LED-освітлення для рослин: спектр та ФАР

При розгляді питання купівлі світлодіодних ламп для вирощування рослин, вам необхідно зрозуміти дві фундаментальні речі. Перша – який тип світла ви хочете використовувати та друге – скільки його потрібно. У цій статті ми збираємося поринути у типи світла, розпочавши зі спектра. Це критично важлива концепція для отримання правильного освітлення для рослин або овочів.

Спектр світла – це діапазон довжин хвиль, які випромінюються природним джерелом світла або світлодіодною лампочкою. У даному аспекті «світло» означає довжини хвиль електромагнітного спектра, видимі людським оком у діапазоні 380-740 нанометрів (нм). Інфрачервоні (700-106 нм), далекобійні (700-850 нм) та ультрафіолетові (100-400 нм) довжини хвиль відомі як випромінювання. Для рослинника інтерес становлять ті довжини хвиль, які стосуються саме рослин.

Рослини здатні визначати довжини хвиль, які включають дальнє червоне випромінювання (700-850 нм), PAR (400-700 нм), видиму частину спектра (380-740 нм) та ультрафіолетове випромінювання (260-380 нм). Рослинні організми використовують світло для фотоморфогенезу та фотосинтезу. Для останньої рослини переважно використовують світло у діапазоні довжин хвиль 400-700 нм. Цей діапазон називається фотосинтетично активним випромінюванням (радіацією) та має синій, червоний та зелений піддіапазони хвиль. Основними фотосинтетичними пігментами є хлорофіли A та B, які сильно поглинають синє світло (500-600 нм), червоне світло (600-700 нм) та мінімально – зелене світло.

Рослини містять фоторецептори, які можуть мати різні ознаки зростання після активації фотонами певної довжини хвилі. Технологія світлодіодного освітлення забезпечує додаткове світло до природного світла для зростання рослин.

Важливість якості випромінювання

Синє світло чинить характерний вплив на цвітіння та зростання рослин. Воно підвищує загальну якість рослин у декоративних та листових зелених культурах у більш високих співвідношеннях. Для підтримки нормального розвитку рослин потрібна мінімальна кількість синього світла. У поєднанні з червоним світлом воно сприяє виробленню вторинних метаболітів, розвитку коренів, кращому живленню та компактності рослин. Його використання знижує потребу у хімічних регуляторах росту рослин (PGR). Крім того, воно посилює відкриття стоматитів та накопичення хлорофілу, що сприяє покращенню здоров’я рослин. Він також сприяє утворенню вторинних метаболічних сполук, пов’язаних із покращенням аромату та смаку.

Довжина хвилі червоного світла також формує досить ефективний діапазон хвиль для стимулювання зростання біомаси рослин та фотосинтезу. При освітленні тільки червоним світлом рослини виростають високими та витягнутими, з тонким листям. Це погана модель зростання. При додаванні до синього світла у правильній кількості світло стає збалансованим, створюючи компактність рослин. Воно застосовується здебільшого для витягування рослин, коли необхідно збільшити відстань між рослинами, та збільшення об’єму рослин на ранніх стадіях розвитку.

Що таке повноспектральна лампа для вирощування?

Цей термін використовується для позначення того, що світильник або лампа для вирощування дуже схожі на сонячне світло. Джерело світла має спектр з енергією у діапазоні від ультрафіолетового до інфрачервоного, аналогічний до природного денного світла. Зазвичай він має білий колір, але не кожен світильник, що випромінює біле світло, є світловим джерелом повного спектру. Довжини хвиль у цьому діапазоні включають 4000 нм-720 нм – і видиме світло, і невидимі довжини хвиль, у тому числі ультрафіолетове та інфрачервоне.

Що таке спектр?

Під спектром світла може матися на увазі діапазон довжин хвиль електромагнітного випромінювання, чутливого для наших очей, видимий спектр або графік залежності інтенсивності світла від його довжини хвилі. Простіше кажучи, це декілька різних довжин хвиль енергії, що генеруються джерелом світла. Нанометри (нм) – це одиниці виміру світла. Кожен нанометр є смугою світлової енергії або довжиною хвилі світла.

Що таке PAR?

Термін PAR (він же – ФАР) розшифровується як фотосинтетична активна радіація – випромінювання, яке є позначенням спектра ламп для вирощування рослин з колірним діапазоном світла від 400 нм до 700 нм, необхідним рослинам для фотосинтезу. Вимірювання ФАР зазвичай виражаються як PPFD – густина потоку фотосинтетичних фотонів в одиницях мкмоль м -2 с -1 . Також можна виразити його як загальний потік фотонів (PPF). Цей вираз підраховує усі фотони у діапазоні ФАР, які виходять із лампочки або освітлювального приладу. Хоча тут є суттєві застереження: як правило, що вищим є вимір PPFD для лампи на усій площі вирощування, то ефективніше вона сприяє зростанню рослин. Однак велика кількість ФАР є марною та може навіть зашкодити рослинам. Проте, усе це не є проблемою при використанні штучного освітлення для вирощування рослин.

Насамперед, вимірювання ФАР конкретного освітлення не враховують відносну корисність певних довжин хвиль для рослини. Навіть у межах діапазону ФАР деякі фотони корисніші для рослини через переважне поглинання листям різних спектрів. Крім того, високий рівень ФАР не означає правильного росту рослин під впливом світла. Необхідно враховувати спектр. Крім того, ФАР передбачає марність усіх фотонів за межами діапазону 400-700 нм у фотосинтезі.

Рослини, однак, використовують деякі види світла за межами ФАР, такі як далекобійне червоне світло, за межами 700 нм для підвищення ефективності фотосинтезу. Крім того, ультрафіолетове світло нижче 400 нм посилює вторинні метаболіти, такі як ТГК, терпени, вітаміни та CBD. При вимірі ФАР можуть бути значні коливання у освітленні. Тому тільки вимірювання PPFD не дає достатньої інформації про те, як саме світло вирощуватиме рослини. Тільки вимірювання ФАР за усією площею освітлення на відповідній відстані над рослинами та вивчення усього спектра дозволять зробити повноцінне порівняння кількох умовно рівноцінних світлодіодних світильників для фітоцелей.

Ідеальний варіант для маленьких рослин

Визначено, що використання конкретними рослинами світла спектра ФАР для фотосинтезу є аналогічним впливу довжин хвиль за межами діапазону 400-700 нм. Для маленьких рослин червоне та синє світло допомагають прискорити цвітіння, збільшують темпи зростання та оптимізують живлення. Використання у якості додаткового або єдиного (у приміщенні) джерела світлодіодних стрічок із правильно підібраними діодами також впливає на спектр світла для вирощування. Проте найбільшу ефективність фотосинтез демонструє на піку синього та червоного кольорів, що говорить про значне поглинання маленькими рослинами саме цих спектрів у процесі зростання.

Що потрібно знати про сонячні LED-світильники

Освітлення для рослин: функція, способи і пристрої пристрої

Світло без перебільшення можна назвати джерелом життя для рослин і головною умовою їх успішного росту. Без світла неможлива реакція фотосинтезу, забезпечує рослину харчуванням, і воно може повільно загинути від голоду. При нестачі світла рослини слабшають і не можуть чинити опір шкідників і захворювань. У кімнатних умовах, а також в оранжереях і теплицях природного світла не вистачає не тільки взимку, але і влітку, а тому додаткове освітлення рослин електроосвітлювальними приладами залишається одним з головних чинників благополучного зростання і здоров’я декоративних, акваріумних і навіть овочевих зелених вихованців, що ростуть в наших зимових садах і на підвіконнях.

зміст

• Характеристики освітлювальних електроприладів

• Вати, люкси, люмени
• На що впливають спектр і колір світла
• Типи ламп для освітлення рослин

Характеристики освітлювальних електроприладів

Якщо ваші зелені вихованці розташовані поблизу вікон, на заскленій терасі або лоджії, то вони швидше за все потребують періодичного досвічування, яке відшкодує недолік природного світла і благотворно позначиться на їх зростанні, розвитку і цвітінні. У цьому випадку вибір ламп не має особливого значення, а використання дворежимного таймера-реле дозволить в автоматичному режимі забезпечувати рослини необхідною кількістю світла вранці і ввечері.

Досвечіваніе кімнатних рослин на підвіконні

Досить часто має місце вирощування рослин при штучному освітленні, тобто в приміщеннях без вікон або у віддалених від вікон куточках кімнати. У ситуації, коли ваші рослини взагалі не знайомі з природним денним світлом, для них необхідно підбирати лампи зі спеціальним спектром, відповідним потребам декоративних кімнатних або акваріумних зелених насаджень.

Вати, люкси, люмени

Щоб правильно підібрати лампи для освітлення рослин, кожному квітникарю необхідно згадати зі шкільного курсу фізики, що таке потужність лампи, світловий потік, освітленість, на що вони впливають і в яких одиницях вимірюються.

Потужність електричної лампи вимірюється в ватах.

Світловий потік – основна характеристика джерела світла, вимірюється в люменах і чим вище показник, тим більше світла випромінює лампа.

Освітленість – це характеристика освітлюється джерелом світла поверхні, вимірюється в люксах. Від показника освітленості залежить скільки часу знадобиться для освітлення тієї чи іншої ділянки поверхні.

1. Величина освітленості обернено пропорційна величині квадрата відстані від джерела світла до поверхні. Тобто піднявши лампу всього на 50 см вище її попереднього рівня, наприклад, півметра над рослинами, ми збільшуємо площу освітлення, але знижуємо рівень освітленості в 4 рази.
2. Рівень освітленості залежить від кута, під яким направлено світло на поверхню. За аналогією з сонцем в зеніті, джерело світла прожекторного типу забезпечить максимальну освітленість, якщо він розташований перпендикулярно до освітлюваної площі.

На що впливають спектр і колір світла

Природний або штучний світло – це сукупність електромагнітних хвиль різної довжини, звана спектром світла. Спектр світла складається зі складових спектральних частин, кожній з яких відповідає свою ділянку спектра певного кольору, видимий або невидимий. Видима частина спектра сприймається зором як білий світ, а невидимі – це ультрафіолетове і інфрачервоне випромінювання. Всі частини світлового спектру грають важливу роль в розвитку рослин.

В процесі фотосинтезу хлорофіл та інші пігменти рослини за участю світла поглинають вуглекислий газ і виділяють кисень, перетворюючи енергію світла в енергію, необхідну для життєдіяльності. Причому, «працюють» в реакції пігменти використовують світло червоного і синього ділянок спектра. Розвитком кореневої системи, цвітінням і дозріванням плодів «керують» пігменти, пік чутливості яких розташований в червоній частині спектра. Правильно організувавши штучне освітлення рослин в тій чи іншій частині спектра і змінюючи тривалість світлого і темного періодів, можна прискорити або сповільнити розвиток рослини, скоротити вегетаційний період або керувати іншими процесами.

Спектр піків чутливості пігментів рослини при різних процесах життєдіяльності

• колірна температура лампи ССТ вказує колір випромінювання, вимірюється в градусах за шкалою Кельвіна і відповідає температурі, при якій колір розпеченого металу найбільш близький кольором світла освітлювального приладу;
• коефіцієнт передачі кольору лампи CRI характеризує відповідність кольору освітлюється його істинному кольором, вимірюється величиною від 0 до 100.

Наприклад, маркування на лампі «/ 735» означає, що це прилад з характеристиками CRI = 70-75% і ССТ = 3500 ° К, а маркування «/ 960» характеризує лампу з CRI = 90% і ССТ = 6000 ° К, колір випромінювання якої близький денного світла.

Важливо запам’ятати! У світлі лампи, призначеної для освітлення рослин обов’язково повинні бути присутніми кольору і червоної, і синьою частин спектра.

Типи ламп для освітлення рослин

Застосовувані лампи розжарювання

Самий старовинний добре всім знайомий тип лампи, в якому джерелом світла служить розпечена вольфрамова спіраль, поміщена в скляну колбу. Вони вгвинчуються в патрон і не вимагають для підключення спеціальної апаратури. Крім звичайних «лампочок Ілліча» до групи ламп розжарювання відносять і деякі інші, удосконалені види освітлювальних приладів:

Характеристика галогенних ламп

Всередину колби цих ламп закачується суміш газів ксенону і криптону, що забезпечує більш яскраве світіння і довговічність спіралі розжарювання. Не можна плутати з газорозрядними металлогалоідний лампами.

Галогенні лампи розжарювання з вбудованим рефлектором

Чим хороші неодимові лампи?

У скло ламп цього виду додається сплав неодим, який забезпечує поглинання випромінювання жовто-зеленої частини спектру. В результаті в світлі неодимовою лампи освітлювана поверхню здається яскравіше, хоча кількість випромінюваного світла при цьому не збільшується.

Загальним недоліком ламп розжарювання є відсутність в їх спектрі випромінювання синього кольору і занадто низька світловіддача 17-25 Лм / Вт, а тому для освітлення рослин вони не дуже підходять. Крім того, лампи розжарювання занадто нагріваються і при розташуванні на висоті нижче 1м вони можуть викликати опік рослин, а на висоті вище 1 м не здатні забезпечити ефективного освітлення.

Газорозрядні прилади розжарювання

• низького тиску – люмінесцентні лампи, широко застосовуються для освітлення житлових і інших приміщень;
• високого тиску – область застосування цього типу ламп набагато ширше, від вуличного освітлення до освітлення об’єктів спеціального призначення.

Для підключення всіх видів газорозрядних ламп, за винятком останніх моделей енергозберігаючих люмінесцентних приладів, потрібна спеціальна пускорегулююча апаратура – баласт, незважаючи на те, що цоколь деяких з них зовні схожий на цоколь звичайної лампи розжарювання.

Люмінесцентні лампи низького тиску є скляну трубку, з обох боків якої розташовані по парі електродів, з’єднаних між собою вольфрамової спіраллю. Всередині трубки знаходиться суміш інертного газу і парів ртуті, а внутрішня поверхня скляної колби-трубки покрита спеціальним складом – люмінофором. В результаті електричного розряду в парах ртуті генерується невидиме оком ультрафіолетове випромінювання, трансформоване люмінофором в видиме біле світло. Існує три види люмінесцентних ламп.

Люмінесцентні лампи загального призначення

Лампи цього типу широко використовуються для освітлення приміщень, відрізняються високою світловіддачею 50-70 Лм / Вт, низьким тепловим випромінюванням і тривалим терміном служби. Їх цілком можна використовувати для періодичного досвічування кімнатних рослин, але через обмежений спектра використання подібних ламп для регулярного висвітлення домашньої оранжереї не завжди оптимально.

Освітлення акваріумних рослин люмінесцентними лампами

Люмінесцентні пристрої спецпризначення

Цей тип люмінесцентної лампи відрізняється від попереднього складом люмінофора, нанесеного на внутрішню поверхню скляної трубки. В результаті удосконалення спектр випромінюваного лампою світла наближений до спектру, який необхідний рослинам. При однаковій потужності, лампа випромінює більшу кількість світла саме «корисною» частини спектра, а тому підходить для будь-яких потреб: потрібно чи повне висвітлення для кімнатних рослин, періодичне досвечивание або декоративне підсвічування.

Компактні люмінесцентні лампи

Головна відмінність цього виду люмінесцентних ламп від двох попередніх полягає у вбудованому в цоколь баласті, завдяки якому вони легко інтегруються в будь-яку схему освітлення квартири або вдома без додаткової дорогої апаратури, тобто просто вгвинчуються в будь-який патрон відповідного розміру. Будучи гідною заміною звичайній лампі розжарювання в якості освітлювального приладу, недостатньо широкий спектр компактної енергозберігаючої лампи не здатний забезпечити ефективного освітлення кімнатних рослин. До того ж істотним їх недоліком є ​​і розмір лампи: компактну люмінесцентну лампу потужністю від 20 Вт (відповідної потужності лампи розжарювання 100 Вт) можна використовувати для освітлення тільки невеликої групи чи окремого рослини, розмістивши на висоті 30-40 см.

Компактна люмінесцентна лампа з вбудованим баластом

Більш ефективні в ролі освітлювальних приладів для рослин компактні люмінесцентні лампи підвищеної потужності 36-55 Вт. Від звичайних люмінесцентних ламп вони відрізняються більш високою світловіддачею і довгим терміном служби, а їх відмінна світлопередача CRI = 90% і широкий спектр, що містить червоні і сині кольори, здатні забезпечити рослинам комфортне освітлення. Використовувати такі лампи рекомендується з рефлектором в тих випадках, коли для освітлення домашнього квітника досить сумарної потужності освітлювальних приладів не більше 200-300 Вт. Поки єдиний їхній недолік – занадто висока ціна і необхідність електронного баласту для підключення.

Ртутні лампи високого тиску

Найстаріше покоління газорозрядних ламп. Якщо на внутрішню поверхню колби не нанесено покриття, відрізняються дуже низьким коефіцієнтом передачі кольору і неприємним синюватим кольором випромінювання. Ртутні лапи останнього покоління покриті зсередини спеціальним складом, який поліпшує їх спектральні характеристики, і деякі виробники навіть адаптували лампи цього типу для освітлення рослин. Але такий недолік, як низька світловіддача поки не усунений.

Натрієві газорозрядні лампи

Ефективні яскраві лампи з високим показником світловіддачі, що відрізняються досить високим ресурсом 12-20 тис. Годин Спектр натрієвих ламп представлений, в основному, червоною зоною, яка регулює процеси коренеутворення і цвітіння рослин. Одна газорозрядна натрієва лампа потужністю від 250 Вт, оснащена вбудованим відбивачем, здатна ефективно висвітлювати значну площу зимового саду або великий колекції рослин. Для балансу спектра випромінювання рекомендується чергувати натрієві лампи з ртутними або металлогалоідний.

Для підключення металогалоїдною лампи потрібен спеціальний патрон, незважаючи на те, що її цоколь схожий на цоколь лампи розжарювання

Вчинені металогалоїдні лампи

Найдосконаліший тип газорозрядних ламп в якості освітлювальних приладів для рослин. Відрізняються високою потужністю, великим ресурсом і оптимально збалансованим, комфортним для рослин спектром. Для підключення металогалоїдною лампи потрібен спеціальний патрон, незважаючи на те, що зовні її цоколь практично не відрізняється від цоколя лампи розжарювання. Недолік – дуже висока в порівнянні з іншими видами ламп вартість.

Світлодіодні освітлювальні пристрої

На відміну від всіх використовуються для освітлення або підсвічування рослин приладів світлодіодне освітлювальне пристрій – це не лампа, а твердотільний напівпровідниковий прилад, в якому немає тендітної скляної колби, наповненої небезпечним газом, нитки напруження і ненадійних рухомих елементів. Випромінювання в светодиоде генерується при проходженні електричного струму через спеціальний штучний кристал. Основна енергія при цьому витрачається на створення світлового потоку, процес проходить без виділення тепла – дуже важлива перевага, що дозволяє створити ідеальне освітлення для акваріумних рослин, які страждають від перегріву.

прогресивне світлодіодне освітлення для рослин будь-якого типу по праву вважається технологією майбутнього. Світлодіоди відрізняються неперевершеним ресурсом до 100 тис. Годин безперервної роботи, витрачають на 75% менше електроенергії в порівнянні з традиційними освітлювальними приладами і здатні забезпечити комфортний для розвитку рослин спектр випромінювання. Дуже важливо, що відсутність в випромінюванні ультрафіолетової і інфрачервоної частин спектра гарантує повну безпеку світлодіодних приладів для людей і рослин.

Колір світлодіодного освітлення залежить від складу кристала, через який протікає електрострум, а інтенсивність випромінювання можна регулювати, змінюючи силу струму. Якщо один освітлювальний прилад складається з декількох кристалів, кожен з яких випромінює світло певної частини спектра, то можна керувати силою струму кожного з них. Єдиний недолік світлодіодних джерел світла – вони досить дорогі в порівнянні з традиційними лампами.

Світлодіодне освітлення рослин

Таким чином, вибір освітлювальних приладів дозволяє кожному садівникові, незалежно від бюджету, створити для своїх рослин нормальне освітлення.

Найдешевший варіант – це лампи розжарювання або компактні люмінесцентні лампи з вбудованим баластом, які підходять до звичайних патронам.

Для освітлення невеликої кількості близько розташованих один до одного невисоких рослин відмінно підходять компактні люмінесцентні лампи. Високі окремо стоять рослини краще освітлювати світильниками прожекторного типу натрієвими газорозрядними лампами невеликої потужності до 100 Вт.

Розташовані на стелажах або підвіконнях рослини приблизно однакові на зріст найкраще висвітлювати протяжними або компактними люмінесцентними лампами великої потужності. Використання рефлектора з люмінесцентними лампами істотно збільшує корисний потік світла.

Для освітлення великого зимового саду або великої колекції рослин можна використовувати один або кілька стельових світильників з потужними (від 250 т) газорозрядними натрієвими або металлогалоідний лампами.

Нарешті, для кожного з перерахованих випадків ідеально підійде сучасне світлодіодне освітлення, високу вартість якого з лишком компенсують комфорт, блиск зеленого листя і різнобарв’я квітучих бутонів ваших улюбленців.

Схожі статті

Освітлення для рослин: Розуміння спектру та ФАР для успішного зростання та розвитку

Правильне висвітлення відіграє у житті рослин. Рослини використовують світлову енергію для фотосинтезу, процесу, в результаті якого вони перетворюють вуглекислий газ і воду на глюкозу і кисень. Висвітлення надає рослинам необхідний спектр світлових хвиль, який використовують для виконання цього процесу.

Рослини потребують різних довжин хвиль світла для ефективного фотосинтезу. Спектр освітлення повинен містити як видиме світло (червоне, оранжеве, жовте, зелене, синє, блакитне і фіолетове), так і невидимі ультрафіолетові (УФ) та інфрачервоні (ІЧ) промені. Кожна довжина хвилі грає свою роль різних фізіологічних процесах рослин.

Фотосинтез активно відбувається при поглинанні світла певних довжин хвиль, таких як червона та синя. Червоне світло стимулює зростання та розширення клітин, а також цвітіння рослин. Синє світло сприяє фотоморфогенезу, контролює напрямок росту та регулює вироблення хлорофілу.

Однак важливо пам’ятати, що не всі світлові джерела забезпечують необхідний спектр освітлення для здорового росту рослин. p align=”justify”> Особливу увагу слід приділяти ФАР або фотосинтетично активному випромінюванню, яке є ключовим аспектом при виборі світлового джерела для рослин. Для здорового росту та розвитку рослин необхідно забезпечити їм правильний спектр освітлення.

Який спектр освітлення необхідний оптимального зростання рослин?

Фотосинтез та його залежність від спектру та ФАР

Фотосинтез дозволяє рослинам перетворювати енергію світла на хімічну енергію, необхідну для їх зростання та розвитку. Однак, ефективність фотосинтезу може залежати від спектру світла, яким опромінюються рослини, та від фотосинтетично активної радіації (ФАР).

Спектр світла відіграє у фотосинтезі, оскільки різні довжини хвиль мають різну здатність поглинатися рослинами. Хлорофіл, основний пігмент відповідальний за поглинання світла в процесі фотосинтезу, найбільш ефективно поглинає світло синього та червоного спектру. Однак інші пігменти, такі як каротиноїди та фікобіліни, можуть поглинати світло в зеленому та помаранчевому спектрах.

Як вибрати відповідну систему освітлення з урахуванням спектру та ФАР?

Вибір відповідної системи освітлення для рослин з урахуванням спектру та ФАР є важливим кроком для забезпечення їх здорового росту та розвитку. Одним з найбільш ефективних варіантів є світлодіодні лампи, які пропонують широкий вибір спектрів і мають високу енергоефективність.

Спектр світла відіграє ключову роль у фотосинтезі рослин. Різні фази та типи рослин потребують певних спектральних характеристик для оптимального фотосинтезу. Наприклад, для фази росту та вегетації рослин необхідно надати їм світло з великою кількістю синього та червоного спектру. У той же час, для цвітіння та формування плодів потрібен додатковий спектр з більш високим вмістом червоного та оранжевого світла.

ФАР (фотосинтетично активна радіація) є мірою енергії світла, що використовується рослинами для фотосинтезу. Високий ФАР означає більшу ефективність освітлення рослин. При виборі світлодіодних ламп для рослин, зверніть увагу на їх ФАР, щоб переконатися, що вони надають достатньо енергії для фотосинтезу.