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:
- красный
- зеленый
- синий
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.
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.
Основными и самыми эффективными светодиодами для растений, являются синие и красные с длинами волн 660 нм и 455 нм
Почему такие?
Посмотрим спектр поглощения света растениями:
">
Хлорофилл - зеленый цвет (поглощает синий и красный).
Каротины - желтый, оранжевый, красный цвета (поглощает синий).
При этом разные пигменты поглощают по разному, а что они не поглощают, они отражают, и именно этим обуславливается цвет самого растения.
Учёными доказано, что источником энергии для фотосинтеза служат преимущественно красные лучи спектра, на что указывает спектр активности фотобиологических процессов, где наиболее интенсивная полоса поглощения наблюдается в красной, и менее интенсивная – в сине-фиолетовой части.
почему лист растения зеленый? Потому, что его поверхность отражает, а значит – не поглощает зеленый свет. Это свойство объясняется присутствием в зеленом листе пигмента хлорофилла. А поглощает хлорофилл свет (а значит и энергию) из красной (660 нм) и синей (445 нм) областей спектра дневного света.
Желто-зеленая составляющая дневного света, практически, бесполезна, на графике там провал, для роста и жизни растения нужен красный и синий свет.
Фотоморфогенез – это процессы, происходящие в растении под влиянием света различного спектрального состава и интенсивности. В этих процессах свет выступает не как первичный источник энергии, а как сигнальное средство, регулирующее процессы роста и развития семени. Оказывается, кроме хлорофилла, в любом растении есть еще один замечательный пигмент – фитохром. Пигмент – это белок, имеющий избирательную чувствительность к определенному участку спектра белого света.
Особенность фитохрома заключается в том, что он может принимать две формы с различными свойствами, под воздействием красного света 660 нм и дальнего красного 730 нм, он обладает способностью к фотопревращению. Причем поочередное кратковременное освещение тем или другим красным светом аналогично манипулированию любым выключателем, имеющим положение «ВКЛ-ВЫКЛ», т.е. всегда сохраняется результат последнего воздействия. Но тут еще нужно поискать информацию или поєкспериментировать самому.
Про периоды освещения, о длительности дня и ночи я распишу позже!
Это свойство фитохрома обеспечивает слежение за временем суток (утро-вечер), управляя периодичностью жизнедеятельности растения. Более того, светолюбивость или теневыносливость того или иного растения также зависит от особенностей имеющихся в нем фитохромов. Из-за чего сложно создать универсальную лампу для всех растений.
Фитохром, в отличие от хлорофилла, есть не только в листьях, но и в семени. Участие фитохрома в процессе прорастания семян для некоторых видов растений таково: красный свет стимулирует процессы прорастания семян, а дальний красный – подавляет. Возможно, что именно поэтому семена и прорастают ночью. Хотя, это и не является закономерностью для всех растений. Но, в любом случае, красный свет полезнее так как он стимулирует, а дальний красный - подавляет активность жизненных процессов растения.
Экспериментальным путём получили, что красного должно быть больше. Для разных растений пропорции разные. Вот оказывается если томатам хорошо при большом количестве красного, то огурцы начинают погибать или сильно увеличивать свои листья.
Адениумы - растения, которые в родных местах произрастания получают максимум красного спектра. В Африке и арабских странах, рассветы и закаты длятся не долго, солнце быстро заходит и встаёт, а так же там очень мало пасмурных дней. А значит и синего света мало.
Из различных экспериментов, пришли к выводу, что пропорции красных и синих светодиодов примерно 1синих:2красных для активной фазы вегетации и
при стадии созревания плодов светолюбивых растений это соотношение возрастает до 1:8
Так же нужно учитывать, в каких условиях находятся растения, попадет на них естественный свет или нет, если попадает, то преимущественно какой? Если растения находятся в гроубоксе или скажем в подвале, то некоторым растениям понадобятся другие спектры, их можно им дать, если установить какое-то количество белых светодиодов, можно подключить и ультрафиолетовые, если того требуют экзотические растения. Расти без УФ могут почти все растения, но выделять, скажем, эфирные масла - не все. Пример - Укроп. Без ультрафиолета он не такой ароматный.
В теплицах иногда совмещают два типа искусственного освещения -это натриевые лампы, в которых много красного спектра и плюс светодиоды. Ведь установить на большие площади необходимое количество светодиодов требует больших вложений.
В многочисленных отчётах и опытах, встречаются такие соотношения:
для вегетации от 1:2 до 1:4
для созревания плодов от 1:4 до 1:8
почему так много красного?
Но стоит учесть, что в теплицах есть еще и естественный свет, который и компенсирует необходимый баланс.
Для выращивания в закрытом грунте, обычно применяют 1:2 - 1:4 в зависимости от растений.
я так же встречал, как выращивают практически под одним синим спектром материнские растения, видимо для дальнейшего производства клонов и укоренения их.
Сочетание спектров так же влияет на проявление половых признаков растений. У канабиса появление женских растений резко возрастает, если при первых неделях роста будет преобладать синий спектр.
Для адениумов я бы рекомендовал соотношение синих к красным, с диной волны 660 нм и синих 440-445 нм, от 1:3 до 1:4 если вы выращиваете их не в гроубоксе, можно добавить немного белых. Если добавить зелёных, для глаз свет будет белым или почти белым, в зависимости от количества, но для растений он останется не замеченным.
Выбор мощности
Тут так же зависит от места и условий, а также от культуры которая будет расти.
Можно условно разделить растения на светолюбивые, светолюбивые и плодоносящие, и не требовательные.
плодоносящие светолюбивые, это например томаты или клубника. Им необходимо много света и чем его больше, тем выше урожай.
Не требовательные, это салат, тропические растения, многие комнатные растения. Ну и просто светолюбивые, с этим понятно.
Какая мощность нужна?
Из личного опыта и из наблюдений за другими, я сделал вывод:
Для теплиц:
не требовательные 10-40 Вт на м2
светолюбивые растения 20-60 Вт на м2
плодоносящие 50 Вт на м2 и более, можно увеличить в несколько раз.
Обычно используют в теплицах для выдерживания длительности дня, так что бы не ниже 12/12, день/ночь, в дневное время досвечивание увеличивает рост и ускоряет созревание, а так же добавляет красного спектра, которого очень мало в осенние и весенние дни.
Без естественного света:
не требовательные 40-80 Вт на м2
светолюбивые растения 50-100 Вт на м2
плодоносящие 150 Вт на квадратный метр и более.
Нужно знать, что чем выше висит лампа, тем меньше света, а при увеличении расстояния в 2 раза, света будет меньше в четыре раза. Вот такая она квадратичная зависимость.
Встречаются расчёты для натриевых и люминесцентных ламп в люксах и люменах. В случае расчёта с лампами светодиодными для растений, необходимо учитывать много составляющих и обычно считают просто в Ваттах. Что бы дать расчётные данные, нужно провести много расчетов, а мерить прибором, нужно одинаковые лампы. Ведь освещенность 5 белых светодиодов будет на много выше 5 красных с длиной волны 660 нм. а толку от белых будет на много меньше!
Люкс – это единица измерения освещенности. Люкс равен освещенности поверхности площадью 1 кв.м. при световом потоке от источника в 1 лм.
На практике основное значение имеет показатель освещенности на рабочей поверхности, измеряемый в Лк (Люкс) с помощью специального прибора - люксметра.
Какие светодиоды выбрать, для освещения растений?
Синие и красные светодиоды с длинами волн 650-660 нм в красном и 440-460 нм в синем. Пики приходятся в 660nm и 445nm
Это не значит, что при длинах волн 630 нм и 465 нм будет плохо расти, просто будет чуть-чуть ниже эффективность. На сколько - не скажу.
Красный свет плохо проникает через слои листвы, синий лучше.
Светодиоды можно располагать очень близко к растению, до 5 см. не боясь опалить растение. Сильно нежные листики, всё же лучше располагать не ближе 10 см. от верхних листьев. При выращивании высоких растений, нужно думать о боковом освещении, так как нижние ярусы будут недополучать свет.
AQUA-FARM ЦВЕТ СВЕТА И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА РАСТЕНИЯ
Солнечный свет - источник энергии, диоксид углерода (углекислый газ СО2) воздуха - источник углерода - главного строительного материала и вода - источник кислорода, входящего в ее состав на молекулярном уровне. И все эти три жизненные силы объединены процессом фотосинтеза, при котором происходит образование органических веществ (углеводов) благодаря энергии света при участии фотосинтезирующего пигмента - хлорофилла. Хлорофилл (от греч. «зелёный» и «лист») - зелёный пигмент, обусловливающий окраску растений в зелёный цвет.
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.
Вы задумывались почему практически у всех растений зеленый цвет? Нет? Немного поясним - цвет предметов, которые видит наш глаз это отраженная часть светового потока (света). Черный цвет у предметов, которые полностью поглощают световое излучение. Белые - наоборот - полностью рассеивают направленный на них свет. Зеленые - отражают зеленую часть этого самого светового потока, синие - синюю часть и так далее. Итак, зеленые пердметы отражают зеленую составляющую света! Вот оно! Вот почему эту часть спектра наши растения отказываются использовать! Хлорофилл, содержащийся в большей части листа и ответственный за самый важный процесс в растении - зеленого цвета, то есть он полностью отражает зеленый цвет!
Теперь посмотрим на цветовой спектр излучаемый обычной лампой накаливания.
Как видим максимальное излучение находится за пределами красной зоны, в области инфракрасного излучения(теплового). Так оно и есть - лампы накаливания очень сильно нагреваются. Имено из-за этого они могут нанести ожог листьям или попросту их высушить! Кроме этого мощность светового потока от такой лампы неприлично низка и ее недостаточно для нормального роста растения. У данного типа ламп наименьший коэффициет полезности по соотношению силы света приходящаяся на ватт мощности
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.
Газоразрядные лампы. До недавнего времени они занимали наилучшую позицию с точки зрения цены светового потока. Они имели наиболее мощный световой поток на каждый ватт своей мощности, но по спектру они не сильно полезны для выращивания растений. К тому же данные лампы, как и лампы накаливания, нагреваются, со всеми вытекающими последствиями. К тому же из всех типов ламп они наиболее пожароопасны, не говоря уже о их весе (для обычных систем поджика это около 10 кг, для электронных - существенно меньше)!
И вот, с развитием светодиодных кристаллов, появилась уникальная возможность переломить ситуацию. Эффективность светодиодных ламп бесспорна. Изучим теорию. У них максимальное соотношение производительности светового потока к потребляемой мощности. Кроме этого есть диоды излучающие не только белый, то есть полноценный спектр, а только определенные его участки - зеленый, желтый, синий, красный. Вот оно! Синий и красный - именно они нужны для активного роста растения! Именно их правильное сочетание и необходимая мощность обеспечат растению нужный световой поток. Однако, есть и минус - их стоимость, которая в несколько раз выше обычной "люмы".
При этом обратите внимание, что к этим цветам спектра наш глаз наименее чувствителен. Именно поэтому для нас незаметно, падение световой мощности люминисцентной лампы. Нам кажется, что она светит как и светила раньше, а на самом деле она светит уже в полсилы, при этом потребляя такое же количество энергии как и раньше! Заметить этот эффект Вы сможете, только если рядом включите новую лампу.
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
Светодиоды для выращивания растений и рассады.
Приведенная выше статья была написана более 2 лет назад, за это время много изменилось. Появился опыт применения светодиодных систем в реальных условиях и пришло время "дописать" нашу статью. Многие из наших покупателей спрашивают - почему же мы отказались от таких "хороших" светодиодов? Чтобы не объяснять каждому мы приняли решение опубликовать данный материал. Использование (даже частичное) разрешается только после согласования с нами и установки ссылки на на эту статью.
За последние 3 года нами были проведены не только проектные, конструкторские и опытные работы, но и сделаны реалано работающие промышленные образцы. Сколько мы потратили на них сил и средств - оставим за кадром.
Изложим только суть, к которой пришли. А точнее некоторое из наработанных материалов. Фотографии скажут сами за себя. Далее судить только Вам!
Тестирование проводилось в одинаковых системах гидропонного выращивания нашего производства, поэтому в их эффективности сомнений нет, так как они уже не раз ее подтверждали.
Так как клубника является растением очень чутко реагирующим на количество света - первой в этом сравнении посмотрим на нее.
Слева - клубника выращенная под светодиодами.
Поясним, что мы видим на фотографиях и на что надо обратить особое внимание.
Интервалы съемки примерно одинаковы и составляют 12 дней. Светодиоды мощностью суммарной мощностью 30 Вт и углом 120 градусов спектр смешанный в интервалах 470-630, ЭСБ - 30 Вт, патрон Е14, спектр - указывать не будем:).
Итак, первое на что обратим внимание - размер листовой пластины. Так как под светодиодами(LED) находится клубника с более развитой корневой системой (а это дает ей дополнительные бонусы в скорости набирания вегетативной массы), то главным критерием может быть только скорость увеличения листовой пластины и куста в целом.
Клубника, выращенная под светодиодной лампой - общий прирост листовой пластины, в среднем 90-100%, у клубники выращенной под ЭСБ - прирост с интервалах от 200% до 250%! Так как ЭСБ лампы были подобраны более оптимально, а именно с уменьшенной долей синего спектра, традиционного для таких ламп - угнетения в росте черешковой части листа мы не наблюдаем.
Напротив - у клубники, растущей под LED-лампами видно незначительное угнетение черешковой части, что обусловлено набором светодиодов - 2/1. Как видите, фотографию клубники под ЭСБ даже прилось уменьшить, чтобы она влезла в кадр.
Результат:
Светодиоды хороши, это безусловно, но им не хватает мощности светового потока. Даже у 10 ваттного диода узкого спектра - всего 320 люмен! У ЭСБ при той же мощности - 950 люмен! Базовые цены: ЭСБ лампа - 60 рублей, светодиод - 300 руб. + обязательный блок питания, а это еще 200 руб. Даже при условии, что ЭСБ теряет свою эффективность быстрее LED - результат очевиден!
По стоимости эксплуатации получается абсолюьный паритет! 3*10=30 Вт, то есть 3*500=1500 р. для диодного освещения и 2*15=30 Вт, то есть 2*60=120 руб., с текущей технологичностью эти лампы нормально работают с полной нагрузкой почти год, то есть даже за 10 лет эксплуатации можно будет купить на оставшиеся деньги еще 20-30 таких ламп.
Если же добавить сюда еще необходимую систему теплоотведения, а 10 Вт диоды выделяют очень много тепла, то по стоимости они уже явно проигрывают!
Смотрим следующие фото.
Слева - томаты растущие под светодиодами.
Справа - под нашими подобранными ЭСБ, которые сейчас и поставляются с установкой.
Давайте проанализируем и эту картину. Интервалы съемки примерно одинаковы и составляют 12 дней. Светодиоды мощностью суммарной мощностью 18 Вт (каждый по 3 Вт) и углом 120 градусов спектр смешанный в интервалах 470-660, ЭСБ - 46 Вт (2*23 Вт), патрон Е27, спектр - указывать не будем:).
Здесь LED-система была доработана: использовались менее мощные диоды, так как нужно было уменьшить стоимость системы питания и охлаждения. Суммарное падение тепловыделения почти на 70%, при падени общей мощности всего 40%! ЭСБ также была уменьшена в стоимости, за счет применения более распространенных ламп:)
Итак, за счет уменьшившейся мощности получили вытягивание ствола у томата, по сравнению с рассадой растущей под ЭСБ. Скорость наращивания зеленой массы тут точно установить не получится(так как замеров с линейкой мы не делали), можно судить только по общему состоянию будущей рассады.
На фото справа - видим мощный росток с черезвычайно толстым для этой стадии стеблем - для рассады это очень хорошо и означает только одно - освещения у нас избыток, его растению хватает полностью, что и позволяет развиваться в нужном нам направлении!
LED-система же, хоть и подешевела почти на 600 рублей, оставляет желать лучшего. Ее параметры ухудшились. Хорошую рассаду под ней уже не вырастить - сильно не хватает светового потока. Да, спектр правильный и очень нужный, но не хватает его количества!
Общий вывод:
Был еще ряд сравнительных тестов, тестировали даже на аквариумных растениях. Получили очень интересные результаты, которые лагут в основу наших гибридных систем, к которым мы будем стремиться!
Тестовый аквариум - светодиодое освещение (20 Вт).
Реальный аквариум - светодиодое освещение (26 Вт).
Наше мнение - чисто светодиодная система малопригодна для применения в выращивании растений. Для аквариумистики она подходит больше, но и там ее не хватает. В любом случае она на сегодня - 2012 год - проигрывает люминисцентным лампам в чистом виде. Вполне возможно в гибридной системе она еще найдет свою реализацию, но это опять же тесты, тесты и реальное применение. А не "обещания" производителей диодов и их теоретические характеристики, а это деньги, при чем не малые.
Увы, эпоха диодов для нас пока не наступила. А практика, как всегда, немного разошлась с теорией.
Для комнатных растений не всегда достаточно освещения. Из-за его недостатка побеги могут развиваться медленно. Чтобы исправить эту оплошность, нужно всего лишь установить лампу для растений. Именно такой осветительный прибор может создать нужный спектр цвета.
Светодиодные осветительные приборы получили широкое применение для освещения оранжерей, в открытых садах и так далее. Они являются отличной альтернативой солнечному свету, не связаны с большими расходами и имеют длительный период эксплуатации.
Фотосинтез растений является процессом, проходящим во время достаточного освещения. Кроме того, растение может правильно развиваться благодаря необходимой окружающей температуре, достаточной влажности, спектру освещенности, продолжительности суток, наличию необходимых химических веществ.
Не существует цветов, способных полноценно расти в темное время суток. Непременно нужно кое-какое освещение. Разница состоит в его интенсивности. В основном световой день длится примерно 15 часов и не имеет значения, благодаря чему он может поддерживаться – солнечным лучам, искусственным лампам, либо и тому, и другому. Существуют виды растений, для которых определение нужного им света зависит от изменяющихся условий. Хотя есть такие, которым необходимо лишь определенное освещение. Оно не нужно цветам, которые отдыхают в ночное время суток. Для некоторых сортов рекомендовано принимать солнечные лучи и зимой.
На полноценный рост и развитие растительности влияют следующие факторы: грамотный полив, необходимая температура, оптимальная влажность, достаточная подкормка, выбор необходимых ламп для растений. Последнее нужно для выращивания с помощью искусственного света. И это отличное решение для тех видов растений, которые уже смогли адаптироваться к неяркому свету, к примеру, бегонии.
Как определить достаточность света?
Установку осветительного прибора для комнатных растений рекомендуется выполнить правильно. Поэтому вначале выясняем, необходимо ли сильное освещение для конкретной посадки.
Затем определяем число светодиодов. Можно их подсчитать с помощью люксметра. Вы можете и самостоятельно вычислить их количество.
- Спектры света для развития растений.
Рассмотрим, какие нужны спектры света для растений:
- Хлорофилл – зеленый.
- Каротины – желтый и красный спектры.
Кроме того, разнообразные пигменты могут поглощать свет по-разному, все лишнее они отражают.
Как утверждают ученые, источник энергии для фотосинтеза – это в основном лучи красного цвета спектра.
Фотоморфогенез является процессом, который протекает в растении под влиянием света с разным спектральным составом и насыщенностью. Тут свет – сигнальное средство, которое регулирует рост рассады. К тому же в растении имеется и пигмент фитохром. Пигмент является белком, который имеет чувствительность к некоей области белого спектра.
Особенности фитохрома состоят в том, что он принимает 2 формы с разнообразными характеристиками, под влиянием красного оттенка с длиной волны 660 нм он отличается способностью фотопревращения. К тому же поочередное свечение на короткий промежуток времени красным светом аналогично манипулированию им с помощью любого выключателя.
Эта характеристика фитохрома может обеспечить слежение за временем дня, чтобы управлять периодичностью произрастания семян. Сделать нужную лампу достаточно трудно.
Фитохром имеется также в листочках и в рассаде. Красные лучи стимулируют прорастание рассады, а дальний оттенок этого же цвета ее рост подавляет. Вероятно, по этой причине она и прорастает в ночное время суток. Однако это не закономерность для всех видов растений. Тем не менее красный свет является полезным, потому что стимулирует в растении активные жизненные процессы.
Как стало очевидно из результатов многочисленных экспериментов, красного цвета должно быть больше. Для различной рассады оптимальные пропорции могут быть самые разные. Так выясняется, что если помидоры хорошо произрастают при изобилии красного, то огурцы могут погибнуть.
Адениумы, например, представляют собой растения, которые в родных краях растут, получая достаточно много красного цвета спектра. На африканских территориях и на территории арабских стран рассвет и закат не продолжаются длительное время, солнце очень быстро заходит и встает. Кроме того, эти регионы отличаются немногочисленными пасмурными днями. То есть там мало синего света.
Результаты многочисленных экспериментов позволили прийти к выводу, что соотношение 2 красных и 1 синего светодиодов лучше для вегетационного периода созревания растений. При этом благодаря такому соотношению света вы можете намного увеличить количество плодов.
Кроме того, учитываем, в каких условиях растет растение, попадают ли на него прямые лучи солнца. Если растения выращиваются в специальном гроубоксе либо в подвальных условиях, то для их выращивания придется использовать и иные спектры. Такие спектры можно получить, если монтировать определенное количество белых светодиодов, можете добавить и ультрафиолетовые, если вы выращиваете экзотические сорта. Произрастать без ультрафиолетовых лучей способны практически все растения, однако выделить, к примеру, эфирное масло – не все. Можем посмотреть на примере укропа, который без УФ не такой ароматный.
В тепличных условиях в некоторых случаях выбирают одновременно 2 вида искусственных осветительных приборов – это натриевая лампа, в которой изобилие красного спектра, и светодиод. Чтобы монтировать на большую площадь нужное число светодиодов, потребуются огромные вложения.
Однако необходимо учитывать и такие важные моменты, как то, что в тепличных условиях доступен еще и обычный свет, который и способен компенсировать недостаток освещения.
Чтобы выращивать в закрытой почве, можно использовать соотношение 1:2 – 1:4 в зависимости от растущего растения. Выращивать можно и под единственным синего цвета спектром.
Также благодаря сочетанию разных спектров вы можете заметить проявление половых особенностей растений.
- Цветовая температура ламп.
- 2 700 К относится к теплому свету – тут больше красного спектра, который можно получить от ламп накаливания. Иные виды ламп могут дать свечение, которое близко к свету ламп накаливания. Эта разновидность свечения применяется в период цветения.
- 4 100 К – белый свет.
- 6 400 К – холодный белый свет – тут преобладает излучение синего спектра. Это может привести к наилучшему результату в течение вегетативного роста. Поэтому холодный свет так востребован.
- 8 000–25 000 K – ультрафиолет.
- Выбор мощности.
Определить мощность можно благодаря месту, условиям и культуре, которую вы собираетесь выращивать дома. Растения бывают светолюбивые и плодоносящие. Среди последних можно отметить помидоры и клубнику. Они нуждаются в изобилии света, от этого зависит урожайность. К нетребовательным относятся салат, тропические сорта растений и большинство комнатных.
Светодиоды могут находиться довольно близко к растению, на расстоянии примерно 5 сантиметров, при этом они не опаляют растение. Если листочки очень нежные, лампы рекомендуется установить на расстоянии около 10 см. Если вы выращиваете высокие сорта растений, то лучше обеспечить и боковое освещение, потому что нижние листья могут недополучить свет.
- Длина световых волн.
В спектре лучей солнца имеются и синий, и красный оттенки. Они дают возможность растениям приобретать больше массы, а также лучше плодоносить. Если облучать лишь с помощью синего спектра, у которого длина волны примерно 450 нм, ваша рассада вырастет низкорослой. Она не порадует изобилием зеленой массы. Также вероятно, что растение не будет давать плоды.
Если обеспечить красный диапазон света с длиной волн примерно 620 нм, то хорошо начнет развиваться корневая система растения, оно будет цвести и отлично плодоносить. Из всего вышесказанного можно сделать вывод, какой свет нужен для определенных растений.
Выбираем лампу для освещения растений
- Светодиодные лампы.
Если вы выбрали светодиодные лампы для освещения растений, то они помогут вашей флоре не только хорошо расти, но и отлично плодоносить. В одно и то же время при освещении люминесцентным прибором имеет место и цветение. Светодиоды не будут нагреваться, по этой причине не требуется проветривание комнаты. К тому же нет теплового перегрева растений. Такие фитолампы являются отличным выбором для выращивания семян. Благодаря направленности спектра излучения побеги могут окрепнуть даже за непродолжительный отрезок времени.
Среди преимуществ стоит отметить и низкое потребление электричества. Светодиоды могут уступить лишь натриевой лампе. Однако они в 9 раз экономичнее ламп накаливания. Срок их эксплуатации может достигать даже 10 лет. Гарантия предоставляется на срок примерно 4 года. Если выбрать такие осветительные приборы, можно надолго забыть об их замене. Они не накапливают вредных веществ. Хотя их использование в теплице довольно широко распространено. Рынок сегодня переполнен такими светильниками: их можно прикрепить как на стену, так и на потолок.
Лампа дневного света для выращивания растений
Чтобы увеличить интенсивность излучения, лампы объединяют в одну конструкцию. Среди минусов можно отметить высокую цену, если сравнивать с люминесцентными лампами. Разница очень большая. Однако диоды могут себя окупить после пары лет эксплуатации. С их помощью вы можете значительно сэкономить электроэнергию. После завершения гарантийного периода можно наблюдать понижение свечения. Если площадь теплицы большая, то потребуется установить как можно больше точек освещения.
- Радиатор для светильника.
Такие приборы требуются в случаях, если нужно отвести тепло. Радиаторы отлично с этим справляются. Светодиоды для растений рекомендуется чередовать по цветам. Так у вас выйдет равномерное освещение.
- Фитосветодиоды.
Новое изобретение под названием фитосветодиод может прийти на замену обычным аналогам, которые светят лишь в единственном цвете. Новая техника в чипе собрала в себе нужный спектр светодиодов для прорастания растений. Он необходим для различных этапов роста. Конструкция простейшей фитолампы состоит из блока, где установлены и светодиоды, и вентиляторы. Последние можно отрегулировать по высоте.
- Лампы дневного света.
Долгое время люминесцентные лампы были довольно востребованы в приусадебных участках и в теплицах. Однако такие приборы для растений – не самое верное решение по цветовому спектру. Им на смену пришли новейшие фитосветодиодные лампочки особого назначения.
- Натриевые лампы.
Такие приборы отличаются очень насыщенным светом и их лучше не устанавливать в помещении. Рекомендуется применять их в большой теплице, в саду и оранжерее, где нужно тщательное освещение растений. Недостатком этих ламп считается их небольшая производительность.
Если производитель, садовод или просто гровер - аматер не имеет возможности выращивать свой любимый цветок или растение в саду на открытом воздухе, или просто не имеет времени на поиск подходящего места для наружного роста, существует еще один способ как вырастить свой собственный, хороший урожай, относительно легко, и не выходя из дома.
Речь идет о так называемом закрытом культивировании. Это искусственное имитирование природы и ее естественного поведения. Но с одной большой разницей. В природе, производитель ограничивается различными внешними факторами, такими, как плохая погода, дикие животные, воры и завистливые соседи, которые постоянно заинтересованы в таинственных растениях, которые растут за забором. В домашней обстановке не предпринимаются никакие действия, которые могли бы нанести вред растениям. Производитель имеет возможность проверить свои навыки и искусственно стимулировать условия выращивания в целях создания более красивых и более продуктивных растений.
Основным условием для того, чтобы начать выращивать растения, является необходимое количество солнечного света. Это излучение может быть смоделировано искусственным освещением, которое дает подобный солнцу спектр света. При искусственном освещении садовод определяет, какой спектр света для растения в конкретный период времени будет наиболее подходящим.
Для роста и цветения растений подходят три типа освещения: лампы высокого напряжения, люминесцентные лампы, LED и плазменные лампы.
Растения не могут существовать без света, потому что свет является одним из основных факторов для их развития. Свет является источником энергии, который имеет важное значение для фотосинтеза.
Фотосинтез представляет собой совокупность этих процессов - поглощения, преобразования и использования энергии света с помощью квантовых различных реакций с участием превращения диоксида углерода в органические соединения. Другими словами, это процесс образования органических соединений на основе углекислого газа, воды, тепла и света, энергии.
Чтобы правильно выбрать освещение, необходимо ознакомиться со всеми видами ламп.
Газоразрядные лампы высокого напряжения (HID/High-intensity discharge lamps) классифицируются в зависимости от горелки и газа, содержащегося в них:
Ртутная газоразрядная лампа (MV/Mercury-Vapor lamps)
Ртутная газоразрядная лампа была разработана в качестве первой газоразрядной лампы в 1959 году. Ртутные лампы излучают свет в основном в синей и ультрафиолетовой невидимой части спектра. Эти лампы имеют низкий световой поток (около 65 лм / Вт). Такой свет по сравнению с металлогалогенными и натриевыми лампами (около 150 лм / Вт) для растениеводства считается слабым.
Металлогалогенные газоразрядные лампы (MH/Metal-Halide lamps)
Первые лампы MH были сконструированы где-то в начале 60- лет. Металлогалогенные лампы характеризуются "белым" цветом света, который, на первый взгляд отличается от, например, натриевых ламп. Металлогалогенные лампы имеют синий спектр света, а их цветовая температура составляет 6000 К и более. Синий спектр имеет положительное влияние на корневую систему растения, в результате чего способствует лучшему ветвлению и коротким междоузлиям. Растения под такой лампой ниже, но ветвистей. На стадии цветения, однако, такие лампы зачастую оказываются неподходящими.
Металлогалогенные лампы отлично подходят для использования при укоренении черенков и саженцев. Маленькие растения не тянутся к свету и с самого начала начинают хорошо ветвиться. Использовать этот тип ламп также рекомендуется для материнских растений, которые гарантируют больше побегов и быстрый рост растений.
Горелка внутри лампы имеет форму колбы. Колба заполнена смесью ртути, аргона и галогенидами металлов (например, соединений металлов с бромом или йодом).
Эти лампы имеют мощность 150 Вт, 250 Вт, 400 Вт, 600 Вт, 1000 Вт и имеют цветовую температуру 4000 К.
Натриевые газоразрядные лампы (HPS/High-Pressure Sodium lamps)
Натриевые лампы появились на рынке где-то в начале 70-х годов, и сегодня являются наиболее широко используемым типом освещения в мире для выращивания растений. Это главным образом потому, что они имеют самую высокую светоотдачу (около 150 лм / Вт), а также испускают FAR излучение наиболее подходящее для правильного фотосинтеза. Свет у HPS ламп имеет преимущественно красный спектр, который подходит для фазы цветения растения. Цветовая температура лампы изменяется в диапазоне от приблизительно от 2000 К до 2900 К и производит свет ярко-желтого цвета.
Горелка в натриевой лампе в основном из корунда.
Натриевые лампы производятся мощностью 70 Вт, 150 Вт, 250 Вт, 400 Вт, 600 Вт, 750 Вт и 1000 Вт, они могут быть использованы на стадии роста, при условии, что растения будет иметь больше междоузлий и, как правило, будет тянуться к свету.
Преимущества газоразрядных ламп по сравнению с другими источниками света действительно высоки. Эти лампы используются при выращивании в комнатах, а также в больших теплицах, предназначенных для коммерческого выращивания. К недостаткам можно отнести высокую рабочую температуру.
Вторым наиболее широко используемым источником света подходящим для выращивания растений являются линейные и компактные люминесцентные лампы, которые иногда также называют ресурсосберегающими, энергосберегающими, компактными люминесцентными и т.д.
Эти лампы имеют большое преимущество в том, что они не производят такого теплового излучения, как в случае HPS и MH ламп. Таким образом, их можно использовать для культивирования и в очень малом пространстве вблизи вершин растений, без опасения ожогов.
Использование люминесцентных ламп не определяется исключительно микро выращиванием. Производители освещают ими материнские растения, укорененные черенки и молодые саженцы. Но это еще не все. Благодаря своей разнообразной цветовой температуре, такие лампы могут быть использованы на всех этапах жизни растений.
Люминесцентные лампы относятся к категории ртутных ламп низкого давления и разделяются на компактные и линейные.
Люминесцентные лампы
Эти лампы широко используются с первых дней выращивания в закрытом помещении.
Флуоресцентные лампы, упоминаются, как люминесцентные лампы, имеют трубки, изготовленные из стекла и заполненные смесью паров ртути и аргона. В этих лампах светящийся разряд, испускает излучение главным образом в ультрафиолетовой части спектра. Это излучение обусловлено фосфором, который находится внутри трубы и производит свет в видимом спектре. На обоих концах флуоресцентных трубок размещены электроды, которые проводят электрический ток.
Люминесцентные лампы для выращивания обычно производятся с мощностью 18, 36 и 54 Вт, а их длина составляет 60 или 120 см.
Компактные люминесцентные лампы (CFL – Compact Fluorescent Lamps)
Если производитель ищет компактную люминесцентную лампу с достаточной мощностью и правильной цветовой температурой в обычном хозяйственном магазине, вероятно, поиск напрасен. Однако, этот недостаток был недавно решен производством более прочных компактных люминесцентных ламп, которые являются не только подходящими для выращивания, но и для группы производителей являются предпочтительнее других. Лампы наполнены малым количеством ртути и инертного газа, их можно приобрести только в специализированных магазинах.
Компактные люминесцентные лампы имеют в наличии следующие цветовые температуры:
2700 К - красный спектр света, пригодный для стадии цветения.
4000 К - двойной спектр света, для роста и цветения.
6400 K - синий спектр света, подходит для фазы роста.
14000 K - белый спектр света, подходит для укоренения черенков, саженцев и материнских растений.
Следует отметить, что при использовании комбинированных компактных люминесцентных ламп результаты будут ниже, а период жизни растения от посадки до урожая увеличится. Поэтому, рекомендуется использовать лампу, с синим спектром для роста, и с красным спектром для цветения.
CFL лампы, пригодные для выращивания, в настоящее время коммерчески доступны с мощностью 125 Вт, 200 Вт, 250 Вт.
Компактные люминесцентные лампы нужно менять чаще, чем линейные. Гарантированное время работы составляет около одного года в зависимости от времени использования. Затем интенсивность этих ламп достаточно быстро снижается.
На рынке также заняло достойное место LED освещение, однако, для некоторых LED представляет собой будущее в области растущих технологий, а для некоторых раздутые ожидания.
Осознание того, что в выращивании растений может быть использовано LED освещение(Light Emitting Diode) в настоящее время уже достаточно обширно. Однако лишь немногие люди знают, в чем преимущества и недостатки этого светодиодного варианта.
LED - электронный полупроводниковый прибор, который при прямом направлении тока, излучает световые лучи. С первый типом LED человечество познакомилось в 1962 году и с тех пор продолжается эволюция данного вида освещения. В настоящее время светодиоды имеют яркость 100 люмен на ватт, это достаточный показатель для культивирования. Конструкция LED представляет собой светодиодный чип (или комбинацию чипов) покрытый эпоксидной смолой с желаемыми оптическими свойствами. Некоторые производители также используют оптические свойства линз, чтобы усилить интенсивность света, сосредоточенного в одном месте. Наиболее распространенная мощность светодиодов, которые установлены в панели 1 и 3 Вт в некоторых странах доступны светодиоды с мощностью 6 Вт.
Светодиодные панели по сравнению с лампами HID имеют одну интересную особенность, они не выдают тепловое излучение, что является большим преимуществом для производителей, которые постоянно страдают от высокой температуры в комнате. К тому же, общее потребление лампой электроэнергии меньше.
LED полностью отличается от других источников света отсутствием нити накала вольфрама, который горит или падает с течением времени и отсутствием газообразных компонентов, что делает лампу более долговечной. Кроме того, в связи с тем, что светодиод имеет свой главный компонент (диод) скрытый под слоем эпоксидной смолы, становится нерушимым компонентом. Мнения о продолжительности жизни LED весьма разнообразны. В целом, однако, около 50000 часов работы.
Преимуществом LED панелей является комбинация диодов с разными цветовыми спектрами, благодаря которым такое освещение подходит для всех этапов жизни растений. Панели, оснащенные светодиодной подсветкой, имеют превосходную глубину. Возможно, из-за вышеупомянутой линзы, панель можно повесить над растениями, и достичь хорошего освещения нижних почек (в зависимости от типа и мощности на панели).
Однако такое освещение имеет и свои недостатки, например высокая стоимость, препятствует садоводам приобрести светодиодную панель. Многие производители любят экспериментировать и пробовать новые технологии, но из-за их высокой цены, им приходиться думать дважды, прежде чем сделать такую покупку.
Поскольку светодиодные панели изготавливаются в различных формах (круглые, квадратные, прямоугольные), они излучают свет только под определенным углом, поэтому довольно трудно достичь воздействия на всю площадь выращивания.
Одной из самых величайших новинок в свете растущих технологий является LEP (Light Emitting Plasma) .
LEP также известна как плазма, сульфидная лампа, серная лампа сера и т.д. Некоторые производители также обозначают такую лампу как PLS (Plasma Light Systems). Несмотря на различную терминологию, этот один и тот же продукт, действие которого основано на микроволнах и сере.
Плазма самое большое новшество среди растущего света, она появилась на рынке в 1990 году. К сожалению, в том же году лампы были сняты с продажи в связи с коммерческим провалом, а позже вернулись на рынок.
Эта система освещения производит свет в очень широком диапазоне FAR (полезным для растений), близком к спектру солнца. Имитация солнечного излучения, первоначальное намерение практически всех производителей LEP.
Цветовая температура плазменной лампы LEP приблизительно 5600 К, что позволяет предположить, что она предназначена для фазы роста. Производитель рекомендует использовать этот свет для фазы роста и после перехода в стадию цветения стоит использовать HPS. Если вы решите питать растение плазменным светом и во время цветения, вы должны быть готовы к очень низкой урожайности, однако с высочайшим качеством. Отличные результаты, достигаются при использовании LEP в качестве освещения для материнских растений и черенков.
