Какие цветы можно выращивать при искусственном освещении

Украсить свой дом и сделать его более уютным помогут цветы, которым для успешного роста необходимы определенные условия. Искусственное освещение комнатных растений играет особенно важную роль зимой, когда продолжительность светового дня сокращается, и цветы не получаются достаточно света для нормального роста и развития.

Из данной статьи вы узнаете, как правильно сделать искусственное освещение для комнатных растений и каким требованиям должны отвечать источники света.

Дополнительное освещение для комнатных растений

Лампы для подсветки цветов комнатных

Как выбрать лампу

Особенности

Подсветка для комнатных растений своими руками

Подсветка для комнатных растений в зимний период

Особенности

Как сделать искусственное освещение для комнатных растений

Хорошо известно, что уровень освещенности играет, пожалуй, самую главную роль в деле выращивания цветов. Ведь процессы фотосинтеза, обеспечивающие их энергией, происходят исключительно на свету. При этом одним видам необходим яркий свет, другие хорошо чувствуют себя в полутени, а некоторые вообще предпочитают оставаться в тени.

Примечание: Если все эти сорта выращивать в условиях одного помещения, то становится понятно, что обеспечить надлежащий уровень освещенности каждому из них достаточно непросто.

Для чего нужно освещать растения

Чтобы понимать необходимость искусственного освещения , необходимо знать, что под действием солнечных лучей в зеленых частях культур (листьях, стеблях) проходят процессы фотосинтеза, в результате которых выделяется энергия, необходимая для роста и развития живых организмов (рисунок 2).

Примечание: Вазоны, которые получают недостаточное количество света, начинают чахнуть, их рост замедляется, а листья теряют интенсивность окраски. Поэтому если вы уделяете достаточно внимания поливу и подкормкам, а ваши зеленые питомцы выглядят угнетенными – обратите внимание на световой режим.

К тому же, неплохо бы знать, в каких условиях этот вид произрастает в природе. Например, представители тропиков и субтропиков привыкли к короткому световому дню, а выходцы из умеренной зоны – к длинному. По этой причине первые необходимо притенять летом и подсвечивать зимой.

Рисунок 2. Влияние света на комнатные цветы в разные времена года

Процедуру подсвечивания можно проводить как утром, так и вечером. При этом желательно, чтобы рассвет и закат домашние цветы переживали при естественном освещении. Общая длительность искусственного освещения должна находиться в пределах 12-14 часов в сутки, поскольку зеленые культуры также нуждаются в отдыхе.

Сколько нужно света для комнатных растений

Очень часто при организации искусственного освещения возникает вопрос о количестве дополнительного света. Ответить на этот вопрос поможет специальный прибор – люксметр, который измеряет уровень освещенности. Так, для тенелюбивых сортов (пуансеттии, бегонии, плюща, калатеи, маранты) достаточно будет освещенности на уровне 700 – 1000 люкс. При этом нижняя граница этого показателя гарантирует только поддержание жизнедеятельности цветка, поэтому для получения цветения значения должны увеличиваться.

Как узнать, достаточно ли света получают растения

Рекомендуем по теме

Кипарис Лапчатка Грунт для комнатных растений: виды грунтов и субстратов, состав грунта, специализированный грунт

О нехватке освещения можно предположить по внешнему кустов. Для лучшего использования всех попадающих лучей поверхность листьев разворачивается в направлении источника света. В клетках начинается повышенная выработка хлорофилла, в связи с этим светлоокрашенные или имеющие пестрые вкрапления листовые пластины приобретают насыщенный темно-зеленый оттенок. Новые листья в верхней части стебля бледные, слабоокрашенные.

Побеги удлиняются, стремясь быть ближе к свету. При этом они становятся тонкими и ломкими, с неестественно вытянутыми междоузлиями. Нижние листья, наиболее остро испытывающие нехватку света, начинают желтеть и постепенно опадать, из-за этого основание стебля оголяется. Растение перестает формировать бутоны, цветки появляются реже, мелкие и блеклые, или цветение полностью отсутствует.

Дополнительное освещение для комнатных растений

В качестве дополнительных искусственных источников света используют различные лампы (накаливания, люминесцентные, газоразрядные) и светодиоды. Чаще всего применяют газоразрядные и люминесцентные лампы.

Следует знать, что обычные бытовые лампочки с вольфрамовой нитью накаливания нельзя использовать для освещения домашних цветов по нескольким причинам. Во-первых, они дают низкую интенсивность света. Во-вторых, в их спектре выявлено излишнее количество красных, оранжевых и инфракрасных лучей, которые стимулируют быстрый рост культуры, вследствие чего стебель слишком вытягивается.

Лампы для подсветки цветов комнатных

Ознакомимся с основными характеристиками ламп, которые применяются для искусственного освещения комнатных растений.

Самыми популярными источниками дополнительного освещения для комнатных растений считаются (рисунок 3):

1. Лампы накаливания сильно нагреваются, однако их светоотдача невелика, а в спектре отсутствуют синие волны, так необходимые для развития организма. Поэтому рекомендуется использовать такие лампы в комплексе с люминесцентными или же при достаточном количестве естественного освещения.
2. Люминесцентные лампы еще называют лампами дневного света, хотя их спектр не является абсолютно идеальным. Эти лампы незначительно нагреваются при высокой теплоотдаче, долго находятся в эксплуатации.
3. Фитолампы считаются более эффективными. Их световой поток несет волны синего и красного спектров, которые, смешиваясь, дают розовый оттенок. Такое освещение активизирует процессы фотосинтеза и, соответственно, влияет на темпы роста цветов. Однако такой свет часто бывает неприятен для человека.
4. Газоразрядные лампы позволяют освещать большие площади, например, теплицы, зимние сады, оранжереи. Для использования в домашних условиях они не подходят, поскольку обладают очень сильной светоотдачей.

Рисунок 3. Виды ламп для искусственного освещения цветов: 1 — накаливания, 2 — люминисцентные, 3 — фитолампы, 4 — газоразрядные
Достаточно хорошо зарекомендовали себя в домашних условиях светодиодные лампы, в которых можно соединить нужные цвета спектра (например, красный и синий) для достижения желаемого результата. Такие светильники не нагреваются, они экономичны и долговечны.

Особенности использования различных ламп для подсветки цветов приведены в видео.

Как выбрать лампу

Ознакомившись с техническими характеристиками осветительных приборов, необходимо также хорошо узнать, какие требования к интенсивности освещения и его спектру предъявляет само растение. Вооружившись необходимым багажом знаний, приступайте к подбору ламп.

Особенности

Сразу же отбросьте идею о приобретении ламп накаливания, поскольку они абсолютно не подходят для организации искусственного освещения цветов. Остановите свое внимание на более современных, а потому и более эффективных и экономичных видах. Например, люминесцентные лампы универсальны. Их можно использовать как дома, так и в теплице, а также в условиях аквариума. А вот специальные фитолампы годятся только для рассады и цветов.

Лампы накаливания

Всем известные лампочки кажутся самым простым и оптимальным способом подачи дополнительного света. Однако включать их в одиночку строго запрещено. В спектре обычных лампочек нет синего и фиолетового цветов. Они создают дополнительный нагрев и пересушивают побеги. Располагать их на высоте ниже 1 м нельзя — это приведёт к ожогу листьев. Подвешивание выше 1 м тоже нецелесообразно, так необходимый уровень освещения не будет достигнут.

Читать также: Как выращивать огурцов в теплице из поликарбоната

Существуют следующие разновидности ламп накаливания:

• галогеновые — внутри смесь ксенона и криптона, обеспечивает более яркий свет;
• неодимовые — внутри содержится неодим, который поглощает жёлто-зелёную часть спектра.

Подобные усовершенствования не делают лампу накаливания более эффективной для дополнительного освещения растений. К тому же, их светоотдача слишком мала — 17-25 Лм/Вт.

Подсветка для комнатных растений своими руками

Сделать подсветку для комнатных растений собственными руками не так уже и сложно. Вам необходимо будет:

• Подготовить место для размещения самих цветов и подсветки;
• Установить крепежи для осветительных приборов;
• Провести проводку к светильникам.

В последнее время все большую популярность для организации дополнительного освещения приобретают светодиодные элементы. Такие лампы совмещают в себе два очень важных спектра – красный и синий. Кроме того, светодиодные светильники потребляют небольшое количество электроэнергии, а их себестоимость окупается в короткие сроки, их легко установить и просто эксплуатировать (рисунок 4). Светодиодная лента прикрепляется к любой мебели или стенке посредством клейкой основы.

Для изготовления осветительного прибора на основе светодиодов вам понадобятся:

• Светодиодные элементы красного и синего спектров;
• Термоклей (термопаста);
• Подручный материал для основы изделия;
• Блок питания;
• Шнур, вилка, выключатель.

Формируя светодиодную ленту, следует размещать ее элементы в такой последовательности: 2 красных, 1 синий элемент и т.д., закрепляя их на выбранной основе при помощи термоклея или болтов. Готовая лета соединяется с блоком питания, шнуром, выключателем и вилкой.

Рисунок 4. Варианты самодельного искусственного освещения для комнатных цветов

Позаботьтесь также о стеллаже, на котором будет удобно разместить комнатные растения и подсветку. Как материал, используйте металлический уголок или деревянный брус, соединяя элементы при помощи болтов и саморезов. Рекомендуется делать на одном стеллаже не больше трех полок, каждая из которых освещается отдельным прибором.

Какова потребность растений в свете

Совершая любые манипуляции, которые касаются искусственного освещения (светодиодное, люминесцентное и т.д.) комнатных растений, необходимо помнить о том, что существует такое понятие как «световой режим». Для растений характерно движение на свет. Такое движение обусловлено тем, что в основе жизнедеятельности растений находиться такой процесс, как фотосинтез. Благодаря ему цветы, купленные для дома, могут обеспечивать себя энергией. При нехватке света наблюдается движение ветвей и побегов растений к нему, в результате чего происходит их удлинение.

Обратите внимание! Явление, которое характеризует движение объекта растительного мира за светом, в науке получило название положительный фототропизм. Самый яркий пример того, что растения способны на движения за солнцем, виден на подсолнечниках. Такие примеры часто встречаются в дикой природе.

Фототропизм в природе

Таким образом, подходя к вопросу выращивания комнатных растений в домашних условиях, необходимо знать уровень освещенности, требуемый для того или иного цветка. В противном случае, вы вместо аккуратно и цветущего горшка получите некрасивые лианы. Беря это в расчет, вы сможете либо расчетным методом, либо эмпирическим способом, определить требуемый уровень подсветки для каждого цветка в доме. Чтобы расчет был верен, в нем следует учитывать следующие параметры:

• для минимальной активности (фотосинтетической) растений для дома необходимо создать уровень подсветки в 100 лк. Характерно для пасмурного дня;
• для нормального течения фотосинтетических процессов уровень освещения цветков должен составлять не менее 1000 лк. Такая освещённость характерная для уличного естественного света.

Кроме этого следует знать, что все комнатные виды растений можно условно разделить на следующие группы, в зависимости от требовательности к свету:

• растения, которым нужно рассеянный свет. Они прекрасно будут себя чувствоваться в полутени;
• цветы, для которых нужен световой режим стандартного дня для конкретной местности;
• растения, для которых нужен длительный световой режим, который длиться около 12 часов в сутки. При этом интенсивность подсветки должна оставаться одинаковой на всем протяжении сезонов и составлять примерно около 120 000 лк.

Обратите внимание! Превалирующее большинство наших комнатных растений, которые имеют тропическое происхождение, относятся к последней группе.

Тропический комнатный цветок

Этот параметр обязательно должен учитывать расчет, с помощью которого можно определить степень подсветки того или иного домашнего цветка. Как видим, не всегда естественное освещение дома позволит вырастить понравившихся цветков. В такой ситуации следует использовать искусственное освещение (люминесцентное, светодиодное и т.д.).

Подсветка для комнатных растений в зимний период

В зимний период времени практически всем комнатным растениям недостает природного освещения из-за малой продолжительности светового дня. Поэтому многие виды теряют свою декоративность и прекращают свой рост.

Рисунок 5. Варианты искусственого освещения комнатных растений зимой

Чтобы сохранить привлекательный внешний вид растений зимой, обязательно нужно организовать дополнительную подсветку (рисунок 5). При этом необходимо увеличить не только интенсивность освещения, но и продолжительность светового дня. Приведем несколько полезных советов, как правильно и эффективно это сделать.

Особенности

Обычные зеркала могут помочь немного увеличить интенсивность искусственного освещения. Для этого их устанавливают на боковых откосах окон, способствуя, таким образом, дополнительному отражению солнечного света. Также для повышения эффективности дополнительного освещения устанавливают отражатели (фольгу, белую глянцевую ткань, отражатели для ламп). При этом их располагают так, чтобы они отображали свет в сторону комнатных цветов.

Примечание: Интересным является тот факт, что тюлевые занавески, расположенные между растениями и пространством комнаты, также способствуют отражению рассеянного света. С другой стороны, повесив занавески между окном и цветами, можно уменьшить интенсивность природного освещения.

Не забывайте следить за чистотой поверхности окна и отражающих поверхностей, регулярно очищать их от пыли и грязи, ведь даже самый тонкий слой пыли значительно снижает уровень освещения. Следует знать, что комнатные растения, как и все живые организмы, имеют свои биоритмы, нарушать которые не рекомендуется. Поэтому, увеличивая длину светового дня, необходимо следить за тем, чтобы процедуры по досвечиванию проводились регулярно и в одно и то же время.

Белый свет для растений

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:

Воспользуйтесь нашим каталогом светодиодного освещения для растений

. Здесь представлен широкий ассортимент продукции собственного производства. А профессиональный и точный
светорасчет
вам помогут сделать наши специалисты.

СВЕТОДИОДНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ ДЛЯ РАСТЕНИЙ

Так же вам могут быть интересны:

• освещение minigarden
• Светильники для рассады
• LED освещение для теплиц
• Для фотосинтеза растений
• Фито светодиоды

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 2021г.

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!
Фитосветильники