Сколько света нужно растениям для роста

Расчет освещенности для растений

Для нормального роста растений необходим свет. Не для кого не секрет, что без достаточного количества света растение не то чтобы плодоносить, оно даже расти не сможет.  Данные по освещенности растений из списка предполагают, что рассчитываемое  являются “досветкой”, т.е. используется как дополнение к естественному свету.

На данный момент самыми оптимальными лампами для досветки при выращивание растений считаются дуговые натриевые трубчатые лампы высокого давления (ДНаТ).

Чаще всего при досветке в теплицах используют лампы ДНаЗ (дуговая натриевая зеркальная лампа высокого давления), КПД ее отражающего слоя как правило выше обычного отражателя в светильниках.

Не смотря на то что эти лампы очень хорошо подходят для выращивания большинства растений, не стоит забывать, что для некоторых культур все таки лучше использовать другие лампы с преобладанием другого спектра .

Если вы планируете выращивать зелень(петрушку, укроп, базилик), то лучше все использовать лампы ДриЗ( дуговая ртутная металлогалогенная зеркальная лампа высокого давления), так как в ней очень высокая составляющая синего спектра (для вегетативного роста).

Также для для досветки, хорошо подходят – люминесцентные лампы.

Уровень освещения, необходимый для качественного выращивания растений регламентируется агрономическими нормами, минимально допустимый — 6 — 7 kЛk (килолюкс). 

Исходя из нормативного показателя рассчитывается интенсивность и продолжительность досвечивания теплицы. Осенью, весной меньше, зимой, соответственно, требуется более продолжительный период.

Для достижения минимума освещенности подходят светильники для теплиц, удельная мощность которых 50-100 Вт/м2. Количество ламп определяется при проектировании осветительной системы на основе расчета для индивидуального проекта. Самостоятельно выполнить расчеты можно на онлайн калькуляторе. Гарантированно хороший урожай получается при среднем уровне освещенности 10- 12 кЛк, до 20 килолюкс.

 Расчет освещенности в зависимости от растояния лампы до растений

Пример:

Если освещенность на расстоянии от источника света 1 м равна 1000 люкс, то на расстоянии 2 м уже 250 люкс, смотри таблицу:

Какую область сможет осветить та или иная лампа?

Довольно многое зависит от конкретной культуры или даже конкретного сорта. Так как, теневыносливому томату черри хватит к примеру лампы в 150 ватт, в то время как перцу со средними плодами этого будет не достаточно. Для примерного ориентирования, какую лампу и на какую площадь лучше использовать, можно посмотреть таблицу ниже. Таблица дана для ламп ДНаТ.

Отражатели (рефлекторы)

Хотелось бы немного рассказать про отражатели, их особенности и возможности.

Если вы использует лампу, к примеру, Днат, то вам будет просто необходим отражатель или как их еще называют рефлектор.

При выборе хорошего отражателя не следует забывать о том, что в зависимости от материала и покрытия они очень сильно отличаются. Так к примеру зеркальный отражатель имеет коэффициент равный 80%.

К примеру, отражатели из алюминия могут отражать до 85%, а вот зеркало имеет наибольший коэффициент отражения, который доходит до  90%.

Коэффициент отражения не зависит того сколько ламп у вас висит, при условии того что они висят по бокам рефлектора. Обращаю ваше внимание, на то, что если лампа расположена с боку и смещена от центра к какому-нибудь из краев, то часть потока от лампы будет уходить в пустую.

Хотелось бы еще напомнить, что если использовать большое количества ламп будет не очень эффективно, тем более если они очень большие в диаметре и сильно греются. Так будет теряться очень много света и из за перегрева они гораздо быстрей выйдут из строя.

Всем очень рекомендуем использовать отражатели, в это трудно поверить, но даже самый простеньки отражатель способен увеличить световой поток. Количество отраженного светового потока может увеличиться в два раза. Поэтому прежде чем покупать световое оборудование рекомендуем правильно рассчитать количество ламп и выбрать хороший отражатель к ним. Так вы с экономите и деньги и нервы.

Почти все рефлекторы похожи друг на друга и отличаются по производительности не сильно, к примеру самый лучший будет эффективней самого плохого всего на 10-20%.

Освещение в люменах на расстоянии 8 см в зависимости от типа отражателя. Лампа 1000 лм.

 Для энергосбережения и увеличения световых потоков в теплице рекомендуется использовать рефлекторы-отражатели: алюминиевые, фольгированные, зеркальные. 

  Освещение Теплиц и Гроубоксов

Сопутствующие товары

Прибор OVER GROWER® — это полная автоматизация выращивания растений на гидропонике. Это не просто ра..

130 000.00 ₽.

“Зеленая стена за 1 час” – концептуально новое изделие для вертикального озеленения.С помощью данног..

11 200.00 ₽.

Трубка полива для систем Dutch Pot. Производитель: GHE Код товара:  Dutch ..

3 965.00 ₽.

Последние новости

Зимой подоконник может служить отличной площадкой для выращивания растений. Чтобы урожай радовал, нужно знать некоторые секреты выращивания растений.

В гидропонике, как и при выращивании в почве, самым важным элементом является вода. Вода – единственный поставщик питательных веществ и прочих добавок в гидропонике.

Это одна из областей гровинга, которая либо создает и воспитывает гровера, либо ломает его. 

Существует несколько вариантов выращивания клубники. Самыми продуктивными являются способы получения ягод на протяжении всего года. Один из них – метод гидропоники для клубники. Гидропоника предполагает разведение различных культурных растений в искусственно созданной среде без участия почвы.

Главную роль в нормальном жизненном цикле растений играет свет. Энергия света – это основная составляющая процесса фотосинтеза.

Жесткость воды — совокупность химических и физических свойств воды, связанных с содержанием в ней растворённых солей щелочноземельных металлов, главным образом, кальция и магния (так называемых «солей жесткости»).

Источник: https://rusgrower.ru/all-articles/raschet_osveshchennosti_dlya_rasteniy

Спектры в агрофотонике

Производительность всей системы выращивания определяет количественный критерий оценки – например, полезная масса сухого вещества или объем целевого экстракта из листьев/корней. Для качественной оценки можно анализировать  химический состав растений и морфология (отклонение формы и размеров стебля/листьев/плода).

Для большинства культур лучший урожай и качество продукции могут быть получены при обеспечении растениям комфортных условий, где все основные физиологические потребности максимально приближены к естественным уровням.

Таким образом, в большинстве практических задач за эталон для сравнения и оценки результатов искусственного выращивания можно брать растение, выращенное в естественных условиях. Естественные условия для конкретной культуры, как правило, соответствуют климату в регионе его изначального происхождения.

Основы

Рассматривая процесс выращивания растений как замкнутую систему, можно  выделить следующие основные факторы, влияющие на  результат (см. рис. 1):

– солнечный свет, основной источник энергии
– содержание диоксид углерода (СО2) в воздухе (углерод – основной элемент, используемый для формирования новых клеток) 
– вода, в основном, как источник кислорода, входящего в ее состав, необходимого для реакции фотосинтеза
– температура окружающего воздуха.

Рис. 1

Оптимальная температура фотосинтеза для большинства растений средней полосы составляет примерно 20—25°С. Например, для подсолнечника повышение температуры в интервале от 9 до 19°С увеличивает интенсивность фотосинтеза в 2,5 раза. [1]

Так, при фотосинтезе за счет энергии света происходит образование органических веществ (углеводов) при участии хлорофилла.  Хлорофилл (от греч. χλωρός, «зелёный» и φύλλον, «лист») — зелёный пигмент, окрашивающий хлоропласты растений в зелёный цвет [1].

Таким образом, количество света является важным фактором, влияющим на интенсивность роста растений. [2]

Также на протяжении многих лет эволюции этот процесс адаптировался к суточному циклу “день/ночь”. Днем под воздействием света вода разделяется на кислород и водород, а растение запасает энергию и питательные вещества. Ночью, в темноте углекислый газ под воздействием запасенной энергии соединяется с водородом, образуя молекулы углеводов, т.е. происходит собственно рост культуры. 

Таким образом, при искусственном выращивании растений важно обеспечить не только высокую освещенность, но и правильную цикличность включения света, чтобы получить лучший результат.

О спектрах 

Современные светодиодные технологии позволяют форматировать сложные спектры освещения растений. Рассмотрим, каким образом спектр влияет на процесс роста. 

На рис. 2 детально показаны энергетические спектры поглощения базовых пигментов растения.

Рис. 2

Видно, что помимо традиционно упоминаемых пигментов хлорофилла с пиками поглощения в диапазоне 400-500 нм и 650-700 нм, на процессы роста также влияют вспомогательные пигменты из семейства светособирающих фикобилипротеинов.

В некоторых исследованиях спектры поглощения основных пигментов суммируются для формирования “универсального” спектра, форма которого показана на рис. 3.

Рис. 3

Для количественной оценки светового воздействия на растения используется фотосинтетически активная радиация (ФАР). В англоязычной литературе – Photosynthetic Photon Flux (PPF). Поток ФАР/PPF измеряется как число фотонов, излучаемых источником света, которые могут быть поглощены растением при фотосинтезе (диапазон длин волн от 400 до 700 нм).

Величина PPF рассчитывается без учета неравномерного поглощения растением различных энергии различных длин волн. Поэтому в дополнение к PPF иногда используется величина YPF – Yield Photon Flux  – т.н. усваиваемый растением поток фотонов. Для расчета YPF используется взвешенное значение ФАР и спектр эффективности фотосинтеза как весовые коэффициенты. 

Спектр эффективности фотосинтеза показан на рис. 4.

Рис. 4

Кривая весового коэффициента для фотонов (Photon-weighted) позволяет перевести PPFD в YPF; кривая весового коэффициента энергии (energy-weighted) позволяет сделать то же самое для ФАР, выраженной в ваттах или джоулях.

Рассмотрим подробнее, как влияет на растения излучение в различных участках этого диапазона.

Ультрафиолет C (280 –  315 нм)

Облучение растений таким излучением имеет негативные последствия, может приводить к гибели клеток и обесцвечиванию листьев/плодов.

Ультрафиолет B (315-  380 нм)

Это излучение не имеет видимого эффекта на растения.

Ультрафиолет A (380 –  430 нм)

Передозировка ультрафиолетового излучения может быть опасна для листвы, однако малые дозы излучения поглощаются в процессе цветения и созревания плодов и влияют на цвет и биохимический состав (вкус). Как правило, дозы, получаемые растением под воздействием естественного света, достаточны для поддержания этих процессов. 

Синий свет (430-450 нм)

Как показано выше, эта часть спектра хорошо поглощается большинством основных пигментов растения. Эта часть спектра может влиять на морфологию растения: размер и форму куста/листьев, длину стебля.

Ряд исследований показывает лучшую эффективность синего цвета на раннем этапе развития растения (вегетативная фаза).

 
Синий свет способствует открытию устьиц, увеличению количества белка, синтезу хлорофилла, делению и функционированию хлоропластов, сдерживанию роста стебля.

Зеленый свет (500-550 нм)

Значительная часть этого диапазона отражается от листьев, однако нельзя недооценивать роль и этого участка спектра на полноценное развитие растений. Так, например зеленое излучение, отражаясь от верхних листьев растения, обладает лучшей проникающей способностью и способствует более равномерному развитию листьев, на нижних уровнях, находящихся в тени более крупных соседей (рис. 5) [5]. 

Рис. 5

Также, управление уровнем зеленого в спектре облучения позволяет контролировать время наступления и длительность фаз прорастания и цветения.

Оранжевый свет (550-610 нм)

С точки зрения рассмотренных выше спектров поглощения хлорофиллов, этот диапазон имеет незначительный уровень отклик. Однако, успешный опыт применения натриевых ламп, излучение которых в основном лежит в этом диапазоне, подтверждает, что фактически растения способны развиваться даже при не оптимальном спектральном составе освещения.

Красный (610-720 нм)

Наиболее эффективный диапазон, с точки зрения количества фотонов, поглощаемых растением в процессе на всех этапах развития. 
Красный свет способствует цветению, прорастанию почек, росту стеблевых листьев, опадению листьев, спячке почек, этиоляции и т.д.

Дальний красный (720-1000 нм)

Несмотря на незначительный отклик в спектрах поглощения основных пигментов, дальний красный диапазон выполняет своего рода “сигнальную” функцию – как и в случае с зеленым цветом, корректировка уровня дальнего красного позволяет повлиять на время наступления и длительность фазы цветения и плодоношения.

Инфракрасный  (1000 нм и выше)

Все излучение в этом диапазоне конвертируется в тепло, дополнительно влияющее на температуру растения. 

Следует помнить, что для естественного солнечного света более 50% энергии излучается именно в  инфракрасном диапазоне. Если растение в искусственных условиях облучается только в диапазоне 400-700 нм, то нужно дополнительно предусмотреть запас мощности в системе отопления для поддержания комфортной температуры.

Потребности растения на разных этапах роста

Как было отмечено выше, свет является не только источником энергии, контролирующим фотосинтез. Различные участки спектра воспринимается растением как сигналы, влияющие на многие аспекты роста и развития (прорастания, деэтиоляция) Изменения в развитии растений, связанные со светом являются результатом фотоморфогенеза.

На схеме на рис.6 показаны основные эффекты, стимулируемые различными цветами на протяжении жизненного цикла растения.

Рис. 6

Рассмотрим более подробно влияние света на различных этапах 

Синтез хлорофилла

Самое большое количество хлорофилла вырабатывается при синем свете, меньшее – при белом и красном, самое меньшее – при зеленом свете и в тени. При разном свете, соотношение хлорофилла A и B также не одинаковое. Самая большая разница в соотношении А и B при желтом и синем свете. Красный свет способствует большой выработке хлорофилла типа A.

Для светолюбивых растений подходит синий свет, для тенелюбивых растений подходит красный свет.

Цветение

Соотношение между длительностью светового периода и периода темноты называется фотопериодом.

Общая протяженность суток – 24 часа, однако в зависимости от разной широты и времени года, протяженность дня и ночи неодинаковая.

В зависимости от разных климатических условий и места произрастания, фотопериод у разных растений неодинаков. Цветение, опадение листьев, спячка почек – всё это является реакцией растения на изменение фотопериода.

Растения, которые готовы начать цвести, зацветут при наступлении подходящего фотопериода. Количество дней до начала цветения определяется возрастом растения. Чем старше растение, тем оно быстрее зацветет.

Под воздействием фотопериода оказываются листья растений. Чувствительность листьев к изменению фотопериода связана с возрастом растения. Чувствительность старых листьев и молодых листьев неодинаковая.

Наиболее чувствительными к изменению фотопериода являются растущие листья.

Накопление питательных веществ и рост растений регулируются  излучением в красном и дальним красном диапазоне.  Размножение определяется, синим светом. Фитохром, содержащийся в листьях, может принимать сигналы красного света и дальнего света. Растение готовое к цветению, зацветет, если последнее излучение будет красным дальним светом.

На рис. 7 показаны спектры поглощения растений при синтезе хлорофилла, фотосинтезе и фотоморфогенезе.

Рис. 7

Светодиоды

Современные мощные светодиоды, применяемые в искусственном освещении растений, позволяют сформировать монохромное излучение фактически в любой части спектра, рассмотренной выше.
Примеры спектров светодиодов показаны на рис. 8

Рис. 8

Стоит отметить светодиоды с длиной волны 450 нм (“глубокий синий”) и 660 нм (“дальний красный”), как составляющие, совпадающие с пиками поглощения хлорофиллов.

Как было отмечено выше, наличие светодиодов пиком излучения в других частях спектра, позволяет дополнительно стимулировать другие участки спектра поглощения. Белые люминофорные светодиоды (серая кривая на рис.

имеют в составе своего спектра относительно широкую область излучения люминофора, а также синий пик непоглощенного люминофором излучения синего кристалла.

Комбинация светодиодов различных цветов в одном светильнике с возможностью независимого управления позволяет сформировать фактически любой спектр для конкретной культуры и фазы ее развития. 
Примеры спектров, используемых в различных сценариях освещения растений,показаны на рис. 9

Рис. 9

Отдельно стоит рассмотреть спектр облучения, получаемый растением, когда на него воздействует одновременно естественное излучение и излучение системы светодиодной досветки.
Предположим. что в светильнике для досветки используются синие и красные светодиоды в соотношении примерно 1:2 (по уровню энергии), для стимуляции хлорофиллов на стадии вегетативного роста. 

Пример такого спектра показан на рис. 10

Рис. 10

В реальности же на листья растений будет также воздействовать спектр солнечной радиации, и суммарный спектр облучения будет выглядеть следующим образом (рис. 11).

Рис. 11

Видно, что в этом случае растение монохромная досветка в сочетании с широкополосным естественны излучением дает спектр, стимулирующий все основные зоны поглощения растений. Результирующий спектр по форме близок к суммарному спектру поглощения всех основных пигментов растения, рассмотренному выше.

Заключение

Подводя итоги данного обзора можно отметить следующее:

Спектральный состав света является важным фактором для продуктивного выращивания культур в искусственных условия, однако, не первичным.

Получить прирост урожая за счет оптимизации спектра можно при обеспечении растению достаточного уровня базовых потребностей (температура, вода, CO2, вентиляция).

Количество света также является более приоритетным параметром по сравнению с его спектральным составом.

Современные светодиоды позволяют эффективно сформировать излучение в спектральном диапазоне поглощения растений. Причем возможно применение т.н. монохромных светодиодов с различными цветами (длиной волны излучения) и традиционных белых “люминофорных” светодиодов, обеспечивающих равномерное широкополосное излучение.

Наличие в светильнике светодиодов с различными цветами и технологии независимого управления ими позволяет исследовать влияние спектра на эффективность выращивание отдельно взятой культуры в конкретных условиях и выработать оптимальный баланс цветов для лучшей урожайности.

Список литературы

Физиология растений. Н.И. Якушкина. Издательство: “Владос”. Год: 2004

Исследования над образованием хлорофилла у растений. Монтеверде Н. А., Любименко В. Н. Известия Императорской Академии наук. VII серия. — СПБ., 1913. — Т. VII, № 17. — С. 1007–1028.

Создание эффективных светодиодных фитосветильников. Cакен Юсупов, Михаил Червинский, Екатерина Ильина, Владимир Смолянский. Полупроводниковая светотехника N6’2013

Contributions of green light to plant growth and development. Wang, Y. & Folta, K. M.  Am. J. Bot. 100, 70-78 (2013).

Источник: https://aurora-leds.ru/material/spektry-v-agrofotonike/

Правильное освещение для растений и как его обеспечить?

Полноценное освещение для растений так же важно, как вода и почва. Культуры открытого грунта растут в естественных световых условиях и нуждаются только в поливе и подкормках. Комнатным цветам «повезло» меньше, так как в помещении они почти всегда страдают от затемнения.

Как влияет свет на растения

Растущие в полутени растения «недоедают» и так же, как все живое прекращают расти, развиваться, цвести. Процессы фотосинтеза обеспечивают цветам полноценное органическое питание, которое требуется им не меньше, чем получаемые из грунта вода и минеральные соли.

Но при нехватке света фотосинтез резко замедляется. В результате побеги истончаются и вытягиваются, листья бледнеют и не вырастают до нормальных размеров.

Исследователи установили, что минимальная фотосинтетическая активность начинается уже при освещенности 100 лк. Для развития должно быть не менее 1000 лк, а лучше – еще больше. Но перебарщивать также нельзя, так как избыток света для некоторых растений вреден. От этого их листья могут сморщиться, покрыться пятнами от ожогов.

Что такое хорошее освещение для растений

Свет должен быть:

Качественным.
Каждой фазе роста соответствуют свои потребности в спектральном составе световых лучей. Например, для развития зеленой массы необходим голубоватый свет, а для роста корневой системы и в период подготовки к цветению в спектре должны быть оттенки желтого и красного. Зеленоватые лучи стимулируют процессы фотосинтеза в листьях с плотной структурой.  

Продолжительным.
Большинство растений набирают силу и цветут только тогда, когда световой день составляет не менее 14 ч, то есть летом. Но есть и такие привереды, как пуансеттия и каланхоэ. Им для цветения необходимо находиться на свету не более 8-10 ч в сутки в течение 2 осенних месяцев.  

Интенсивным. 
Слабое освещение для растений губительно. Идеальный вариант для светолюбивых видов – 100000 лк, как у солнечного света. Поскольку обеспечить дома такие условия невозможно, остается один выход: стремиться к лучшему, исходя из потребностей домашнего «зеленого уголка». 

Как создать нормальную световую среду для комнатных цветов

Как уже упоминалось выше, длительность светового дня для растений должна составлять, в среднем, 13-14 часов в сутки. Большое значение имеет также интенсивность подсвечивания.

К примеру, если вы будете использовать маломощные лампы для освещения растений, растущих в природе на открытых солнечных участках, цветы могут «заболеть».

Чтобы этого не случилось, желательно строго соблюдать световой режим.

Приблизительные нормы освещенности для активного развития и цветения:

Фотосинтез запускается при участии хотя бы минимального количества световой энергии, поэтому тенелюбивых видов в природе нет. Есть теневыносливые, то есть менее требовательные к освещению. Но и им также необходимо дневное досвечивание хотя бы до 1000 лк.

Как рассчитать мощность ламп для освещенности полки с растениями

Освещенность – это количество люменов светового потока на квадратный метр поверхности. Предположим, что на полке длиной 80 см и шириной 30 см стоят цветы с умеренными требованиями к интенсивности освещения. Площадь полки составляет 0,8х0,3=0,24 (кв.

м). Для того чтобы создать среднюю освещенность 5000 лк, необходимы лампы со световым потоком 5000х0,24=1200 (лм). Если они будут расположены на высоте 30 см, потери составят около 30 %, то есть световой поток должен увеличиться приблизительно до 1700 лм.

Теперь, зная общее значение светового потока и светоотдачу разных видов осветительных приборов, можно рассчитать мощность ламп для нормального освещения растений на полке:

• Лампы накаливания. Светоотдача – 12-13 лм/Вт. Мощность – 1700÷12=141 (Вт). Это 2 лампы по 75 Вт каждая.
• Люминесцентные. Светоотдача – 65 лм/Вт. Мощность – 1700÷65=26 (Вт). Понадобятся, к примеру, 2 лампы с рефлектором по 13-15 Вт.
• Светодиодные. Светоотдача – 100 лм/Вт. Мощность – 1700÷100=17 (Вт). Достаточно 2 ламп по 8-9 Вт.

Лампы накаливания для подсвечивания – не лучший выбор, так как они не имеют в спектре синих и голубых тонов. Недостаток люминесцентных приборов освещения – выделение тепла, которое может помешать нормальному развитию зеленой массы. Светодиоды лишены этих минусов, к тому же они потребляют значительно меньше электроэнергии, дольше служат и не содержат ртути.

Это теоретические расчеты, которые весьма приблизительны. Установить точные параметры освещенности полки поможет люксметр RADEX LUPIN. Он же определит реальный световой поток ламп, который не всегда соответствует значению, заявленному производителем.

Зачем и чем измерять освещенность зеленого уголка

Если вы знаете световой поток и мощность используемых для подсветки ламп, то сможете приблизительно рассчитать освещенность, следуя указанному выше алгоритму. Но это значение будет далеко не точным. И, возможно, растения, которые недополучают света, продолжат чахнуть, несмотря на якобы нормальное освещение.

Чтобы получить максимально достоверную картину, используйте для измерения бытовой люксметрRADEX LUPIN. С таким прибором вы легко решите проблему освещенности любимых растений.

Прибор очень прост в использовании, его можно переносить в сумочке или кармане. Без люксметра организовать оптимальную световую среду для растений сложно. Всегда будет риск ошибки – неточности расчета или покупки неправильно выбранных ламп. Поэтому в арсенале «продвинутых» цветоводов обязательно есть качественный люксметр.

Если вашим комнатным цветам не хватает света, помогите им. Рассчитайте освещенность, установите соответствующие лампы и контролируйте световой режим с помощью люксметра. В благодарность растения отзовутся мощным ростом, их листья и стебли наполнятся соком, появятся силы на продолжительное цветение!

Источник: https://www.quarta-rad.ru/useful/vse-o-lampax-i-drugix-istochnikax-sveta/oscveschenie-rasteniy/

Освещение для растений: Lumen, PAR, PPF

Нужно ли вашим растениям больше света? Вам может казаться, что ваш дом хорошо освещен, но весьма вероятно, что ваши растения практически умирают от недостатка света.

Выращивание растений в помещении предполагает решение множества непростых задач, одна из самых серьезных – это, конечно, недостаточное количество света. Сложно поверить, но большинство жилых домов слишком темные для растений – хоть и кажутся довольно светлыми для людей – а многие начинающие садоводы не понимают разницу между достаточным освещением для человека и растения.

Растениям требуется большое количество света, без него они могут буквально умереть от голода, даже если в помещении достаточно светло для повседневной человеческой деятельности, например, для чтения. Это все происходит потому что растения воспринимают свет не так как люди.

Выращивание под искусственным светом

Может показаться, что выращивание под искусственным светом – это какая-то новая идея, но это не так. Более чем 50 лет назад ученые в Государственном Университете Огайо получили прекрасные результаты по выращиванию растений под люминесцентными лампами без вообще какого-либо солнечного света.

Томаты под искусственным светом

Сегодня же современные люминесцентные, светодиодные и газоразрядные лампы специально разрабатываются, чтобы излучать тот спектр света, который необходим растениям, чтобы развиваться в условиях недостаточного солнечного освещения. На практике, в помещении можно выращивать широкий круг декоративных и плодоносящих растений.

https://www.youtube.com/watch?v=2m5UAUcuMKo

Чтобы понять какие возможности дает конкретная лампа для выращивания, нужно понимать, как измеряется свет. Традиционная единица измерения яркости света – люмен. Обычная лампа накаливания в 100 ватт излучает примерно 1300 люмен света. Освещенность измеряется в люксах, 1 люкс – это свет яркостью 1 люмен, падающий на площадь в 1 квадратный метр.

Надо понимать, что люмены и люксы относятся к видимому спектру. Так как растениям нужен свет не всего видимого диапазона, а только тот, что составляет фотосинтетически активную радиацию (ФАР), то люмены не всегда являются точной характеристикой пригодности лампы для выращивания, но дают более-менее приемлемую примерную оценку.

Кроме того, освещение измеряется по его цветовой температуре. Это показатель внешнего вида (спектра) света, а не количества тепла. «Холодный» свет – это свет в синей и желто-зеленой части спектра, а «теплый» – это свет в красной части светового спектра. Спектральные характеристики света измеряются в нанометрах, что означает длину световой волны.

Видимый свет – это свет с длиной волны от 400нм (фиолетовый) до 700нм (красный). Для того, чтобы растение могло фотосинтезировать, ему нужен свет с основными длинами волн 450нм (синий свет – вегетативный рост) и 650нм (красный свет – цветение). Красный свет необходим для запуска процесса цветения растения, а синий свет позволяет растению развиваться вегетативно.

Влияние разных спектров на развитие растения

Именно с помощью света растение производит пищу из воды и углекислого газа в своих пигментах-хлорофиллах.

Яркий свет необходим для быстрого роста и цветения

На открытом воздухе растения могут получать больше, чем 100000 люксов света ярким летним днем, а опыт подсказывает, что какие-то виды растений лучше всего растут и плодоносят, только если получают максимальное количество солнечного света. Другие виды, напротив, лучше растут в более затененных условиях.

В помещениях мы получаем контроль над видом и распределением искусственного света для растений.

Для таких популярных для выращивания в помещениях растений как розы, гвоздики и хризантемы лучше всего включить свет на максимум, а для любящих тень сенполий, глоксиний, орхидей и лиственных растений нужно не более 11000 люксов света. Томатам и другим плодоносящим растениям требуется не менее 20000 люксов света.

В доме обычно не получится найти освещенность больше, чем 400 люксов, разве что около окна без препятствий снаружи. Обычно свету, попадающему в окно, мешают деревья, другие здания, карнизы, жалюзи, занавески или шторы. В результате получается, что окно дает достаточно света для человека, но для растения это будет считаться слишком затененной зоной.

Несмотря на все эти различия между условиями внутри помещения и снаружи, растения могут крайне успешно расти в доме.

Как правило, те растения, что предпочитают затененные места снаружи, будут хорошо расти и внутри, конечно, если температура и влажность оптимальны, но перечень этих растений крайне мал – это такие растения, как, скажем Сансевиерия трёхполосная, остальным же нужно дополнительное искусственное освещение.

Типы ламп для выращивания

Лампы накаливания не подходят для выращивания, так как 95% энергии, потребляемой лампой накаливания, излучается в инфракрасном диапазоне (тепловое излучение), бесполезном как для людей, так и для растений.

Кроме того, лампы накаливания совсем не излучают свет в синей части светового спектра, без которого растения не могут полноценно развиваться, а тепло от такой лампы будет замедлять и без того слабый рост.

От лампы накаливания можно ожидать 10-15 люмен/ватт.

Газоразрядные лампы работают за счет электрического разряда внутри лампы, который либо светится самостоятельно, либо заставляет светиться люминофоровое покрытие.

Лампы первого типа, обычно используемые для выращивания растений – это лампы высокого давления ДНаТ (Дуговая Натриевая Трубчатая) и МГЛ (Металлогалогенная Лампа), последние также называются ДРИ (Дуговая Ртутная с Излучающими добавками).

Разница между этими лампами заключается в доминирующем спектре излучаемого света – МГЛ лампы излучают более холодный (синеватый) свет, а ДНаТ лампы – более теплый (желто-оранжевый) свет.

Выбор между этими лампами будет зависеть от типа растений, которые вы выращиваете: цветущим культурам, вроде томатов, больше подойдет ДНаТ лампа, а зеленым насаждениям, таким как салат, необходимо больше синего – им предпочтительней МГЛ. ДНаТ – более универсальная лампа, так как она тоже излучает некоторое количество синего (хоть и не так много), но салат будет успешно расти и под ней, а вот томаты под МГЛ вырастить проблематично.

Многие годы серьезные садоводы полагаются на газоразрядные лампы высокого давления для получения больших урожаев в помещениях, эти лампы проверены годами: они дают хорошую световую отдачу (до 150 люмен/ватт), а их спектр хорошо подходит растениям. Однако, не обходится и без недостатков – такие лампы очень горячие, в условиях закрытого пространства им нужна хорошая система охлаждения, кроме того, растение может обжечься, если проявить неосторожность и позволить ему дорасти до лампы.

Гидропонные томаты в гроутенте под лампой ДНаТ

Второй тип газоразрядных ламп – люминесцентные лампы, их также называют ЭСЛ (Энергосберегающие Лампы). По конструкции – это газоразрядные лампы низкого давления, покрытые специальным люминофором, который и светится от электрического разряда.

Люминесцентные лампы хорошо подходят для мелкомасштабного выращивания, так как они обычно бывают небольшой мощности – до 150 ватт – и не разогреваются до высоких температур при использовании.

Люминесцентные лампы бывают разных цветовых температур – холодного и теплого света, подбирать их нужно соответственно вашим культурам – холодный свет для лиственных, теплый – для цветущих культур.

Люминесцентные лампы хорошо подходят для нетребовательных к свету растений – зеленых салатов, трав и других лиственных видов, а также для проращивания молодых кустов, которым не требуется освещение высокой мощности.

Очень важно выбирать только самые современные люминесцентные лампы, разработанные специально для выращивания – старые модели ламп отличаются плохой светоотдачей и неподходящим спектром.

Например, среди длинных трубчатых ламп самыми современными и эффективными являются лампы Т5 (Т – это мера толщины трубки лампы, равна 0,125 дюйма). Стандартные офисные Т8 проигрывают им по светоотдаче, а потому не являются хорошим выбором.

Кроме того, можно выбрать современные мощные компактные люминесцентные лампы, если ваше пространство не позволяет установить длинные лампы Т5. Светоотдача современных люминесцентных ламп – не менее 100 лм/Вт.

Люминесцентные лампы Т5

Чтобы перевести люксы в фотосинтетический фотонный поток (PPF), который является единицей измерения фотосинтетически активной радиации (ФАР) – той части светового спектра, которая необходима растениям – воспользуйтесь этим калькулятором. Данные нужно вводить в фут-свечах, 1000 люксов = 93 фут-свечи. Данные по ФАР даны для различных типов ламп, так как их спектры различны. Вот пример расчета для яркости света в 50000 люксов (4645 фут-свечей):

Все газоразрядные лампы – ДНаТ, ДРИ, люминесцентные – не могут подключаться напрямую в розетку, так как для запуска им необходимы импульсные разряды высокого напряжения, а также строгий контроль рабочего тока.

Такие лампы должны подключаться к специальному балласту, который должен соответствовать выбранной лампе. Такие балласты называются ПРА (Пускорегулирующий Аппарат), их нужно подбирать под тип и мощность купленной лампы.

У некоторых моделей компактных люминесцентных ламп ПРА уже установлен в цоколе, дополнительных комплектующих для них не требуется. Прочитайте про разные типы балластов в этой статье.

Газоразрядные лампы – хороший выбор для начинающего и продвинутого садовода, не требующий крупных денежных вложений, позволяющий получить хороший урожай.

Сравнительно новая и быстро развивающаяся технология – это светодиодное освещение. Светодиод – это полупроводниковый прибор, который испускает световой поток с одной конкретной длиной волны. Комбинируя светодиоды с разными длинами волн, можно получать светодиодные лампы, подходящие для выращивания растений.

Светодиодные лампы обладают многими преимуществами, которые делают их довольно перспективной технологией в домашнем садоводстве – они выделяют не так много тепла (хотя им все равно требуется охлаждение), они долго служат и обладают отличной светоотдачей на ватт.

Именно за счет своей высокой эффективности светодиодные лампы являются самыми экономичными источниками света.

Однако, они также не лишены недостатков: световой спектр светодиодной лампы уникален и зависит от типа светодиодов в ней и их количества. Более старые модели с красными и синими светодиодами не излучают света в желтом и зеленом спектре, а он необходим для правильного развития растения.

Современные светодиодные лампы решили эту проблему – в них часто устанавливаются от пяти до десяти типов диодов различных спектров. Кроме того, светодиоды – это технология, очень требовательная к качеству – даже одного дефектного диода достаточно, чтобы вся лампа вышла из строя.

При выборе светодиодной лампы необходимо очень тщательно выбирать производителя – важно, чтобы лампа тестировалась не только на качество светодиодов, но и на пригодность полученного спектра для выращивания именно вашего типа растений. Еще один недостаток светодиодных ламп – их высокая стоимость.

Качественная лампа для выращивания может стоит в 5-7 раз дороже газоразрядной лампы схожей мощности.

Выращивание перцев под светодиодной лампой

Расчет мощности освещения

Прежде чем пойти и купить систему освещения, необходимо принять во внимание несколько важных вещей. Необходимое количество световой энергии для данной площади сада, тип отражателя для лампы, насколько будут пересекаться световые пятна нескольких ламп с отражателями – все это стоит знать прежде чем начать выбирать систему освещения.

Существует несколько методов расчета необходимой световой энергии для достаточного освещения садовой площади.

Можно использовать хитрые приборы, которые помогут определить микро-моли PPF, а также оценят количество ФАР, но для большинства начинающих садоводов эта информация ни к чему.

Конечно, если у вас есть доступ к подобным измерительным приборам, то, без сомнения, используйте их, но вам совершенно необязательно использовать что-то подобное, чтобы понять какая система лучше подходит для вашего сада.

Большинству садоводов для расчетов достаточно лишь знать примерную мощность освещения на квадратный метр для конкретного растения. Именно принимая во внимание потребность в свете каждого конкретного растения можно определить необходимую мощность лампы. Таким образом можно подобрать лампу под ваши нужны, не пережечь растения и добиться оптимального роста.

Если вы выращиваете салат и другие культуры с низкой потребностью в освещении, то для расчетов используйте значение в 200-300 ватт на квадратный метр площади.

Так, лампа в 1000 ватт позволит осветить 3,5-5 квадратных метров сада. Если вы собираетесь выращивать более требовательные растения, например, томаты, то рассчитывайте мощность, исходя из 400-450 ватт на квадратный метр.

Тогда 1000-ваттной лампы хватит примерно на 2,5 квадратных метра.

Имейте ввиду, что данный расчет – это непосредственно засаженная площадь, а не обязательно физические размеры самого помещения.

Если вы хотите получить максимальные урожаи, то вы можете поднять мощность до 650-750 ватт на квадратный метр, однако, для большинства однолетних растений отметка максимального урожая достигается на 450-500 ваттах на метр, а дальнейшее увеличение освещенности нецелесообразно.

Световую энергию можно максимизировать, используя подходящий отражатель – он позволит сократить количество энергии, которая не достигает растения – по факту, прямых потерь электричества. Для выбора оптимального отражателя ознакомьтесь с нашей статей о рефлекторах.

Источник: http://www.EasyGrow.ru/articles/cultivation-under-artificial-lighting/