Какая цветовая температура лучше 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 выращивания и освещения растений: ОБЗОР!

Представляем лампы для освещения и выращивания растений: LED фитолампа, Osram fluora, люминесцентная, накаливания и газоразрядные. Расскажем какая лампа лучше подходит для выращивания, освещения и роста растений и цветов.


Лампы для освещения и выращивания растений: виды

Содержание статьи:

Каждый опытный цветовод осознает важность освещения и роль лампы для комнатных растений и цветов, особенно осенью, зимой и весной.

Именно в эти времена года многие растения нуждаются в дополнительной подсветке или даже постоянном искусственном освещении с помощью специальных фитоламп.

В связи с этим возникает вопрос: «Какую лучше использовать лампу для освещения и выращивания растений и цветов?».

Для дополнительного освещения комнатных растений можно использовать различные типы ламп: накаливания, люминесцентные, газоразрядные и светодиодные.

Каждый из типов ламп обладает своими преимуществами и отличается по эффективности использования.

Лампы накаливания

Стандартная лампа накаливания отличается низкой эффективностью и обладает массой недостатков (малая интенсивность света и срок службы, нагрев, спектр света способствует только вертикальному росту растения (много красного и очень мало синего цвета), большое потребление энергии).

Их можно использовать только при большом количестве света зимой в южных широтах (длина светового дня 10-12 часов) в оранжереях и зимних садах в качестве вечерней подсветки.

Лампы накаливания хорошо подходят для короткостебельных с длинными листьями растениями или длинностебельных лиан.

Лампы накаливания для растений имеют специальную отражающую поверхность и дают спектр света с пиком в синем и красном диапазонах.

  • В основном лампы накаливания применяют как дополнительный источник света с красными лучами вместе с лампами холодного (4000К или 6400К) свечения.

Люминесцентные лампы t8 для растений

Спектр лампы близок к дневному освещению (6500К – дневной свет), экономное потребление электроэнергии.

Большинство комнатных растений хорошо растут и многие цветут (сенполия, бальзамин). Это базовый вариант для искусственного освещения комнатных растений и рассады.

Есть специальные фитолампы для комнатных растений, например: osram fluora.

Излучаемый свет фитоламп проходит в красном и синем спектре (мы видим розово-фиолетовый цвет), который активизирует фотохимические процессы и улучшает рост и развитие растений.

ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ ЛАМПЫ OSRAM FLUORA ДЛЯ РАСТЕНИЙ

Для тех, у кого много молодых растений или с большой потребностью в свете, то лучше купить специальные фитолампы по типу osram fluora для растений.

Люминесцентные лампы osram fluora для растений стоят в 10-12 раз дороже обычных люминесцентных, но обладают лучшим спектром среди всех видов ламп.

Баланс синего и красного цвета с пиками этих двух цветов приближен к идеальному соотношению. Их также можно комбинировать со стандартной лампой 765 или 840, 865.

  • OSRAM L 18 W /77 FLUORA — 18 Ватт (60 см), или OSRAM L 36 W /77 FLUORA — то же самое, 36 Ватт (120 см) Т8 тип.

.

.

Газоразрядные лампы (ртутные (ДРЛ), натриевые (ДнаТ) и металлогалоидные)

Они разделяются на ртутные (ДРЛ), натриевые (ДнаТ) и металлогалоидные.

1. РТУТНЫЕ ЛАМПЫ

В данной группе они менее эффективны и полезны.

2. НАТРИЕВЫЕ ЛАМПЫ

Данный тип ламп имеет ряд достоинств. Натриевые лампы высокого давления отличаются очень высокой эффективностью, мощностью светового потока и большим ресурсом (12-20 тысяч часов).

Их чаще всего используют при освещении большой площади: теплицы, оранжереи, зимние сады. В жилых помещениях их использовать не рекомендуют из-за очень высокой светоотдачи. Можно попробовать на глухой лоджии или балконе.

Спектр лампы содержит много красных лучей, ее полезно применять для корнеобразования и цветения растений.

  • Для максимальной эффективности их нужно совмещать с ртутными или металлогалоидными лампами.

Натриевая лампа мощностью 250 Вт в специальном светильнике обеспечивает освещенность на уровне 15 тыс. люкс на площадке в 1 кв.м.

3. МЕТАЛЛОГАЛОИДНЫЕ ЛАМПЫ

Данный тип ламп по мнению специалистов, является самым совершенным для искусственного освещения растений.

Металлогалоидные лампы обладают высокой мощностью, большим ресурсом и оптимальным спектром свечения, но и довольно высокой ценой.

Сейчас выпускают лампы с керамической горелкой (Philips (CDM), OSRAM (HCI)) с высоким коэффициентом цветопередачи (CRI=80-95). Отечественные аналоги можно встретить серии ДРИ.

Светодиодные лампы (LED)

Передовая LED технология обладает рядом преимуществ. Светодиодные лампочки имеют огромный срок службы и минимальное энергопотребление.

Чтобы растение получало красные и синие лучи нужно, чтобы в светильнике были одновременно светодиоды этих двух цветов в пропорции 8:1 или 8:2.

РЕКОМЕНДУЕМ ПОСМОТРЕТЬ: СВЕТОДИОДНАЯ ФИТОЛАМПА ДЛЯ РАСТЕНИЙ — ОТЗЫВЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ!

.

.

Цветовая температура ламп

Цветовая температура измеряется в Кельвинах (К).

2700К – «теплый» свет / Warm light – излучение преобладает в красной части спектра, свет лампы накаливания. Другие типы ламп дают свечение приближенный к свету лампы накаливания. Данный тип свечения используется для цветения.

4100К – «нейтральный белый» свет / Cool light – излучение по всему спектру, с преобладанием в зеленой части.

6400К – «дневной или холодный белый» свет / Day light – излучение преобладает в синей части спектра, что подходит для вегетативного роста.

8000–25000K – ультрафиолет / Black light – ультрафиолетовое излучение.

.

.

Какая нужна мощность лампы для выращивания и освещения растений?

На выбор мощности лампы влияют: высота светильника над растением, наличие отражателя и группа, к которой относится растение (яркий свет, умеренный или слабый (полутень)).

УНИВЕРСАЛЬНАЯ ФОРМУЛА

На 1 м2 выращиваемых растений средней группы освещенности нужно 400 Вт мощности лампы накаливания или 5500 люменов.

Т.е. на полку длиной 1 метр и шириной 0,5 метра с растениями понадобится 2750 люменов.

Высота 30 см уменьшает световой поток от лампы минимум на 30% и получится, что нужно три люминесцентных лампы Т8 по 36 Вт. Если у светильника нет отражателя, то световой поток уменьшается еще на 30% и нужна еще одна лампа 36 Вт.

  • Для теневыносливых растений света нужно меньше на 30-40%, а для светолюбивых (яркий свет) больше на 30-40%, соответственно и световой поток от лампочек.
  • По опыту цветоводов вполне достаточно: тропические растения, цитрусовые, монстеры, филодендроны – 1 люминесцентная лампа Т8 18 Вт (60 см) с отражателем, подвешенная над цветком на расстоянии 25 см.
  • Для пальм высотой 150-200 см – 2 люминесцентные лампы Т8 36 Вт (120 см) с отражателем над растением на расстоянии 40 см и 30 см между собой.

Какую выбрать лампу для растений и цветов?

Для освещения комнатных растений в домашних условиях лучше всего применять люминесцентные лампы с температурой свечения 6400-6500К и индексом цветопередачи минимум 75 т.е 765 маркировка на лампе, но лучше 865.

В зависимости от количества цветов выбирайте тип лампы Т8 с мощностью 18Вт (60см длина) или 36Вт (120см длина) – это самые популярные варианты, которые легко найти и они недорого стоят, как и светильники для них.

  • Главное подбирайте лампу для подсветки растений с более высоким индексом цветопередачи: на примере ламп osram или Philips: не 765, а 865 или серия Lumilux. Первая цифра обозначает индекс цветопередачи: 7 – 70-75 или 8 – 80-82.

А следующие две цифры цветовую температуру в кельвинах: 40 – 4000К – белый нейтральный свет, 65 – 6500К – голубой (белый холодный дневной).

ПРИМЕР: OSRAM L 36 W /765 Daylight — 36 Ватт (120 см) Т8 – оптимальное сочетание цены и качества.

ВАЖНО! Чем ближе конец службы лампы, тем у нее ниже становится световой поток. В конце срока службы он составляет не более 54% от начального.

При работе по 12 часов каждый день лампа будет работать не более 28-ми месяцев. На практике зачастую нет смысла использовать лампу более 12 месяцев (5000 часов).

  • В дополнение используйте лампу накаливания, чтобы помимо синего цвета растение получало и волны красного цвета. Главный принцип: на 100 Вт света от люминесцентной лампы 30 Вт лампы накаливания.

На лампу 18 Вт 765 (около 80 Вт) – 25 Вт лампа накаливания, на лампу 36 вт (160 Вт) – 40 Вт лампа накаливания. Так можно получить лучший баланс красного и синего цветов.

  • АЛЬТЕРНАТИВА: светодиодные лампы. Для тех, кто может уже сейчас себе позволить потратить больше денег на искусственное освещение комнатных растений.
    Потраченная сумма сейчас легко окупится в будущем за счет большого ресурса и малого потребления LED ламп.

Какую лучше купить лампу для растений? Итоги

КРАТКИЙ ИТОГ: выбор лампы для растений и цветов, конечно во многом зависит от суммы, которую мы готовы потратить и наших целей.

Для подсветки растений на балконе в квартире и для постоянного искусственного освещения цветов или рассады в теплице оптимальными будут разные виды ламп.

Редакция журнала «Праздник цветов» для среднестатистического цветовода рекомендует следующее:

  1. Бюджетный вариант – OSRAM L 36 W /765 Daylight — 36 Ватт (120 см) люминесцентная лампа Т8 + 40 Вт лампа накаливания.
  2. Средний вариант – люминесцентная лампа для растений OSRAM L 18 W /77 FLUORA — 18 Ватт (60 см), или OSRAM L 36 W /77 FLUORA — то же самое, 36 Ватт (120 см) Т8 тип.
  3. Оптимальный вариант – светодиодная фитолампа для растений LED Grow Light от надежного производителя.

.

Пример лампы Osram fluora

.

Полезные советы по искусственному освещению растений

  • Жёлтые лучи тормозят рост стеблей, поэтому пик в жёлтой части спектра подходит для аквариумных и стеблевых растений (драцены, фикусы, некоторые пальмы).
  • Светолюбивые комнатные растения, например кактусы, оптимально подсвечивать в сочетанием света от «тёплых», «дневных» и фитоламп.
  • Красный (розово-фиолетовый) цвет фитоламп утомляет сетчатку глаза, поэтому их включают ночью либо когда в помещении нет людей.

ДОПОЛНЕНИЯ К СТАТЬЕ:

1. ОСВЕЩЕНИЕ ДЛЯ КОМНАТНЫХ РАСТЕНИЙ, ЧТО НУЖНО ЗНАТЬ?

2. КАК ПРАВИЛЬНО ОСВЕЩАТЬ РАСТЕНИЯ И ЦВЕТЫ?

3. КАК УВЕЛИЧИТЬ КОЛИЧЕСТВО СВЕТА БЕЗ ЛАМПЫ И С ЛАМПОЙ? КАК СДЕЛАТЬ ЛУЧШИЙ ОТРАЖАТЕЛЬ СВЕТА?

Надеемся, что теперь вы знаете какую лучше лампу для растений использовать именно в вашей ситуации.

После прочтения всех материалов у вас точно получится максимально качественно и эффективно освещать и выращивать красивые и здоровые растения!

Желаем, чтобы в доме цветы и растения Вас радовали при любом свете и в любое время года!

flowersholiday.com

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

спектр света, цветовая температура для вегетативного роста

Без правильно подобранного освещения хорошего урожая не жди. Можно хоть 24 часа жечь лампу с неподходящим спектром и/или интенсивностью и в итоге получить «дырку от бублика». Для того чтобы растению жилось хорошо, стоит подобрать ему нужную лампочку. Сегодня поговорим о том, какие лампы подходят для стадии вегетации.

Растения способны различать оранжево-красные и сине-фиолетовые световые лучи. Благодаря этому, они могут ориентироваться во времени и включать или выключать соответствующие ферментативные процессы.

Какой спектр света нужен для роста растений?

В период вегетации происходит максимальный рост растения – активно развивается корневая система, стебли, листья, растение набирает зеленую массу. Производство хлорофилла идет полным ходом, и растение дает столько зелени и листвы, насколько это генетически возможно пока свет, углекислый газ, питание и вода не ограничены.

Как показали исследования, в растениях работают две пигментные системы фоторецепторов:

  • В основе одной из них находится сине-зеленый пигмент фитохром, который реагирует на красный свет.
  • Вторая система обеспечивает поглощение сине-фиолетовой части спектра, и здесь работает желтый пигмент — криптохром.

Синие лучи стимулируют деление клеток, что ведет к активному росту и развитию листьев, стеблей. Поэтому на вегетативной стадии роста важно сделать упор именно на лампы синего спектра света. Световой день для закрытого грунта увеличивается на этой стадии до 18 часов в сутки.

Цветовая температура для периода вегетативного роста

Единицей измерения света является длина волны. Функция длины волны в оптическом диапазоне называется цветовой температурой. Измерение цветовой температуры происходит по шкале Кельвина. Синему спектру соответствуют значения порядка 4500 К и выше.

Какие лампы использовать на стадии вегетации?

  Разумеется, можно с успехом вырастить все на одной только лампе ДНаТ, многие растениеводы признают ее лучшей по соотношению цена качество. Однако, ее излучение лежит в области красного спектра, а значит потребности вегетативной стадии она удовлетворяет не в полной мере. Для достижения наилучшего результата рекомендуется комбинировать натриевые лампы с лампами для вегетации.

Рассмотрим лампы, которые наиболее подходят для использования на стадии вегетации.

Светодиодные лампы (LED)

Современные светодиоды в LED-лампах и светодиодных светильниках для растений охватывают все спектры света и могут применяться в растениеводстве как для периода вегетативного роста растений, так и для цветения.

ЛЕД-лампы абсолютно не выделяют тепла, поэтому можно сэкономить на вентиляции. С другой стороны, большое количество светодиодов, закрепленных на единой панели, сильно нагревается. Поэтому в конструкции предусмотрены кулеры. Правда они далеко не всегда справляются с температурой, и отдельные светодиоды могут перегорать.

Количество LED ламп на м2 в гроубоксе

Для того чтоб рассчитать количество ламп необходимо знать следующие параметры:

- Длина гроубокса

- Ширина гроубокса

- Сила света, необходимая для выращивания растения

- Величина светового потока, производимого LED лампой

Формула:

(площадь гроубокса*силу света)/значение светового потока лампы 

Значение светового потока указано производителем в инструкции по применению лампы. Также Вы можете воспользоваться специальными калькуляторами для подсчёта необходимого количества ламп, которые также учитывают высоту установки. Вы легко сможете найти их в интернете. 

В настоящее время в среде гроверов идут жаркие споры о достоинствах и недостатках светодиодных ламп, ведь стоят они дорого, а преимущества их использования до конца не ясны. В видео ниже мы постарались рассмотреть этот вопрос со всех сторон:

Люминесцентные лампы (лампы дневного света)

Они же флуоресцентные. Разделение люминесценции на флуоресценцию и фосфоресценцию устарело, приобрело условный смысл качественной характеристики длительности люминесценции.

Люминесцентные лампы общего назначения активно используются для освещения в офисах, школах. А лампа, которая подходит для нужд растениеводства, отличается особым покрытием на стеклянной колбе. Благодаря этому покрытию усиливается излучение в спектральном диапазоне синего и красного света. Мы видим это свечение как розово-фиолетовое и не очень приятное глазу. Обычно такие лампы имеют пометку «Для растений» или «Фито».

Обратите внимание на цветовую температуру лампы: 6500 К отлично подойдет для веги. Поскольку эти лампы выделяют меньше тепла, чем лампы высокого напряжения, их можно ставить близко к растениям – на расстоянии 5-10 см. Как и лампы высокого давления, люминесцентные лампы требуют использования балласта. Общая мощность ламп на 1 метр квадратный площади выращивания должна быть не менее 250 Вт.

Известный бренд Secret Jardin помимо тентов выпускает также флуоресцентные лампы трех видов (на каждый период жизни растения):

  • Bluesky Cutting – для периода прорастания семян и укоренения клонов, 9500 К
  • DayLight Growing - для периода вегетации, 6500 К
  • Yellow Blooming - для периода цветения, 2700 К

Стоят эти лампы дороже обычных фитоламп, но их эффективность выше.

Металлогалогенные лампы (ДРИ/ДРИЗ)

Обладают подходящей цветовой температурой – от 5200 K. Лампы подобного типа неприхотливы в выборе зажигающих устройств. Для розжига этих ламп отлично подойдут как импортные, так и отечественные ИЗУ. Как и все лампы высокого напряжения ДРИ (ДРИЗ) нагреваются во время работы, поэтому требуется дополнительное охлаждение (например, использование култуба). На 1 метр квадратный площади выращивания потребуется лампа мощностью не менее 400 Вт.

Энергосберегающие люминесцентные лампы (ЭСЛ)

Хотя ЭСЛ лампы для растений не такие яркие, как лампы высокого давления, они пригодны для образования спектров типа «холодный белый» и «теплый белый», а значит подходят для вегетативной стадии роста.

Главными плюсами энергосберегающих ламп являются их минимальный нагрев и встроенный пускорегулирующего аппарата (ПРА). Это значит, что нет необходимости докупать дополнительное оборудование для вентиляции и розжига лампы. Просто вкрутите ЭСЛ в патрон и подключите к электросети.

Они являются отличным источником света для небольших площадей выращивания. На 1 метр квадратный площади выращивания потребуется минимум 2 лампы по 150 Вт.

Как выбрать лампу?

Процесс выбора освещения для гроубокса очень индивидуален и зависит от личных предпочтений гровера, а также особенностей устройства домашней оранжереи. Мы подготовили для вас список статей на тему подбора и установки освещения:

Смотрите наши видео-обзоры о том, как выбрать лампу для растений:

dzagigrow.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

Освещение для растений | Обзор спектров Кеlvin (K)

Освещение для растений, что такое Кеlvin (K)

Освещение имеет наиважнейшее значение для развития растений. Мы в более ранних статьях уже достаточно подробно рассматривали что такое освещение и почему очень важно использовать его правильно, сейчас же мы коротко освежим память и перейдем к самой теме. Освещение – это метод помогающий растениям развиваться на стадии роста и цветения. Когда растения получают меньше часов света в день, они начнут готовиться к фазе цветения. Имейте в виду, что растение в фазе роста нуждаются в другом количестве света, чем растения в фазе цветения. На фазе роста оптимальным для растений будет 18 часов света, а растениям на фазе цветения будет оптимальным 12 часов света. Это касается как лампа HPS, так и светодиодного освещения. С введением светодиодного освещения некоторые вещи изменились. Светодиодное освещение рассеивает меньше тепла, а идеальную температуру (22-25 градусов) легче контролировать и поддерживать.

Цвета

Различные цвета и спектры оказывают различное влияние на развитие вашего растения. Есть лампы с разными спектрами, цвет фона – хороший индикатор, свойства которого присутствуют в свете, излучаемым лампой. Цвет, излучаемый лампой, имеет прямое соединение с ССТ (коррелированная цветовая температура), это то, что мы называем соответствующей цветовой температурой. Это выражается в Kelvin (K). Когда вы знаете, какая температура Кельвана на вашей лампе, вы будете знать, какие эффекты будет иметь лампа на вашу систему выращивания.

Ниже мы приведем краткий обзор всех спектров и значений, и чего стоит от них ожидать:

1500 – 3000 Kelvin

Лампы с такими значениями ССТ обычно темно-оранжевые или темно-красного цвета, они стимулируют цветение растений

3000 – 3700 Kelvin

Лампы имеют желтый или нейтральный цвет, они стимулируют фотосинтез на протяжении все фазы роста растения.

3700 – 4000 Kelvin

Эти лампы имеют теплый и нейтральный цвет. Они стимулируют рост.

4000 Kelvin

Большинство ламп с этим значением ССТ обычно являются нейтрально белыми. Они стимулируют нормальный рост ваших растений.

4000 – 5000 Kelvin

Эти лампы испускают светло-голубой цвет, они стимулируют рост листьев и стебля вашего растения.

5000 – 8000 Kelvin

Лампы с таким спектром свечения темно – синий цвет, улучшают развитие листьев и стебля вашего растения.

Par и Pur

Par и Pur – два разных способа выразить количество пригодного для использования света для растений. Оба эти значения являются важными значениями:

  • PAR означает «фотосинтетическое доступное значение»
  • PUR означает «фотосинтетическое полезное излучение»

Al свет, который растение получает в полосе частот между 400 – 700 нанометрами, называется PAR. Это свет, который доступен для фотосинтеза.

PUR – это количество света, которое фактически используется для фотосинтеза, но это даже не близко к количеству света, которое фактически получает растение. На этапе роста ваше растение имеет большую потребность в синем спектре света с более короткой длиной волны (400-480 нанометров). На фазе цветения ваше растение будет иметь большую потребность в свете в красном спектре (620-720 нанометров)

Люкс и люмен (Lux / Lumen)

Наконец, определения Lux и Lumen. Разница между Lux и Lumen заключается в следующем:

  • Люмен говорит о количестве света, излучаемого лампой
  • Люкс говорит о количестве света, которое фактически получено растением.

Люмен (Lumen)

Количество люмен – это общее количество света, излучаемого лампой, не учитывает количество света, которое фактически достигает растения или отражается от потолка. Lumen – это сумма света, излучаемого независимо от направления, в котором оно излучается. Когда одна мощность подается в источник света, который испускает только одни цвет, например, 550 нм (зеленый), этот источник света будет давать 683 люмена. Между разными оттенками «теплого белого» может быть большое различие, при том же количестве Ваттов может быть большая разница в количестве Lumen. По этой причине важно не только учитывать количество ватт при выборе светодиодного светильника.

Люкс (Lux)

Люкс (Lux) – это единица измерения, которая позволяет сравнить, сколько света получено определенной поверхностью. Это позволяет оценить, насколько эффективно отражатель распространяет излучаемый свет. Также крайне важно, чтобы этот свет эффективно распределялся по растениям. Именно по этой причине освещение почти всегда снабжается отражателем, отражающим свет вниз, обеспечивающим равномерное распространение света. Это обеспечивает максимально эффективное освещение растений. Количество Lux говорит о количестве света, сосредоточенном в определенном месте.

Сохраните, чтобы не потерять!

siberian-grower.ru

Для чего освещать растения. Загадочные люмены и люксы


Какие выбрать лампы для растений

Для лучшего цветения домашних растений желательно использовать лампы с небольшим ультрафиолетовым излучением. К таким лампам относятся ртутные энергосберегающие, они позволяют получить адаптивное освещение для домашних растений. Спектр излучения таких электроосветительных приборов достаточно близко совпадает с естественным солнечным освещением.

Обзор вариантов

Лампы этого типа бывают двух видов: длинные цилиндрической формы и лампы с резьбовым цоколем и гнутой трубчатой формой осветительного элемента. Первый тип лампочек используется в светильнике прямоугольной формы, для второго типа применяются корпусные светильники с абажуром из металла.

При использовании светильников с абажуром можно периодически изменять степень и уровень освещенности. Можно самостоятельно подбирать оптимальный угол наклона лампы для освещения домашних растений. Комнатные растения будут лучше прорастать от воздействия ламп искусственного освещения с ультрафиолетовым спектром света.

В период холодного времени года освещенность в помещениях может быть низкая и недостаточная для комнатных цветов. Это сильно влияет на фотосинтез, происходящий в структуре растений. При снижении фотосинтеза домашнее растение начнет увядать и может вообще погибнуть.

Для искусственного освещения растений в комнате лампы накаливания вообще не подойдут, они только начнут нагревать листья и стебли растений и приведут к увяданию комнатного растения. К тому же лампы накаливания расходуют больше электроэнергии. Их использование крайне нецелесообразно.

Тепличное освещение для рассады

Для каждого вида комнатных растений необходимо подбирать свою длительность освещения от электроисточников искусственного дневного света. Некоторым растениям хватает 10–11 часов света, другим необходимо до 15 часов освещения. Можно организовать автоматическое включение/выключение света при помощи электронного таймера, этот прибор может быть с бесконтактной системой управления освещением.

Таймер с бесконтактным управлением создаст удобный режим искусственного освещения комнатных растений. Владельцам комнатных цветов не придется самостоятельно контролировать работу светильников. В электронном таймере можно задавать время включения и выключения источников света.

Время темного периода рекомендуется выдерживать в пределах 9 часов, в темноте у ростков или саженцев происходят важные химические процессы. Ростки поглощают углерод и усваивают полезные вещества из грунта. За счет поворотных светильников с ртутными энергосберегающими лампами можно менять уровень и угол освещенности домашних цветов.

Использование ламп с небольшим спектром ультрафиолета позволит владельцам эффективней выращивать домашние цветы, садовые саженцы. Для освещения необходимо использовать трубчатые люминесцентные лампы с мощностью 40–70 ватт на рабочее напряжение 220 вольт. Слишком близко к растительности располагать светильник не рекомендуется, излишнее тепло может нанести вред.

Светодиодные светильники для домашних цветов

В зимний период, когда световой день довольно короткий (рано темнеет на улице), рекомендуется искусственно его удлинять за счет ламп дневного света. Эти светильники с небольшим ультрафиолетовым спектром обеспечивают дополнительное искусственное освещение для ростков в комнате. Расположение некоторых комнат (особенно если окна выходят на северную сторону) не позволяют получить достаточный уровень естественного света.

Естественное солнечное освещение является важным для жизнедеятельности растений. Оно усваивается клетками и используется при фитоорганическом синтезе. Характеристиками светового потока являются его состав по спектру излучения, интенсивность, суточная и сезонная световая составляющая.

Из светового спектра для жизнедеятельности растений требуется фотосинтетическая световая (длина волны 380–700 нм) и активная световая радиация (длина световой волны 300–800 нм). Качественным показателем является красный спектр излучения (720–600 нм) и оранжевый световой спектр (620–595 нм). Именно они – основные поставщики энергии для фотосинтеза, они влияют на процессы, связанные с изменением скорости развития растения (хотя излишнее освещение красного и оранжевого светового спектра задерживает переход растения к ц

les66.ru

Искусственное освещение для растений



Освещение для растений

Во многих странах климат не позволяет выращивать растения круглой год. К счастью, при использовании искусственного освещения, это становится возможным занятием. Этот процесс требует тщательной подготовки, на мировом рынке представлено множество различных вариантов специального освещения. Тип спектра, длина волны и интенсивность играют ключевую роль в росте и развитии растений. Слишком большое, а также недостаточное количество освещения является распространенной ошибкой у новичков. Важно соблюдать оптимальный баланс между количеством производимого света и количеством выделяемого тепла.

Фотосинтез

Фотосинтезом называют питание высших растений. Он имеет две стадии: световую и темновую. В световой стадии происходят следующие процессы: синтез АТФ, образование НАДФ, фотолиз воды и образование кислорода. В темновую стадию происходит синтез углеводов и образование белков и углеводов, а также связывание углекислого газа в молекулы глюкозы. Процесс происходит в основном в пределах диапазона волн от 400 до 700 nm. Наиболее необходимые - синий (445nm) и красный (660nm).

Для создания искусственного освещения вам потребуется следующее оборудование:

1. Лампа: чаще всего в условиях закрытого грунта используют газоразрядные (ДНаТ, МГЛ, ДРИЗ) или люминесцентные лампы (ЛЛ, КЛЛ), также в последнее время большую популярность имеют светодиодные лампы (LED).

2. Электронный балласт (Дроссель): используется для того, чтобы зажечь, а затем регулировать ток в лампе. Балласты классифицируются как цифровые, электронные или магнитные. Этот выбор может оказать значительное влияние на долговечность, эффективность и мощность ламп. Некоторые лампы не нуждаются в дополнительном оборудовании для розжига.

3. Отражатель (Рефлектор): предназначен для эффективного распределения света лампы в сторону растений. Обычно отражатель уже встроен в светильник.

4. Таймер-розетка: необходим для того, чтобы регулировать режим освещения.

Разберем подробнее некоторые виды ламп, подходящие для выращивания в закрытом помещении:

Флуоресцентные лампы

Люминесцентные лампы бывают линейные люминесцентные (ЛЛ) 
 
и компактные люминесцентные (КЛЛ), их еще называют энергосберегающими (ЭСЛ).

Они доступны различных мощностей и цветовых температур. Лампы обладающие высокой цветовой температурой 6500К (известные, как "холодный белый"), имеют больше "холодного" спектра и подходят для вегетативной фазы, развития рассады и черенков (клонов). Люминесцентные лампы низкой цветовой температуры 2700К ("теплый белый") с преобладанием "теплого" спектра и больше подходят для стадии цветения/плодоношения. Лампы ЭСЛ доступны в более высоких мощностях и пригодны для растений, нуждающихся в более высокой интенсивности света. Однако люминесцентные лампы производят меньше люменов на ватт по сравнению с газоразрядными лампами. Следовательно, их использование оправдано на растениях, которые нуждаются в низкой или средней интенсивности света, например, рассады, черенков (клонов), посевной травы, орхидеи и листья салата. В отличие от газоразрядных ламп, они создают минимальное количество тепла, и поэтому не требуют охлаждения. К тому же, например, ЭСЛ лампы идут со встроенным балластом, что делает их использование очень простым.

Плюсы

  • Доступная цена
  • Низкий уровень производства тепла
  • Простое использование
  • Отлично подходит для рассады
Минусы
  • Недостаточная интенсивность света для светолюбивых растений
  • Для небольших пространств

Газоразрядные лампы

Их использование наиболее оправдано при выращивании светолюбивых растений. Они подходят для многих плодоносящих растений, для многих растений: тропического, субэкваториального и экваториального пояса. При использовании в ограниченных пространствах, при работе, мощные лампы сильно нагреваются и требуют активного охлаждения. Обычно в растениеводстве используются газоразрядные лампы двух видов:

Металлогалогенные МГЛ/ДРИ(з) (англ. МН)


МГЛ/ДРИ(з) как правило, используются для вегетативной фазы и фазы цветения/плодоношения. Их популярность заключается в высокой отдаче люмен на ватт. Они производят ~ в 5 раз больше люменов на ватт, чем лампы накаливания. МГЛ лампы производят в диапазоне от 2700K до 6500K, который отлично имитирует естественное освещение. Лампы, имеющие цветовую температуру 6500К, идеально подходят для создания сильного вегетативного роста, а именно больших листьев и толстых стеблей. МГЛ лампы 3000К так же идеально подходят для создания коротких и плотных растений, которые имеют меньших интервал междоузлий. Растения такой формы, более эффективно расходуют свет.

Плюсы

  • Очень близки к спектру естественного солнечного света (6000K)
  • Эффективны для вегетативного роста и развития лиственных растений
Минусы
  • Высокий расход электроэнергии 
  • Требуется балласт, который стоит не дешево
  • Требуют активного охлаждения в ограниченных пространствах

Натриевые лампы высокого давления НЛВД или ДНаТ(з) (англ. HPS)

Самые распространенные лампы в растениеводстве. Имеют высокую интенсивность освещения до 150 люмен на ватт. Используются трубчатые и зеркальные. Лампы ДНаТ (HPS) производят больше "теплого" света. Преимущество в зоне красно-оранжевого спектра (2000К) способствует развитию цветов и фруктов. Поэтому ДНаТ больше подходит для плодоносящих растений. Обычная практика использовать лампы ДНаТ для вегетации и цветения, особенно, если растения имеют короткий вегетационный период. Однако, как правило, ДНаТ способствует высокому и вытянутому растению. В растениеводстве лампы ДНаТ считаются универсальными и используются в промышленном масштабе. Некоторые производители, используя современные технологии, добиваются повышения в зоне синего спектра лампы, а также комбинируют разные виды ламп в одной.

Плюсы

  • Эффективны для цветения и развития плодов
  • Самые распространенные лампы
Минусы
  • Высокий расход электроэнергии 
  • Требуется балласт, который стоит не дешево
  • Требуют активного охлаждения в ограниченных пространствах

LED

Светодиоды являются сравнительно новым источником света. В последнее время мировые производители выпустили светодиоды с интенсивностью до 200 люмен на ватт. Светодиоды, в отличие от других источников света, выгодно отличаются чрезвычайно низким энергопотреблением. Благодаря этому некоторые промышленные теплицы полностью перешли на светодиодное освещение. Ключевая особенность светодиодов - это производство точной световой волны которая необходима именно вашему растению.  


Плюсы

  • Не требуют активного охлаждения
  • Не требуется дополнительное оборудование для розжига
  • Перспективная отрасль
  • Возможен подбор определенного спектра
  • Высокая светоотдача до 200 люмен на ватт
Минусы
  • Высокая стоимость готового изделия
  • На российском рынке сложно найти качественный продукт

Продолжение в следующей части...

growerline.ru


Смотрите также


Панель управления

Логин:  
Пароль:

Опрос

Какие Ваши любимые цветы?

Тюльпаны
Розы
Герберы
Ромашки
Лилии
Другие