Искусственное освещение растений
Да, для нетерпеливых: люминесцентные лампы пригодны для освещения овощей. Они потребляют столько же электричества, стоят значительно дешевле и они несоизмеримо доступнее красно-синих светодиодных лент. Но лампы надо правильно выбирать.
Лист растения. Листья содержат хлорофилл — пигмент, который участвует в фотосинтезе. Картинка из интернета.
Красная часть спектра отвечает за рост корней, цветение и созревание плодов, синяя отвечает за вегетативный рост. Остальные части тоже нужны, но в гораздо меньших дозах и за что они отвечают — не так очевидно.
У освещения есть несколько параметров: продолжительность (тут поможет розетка с таймером, есть в большинстве хозяйственных магазинов), интенсивность (зависит от количества и мощности ламп, измеряется в люксах на принимающей и в люменах на испускающей стороне), и длины испускаемых волн, то есть спектр (считается, что свет — это электромагнитное излучение).
Теплица, освещённая натриевыми лампами. Картинка из интернета.
Самый модный способ освещения — красно-синие светодиоды. Главный рекламируемый плюс светодиодов в том, что они излучают в очень узкой части спектра. Можно взять светодиоды на 440 и 660 нм, набрать их нужное количество (посчитать люмены) и спокойно и уверенно выращивать любые растения.
Соотношение красных и синих светодиодов зависит от желаемых результатов. Наиболее фанатичные овощеводы регулируют это соотношение в зависимости от фазы растения. Но обычно используют 4 красных на 1 синий. Кстати, потребляемая мощность и излучаемый световой поток у казалось бы одинаковых светодиодов разного цвета отличаются, это следует учитывать при покупке.
Люминесцентные лампы — самые эффективные. Они бывают длинные трубчатые («линейные») и компактные («энергосберегающие»). Они дешёвые, яркие и есть везде. Далеко не все лампы подходят растениям, но даже в нашем райцентре есть из чего выбрать.
Спектрограмма лампы Osram L 36W/840 T8. Синий слева — красный справа.
Спектрограмма лампы Osram L 36W/77 Fluora T8. Синий слева — красный справа.
Плюс линейных ламп в их дешевизне и в отдельном «балласте» (дроссель со стартером): дохнут чаще всего сами лампы, а они стоят в нашей провинции 110 рублей в розницу; у компактных чаще дохнет балласт, но менять приходится всё изделие. Плюс компактных ламп — в простоте использования и установки. Как это ни удивительно, стоимость в пересчёте на люмены выходит практически одинаковой.
Итоговая сравнительная таблица параметров разных типов освещения:
Выводы: если нужна максимальная светоотдача на рубль — люминесцентные лампы лидируют, если важен расход электричества — лидируют натриевые лампы.
Ближе к весне я дополню эту заметку результатами экспериментов этого года. Оставшиеся вопросы:
PS: несмотря на то, что освещение — очень важный фактор для успешного выращивания растений, влажность воздуха и подкормка важны не меньше. Разница лишь в том, что техника и параметры подкормки вызывают гораздо меньше непонимания.
Освещение для растений, какой свет нужен домашней флоре и как выбрать подходящую лампу — 15 фото
Соотношение Красных и Синих Светодиодов Для Растений
AQUA-FARM ЦВЕТ СВЕТА И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА РАСТЕНИЯ
Днем, на свету вода разделяется на кислород и водород и запасается энергия. Ночью, в темноте углекислый газ соединяется благодаря запасенной энергии с водородом, и образуются молекулы углеводов, то есть растение растет!
Как же влияет на фотосинтез и соответственно на рост растений спектральный состав солнечного или иного света ?
Посмотрим на спектр, который использует хлорофилл, что мы видим?
Хотя максимум непрерывного спектра солнечного излучения расположен в «зелёной» области 550 нм (где находится и максимум чувствительности нашего глаза), поглощается хлорофиллом преимущественно синий и красный свет из солнечного спектра, то есть длины волн 440-470 нм и 630-670 нм.
Теперь посмотрим на цветовой спектр излучаемый обычной лампой накаливания.
Посмотрим на типичные люминисцентные лампы, так называемые лампы дневного света. Сюда можно также включить и новый тип ламп — энергосберегающие, так как по сути своей они так же являются люминисцентными лампами.
У них световой поток необходимого спектра (зеленый нам не нужен) смещен в сторону синей составляющей спектра. Синий цвет безусловно хорош для прорастания! Красный же в данной лампе снижен.
Мощность светового потока у данной лампы значительно превышает лампы накаливания, но продолжим изучать возможности.
Удивительно, но есть которые как раз и излучают нужные растениям участки спектра!
Кроме всего прочего теоретический срок службы диодов — 10 лет! Конечно они так же как и люминисцентные лампы теряют часть своих свойств по мощности излучения, но у диодов эта характеристика более линейна и растянуто во времени. Светопотери составляют всего около 10% за год эксплуатации.
-
Итак, подведем итог — специализированные сверхяркие светодиоды это:
- экономия электроэнергии — максимальная производительность светового потока в рассчете на потребленные ватты
- излучение узкой части спектра (синий и красный) столь необходимой растениям
- низкая деградация светового потока — в несколько раз меньше по сравнению с люминисцентными лампами, то есть полезный срок службы в 10 раз больше!
- безопасность — диоды экологически безвредны
- безусловная экономия финансов — низкая потребляемая мощность+отсутствие необходимости периодически менять лампы
Какой свет для растений лучше всего подходит?
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.
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),
2. Синий свет обеспечивает фототропизм — «слежение за солнцем» (рис. 3).
Рис. 3. Фототропизм — разворот листьев и цветов, вытягивание стеблей
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:
Эта формула может быть использована для расчета освещенности, чтобы при заданной цветопередаче и цветовой температуре обеспечить требуемое значение YPF , например, 300 эфф.мкмоль/с/м 2 :
