Ako si vybrať žiarivky pre izbové rastliny

Otázka terénne úpravy samotného bytu je jednoduchá. Izbové rastliny, ktoré sú v predaji - viac ako 1000 druhov. Na túto tému bolo publikovaných mnoho kníh, článkov v časopisoch, inštrukciách, atď.

Prečo rastliny potrebujú dobré osvetlenie?

Osvetlenie je potrebné pre rastliny na fotosyntézu, po ktorých sa objavia špeciálne látky, ktoré sú pre nich energetickým a základným materiálom. Po prvé, tvorba tejto látky bude závisieť od množstva a kvality energie svetla, ktoré vstrebáva. Ale chlorofyl, ktorý priamo premieňa svetelný tok na organické zlúčeniny, jasne vyjadril absorpčné maximá v modrých a červených spektrálnych rozsahoch. Zároveň skôr slabo absorbuje žlté a oranžové spektrum a vôbec neabsorbuje infračervené a zelené lúče.

Okrem absorpcie chlorofylu sa pigmenty ako karotenoidy podieľajú na absorpcii svetla. Spravidla sú v listoch neviditeľné kvôli prítomnosti chlorofylu, ale na jeseň, keď je zničený, karotenoidy dávajú lístie oranžovej a žltej farby. V procese fotosyntézy nemajú veľký význam, pretože absorbujú lúče svetla v modrom a fialovom spektre, pričom tieto farby prevládajú pri zamračených dňoch.

Čo vyžaduje izbová rastlina?

Potreba zariadení na osvetlenie do značnej miery závisí od teploty v miestnosti, teplejšie miestnosti, tým väčšie množstvo svetla, ktoré zariadenie potrebuje. Takže rastliny v zimnom období majú najhoršie v zle vykurovanej a zle osvetlenej miestnosti.

Svetelný režim. Trvanie denného svetla má dôležitú úlohu v živote každej rastliny. Pre rovníkové farby, ktoré sú zvyknuté na takmer konštantné prirodzené svetlo v 12 hodín, naše geografické umiestnenie s najväčšou pravdepodobnosťou nebude podobné, keď minimálny svetelný deň trvá až 7 hodín a maximálne - viac ako 15 hodín.

Doplnkové osvetlenie a osvetlenie zariadení

Najprv určíme, kedy je potrebné dodatočné osvetlenie zariadení:

Počas údržby rastlín v zime a na jeseň pri teplote vyššej ako 22 ° C v regiónoch s veľmi krátkym denným svetlom.
Kým rastliny sú uchovávané na parapete s priamym slnečným svetlom na menej ako 3,5 hodiny.
Počas údržby sadeníc rastlín v zime a na jeseň v regiónoch, kde prevláda oblačné počasie.

V iných prípadoch je inštalácia dodatočného osvetlenia jednoducho neodôvodnená a do určitej miery bude plytvaním peniazmi a úsilím.

Pri dodatočnej expozícii rastlín je potrebné zvážiť nasledujúce faktory: t

Sadenice pre lepší rast možno usporiadať osvetlenie vo dne iv noci. Keď pestujete kvety v interiéri zo semien, potom hneď po vyklíčení chcú mladé výhonky po celý deň jasné svetlo. Postupne sa znižuje denné svetlo, najskôr na 15, potom na 11-12 hodín.
Experimentálnou metódou sa dokázalo, že minimálna úroveň svetla 120 luxov postačuje na minimálnu aktivitu fotosyntézy izbovej kvetiny, ale na dosiahnutie lepšej absorpcie vlhkosti, oxidu uhličitého a iných minerálov je potrebná úroveň najmenej 1500 luxov.
Svetelný deň nepotrebuje viac ako 15 hodín pre už zakorenené kvety. Veľmi dlhý svetelný deň narúša tvorbu obličiek a rastlina ako celok je škodlivá. Od narodenia sú všetky kvety „naprogramované“ pre špecifické režimy denného svetla. Je to populárna mylná predstava, že čím dlhšie svetlo dopadá na rastliny, tým lepšie. Ale v skutočnosti to nie je pravda - zbavenie rastlín „noci“ je podobné, že si od nás vezme sen. Je absolútne neprijateľné nepozorovať denný cyklus, nepoznajúc zvláštnosti fotosyntézy rastliny s konštantným osvetlením.
Pre tvorbu púčikov a kvitnúcich rastlín vyžadujú teplú miestnosť a dobré osvetlenie po dobu 12-13 hodín. Je dokázané, že púčiky sa javia lepšie po malom odpočinku rastliny počas oblačného počasia s nízkou teplotou a slabým svetlom. Chemické procesy, ktoré vytvárajú kvitnutie, prebiehajú v noci. Na dokončenie prípravy na tvorbu kvetov sa musí minimálna doba tmy nepretržite udržiavať približne 9 hodín.
Voľba osvetlenia v zime bude závisieť od teplotných charakteristík zariadenia. Termofilné kvety prezimujú s miernym poklesom teploty a svetla. Ak je teplota v zime nižšia ako 10 ° C na osvetlenom parapete, nie je potrebné dodatočné osvetlenie.
Rastliny majú takú vlastnosť ako fototropism - reakcia na smer vstupu svetla. Umelé osvetlenie musí padnúť na kvety rovnakým spôsobom, ako je prirodzené, a to zhora, v tomto prípade, farby nebudú musieť minúť energiu, aby sa obrátil listy získať maximálne množstvo svetla.

Umelé osvetlenie pre izbové rastliny

Je zakázané používať iba klasické žiarovky: v ich spektre nie je fialová a modrá farba a infračervené žiarenie vytvára preťahovanie farieb, ich silné zahrievanie, sušenie listov a zbytočnú elektrinu.

Takéto špeciálne žiarovky inzerované v neodymových bankách nevykazujú výrazné zlepšenie. Patrí medzi ne Paulmann Phyto-lampy, lampy OSRAM atď. Napriek ich vysokému osvetleniu v dôsledku reflexného postreku a malého uhla svetla sa ich spektrálne indikátory nelíšia od jednoduchých žiaroviek.

Mierne lepší účinok je možné dosiahnuť pri použití halogénových žiaroviek. Napriek pozitívnemu zloženiu spektra a zvýšenému svetelnému výkonu je tento typ lampy sotva optimálny, pretože vlákno vytvára veľké uvoľnenie tepelnej energie.

Môžete si udržať atraktívny pohľad na kvety a pestovať sadenice pomocou bielych žiariviek, vytvárajú studené svetlo (ich spektrum je čo najbližšie k slnečnému spektru). Pretože tieto lampy nie sú veľmi výkonné, sú inštalované súčasne niekoľkými kusmi v špeciálnych reflektoroch, ktoré zvyšujú tok svetla a neumožňujú blikajúce osvetlenie vstupovať do miestnosti.

Ich nevýhody sú spravidla znížené na zvýšené rozptyľovanie prúdu svetla (pre dostatočné svetlo vyžaduje veľa lámp) a na kvalitu vytvoreného osvetlenia. Žiarivky majú vo svojom spektre veľa modrej, pretože musia byť inštalované len v kombinácii s ostatnými.

Účelom žiariviek je zvýrazniť police s kvetmi, osvetliť rastliny na okne. Úplne rastúce pod žiarivkami veľmi náročnými na osvetľovanie kvetov je takmer nemožné.

Fyto-fluorescenčné trubice vo forme elektróniek sú skutočne účinné v procese fotosyntézy, hospodárne, vytvárajú rovnomerné svetlo na povrchu a počas prevádzky sa mierne zahrejú, čo umožňuje ich nastavenie v blízkosti farieb. Ale ich ružovkasté podsvietenie je pre ľudí neprirodzené, dráždi sliznice a výrazne mení vizuálne vnímanie dekoratívnych farieb.

Phyto-lampy s niekoľkými špičkami žiarenia svetla v modrom a červenom spektre, špeciálne vyrobené pre kvety, sú tiež ideálne pre mladé výhonky a pestovanie sadeníc. Môžete si vybrať fytolampy s prirodzenejším svetlom, ale účinnosť týchto lámp je o niečo nižšia, v dôsledku žiarenia v nevyužitom spektre rastlinami - zelenými, ktoré môžu byť zároveň kompenzované pridaním výkonných lámp.

Výbojky sodíka, kovu a halogénu a ortuť sú tzv. Vysokotlakové výbojky. Ich hlavným účelom je vytvoriť silný svetelný tok. Sú teda najvhodnejšie na osvetlenie skleníkov, zimných záhrad, veľkých kvetov, rastlín, ktoré sú veľmi náročné na svetlo. Možnosť inštalácie týchto žiaroviek v apartmánoch je indikovaná opatrne - takéto lampy sú pomerne drahé, používajú veľké množstvo elektriny a ohrievajú sa značne, veľa práce v ultrafialovom spektre, čo je nebezpečné pre zrak.

V súčasnosti sú tiež vysoko inzerované fotodiódové žiarovky s vysokou intenzitou. So všetkými výhodami majú tieto žiarovky značnú nevýhodu (ak vôbec neberiete do úvahy cenu) - nízky výkon.

Výškové a inštalačné možnosti žiaroviek nad vnútornými kvetmi

Najlepšie umiestnenie svietidiel je dosiahnuté s podmienkou, že osvetlenie padne na kvety na vrchole.

Svietidlá, ktoré sú veľmi vysoké, aby osvetľovali maximálny počet rastlín, v dôsledku toho nič neosvetľujú, pretože osvetlenie sa znižuje úmerne k vzdialenosti, napríklad nastavením výšky osvetlenia z 25 cm na meter, osvetlenie sa zníži 30-krát. Optimálna výška pre svetlé farby je poloha lampy (fluorescenčná) približne 17-22 cm.

Najekonomickejšou možnosťou je urobiť smer toku svetla kolmý na rastlinu, to znamená inštalovať lampu priamo nad kvety a vybaviť svetelný zdroj reflektorom. V predajniach akvárií si môžete kúpiť hotové reflektory. Pomocou reflektora môžete odstrániť pocit nepohodlia, ak sa svetlo dostane do očí, ale najdôležitejšou vecou je poslať takmer bez straty hlavnú časť svetelného toku, ktorá je často plytvaná. Phyto-lampy majú plnohodnotné spektrum lúčov, ktoré sú potrebné len farbami, a preto vytvárajú svetlo, ktoré dráždi videnie človeka. Práve z tohto dôvodu fyto-lampy potrebujú najmä reflektory.

Odporúča sa zavesiť žiarovku na kvety: keď sú osvetlené zboku, rastliny rastú a rozprestierajú sa smerom k svetelnému zdroju. Ak sú kvety osvetlené len umelým osvetlením, lampy musia pracovať najmenej 12 hodín denne. Ak sa umelé svetlo používa ako prídavné svetlo, napríklad v zime, stačí 4-6 hodín.

Výška inštalácie svietidiel najlepším spôsobom, ako nastaviť, takže keď zistíte popáleniny na farbách, môžete zmeniť výšku svetiel. Vysoké stonky a svetlá farba naznačujú, že svetelný zdroj je dosť vysoký. Najmenšia vzdialenosť kvetu od žiarovky je 35 cm, luminiscenčná 7 cm a sodík je pol metra.

Ako vypočítať počet žiariviek?

Výpočet výkonu podsvietenia a voľba typu žiaroviek bude úplne závisieť od potreby vnútorných kvetov pre osvetlenie. Všetky kvety podľa stupňa potreby osvetlenia možno rozdeliť na:

odtieň-tolerantnej;
milujúce mierne osvetlenie - tropické rastliny;
svetlomilné rastliny, ktorých rodiskom je veľký slnečný priestor.

Svetelný výkon musí byť zvolený v pomere: 1 dm. štvorcových. Štvorcový kvet by mal byť:

viac ako 2,5 W pre svetlo-milujúci;
1,5-2,5 W - pre tých, ktorí milujú mierne podsvietenie;
0,50-1,5 W - pre odtieň tolerantný.

Podľa stupňa osvetlenia vytvára 1 W výkonu fluorescenčnej žiarovky 70 lm, žiarovka so žiarovkou - 4 krát menej. Na základe tejto hodnoty môžete vypočítať počet a výkon žiaroviek pre kvety. Napríklad veľkosť parapetu, kde sa rastliny nachádzajú, je 100 dm. štvorcových. Preto bude potrebný nasledujúci celkový výkon lampy:

Asi 2-3 žiarovky s výkonom 70 W budú potrebné pre túto oblasť. Treba povedať, že tento výpočet je približný a považuje sa len za usmernenie pri výbere ich počtu. Je žiaduce použiť silné a podlhovasté lampy, pretože majú vysokú svetelnú účinnosť. Inými slovami, dve 34W lampy sú lepšie ako štyri 17W lampy.

Treba povedať, že trvanie umelého osvetlenia bude priamo závisieť od prirodzeného osvetlenia. Je to spravidla niekoľko hodín sutry a niekoľko hodín v noci. To znamená, že lampy budú zapnuté ráno, až do času, keď budete potrebovať ísť do práce, a večer pred časom pred spaním.

Ale všeobecne, tento čas musí byť asi 5-7 hodín. V oblačnom počasí do 10 hodín. Ak je deň slnečný, dosť a 4 hodiny. Okrem toho je dokázané, že podsvietenie nevykazuje pozitívny efekt, keď je nepravidelný, pretože zapnutie svetiel iba „keď si spomeniete“, poškodzujete iba vnútorné farby, ktoré znižujú ich biorytmy.

Správne osvetlenie rastlín a ako ich zabezpečiť?

Úplné pokrytie rastlín je rovnako dôležité ako voda a pôda. Vonkajšie plodiny rastú v prirodzených svetelných podmienkach a potrebujú len zalievanie a hnojenie. Farby izieb sú "šťastné" menej, pretože v interiéri takmer vždy trpia výpadkom prúdu.

Ako svetlo ovplyvňuje rastliny?

Rastliny v polostrove „podvyživené“ a rovnako ako všetky živé veci prestanú rásť, vyvíjať sa a kvitnúť. Procesy fotosyntézy poskytujú kvety s kompletnou organickou výživou, ktorú nepotrebujú menej ako voda a minerálne soli odvodené z pôdy.

Ale s nedostatkom svetla sa fotosyntéza dramaticky spomaľuje. Výsledkom je, že výhonky sa stenčujú a natiahnu, listy blednú a nerastú do normálnych veľkostí.

Vedci zistili, že minimálna fotosyntetická aktivita začína už pri osvetlení 100 luxov. Pre vývoj by mala byť aspoň 1000 luxov, a lepšie - ešte viac. Je však tiež nemožné ho preháňať, pretože pre niektoré rastliny je prebytok svetla škodlivý. Z tohto, ich listy môžu vrásky, sa znečistené popáleninami.

Čo je dobré osvetlenie pre rastliny

Svetlo by malo byť:

Kvalita.
Každá fáza rastu zodpovedá ich potrebám spektrálneho zloženia svetelných lúčov. Napríklad, pre rozvoj zelenej hmoty modrasté svetlo je potrebné, a pre rast koreňového systému av príprave na kvitnutie v spektre by mali byť odtiene žltej a červenej. Zelenisté lúče stimulujú fotosyntézu v listoch s hustou štruktúrou.

Dlhá životnosť.
Väčšina rastlín získava silu a kvitne len vtedy, keď je svetelný deň aspoň 14 hodín, teda v lete. Existujú však aj takéto snímače ako vianočné hviezdy a kalanchoe. Musia byť vo svetle pre kvitnutie nie viac ako 8-10 hodín denne počas 2 jesenných mesiacov.

Intenzívnejšie.
Slabé osvetlenie rastlín je deštruktívne. Ideálny pre svetlomilné druhy - 100 000 luxov, ako napríklad slnečné svetlo. Keďže nie je možné zabezpečiť takéto podmienky doma, existuje len jedna cesta von: usilovať sa o to najlepšie, založené na potrebách domáceho „zeleného rohu“.

Ako vytvoriť normálne svetelné prostredie pre vnútorné kvety

Ako je uvedené vyššie, trvanie denného svetla pre rastliny by malo byť v priemere 13-14 hodín denne. Veľmi dôležitá je aj intenzita zvýrazňovania. Ak napríklad na osvetlenie rastlín rastúcich v prírode na otvorených slnečných plochách používate nízkoenergetické lampy, kvety môžu „ochorieť“. Aby sa tomu zabránilo, je žiaduce prísne dodržiavať režim svetla.

Orientačné normy osvetlenia pre aktívny vývoj a kvitnutie:

bystrý

umiernený

chudobný

Bilbergia, bougainvillea, gardénia, ibištek, kaktusy (okrem epifytických), callistemon, krotón, orchidey, palmy, pelargonium, ruže, sukulenty, citrusy.

Amaryllis, begonia, bertoloniya, ibištek, zamia, caladium, kalanchoe, mikania, brečtan, ficus, philodendron, tučniak, chlorofyt, chryzantéma.

Anthurium, bilbergia, diphenbachia, dracaena, kalatea, cordilina, arrowroot, paprade, spattifillum, tradescantia, fatsia, hamedorea.

Fotosyntéza je spustená za účasti aspoň minimálneho množstva svetelnej energie, takže v prírode nie sú žiadne druhy, ktoré milujú tieň. Tam sú tieň-tolerantné, to znamená menej náročné na osvetlenie. Ale tiež potrebujú denne dosachivanie aspoň do 1000 luxov.

Ako vypočítať výkon lampy pre osvetlenie police s rastlinami

Osvetlenie je počet lúmenov svetelného toku na meter štvorcový povrchu. Predpokladajme, že sú kvety na polici dlhé 80 cm a široké 30 cm, s miernymi nárokmi na intenzitu svetla. Plocha police je 0,8 x 0,3 = 0,24 (m2 M). Aby sa dosiahlo priemerné osvetlenie 5000 luxov, sú potrebné svietidlá so svetelným tokom 5000x0,24 = 1200 (lm). Ak sú umiestnené vo výške 30 cm, strata bude približne 30%, to znamená, že svetelný tok by sa mal zvýšiť na približne 1700 lm.

Teraz, s vedomím celkovej hodnoty svetelného toku a svetelného výkonu rôznych typov osvetľovacích zariadení, môžeme vypočítať výkon svietidiel pre normálne osvetlenie rastlín na polici:

Žiarovky. Svetelný výkon je 12-13 lm / W. Výkon - 1700 ° 12 = 141 (W). Jedná sa o 2 lampy po 75 W.
Fluorescent. Svetelný výkon - 65 lm / W. Výkon - 1700 ÷ 65 = 26 (W). Budete potrebovať napríklad 2 lampy s reflektorom 13-15 wattov.
LED. Svetelný výkon - 100 lm / W. Výkon - 1700 ÷ 100 = 17 (W). Dosť 2 lampy 8-9 wattov.

Žiarovky pre zvýraznenie - nie je najlepšou voľbou, pretože nemajú v spektre modrých a modrých tónov. Nedostatok fluorescenčných osvetľovacích zariadení - teplo, ktoré môže rušiť normálny vývoj zelenej hmoty. LED diódy nemajú tieto nevýhody, okrem toho spotrebujú podstatne menej elektriny, vydržia dlhšie a neobsahujú ortuť.

Toto sú teoretické výpočty, ktoré sú veľmi približné. Použite luxometer RADEX LUPINE na nastavenie presných parametrov pre svetlo police. Určí tiež skutočný svetelný tok svietidiel, ktorý nie vždy zodpovedá hodnote udanej výrobcom.

Prečo a ako merať osvetlenie zeleného rohu

Ak poznáte svetelný tok a výkon, ktorý sa používa na osvetlenie lámp, môžete približne vypočítať osvetlenie podľa vyššie uvedeného algoritmu. Ale táto hodnota nebude ani zďaleka presná. A možno, že rastliny, ktoré prijímajú menej svetla, budú aj naďalej uschnúť napriek údajnému normálnemu osvetleniu.

Ak chcete získať čo najpresnejší obraz, použite merací prístroj pre domácnosť RADEX LUPINE na meranie. S týmto zariadením môžete ľahko vyriešiť problém osvetlenia vašich obľúbených rastlín.

Zariadenie je veľmi jednoduché na použitie, môže byť nesené v kabelke alebo vo vrecku. Bez svetelného merača je organizovanie optimálneho svetelného prostredia pre rastliny ťažké. Vždy bude existovať riziko chyby - nepresnosti vo výpočte alebo kúpe nesprávne vybraných svetelných zdrojov. Preto v arzenále "pokročilých" pestovateľov kvetov je kvalitný svetelný meter.

Ak vaše vnútorné kvety nemajú dostatok svetla, pomôcť im. Vypočítajte osvetlenie, nainštalujte príslušné svetlá a ovládajte svetelný režim luxmetrom. Vďačne, rastliny budú reagovať s silným rastom, ich listy a stonky budú naplnené šťavou, a tam bude sila na dlhé kvitnutie!

Osvetlenie pre zariadenia: funkcia, metódy a zariadenia zariadenia

Svetlo bez zveličenia možno nazvať zdrojom života pre rastliny a hlavnou podmienkou ich úspešného rastu. Bez svetla nie je možná fotosyntetická reakcia, ktorá poskytuje rastlinám výživu a môže pomaly umrieť hladom. S nedostatkom svetla rastliny oslabujú a nemôžu odolávať škodcom a chorobám. Pri izbových podmienkach, ako aj v skleníkoch a skleníkoch, prirodzené svetlo nestačí nielen v zime, ale aj v lete, a preto dodatočné osvetlenie zariadení s elektrickými osvetľovacími prístrojmi zostáva jedným z hlavných faktorov úspešného rastu a zdravia dekoratívnych, akvarijných a dokonca aj zeleninových domácich zvierat, ktoré rastú v našich priestoroch. zimné záhrady a parapety.

obsah

Charakteristika elektrických spotrebičov ↑

Vytvorenie umelého osvetlenia pre izbové rastliny by malo jasne pochopiť, ktorá z dvoch možných funkcií bude vykonávať:

Ak sa vaše zelené zvieratá nachádzajú v blízkosti okien, na presklenej terase alebo na lodžii, potom s najväčšou pravdepodobnosťou potrebujú pravidelné osvetlenie, ktoré kompenzuje nedostatok prirodzeného svetla a bude mať priaznivý vplyv na ich rast, vývoj a kvitnutie. V tomto prípade výber žiariviek nezáleží na tom, a použitie dvojrežimového časovača relé automaticky poskytne rastlinám potrebné množstvo svetla v dopoludňajších a večerných hodinách.

Pomerne často je pestovanie rastlín pod umelým svetlom, to znamená v miestnostiach bez okien alebo v rohoch miestnosti, ktoré sú vzdialené od okien. V situáciách, keď vaše rastliny vôbec nie sú oboznámené s prirodzeným denným svetlom, je potrebné pre ne vybrať lampy so špeciálnym spektrom, ktoré vyhovuje potrebám dekoratívnych interiérových alebo akvarijných zelených výsadieb.

Watty, suity, lumeny ↑

Aby bolo možné vybrať správne svietidlá pre osvetlenie rastlín, každá kvetinárka si musí zapamätať zo školského fyzického kurzu, aký výkon lampy, svetelný tok, osvetlenie, čo ovplyvňujú a v akých jednotkách sa merajú.

Výkon elektrickej lampy sa meria vo wattoch.

Svetelný tok - hlavná charakteristika svetelného zdroja, meraná v lúmenoch a čím vyšší je indikátor, tým viac svetla svietidlo vyžaruje.

Osvetlenie je vlastnosťou povrchu osvetľovaného svetelným zdrojom, meraným v luxoch. Z indikátora svetla závisí, ako dlho bude trvať osvetlenie konkrétnej plochy.

[include id = "1 ″ title =" Reklama v texte "]

Svetelný tok 1 Lm, osvetľujúci plochu 1 m2, poskytuje tak osvetlenie 1 Lx. Pri navrhovaní umelého osvetlenia pre váš skleník by sa mali zvážiť dve dôležité pravidlá:

Množstvo svetla je nepriamo úmerné štvorcu vzdialenosti od zdroja svetla k povrchu. To znamená, že zdvíhanie lampy len o 50 cm nad svoju predchádzajúcu úroveň, napríklad pol metra nad rastlinami, zvyšujeme plochu osvetlenia, ale znižujeme úroveň osvetlenia štyrikrát.
Úroveň osvetlenia závisí od uhla, v ktorom je svetlo nasmerované na povrch. Analogicky so slnkom v zenite poskytne svetelný zdroj typu projektora maximálne osvetlenie, ak sa nachádza kolmo na osvetlenú plochu.

Čo ovplyvňuje spektrum a farba svetla?

Prírodné alebo umelé svetlo je kolekcia elektromagnetických vĺn rôznych dĺžok, nazývaných spektrum svetla. Spektrum svetla sa skladá zo základných spektrálnych častí, z ktorých každá má svoju vlastnú časť spektra určitej farby, viditeľnú alebo neviditeľnú. Viditeľná časť spektra je vnímaná okom ako biele svetlo a neviditeľné je ultrafialové a infračervené žiarenie. Všetky časti svetelného spektra hrajú dôležitú úlohu vo vývoji rastlín.

V procese fotosyntézy, chlorofylu a iných rastlinných pigmentov, za účasti svetla, absorbujú oxid uhličitý a uvoľňujú kyslík, premieňajú energiu svetla na energiu potrebnú pre život. Okrem toho "pôsobenie" pri reakcii pigmentov využíva svetlo červenej a modrej časti spektra. Vývoj koreňového systému, kvitnutia a dozrievania plodov sú „vedené“ pigmentmi, ktorých vrchol citlivosti sa nachádza v červenej časti spektra. Správnym usporiadaním umelého osvetlenia rastlín v jednej alebo druhej časti spektra a zmenou trvania svetelných a tmavých období je možné urýchliť alebo spomaliť vývoj rastliny, skrátiť vegetačné obdobie alebo kontrolovať iné procesy.

Najdôležitejšie charakteristiky spektrálnych farieb osvetľovacích zariadení sú uvedené na ich označení s nasledujúcimi indikátormi: t

teplota farby žiarivky CCT označuje farbu žiarenia meranú v stupňoch na stupnici Kelvina a zodpovedá teplote, pri ktorej je farba horúceho kovu najbližšie k farbe svetla svietidla;
Koeficient vykresľovania farby CRI lampy charakterizuje zhodu farby osvetľovaného objektu s jeho skutočnou farbou, meranou od 0 do 100.

Napríklad označenie na svietidle „/ 735“ znamená, že toto zariadenie s charakteristikami CRI = 70-75% a ССТ = 3500 ° К a označenie „/ 960“ charakterizuje svietidlo s CRI = 90% a ССТ = 6000 ° К, farba žiarenia, ktoré je blízke dennému svetlu.

Je dôležité si pamätať! Vo svetle svietidla určeného na osvetlenie rastlín musia byť prítomné farby červenej a modrej časti spektra.

Druhy osvetľovacích zariadení ↑

Na osvetlenie alebo plné umelé osvetlenie dekoratívnych izbových rastlín sa používajú tieto typy osvetľovacích zariadení:

Žiarovky;
plynové výbojky;
LED svietidlá.

Použité žiarovky ↑

Najstarší je známy typ svietidla, v ktorom je zdrojom svetla horúca volfrámová špirála umiestnená v sklenenej banke. Sú naskrutkované do kazety a nepotrebujú špeciálne zariadenie na pripojenie. Okrem bežných "svietidiel Ilyich" do skupiny žiaroviek a zahŕňajú niektoré ďalšie, vylepšené typy osvetlenia:

Charakteristika halogénových žiaroviek ↑

Zmes žiaroviek xenónu a kryptónu sa čerpá vo vnútri žiarovky týchto žiaroviek, čo poskytuje jasnejší žiarovku a životnosť žiarovky. Nesmie sa zamieňať s výbojkami s kovovými halogenidovými výbojkami.

Čo sú dobré neodymové labky? ↑

Neodymová zliatina sa pridáva do skla tohto typu svietidiel, ktoré absorbujú žiarenie žltozelenej časti spektra. Výsledkom je, že vo svetle neodymovej lampy sa osvetlený povrch javí svetlejší, hoci množstvo vyžarovaného svetla sa nezvyšuje.

Spoločnou nevýhodou klasických žiaroviek je absencia modrej farby v ich emisnom spektre a príliš nízky svetelný výkon 17–25 Lm / W, a preto nie sú veľmi vhodné pre osvetľovacie zariadenia. Žiarovky sa navyše stávajú príliš horúce a pri umiestnení vo výške nižšej ako 1 m môžu spôsobiť popáleniny rastlín a vo výške nad 1 m nie sú schopné poskytnúť účinné osvetlenie.

Vypúšťacie zariadenia žiarovky ↑

Na rozdiel od žiaroviek je svetelné žiarenie v plynových výbojkách výsledkom elektrického výboja medzi dvoma elektródami v zmesi plynov. V závislosti od zloženia zmesi plynov môžu emitovať svetlo ktorejkoľvek časti spektra. Tam sú výbojky

nízkotlakové žiarivky, široko používané na osvetlenie obytných a iných priestorov;
Vysoký tlak - rozsah tohto typu svietidla je oveľa širší, od pouličného osvetlenia až po osvetľovacie objekty na špeciálne účely.

Pre pripojenie všetkých typov plynových výbojok, s výnimkou najnovších modelov energeticky úsporných žiariviek, je potrebné špeciálne predradník - predradník, napriek tomu, že základňa niektorých z nich vyzerá podobne ako základ bežnej žiarovky.

Nízkotlakové žiarivky sú sklenené trubice, na oboch stranách ktorých je pár elektród spojených wolfrámovou cievkou. Vnútri trubice je zmes inertného plynu a pár ortuti a vnútorný povrch sklenenej banky je potiahnutý špeciálnou zlúčeninou - fosforom. V dôsledku elektrického výboja v ortuťových výparoch sa vytvára ultrafialové žiarenie, ktoré je pre oko neviditeľné, čím sa fosfor premení na viditeľné biele svetlo. Existujú tri typy žiariviek.

Žiarivky pre všeobecné použitie ↑

Svietidlá tohto typu sa široko používajú na osvetlenie priestorov, vyznačujú sa vysokou svetelnou účinnosťou 50-70 lm / W, nízkym tepelným žiarením a dlhou životnosťou. Môžu byť použité pre pravidelné osvetlenie izbových rastlín, ale kvôli obmedzenému spektru nie je používanie takýchto svietidiel na pravidelné osvetlenie domáceho skleníka vždy optimálne.

Špeciálne fluorescenčné zariadenia ↑

Tento typ žiarivky sa líši od predchádzajúceho zloženia fosforu uloženého na vnútornom povrchu sklenenej trubice. V dôsledku zlepšenia sa spektrum svetla vyžarovaného lampou blíži spektru, ktoré rastliny potrebujú. S rovnakým výkonom vyžaruje lampa väčšie množstvo svetla z „užitočnej“ časti spektra, a preto je vhodná pre všetky potreby: potrebujete plné osvetlenie pre izbové rastliny, pravidelné osvetlenie alebo dekoratívne osvetlenie.

Kompaktné žiarivky ↑

Hlavný rozdiel tohto typu žiariviek od dvoch predchádzajúcich je v predradníku zabudovanom v základni, vďaka ktorému sa dajú ľahko integrovať do akejkoľvek schémy osvetlenia bytu alebo domu bez dodatočného drahého vybavenia, to znamená, že sa jednoducho naskrutkujú do každej kazety vhodnej veľkosti. Široká škála kompaktných energeticky úsporných žiariviek nie je schopná účinne osvetliť izbové rastliny, pretože je hodnou náhradou za žiarovku ako osvetľovacie zariadenie. Okrem toho, významnou nevýhodou týchto zariadení je veľkosť lampy: kompaktná žiarivka s kapacitou 20 W (zodpovedajúca žiarovke s výkonom 100 W) môže byť použitá na osvetlenie iba malej skupiny alebo samostatného zariadenia, umiestneného vo výške 30-40 cm

Kompaktné žiarivky so zvýšeným výkonom 36-55 W sú efektívnejšie v úlohe osvetľovacích zariadení pre rastliny. Vyznačujú sa vyššou svetelnou účinnosťou a dlhou životnosťou z obyčajných žiariviek a ich vynikajúca CRI = 90% priepustnosť svetla a široká škála obsahujúca červené a modré farby sú schopné poskytnúť zariadeniam pohodlné osvetlenie. Odporúča sa používať takéto svietidlá s reflektorom v prípadoch, keď celkový výkon osvetľovacích zariadení nie je väčší ako 200-300 W pre osvetlenie domácej kvetinovej záhrady. Zatiaľ ich jedinou nevýhodou je vysoká cena a potreba elektronického predradníka na pripojenie.

Vysokotlakové výbojky sú jedným z najjasnejších svetelných zdrojov, vyznačujú sa vysokou svetelnou účinnosťou a pohodlnými kompaktnými rozmermi. Jedna lampa môže účinne osvetliť rastliny na pomerne širokom území. Svietidlá tohto typu sú napojené na sieť cez špeciálny predradník a sú odporúčané pre osvetľovacie zariadenia v prípadoch, keď sa vyžaduje veľa svetla, ktoré svetelné zariadenia s celkovým výkonom 200-300 W neposkytujú. Pri osvetľovacích skleníkoch a skleníkoch sa používajú tieto typy vysokotlakových výbojok: t

ortuť;
sodného;
halogenid kovu, niekedy nazývaný halogenid kovu.

Vysokotlakové ortuťové lampy ↑

Najstaršia generácia výbojok. Ak vnútorný povrch žiarovky nie je potiahnutý, vyznačuje sa veľmi nízkym koeficientom podania farieb a nepríjemným modrastým sfarbením žiarenia. Najnovšia generácia ortuťových labiek je pokrytá zvnútra špeciálnou zlúčeninou, ktorá zlepšuje ich spektrálne charakteristiky a niektorí výrobcovia dokonca prispôsobili lampy tohto typu na osvetlenie rastlín. Ale taká nevýhoda ako nízky svetelný výkon ešte nebol odstránený.

Sódové výbojky ↑

Efektívne svetelné lampy s vysokou svetelnou účinnosťou, vyznačujúce sa veľmi vysokým zdrojom 12-20 tisíc hodín, spektrum sodíkových výbojok predstavuje najmä červená zóna, ktorá reguluje procesy tvorby koreňov a kvitnutia rastlín. Jedno sodíková výbojka s kapacitou 250 W a zabudovaným reflektorom môže účinne osvetliť impozantnú oblasť zimnej záhrady alebo veľkú zbierku rastlín. Na vyváženie emisného spektra sa odporúča striedať sodíkové výbojky s ortuťou alebo halogenidom kovov.

Perfektné kovové halogenidové výbojky ↑

Najdokonalejší typ plynových výbojok ako osvetľovacích zariadení pre elektrárne. Vyznačujú sa vysokým výkonom, veľkým zdrojom a optimálne vyváženým spektrom pre rastliny. Na pripojenie kovovej halogenidovej výbojky je potrebná špeciálna kazeta napriek tomu, že jej vonkajšia základňa sa prakticky nelíši od základne žiarovky. Nevýhoda je príliš vysoká v porovnaní s inými typmi nákladov na lampy.

LED osvetľovacie zariadenia ↑

Na rozdiel od všetkých zariadení používaných na osvetľovanie alebo osvetľovanie zariadení nie je osvetľovacie zariadenie LED lampou, ale polovodičovým polovodičovým zariadením, v ktorom nie je krehká sklenená banka naplnená nebezpečným plynom, vláknami a nespoľahlivými pohyblivými prvkami. Vyžarovanie v LED sa generuje, keď elektrický prúd prechádza špeciálnym umelým kryštálom. Hlavná energia sa vynakladá na vytvorenie svetelného toku, proces prebieha bez uvoľnenia tepla - čo je veľmi dôležitá výhoda, ktorá vám umožní vytvoriť dokonalé osvetlenie pre akvarijné rastliny, ktoré trpia prehriatím.

[include id = "2 ″ title =" Reklama v texte "]

Progresívne LED osvetlenie pre zariadenia akéhokoľvek typu je považované za technológiu budúcnosti. LED diódy majú bezkonkurenčný zdroj až 100 tisíc hodín nepretržitej prevádzky, v porovnaní s tradičnými osvetľovacími zariadeniami spotrebujú o 75% menej elektrickej energie a sú schopné poskytovať spektrum žiarenia, ktoré je pohodlné pre vývoj elektrárne. Je veľmi dôležité, aby neprítomnosť ultrafialových a infračervených častí spektra v žiarení zaručovala úplnú bezpečnosť LED zariadení pre ľudí a rastliny.

Farba osvetlenia LED závisí od zloženia kryštálu, ktorým prúdi elektrický prúd, a intenzitu žiarenia možno nastaviť zmenou intenzity prúdu. Ak sa jedno osvetľovacie zariadenie skladá z niekoľkých kryštálov, z ktorých každý vyžaruje svetlo určitej časti spektra, potom je možné kontrolovať intenzitu prúdu každého z nich. Jedinou nevýhodou LED svetelných zdrojov je, že sú pomerne drahé v porovnaní s tradičnými lampami.

Výber svietidiel tak umožňuje každému záhradníkovi, bez ohľadu na rozpočet, vytvoriť normálne osvetlenie pre svoje rastliny.

Najlacnejšou alternatívou sú žiarovky alebo kompaktné žiarivky so zabudovaným predradníkom, ktorý sa hodí ku klasickým nábojom.

Kompaktné žiarivky sú vynikajúce na osvetlenie malého počtu nízko umiestnených nízkoenergetických zariadení. Vysoko oddelené zariadenia sú najlepšie osvetlené reflektormi so sodíkovými výbojkami s malým výkonom do 100 wattov.

Rastliny približne jednej výšky umiestnené na policiach alebo parapetoch sú najlepšie osvetlené dlhými alebo kompaktnými žiarivkami s vysokým výkonom. Použitie reflektora so žiarivkami výrazne zvyšuje užitočný tok svetla.

Ak chcete osvetliť veľkú zimnú záhradu alebo rozsiahlu zbierku rastlín, môžete použiť jedno alebo niekoľko stropných svietidiel s výkonnými (od 250 ton) plynovými výbojkami sodíkových alebo kovových halogenidových výbojok.

Konečne, moderné LED osvetlenie je ideálne pre každý z týchto prípadov, vysoké náklady, ktoré viac ako kompenzujú pohodlie, lesk zelených listov a rôzne kvitnúce púčiky vašich domácich miláčikov.

Osvetlenie rastlín s bielymi LED diódami

Ekológia spotreby. Veda a technika: Aké osvetlenie je potrebné na získanie plne vyvinutej, veľkej, voňavej a chutnej rastliny s miernou spotrebou energie?

Intenzita fotosyntézy pod červeným svetlom je maximálna, ale samotné červené rastliny umierajú alebo je ich vývoj narušený. Napríklad kórejskí výskumníci [1] ukázali, že pri osvetlení čistou červenou farbou je hmotnosť pestovaného šalátu väčšia ako pri osvetlení kombináciou červenej a modrej, ale listy obsahujú výrazne menej chlorofylu, polyfenolov a antioxidantov. Biofaktor Moskovskej štátnej univerzity [2] zistil, že v listoch čínskej kapusty v úzkom pásme červenej a modrej svetlo (v porovnaní s osvetlením so sodíkovou lampou) je syntéza cukrov znížená, rast je inhibovaný a nedochádza k žiadnemu kvitnutiu.

Obr. 1 Leanna Garfield, Tech Insider - Aerofarms

Aký druh osvetlenia je potrebný na získanie plne vyvinutej, veľkej, voňavej a chutnej rastliny s miernou spotrebou energie?

Ako vyhodnotiť energetickú účinnosť lampy?

Hlavnými ukazovateľmi hodnotenia energetickej účinnosti fytosvetu sú:

Fotosyntetický fotónový tok (PPF), v mikromóloch na joule, tj medzi kvanta svetla v rozsahu 400 - 700 nm, ktorý vyžarovala lampa, ktorá spotrebovala 1 J elektrickej energie.
Výťažok fotónového toku (YPF), v účinných mikromóloch na Joule, to znamená v počte kvanta na 1 J elektrickej energie, berúc do úvahy multiplikátor, krivku McCree.

Ukázalo sa, že PPF je vždy mierne vyšší ako YPF (krivka McCree je normalizovaná na jednu a vo väčšej časti rozsahu je menšia ako jedna), preto je výhodné použiť prvú metriku pre predajcov svietidiel. Je výhodnejšie využívať druhú metriku pre zákazníkov, pretože primeranejšie posudzuje energetickú účinnosť.

Účinnosť HPS

Veľké poľnohospodárske podniky s rozsiahlymi skúsenosťami, počítaním peňazí, stále používajú sodíkové výbojky. Áno, ochotne sa dohodnú na zavesení na rímsy, ktoré im poskytnú LED lampy, ale nesúhlasia s tým, že za ne zaplatia.

Z obr. 2 ukazuje, že účinnosť sodíkovej výbojky je vysoko závislá od výkonu a dosahuje maximum 600 wattov. Charakteristická optimistická hodnota YPF pre sodíkovú výbojku 600 - 1000 W je 1,5 eff. µmol / j. Sódiové výbojky 70–150 W majú o jeden a pol krát menšiu účinnosť.

Obr. 2. Typické spektrum sodíkovej výbojky pre rastliny (vľavo). Účinnosť v lúmenoch na watt av efektívnych mikromóloch sériových sodíkových výbojok pre skleníky značiek Cavita, E-Papillon, Galad a Reflax (vpravo)

Akékoľvek LED svietidlo s účinnosťou 1,5 eff. μmol / W a rozumnú cenu možno považovať za vhodnú náhradu za sodíkovú lampu.

Pochybná účinnosť osvetlenia červených a modrých rastlín

Tento článok nedáva absorpčné spektrá chlorofylu, pretože je nesprávne odkazovať na ne v diskusii o používaní svetelného toku živou rastlinou. Chlorofyl invitro, izolovaný a čistený, skutočne absorbuje len červené a modré svetlo. V živej bunke absorbujú pigmenty svetlo v celom rozsahu 400 - 700 nm a prenášajú svoju energiu na chlorofyl. Energetická účinnosť svetla v plachte je určená krivkou „McCree 1972“ (obr. 3).

Obr. 3. V (λ) je krivka viditeľnosti osoby; RQE - relatívna kvantová účinnosť pre rastlinu (McCree 1972); σ_r a σ_fr - absorpčné krivky červeného a ďaleko červeného svetla fytochrómom; B (λ) - fototropná účinnosť modrého svetla [3]

Poznámka: maximálna účinnosť v červenom rozsahu je jeden a pol krát vyššia ako minimálna - zelená. A ak priemernú efektívnosť dosiahneme v každom širokom pásme, rozdiel bude ešte menej badateľný. V praxi, prerozdelenie časti energie z červenej oblasti do zelenej energetickej funkcie svetla, naopak, naopak zvyšuje. Zelené svetlo prechádza cez hrúbku listov do nižších vrstiev, efektívna plocha listov rastliny sa dramaticky zvyšuje a výťažok, napríklad, rastie v šaláte [2].

Osvetlenie rastlín s bielymi LED diódami

Energetická realizovateľnosť osvetlenia elektrárne pomocou bežných LED svetelných zdrojov bola skúmaná v [3].

Charakteristický tvar bieleho LED spektra je určený:

rovnováha krátkych a dlhých vĺn korelovala s teplotou farby (obr. 4, vľavo);
stupeň plnosti spektra, ktorý koreluje s interpretáciou farieb (Obr. 4, vpravo).

Obr. 4. Spektrum bieleho LED svetla s jedným farebným vyhotovením, ale s rozdielnou teplotou farby CCT (vľavo) as jednou teplotou farby a rôznym vyhotovením farieb R(Vpravo)

Rozdiely v spektre bielych diód s jednou farbou a teplotou jednej farby sú sotva pozorovateľné. Parametre závislé od spektra teda môžeme odhadnúť iba pomocou teploty farby, vyhotovenia farieb a svetelnej účinnosti - parametrov, ktoré sú zapísané v obvyklom bielom svetle na štítku.

Výsledky analýzy spektier sériových bielych LED sú nasledovné: t

1. V spektre všetkých bielych LED diód, aj pri nízkej teplote farby as maximálnym podaním farieb, ako je tomu pri sodíkových lampách, je veľmi málo červenej farby (obr. 5).

Obr. 5. Spektrum bielej LED (LED 4000K R= 90) a sodíkové svetlo (HPS) v porovnaní so spektrálnymi funkciami citlivosti rastliny na modrú (B), červenú (A_r) a vysoké červené svetlo (A_fr)

Za prirodzených podmienok, rastlina v tieni baldachýnom cudzích listov dostáva viac červenej farby ako sused, ktorý v svetlomilných rastlinách spúšťa „syndróm vyhýbania sa tieňom“ - rastlina sa tiahne hore. Paradajky, napríklad vo fáze rastu (nie sadenice!) Ďaleko červená je potrebné natiahnuť, zvýšiť rast a celkovú obsadenú plochu, a teda aj úrodu v budúcnosti.

V súlade s tým, pod bielymi LED a pod sodíkovým svetlom, sa rastlina cíti ako pod otvoreným slnkom a neťahá sa nahor.

2. Modré svetlo je potrebné pre reakciu „sledovania slnka“ (Obr. 6).

Obr. 6. Fototropizmus - otáčanie listov a kvetov, ťahanie stoniek do modrého komponentu bieleho svetla (ilustrácia z Wikipédie)

Pri jednom watte bieleho LED svetla je 2700 K fytoaktívna modrá zložka dvakrát väčšia ako jeden watt sodíkového svetla. Okrem toho sa podiel fytoaktívnej modrej farby v bielom svetle zvyšuje úmerne teplote farby. Ak potrebujete napríklad obrátiť dekoratívne kvety v smere ľudí, mali by byť z tejto strany osvetlené intenzívnym studeným svetlom a rastliny sa rozvinú.

3. Energetická hodnota svetla je určená teplotou farby a zafarbením farby a s presnosťou 5% môže byť určená vzorcom: t

Príklady použitia tohto vzorca:

A. Predstavme si základné hodnoty parametrov bieleho svetla, aké by malo byť osvetlenie, aby sme napríklad poskytli 300 ef. Pre dané podanie farieb a teplotu farby. μmol / s / m2:

Je vidieť, že použitie teplého bieleho svetla s vysokým podaním farieb umožňuje použitie mierne nižších úrovní svetla. Ak však vezmeme do úvahy, že svetelný výkon LED s teplým svetlom s vysokým podaním farieb je o niečo nižší, je jasné, že voľba teploty farieb a vyhotovenia farieb nemôže byť energeticky významná na to, aby ste vyhrali alebo prehrali. Môžete nastaviť iba pomer fytoaktívneho modrého alebo červeného svetla.

B. Zhodnotme použiteľnosť typického univerzálneho LED svietidla na pestovanie mikrogreenov.

Nech svietidlo s rozmermi 0,6 × 0,6 m spotrebuje 35 W, farebnú teplotu 4000 K, podanie farieb Ra = 80 a svetelnú návratnosť 120 lm / W. Potom bude jeho účinnosť YPF = (120/100) (1,15 + (35⋅80 - 2360) / 4000) eff. µmol / j = 1,5 ef. µmol / j. To, že pri vynásobení spotrebovanými 35 wattmi bude 52,5 eff. μmol / s

Ak je takáto lampa znížená dostatočne nízko nad lôžkom mikrogreenu s plochou 0,6 x 0,6 m = 0,36 m2 a tým sa zabráni strate svetla na stranu, hustota osvetlenia bude 52,5 ef. μmol / s / 0,36m2 = 145 ef. µmol / s / m2. To je asi polovica obvyklých odporúčaných hodnôt. Preto musí byť aj výkon lampy zdvojený.

Priame porovnanie fytoparametrov žiaroviek rôznych typov

Porovnajme fytoparametre bežného kancelárskeho stropného LED svietidla vyrobeného v roku 2016 so špecializovanými fytolampami (obr. 7).

Obr. 7. Porovnávacie parametre typickej 600W sodíkovej lampy pre skleníky, špecializované LED osvetlenie rastlín a lampa pre všeobecné osvetlenie miestnosti

Je možné vidieť, že obyčajné svietidlo so všeobecným osvetlením s difuzérom odstránené, keď osvetľovacie zariadenia nie sú horšie v energetickej účinnosti ako špecializovaná sodíková lampa. Je tiež vidieť, že fyto-iluminátor červeno-modrého svetla (výrobca nie je zámerne pomenovaný) je vyrobený na nižšej technologickej úrovni, pretože jeho celková účinnosť (pomer svetelného toku vo wattoch k výkonu spotrebovanému zo siete) je nižší ako účinnosť kancelárskej lampy. Ak by však účinnosť červeno-modrej a bielej lampy bola rovnaká, potom by fytoparametre boli tiež približne rovnaké!

Aj zo spektier je vidieť, že červeno-modrá fyto-lampa nie je úzkopásmová, jej červený hrb je široký a obsahuje oveľa viac červenej farby ako biela LED a sodíkové svetlo. V prípadoch, keď je potrebná červená farba, môže byť vhodné použitie takéhoto svietidla ako jediného alebo v kombinácii s inými možnosťami.

Vyhodnotenie energetickej účinnosti systému osvetlenia ako celku:

Autor používa manuálny spektrometer UPRtek 350N (obr. 8).

Obr. 8. Audit fyto-osvetľovacieho systému

Nasledujúci model UPRtek - spektrometer PG100N podľa výrobcu meria mikromol na meter štvorcový, a čo je dôležitejšie, svetelný tok vo wattoch na meter štvorcový.

Meranie svetelného toku vo wattoch je vynikajúcou vlastnosťou! Ak vynásobíte osvetlenú plochu hustotou svetelného toku vo wattoch a porovnáte so spotrebou lampy, energetická účinnosť osvetľovacieho systému bude jasná. A to je v súčasnosti jediné nepopierateľné kritérium efektívnosti, v praxi, pre rôzne systémy osvetlenia, sa líši rádovo (a nie niekoľkonásobne, ba dokonca percentami, pretože energetický efekt sa mení, keď sa mení tvar spektra).

Príklady bieleho svetla

Sú opísané príklady osvetlenia hydroponických fariem s červeno-modrým a bielym svetlom (obr. 9).

Obr. 9. Farmy zľava doprava a zhora nadol: Fujitsu, Sharp, Toshiba, farma na pestovanie liečivých rastlín v južnej Kalifornii

Systém farmy Aerofarms (obr. 1, 10), z ktorých najväčší bol postavený v blízkosti New Yorku, je dobre známy. Pod bielymi LED lampami v spoločnosti Aerofarms vyrastá viac ako 250 druhov zelene, pričom ročne vystrelí viac ako dvadsať úrody.

Obr. 10. Farm Aerofarms v New Jersey ("stav záhrad") na hranici s New Yorkom

Priame experimenty porovnávajúce biele a červeno-modré LED osvetlenie
Existuje veľmi málo publikovaných výsledkov priamych experimentov porovnávajúcich rastliny pestované pod bielymi a červeno-modrými LED. Napríklad pohľad na takýto výsledok ukázal Moskovskú poľnohospodársku akadémiu. Timiryazev (Obr. 11).

Obr. 11. V každom páre sa rastlina na ľavej strane pestuje pod bielymi diódami LED, vpravo - pod červenou a modrou farbou (z prezentácie I. G. Tarakanova, Katedra fyziológie rastlín, Moskovská poľnohospodárska akadémia pomenovaná podľa Timiryazeva)

Pekinská univerzita letectva a kozmonautiky v roku 2014 zverejnila výsledky rozsiahlej štúdie pšenice pestovanej pod LED rôznymi typmi [4]. Čínski vedci dospeli k záveru, že je vhodné použiť zmes bieleho a červeného svetla. Ak sa však pozriete na digitálne údaje z článku (obr. 12), zistíte, že rozdiel v parametroch s rôznymi typmi osvetlenia nie je vôbec radikálny.

Obrázok 12. Hodnoty sledovaných faktorov v dvoch fázach rastu pšenice pri červenej, červeno-modrej, červeno-bielej a bielej LED

Hlavným zameraním výskumu je v súčasnosti korekcia nedostatkov úzkopásmového červeno-modrého osvetlenia pridaním bieleho svetla. Napríklad japonskí výskumníci [5, 6] zistili zvýšenie hmotnosti a nutričnej hodnoty šalátu a paradajok, keď sa do červeného svetla pridáva biela. V praxi to znamená, že ak estetická príťažlivosť zariadenia počas rastu nie je dôležitá, nie je potrebné vyradiť už zakúpené úzkopásmové červeno-modré žiarovky, navyše je možné použiť biele svetlo.

Vplyv kvality svetla na výsledok

Základný zákon o ekológii „Liebigov barel“ (obr. 13) uvádza: rozvoj obmedzuje faktor, ktorý sa od normy líši viac ako iné. Napríklad, ak sú plne k dispozícii voda, minerály a CO ₂, ale intenzita osvetlenia je 30% optimálnej hodnoty - zariadenie poskytne maximálne 30% maximálneho možného výnosu.

Obr. 13. Ilustrácia princípu limitujúceho faktora na YouTube

Reakcia rastliny na svetlo: intenzita výmeny plynov, spotreba živín z roztoku a procesy syntézy - je určená laboratóriom. Reakcie charakterizujú nielen fotosyntézu, ale aj procesy rastu, kvitnutia, syntézy látok potrebných pre chuť a vôňu.

Na obr. 14 ukazuje odozvu rastliny na zmenu vlnovej dĺžky svetla. Meraná intenzita spotreby sodíka a fosforu z živného roztoku mäty, jahôd a šalátu. Vrcholy na týchto grafoch sú príznaky stimulácie špecifickej chemickej reakcie. Grafy ukazujú, že vylúčiť akékoľvek rozsahy z celého spektra kvôli úsporám - je to ako odstránenie časti klavírnych kláves a prehrávanie melódie na ostatných.

Obr. 14. Stimulačná úloha svetla pre spotrebu dusíka a fosforovej mäty, jahôd a šalátu.

Princíp limitujúceho faktora môže byť rozšírený na jednotlivé spektrálne zložky - pre úplný výsledok je v každom prípade potrebné celé spektrum. Ak vezmeme určitý rozsah z celého spektra, nevedie to k výraznému zvýšeniu energetickej účinnosti, ale môže fungovať „barel Liebig“ - výsledok bude negatívny.
Príklady ukazujú, že obyčajné biele LED svetlo a špecializovaný „červeno-modrý fytosvet“, keď sú osvetlené rastlinami, majú približne rovnakú energetickú účinnosť. Širokopásmové biele však komplexne uspokojuje potreby rastliny, ktoré sa prejavujú nielen pri stimulácii fotosyntézy.

Odstránenie zelenej z nepretržitého spektra tak, že svetlo z bielych sa zmení na fialové, je marketingový krok pre kupujúcich, ktorí chcú „špeciálne riešenie“, ale nekonajú ako kvalifikovaní zákazníci.

Korekcia bieleho svetla

Najbežnejšie biele univerzálne LED majú nízku farebnú hodnotu Ra = 80, čo je primárne kvôli nedostatku červenej farby (obr. 4).

Nedostatok červenej v spektre môže byť doplnený pridaním červených LED k lampe. Takéto riešenie podporuje napríklad spoločnosť CREE. Logika "Liebigovho suda" naznačuje, že takáto prísada by neublížila, ak by sa jednalo o prísadu, a nie o redistribúciu energie z iných oblastí v prospech červenej.

Zaujímavú a dôležitú prácu vykonal IMBP RAS v rokoch 2013–2016 [7, 8, 9]: skúmali, ako svetlo bielych 4K LED 660 nm na svetlo bielych LED 4000 K / Ra = 70 ovplyvňuje vývoj čínskej kapusty.

A zistili sme nasledovné:

Pod LED svetlá kapusta rastie približne rovnako ako pri sodíku, ale má viac chlorofylu (listy sú zelenšie).
Suchá hmotnosť plodiny je takmer úmerná celkovému množstvu svetla v móloch vyrobených v zariadení. Viac svetla - viac kapusty.
Koncentrácia vitamínu C v kapuste sa s rastúcim osvetlením mierne zvyšuje, ale významne sa zvyšuje pridaním červeného svetla na biele svetlo.
Významný nárast podielu červenej zložky v spektre významne zvýšil koncentráciu dusičnanov v biomase. Bolo potrebné optimalizovať výživný roztok a zaviesť časť dusíka do amónnej formy, aby sa neprekračovalo MPC pre dusičnany. Ale v čisto bielom svetle bolo možné pracovať len s nitrátovou formou.
Zvýšenie podielu červenej v celkovom svetelnom toku nemá takmer žiadny vplyv na hmotnosť plodiny. To znamená, že dokončenie chýbajúcej spektrálnej zložky neovplyvní množstvo plodiny, ale jej kvalitu.
Vyššia účinnosť v móloch na watt červenej LED vedie k tomu, že pridanie červenej až bielej je tiež energeticky účinnejšie.

Pridávanie červenej až bielej sa odporúča v konkrétnom prípade čínskej kapusty a vo všeobecnom prípade je celkom možné. Samozrejme, s biochemickou kontrolou a správnym výberom hnojív pre konkrétnu plodinu.

Možnosti pre obohatenie spektra červeným svetlom

Rastlina nevie, odkiaľ pochádza z kvantového spektra bieleho svetla a odkiaľ - "červené" kvantum. Nie je potrebné vytvárať špeciálne spektrum v jednej LED. A nie je potrebné svietiť červeným a bielym svetlom z jedného zo špeciálnych fytolampov. Stačí použiť biele svetlo všeobecného účelu a oddelené červené svetlo na osvetlenie zariadenia dodatočne. A keď je vedľa rastliny osoba, červená lampa môže byť vypnutá snímačom pohybu, aby bola rastlina vyzerajúca zelená a pekná.

Ale opačné rozhodnutie je tiež opodstatnené - zdvihnutím zloženia fosforu, rozšíriť spektrum bielej LED diódy smerom k dlhým vlnám a vyvážiť ju tak, aby svetlo zostalo biele. A získajte extravagantnú farbu bieleho svetla, vhodnú pre rastliny aj ľudí.

Je obzvlášť zaujímavé zvýšiť podiel červenej farby tým, že sa zvýši celkový index podania farieb, v prípade mestského poľnohospodárstva sociálne hnutie na pestovanie potrebných rastlín pre človeka v meste, často s integráciou životného priestoru, a tým aj ľahkého prostredia ľudí a rastlín.

Otvorené otázky

Môžete určiť úlohu pomeru ďalekosiahlych a blízkych červených svetiel a realizovateľnosť použitia „syndrómu zamedzenia tieňom“ pre rôzne kultúry. Je možné argumentovať, na ktorých plochách sa počas analýzy odporúča prerušiť vlnovú dĺžku.

Je možné diskutovať, či je rastlina potrebná na stimuláciu alebo regulačnú funkciu vlnových dĺžok kratších ako 400 nm alebo dlhších ako 700 nm. Existuje napríklad súkromná správa, že ultrafialové žiarenie významne ovplyvňuje spotrebiteľské kvality rastlín. Okrem iného sa červené šaláty pestujú bez ultrafialového žiarenia a rastú na zeleno, ale pred predajom sú ožiarené ultrafialovým žiarením, červeno svietia a idú na pult. A je nová metrika PBAR (biologicky aktívne žiarenie rastlín) opísaná v ANSI / ASABE S640, Množstvá a jednotky elektromagnetického žiarenia pre rastliny (fotosyntetické organizmy, správne predpísané, aby sa zohľadnil rozsah 280-800 nm)?

záver

Obchody s reťazcami si vyberajú viac staromódnych odrôd a potom kupujúci hlasuje s rubľom pre svetlejšie ovocie. A takmer nikto nevyberá chuť a vôňu. Akonáhle sa staneme bohatšími a začneme viac žiadať, veda bude okamžite poskytovať správne odrody a recepty pre živný roztok.

Na to, aby zariadenie syntetizovalo všetko, čo je potrebné pre chuť a vôňu, bude potrebné osvetlenie so spektrom obsahujúcim všetky vlnové dĺžky, na ktoré rastlina reaguje, t. J. Vo všeobecnom prípade kontinuálne spektrum. Možno základným riešením bude biele svetlo s vysokým podaním farieb.

literatúra
1. Syn K-H, Oh M-M. Tvar listov, rast, rast a antioxidačné fenolické zlúčeniny dvoch typov svetelných a červených svetelných diód // Hortscience. - 2013. - Zv. 48. - str.
2. Ptushenko VV, Avercheva OV, Bassarskaya EM, Berkovich Yu A., Erokhin AN, Smolyanina SO, Zhigalova TV, 2015. Zúžený rast čínskej kapusty v kombinácii tlaková sodíková lampa. Scientia Horticulturae https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.08.021
3. Sharakshane A., 2017, Celé vysoko kvalitné svetelné prostredie pre ľudí a rastliny. https://doi.org/10.1016/j.lssr.2017.07.001
4. C. Dong, Y. Fu, G. Liu H. Liu, 2014, rast, Triticum aestivum L., tio id id.
5. Lin K.H., Huang M.Y., Huang W.D. et al. Hydrodynamicky pestovaný šalát (Lactuca sativa L. var. Capitata) // Scientia Horticulturae. - 2013. - V. 150. - S. 86–91.
6. Lu, N., Maruo T., Johkan M. a kol. Napríklad sa ukázalo, že účinky doplnkového osvetlenia by sa mali znížiť. Ovládanie. Biol. - 2012. Vol. 50. - s.
7. Konovalova I.O., Berkovich Yu.A., Erokhin A.N., Smolyanina S.O., O.S. Jakovlev, A.I. Znamensky, I.G. Tarakanov, S.G. Radchenko, S.N. Lapacho. Dôvody pre optimálne režimy osvetlenia rastlín pre skleník Vitacycle-T. Letectvo a kozmický priemysel. 2016. T. 50. № 4.
8. Konovalova, I.O., Berkovich, Yu.A., Erokhin, AN, Smolyanina, S.O., Yakovleva, OS, Znamensky, AI, Tarakanov, IG, Radchenko, S.G., Lapach S.N., Trofimov Yu.V., Tsvirko V.I. Optimalizácia systému osvetlenia LED skleníka s vitamínovým priestorom. Letectvo a kozmický priemysel. 2016. T. 50. № 3.
9. Konovalova, I.O., Berkovich, Yu.A., Smolyanin, SO, Pomelova, MA, Erokhin, AN, Yakovleva, OS, Tarakanov, I.G. Vplyv parametrov svetelného režimu na akumuláciu dusičnanov v nadzemnej biomase čínskej kapusty (Brassica chinensis L.) pri pestovaní s LED žiaričmi. Agrochemikálie. 2015. № 11.

Ak máte akékoľvek otázky k tejto téme, opýtajte sa ich odborníkov a čitateľov nášho projektu.