращивании растений

Основные способы регулирования:

  1. Если лампа подвешена на заданной высоте, то ящики можно приподнимать или опускать, подкладывая вспомогательные опоры: дощечки, пустые горшки, небольшие табуреты и другие предметы. По мере роста зеленой массы ящик опускается ниже.
  2. При неподвижной установке ящика с выращиваемой рассадой регулируется высота подвеса лампы. Гибкий подвес облегчит регулировку.

Анализ источников света для выращивания растений

Источниками света для выращивания растительности внутри помещений могут быть:

  • лампы накаливания. Их отличает довольно высокое энергопотребление, более 80 % энергии идет не на освещение, а на нагрев спирали;
  • люминесцентные лампы для получения видимого света используют люминофор (газ, светящийся при прохождении электрического тока). Эффективность таких источников света примерно в 4,5…5,5 раз выше;
  • натриевые лампы высокого давления выдают световой поток, близкий к солнечному свету. В лучах подобных ламп растения растут довольно хорошо. Однако, на нагрев расходуется почти половина электроэнергии;
  • светодиодные лампы могут дать нужный цветовой диапазон. Энергопотребление самое низкое, а световой поток достаточный для роста. Но сами источники не отличаются высокой мощностью. Чтобы получать высокую интенсивность, приходится устанавливать преобразователи тока, а они потребляют основную часть энергии, могут сильно нагреваться;
  • металлогалогенные лампы чаще всего используют в теплицах зимой. Они дают световой поток, близкий к солнечному свету. При этом, используя специальные регулировки, можно создать эффект в нужных диапазонах для растений.

Лампы накаливания

Использовать подобные источники освещения выгодно только там, где кроме света нужно давать тепло. Поэтому небольшие теплички, в которых выращивают рассаду в начальный период роста, применяют подобные световые приборы.

Использовать их повсеместно не стоит. Их световой поток далек от нужных значений спектра.

Люминесцентные лампы

Люминесцентные (энергосберегающие) лампы могут иметь различное исполнение. Они могут давать световой поток в разных диапазонах. Для выращивания рассады, а также для цветов в помещениях их можно применять.

Некоторые типы подобных светильников излучают УФ-световой поток. Такие лампы можно увидеть в лечебных заведениях, они применяются для обеззараживания воздуха. Вот такой тип осветителей будет удобен в теплицах, а также при выращивании рассады. Когда достаточно ультрафиолета, зеленая масса у растений прибавляется с наибольшей скоростью.

Многие огородники монтируют люминесцентные лампы в своих теплицах. При зимнем выращивании пряной зелени от их света набор массы происходит гораздо лучше.

Светодиодные лампы

Цена на светодиоды стабильно снижается. Налажен выпуск лент, которые дают свет в диапазонах, способствующих росту зеленой массы. Имеются светодиоды, светящие в красной зоне, вызывающей активное цветение и образование плодов.

Современные комплексы, где выращивают цветы на продажу, используют светодиодное освещение. Стимуляция зацветания происходит включением красных диодов. На первом этапе работают синие осветители.

Натриевые лампы высокого давления

Натриевые лампы находят использование в парках и лесопосадках. Замечено, что при наличии этих светильников находящаяся рядом зелень растет довольно интенсивно. В хозяйствах, выращивающих саженцы для реализации населению в ночное время с весны до осени досвечивают растения. Результат заметен при сравнении саженцев, получавших подобное освещение и нет. Те, что испытывали свет натриевых ламп, имеют рост на 30…45 % больше.

В некоторых теплицах, где производят пряную зелень, салат, редис и капусту, применяют подобное освещение. В них свет довольно эффективно взаимодействует с подкормками. Отдача продукцией компенсирует затраты на освещение.

Металлогалогенные лампы

Если есть желание создать эффективные теплицы, то следует ориентироваться на использование металлогалогенных ламп в своем хозяйстве. Их применение позволит создавать внутри защищенного грунта свет, близкий к естественному солнечному освещению. Можно регулировать мощность в широком диапазоне. В течение всего периода работы можно имитировать интенсивность июньского дня.

Заключение

  1. Чтобы при искусственном освещении выращивать растения, нужно знать диапазон, в котором эффективность света наилучшая.
  2. При выращивании растений в помещении целесообразно увеличить интенсивность в синих и красных тонах.
  3. Для теплиц светодиодные, натривевые и металлогалогенные лампы дадут лучшее освещение. Их свет можно регулировать, как нужно.

sornyakov.net

«Освещение растений - LED (светодиодные лампы) VS ДНАТ

Вообще то если говорить об источниках света для растений, нельзя однозначно ответить какой из них лучше. Каждый производитель хвалит свой товар.
Важнее знать как действует спектр на растение и какая интенсивность оного нужна для полного цикла роста. Известно что растения употребляют более широкий диапазон световых волн чем видит человеческий глаз. Он начинается от УФ-С( 370- 410 нм) и заканчивается ближним ИК-А (700-780 нм). Так вот,зная воздействие каждого участка спектра можно решать различные задачи выращивания.
УФ-С(370-410 нм) нужен для развития зеленой массы и корневой системы,выработки гармонов.
Синий (410-480 нм),при нём происходит синтез хлорофила и естественно сам фотосинтез,из-за того что УФ и синий цвета несут большую энергию фотонов(2.56-3.26 эВ) растение набирает зеленую массу и развивает корневую систему,вырабатывается устойчивость к заморозкам и каротинойды. Большое количество синего цвета в источнике освещения растений подойдет для выращивания рассады и растений дающих зеленую массу;
Голубой и зеленый(480-565 нм) ,эта как раз та часть при которой мы видим. Не особо компетентные продавцы говорят что он не нужен растениям, что он отражается от листа и потому мы видим растения зелеными,но это заблуждение. Зеленый цвет нужен для нижних ярусов листьев и стебля. Когда основные цвета ,красный и синий ,туда не доходят,зеленый приходит на помощь. Если он вовсе отсутствует в источнике освещения ,то мы сможем наблюдать бледность нижних ярусов листьев из-за отсутствия хлорофила в них. Допустим в ДНаТах и люменисцентных лампах он немного но есть...;
Желтый и оранжевый (565-625 нм) с этой части спектра начинается возрастание процесса фотосинтеза,фотоморфогинеза,ну и продолжается синтез хлорофила,и опять же имея энергию фотонов 2.19-1.98 эВ ,эти цвета помогают расти нижним ярусам листьев,вырабатывается бетта-каротин;
Красный и ИК-А (625-780 нм) пожалуй в этой части спектра как и в синей происходят самые важные процессы ,пик которых приходится на 660 нм. Много красного и ИК излучений в источнике освещения способствует перегреву растения,вытягиванию его(говорят: У меня рассада вытянулась от недостатка света! И это правильно, в источнике присутствует много ИК света и нет зеленого ,синего и УФ),красный нужен для созревания плодов. Большое количество красного иногда вредит соцветиям из-за чего они могут опасть. Много красного заставляет испарят растение много воды с поверхности листьев(это тот же перегрев), и растение начинает употреблять больше воды чем питательных элементов. ИК излучение определяет циркадный ритм растения( различие дня и ночи).
Зная свойство спектра для растений можно сделать вывод об источнике освещения. ДНаТ больше подходит для теплолюбивых растений,для созревания плодов,в нем больше красного свечения,люминесцентные лампы( различают лампы с температурой свечения от 3000К до 4000К в них больше красного свечения,но есть и зеленый и совсем чуть-чуть синего,и есть лампы от 4000К до 20000К- в них спектр сдвигается в синюю и УФ область,есть зелёный и совсем мало красного) подбирая люминесцентные лампы можно добиться желаемого результата в выращивании. Светодиодные источники хороши тем ,что в них можно составлять какой угодно спектр,управлять контроллером выбирая различные режимы,но они дороговаты и не так уж надежны(пока) как их оппоненты. Светильники на светодиодах можно запитывать от альтернативных источников энергии 12-100 В постоянного напряжения " на прямую". Так что зная спектр вас не смогут облапошить ушлые продавцы.
Что бы выращивать кофе,нужно знать что это за растение и в каких условиях оно растет в дикой природе.Все знают что кофе это дерево тропическое ,а в тропиках влажно,жарко и очень ярко светит солнце(от того и жарко в принципе),длина светового дня 15-16 часов...

Извиняюсь за грамматические ошибки и за пропуски букв,писал с телефона

yandex.ru


Смотрите также


Телефоны:
Санкт-Петербург
+7 (921) 442-69-72
Старая Русса
+7 (81652) 327-90