Прикладное энергосбережение: cветодиодные фитолампы для подсветки растений

07.01.2012
Прикладное энергосбережение: cветодиодные фитолампы для подсветки растений

Что такое PAR (Photosynthetically Active Radiation или фотосинтетически активная радиация, ФАР)? Для многих является новостью, что растениям нужен не такой свет, какой видим мы. Реакция фотосинтеза, благодаря которой растения развиваются, требует вполне определенной длины световых волн (цвета свечения).

В некоторых источниках указано, что пик фотосинтеза находится на двух длинах волн — 435 нм (синий) и 675 нм (красный). В других — 420 и 650. Есть и другие данные. Но общее мнение исследователей таково, что наиболее интенсивно растения развиваются под красными или синим цветом. При этом спектр света  по разному влияет на развитие растений. Пигменты с пиком поглощения в синей и фиолетовой областях спектра активизируют пигменты, оказывающие влияние на рост корневой системы, цветение и созревание плодов. Красный и инфракрасный   отвечают за развитие листьев и рост растения в целом.

Рис 1. Спектр света, воспринимаемый  человеческим зрением, и спектр света, в наибольшей мере способствующий развитию растений.

На практике это означает следующее – если вы желаете активизировать рост ваших растений, располагающихся в затененном месте и используете для их подсветки обычную лампу, ваши цветы и или рассада получат много света, который им совсем не нужен! То есть большая часть электроэнергии будет потрачена впустую. Гораздо более эффективно использование источников света, дающих излучение в необходимом для интенсивного роста растений спектре. Один из них – фитолампы на светодиодах.

Светодиодные фитолампы – принцип работы

Светодио́д или светоизлучающий диод (СД, СИД, LED англ. Light-emitting diode) является полупроводниковым источником света, создающим излучение в оптическом диапазоне при пропускании через него электрического тока. Характеризуется высоким КПД преобразования энергии в световое излучение и малыми потерями на нагрев (тепловую энергию). Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра, его спектральные характеристики зависят, в том числе от химического состава полупроводников. Это свойство светодиодов позволяет эффективно использовать данный источник света в фитолампах систем подсветки для растений. Светодиоды позволяют получить световые волны строго определенных значений.

Добиться необходимого спектра свечения можно, подбирая материал полупроводника светодиода. А в одном светильнике можно сочетать диоды разного цвета свечения. Подобного эффекта можно добиться и с помощью традиционных источников света, подбирая цвет люминофора или светофильтр, одного КПД источника при этом заметно падает.

Наиболее подходящими источниками света для оранжерей и теплиц светодиоды так же делает длительный (до 50 000 часов) срок их эксплуатации. Дополнительное преимущество светодиодных систем — низкое напряжение питания, делающее схему безопасной при попадении влаги и возможность размещать источник практически вплотную к листьям, избегая потерь драгоценного света. Кроме этого, поскольку светодиоды практические не выделяют тепловой энергии, отсутствует нагрев почвы и листьев, растения надо реже поливать.

Причина, по которой светодиоды еще не получили должного распространения — высокая цена. Действительно, традиционные источники света стоят значительно дешевле. Но светодиодный источник потребляет в 5-8 раз меньше энергии, что позволяет окупить его буквально за год. А с учетом его долголетия — и быстрее, ведь вам не понадобится заменять перегоревшие лампочки. Вы сможете устроить самую замысловатую конструкцию подсветки — вам не понадобится разбирать ее каждый раз, когда перегорит лампа.

Подбор фитолампы: потребности растений в свете

Опытным путем установлено, что для минимальной фотосинтетической активности растения достаточно уровня освещенности всего 100 лк (люкс), но для нормального усвоения углекислоты, воды и других веществ нужен уровень как минимум 1000 лк. В пасмурный зимний день освещенность в 100 лк мы можем наблюдать на подоконнике южного окна, а освещенность в 1000 лк — в такой же день на улице.

Условно все комнатные растения можно разделить на три группы по требовательности к свету. Первым нужен прямой солнечный свет, вторым требуется яркое рассеянное освещение, третьи хорошо себя чувствуют в полутени. В основном все наши комнатные растения — гости из тех широт, где световой день в среднем составляет 12 часов в сутки, а интенсивность освещения практически не меняется со сменой сезонов и доходит до 120 000 лк.

Но для нормального развития растения зимой достаточно будет дополнительно обеспечить следующие режимы досветки:

  • 1 000 — 3 000 лк — для растений, растущих в полутени. Как правило, такие растения нуждаются в искусственном освещении только при размещении на значительном удалении от окон;
  • 3 000 — 4 000 лк — для растений, предпочитающих рассеянный свет.
  • 4 000 — 6 000 лк — для растений, предпочитающих прямые солнечные лучи.
  • 6000 – 12000 лк – для выращивания требовательных экзотов, особенно плодоносящих.

Распределение растений по режиму досветки при искусственном освещении

Рекомендуемая освещенность, лк

Растения

 

2500-3000

Агавовые (агава, бокарнея, кордилина, драцена) Акантовые (афеландра, кроссандра, фиттония, гипестес, пахистахис) Аралиевые (дизиготека, фатсхедера, фатсия, плющ, полисциас) Ароидные (аглаонема, алоказия, диффенбахия, монстера, филодендрон, спатифиллум) Бромелиевые (ананас, бильбергия, гузмания, криптантус, эхмея) Виноградовые (ампелопсис, циссус, тетрастигма) Геснериевые (гипоцирта, эписция, стрептокарпус, сенполия) Губоцветные (колеус, плектрантус) Коммелиновые (дихоризандра, каллизия, традесканция, рео) Марантовые (калатея, маранта, строманта) Молочайные (акалифа, кодиеум, молочай, ятрофа) Папоротники Тутовые (фикус, инжир, дорстения)

3000-4000

Аизооновые (делосперма, литопс, конофитум, фаукария) Бегонии Вербеновые (кариоптерис, дуранта, клеродендрум, лантана) Камнеломковые (камнеломка, толмия, корокия) Мареновые (гардения, иксора, пентас, копросма, серисса) Меластомовые (центрадения, мединилла, бертолония) Норичниковые (кальцеолярия, хебе, родохитон) Пальмовые (хамедорея, кариота, ховея, ливистона, финик) Пасленовые (броваллия, брунфельсия, дурман, паслен) Перечные (пеперомия, перец) Саговниковые (цикас, замия) Чайные (камелия, клейра) Эпифитные кактусы (эпифиллум, шлюмбергера, хатиора, рипсалис)

4000-6000

Амариллисовые (амариллис, кливия, гемантус, гиппеаструм) Банановые (банан, геликония, стрелиция) Бигнониевые (кампсис, жаккаранда, пандорея, текома) Бобовые (акация, альбиция, кассия, ракитник, мимоза) Вересковые (азалия, вереск, пернеттия) Гранатовые (гранат) Ластовневые (хойя, церопегия, стапелия, дисхидия) Мальвовые (абутилон, анизодонтея, гибискус, павония) Орхидные Пеларгониевые (пеларгония) Сложноцветные (гербера, хризантема, микания) Стеркулиевые (брахихитон, фремонтодендрон) Толстянковые (эониум, каланхоэ, пахифитум)

6000-и более

Кактусы (за исключением эпифитных) Кутровые (адениум, алламанда, катарантус, олеандр, пахиподиум) Маслинные (маслина, жасмин, османтус) Миртовые (мирт, метросидерос, каллистемон, эвкалипт, лептоспермум) Ночецветные (бугенвиллея) Розовые (роза) Рутовые (хоизия, цитрусы, скиммия, муррайя) Страстоцветные (пассифлора)

Теперь, когда вы распределили растения по группам, постарайтесь на зимнее время сгруппировать их именно так, что бы выбрать для каждой группы свою степень досветки. Зная площадь своего подоконника, вы сможете рассчитать необходимое количество ламп, интенсивность освещенности ламп пишется на их упаковке (ЛК на м²).

Также при досветке растений необходимо будет учесть следующие факторы:

  • Растениям свойственен фототропизм — реакция на направление падения света. Искусственный свет должен падать на растения аналогично естественному — сверху, в этом случае растениям не придется расходовать энергию на изменение положения листьев как при боковом освещении, чтобы получить как можно больше света; растения будут меньше искривлять стебли.
  • Световой день не должен превышать 12 часов в сутки для взрослых растений. Слишком длинный световой день может нарушить развитие цветочных почек, и растение не будет цвести и плодоносить.
  • Сеянцы нуждаются в круглосуточном освещении. В первые дни после прорастания молодым всходам нужно обеспечить круглосуточное яркое освещение. В последующие дни световой день постепенно сокращают, сначала до 16, потом до 14 часов в сутки.
  • Выбор освещенности в зимний период зависит от температурного режима. Теплолюбивые тропические растения зимуют при незначительном понижении температуры и освещенности. Для остальных растений понижение освещенности допускается только при прохладной зимовке (5-15 градусов С). В темноте и холоде (0-5 градусов С) допускается содержать только полностью теряющие листву растения.

Фитолампы: какой свет любят растения

Оптическая область спектра излучения делиться на ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную. Ультрафиолетовое излучение — оптическое излучение, длины волн монохроматических составляющих которого лежат в пределах от 1 до 380 нм. Видимое излучение (свет) — излучение, вызывающее зрительное ощущение при попадании на сетчатку глаза, имеет длины волн монохроматических составляющих в пределах от 380 до 780 нм.

Инфракрасное излучение — оптическое излучение, длины волн монохроматических составляющих которого больше 780 нм.

Полезное для растений излучение лежит в области видимого спектра. При этом наибольшее значение имеет область от 400 до 700 нм.

В спектральном диапазоне выделяются участки в соответствии с их влиянием на физиологические процессы растений:

  1. Длина волны менее 400 нм — излучение вредно для большинства растений.
  2. Длина волны 400-510 нм — второй пик фотосинтеза, ростовой и формативный эффекты.
  3. Длина волны 510-700 нм — зона максимального фотосинтетического эффекта (первый пик фотосинтеза), синтез хлорофилла, проявление эффекта фотопериодизма.
  4. Длина волны более 700 нм — в основном эффект вытягивания стебля.

Хотя область чувствительности фотосинтеза и совпадает с областью чувствительности человеческого глаза, растения и человек «видят» свет по-разному. Глаз человека наиболее чувствителен к желто-зеленому свету. У растений первый пик фотосинтеза приходится на оранжево-красную часть спектра, второй — на сине-голубую, а желто-зеленая область не играет решающего значения. Эта особенность и используется в специализированных фитолампах.

Источники: Комнатные растения на Урале, Рубикон, КОDO

Отправить:

Комментарии

Добавить комментарий

Имя

E-mail

Комментарий

Введите защитный код
 


Корзина пуста

Если Вы зарегистрированный пользователь, данные Вашей корзины станут видны после авторизации.