Освещение для растений — все что нужно знать простыми словами. Инфракрасный спектр для растений
Искусственное освещение для растений - вся правда которую нужно знать. Фитолампы, спектр и время освещения.
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.
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:
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.
Поэтому мнение, что солнечный свет самый лучший, в корне не верно. Здесь нужно больше говорить о том, что он самый универсальный и подходит абсолютно для разных условий.
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.
Не будете соблюдать заданный природой цикл и у вас упадет урожайность. Сами растения будут какими-то карликовыми.
Поэтому мало просто купить супер разрекламированные сорта, правильно их высадить, удобрять и поливать.
Как оказывается, еще нужно их правильно освещать. Причем и здесь нет универсального светильника для больших групп растений, везде требуется индивидуальный подход.
Только в этом случае результат вас порадует и вкусом и размером.
svetosmotr.ru
Светодиоды для растений (фитосветодиоды)
Светодиоды продолжают форсировать события, уверенно вытесняя лампы с различных сфер применения. Этап использования светодиодов исключительно в роли индикаторов остался далеко позади. Теперь перед ними стоит новая задача – стать источником искусственного освещения №1. Параллельно с совершенствованием мощных белых светодиодов ученые смогли с высокой точностью подбирать спектр излучения за счет уникальных свойств люминофора. В результате появились светодиоды для растений, которые могут служить как источником дополнительного, так и основного света.
Немного о влиянии на растения солнечного света
Прежде чем говорить о фитосветодиодах, рассмотрим влияние солнечного света на рост растений. Спектр, воспринимаемый растениями, наглядно показан на рисунке.
Как видно из графика, пигмент хлорофилл поглощает максимум солнечного света в синей и красной части спектра. В свою очередь, зелёная составляющая практически полностью отражается растениями, что и неудивительно. Ведь цвет любого предмета, воспринимаемого человеческим глазом – это отражённая часть солнечного света. Поэтому хлорофилл зелёного цвета.
Растения и искусственный свет
Широко применяемые ныне люминесцентные и газоразрядные лампы испускают свет в широком диапазоне с пиком в зеленой или жёлтой зоне, что резко снижает их КПД при использовании в качестве источников освещения растений. В ходе новых разработок ученым удалось улучшить показатели люминесцентных и газоразрядных фитоламп, но полностью избавиться от паразитных всплесков в зеленой части спектра не получилось.
Первые шаги по улучшению параметров осветительных приборов для растений были сделаны красными и синими светодиодами. Однако их роль в стимуляции роста была крайне низкой. Малая эффективность имела сразу несколько причин:
- несоответствие спектра излучения со спектром, воспринимаемым растениями;
- высокая стоимость;
- низкая светоотдача.
Со временем спектр излучения красных светодиодов для растений удалось сдвинуть к инфракрасной границе и на потребительском рынке появились фитолампы самой разнообразной формы и конструкции. В их составе чередуются красные (630–660 нм) и синие (440–470 нм) излучающие диоды, количественное соотношение которых может сильно варьироваться.
Спектр и соотношение светодиодов, необходимый для роста
Экспериментальным путем доказано, что растения отличаются составом хлорофилла, а значит, максимум поглощения в красной зоне спектра тоже может быть разным. Одним видам растений достаточно облучения в 660 нм, а другие прекрасно растут под воздействием лучей инфракрасного (ИК) диапазона, вплоть до 840 нм. Поэтому рабочая область излучения фитосветодиода в красном и ИК диапазоне намного шире, чем в синем. В синем спектре для большинства выращиваемых культур пик излучения должен приходиться на 440-450 нм. 
В зависимости от вида растения необходимо подбирать соотношение красного и синего света по интенсивности. Например, петрушка, укроп, зеленый лук, рассада и другие растения, нуждающиеся в вегетативном росте, быстрее растут под преимущественным влиянием синего света. Зато в период цветения и плодоношения растений следует отдавать предпочтение глубокому красному свету.
Светодиоды полного спектра для растений
Важным моментом в промышленном производстве является низкая себестоимость изделия. И светильники, с применением фитосветодиодов красного и синего цветов, в этом плане оказались довольно затратными. Улучшить ситуацию помогло изобретение так называемых светодиодов для растений полного спектра, имеющие в своем излучении пик в зоне 440–470 и 630–660 нм. 
Преимущества фитосветодиодов
Сразу стоит отметить, что фитосветодиодам присущи все преимущества обычных светодиодов: большой срок службы, высокий КПД, медленная деградация и прочее. Кроме этого, они работают только в фитоактивном спектре частот, что повышает их эффективность. В сравнении с ламповыми источниками света, светодиодное освещение для растений значительно более подходящее и потому, что светодиоды практически не излучают тепла. Это позволяет размещать их в непосредственной близости от листьев. Еще низкое тепловыделение замедляет процесс испарения, тем самым снижая необходимость в поливе. Что касается разброса спектральных характеристик среди фитосветодиодов от разных производителей, то это не критично. Даже в одной партии спектральные отклонения могут достигать 10%, что также можно назвать преимуществом. Ведь растениям для развития нужны и остальные длины волн, хоть и в значительно меньшем количестве. Избежать разброса параметров при покупке светодиодов для растений вряд ли удастся. Даже среди именитых изделий от компании Cree допускается отклонение в 30 нм. В отличие от досконально изученных ламповых светильников, светодиоды для растений находятся в стадии развития. Поэтому делать выбор в пользу фитосветодиодов нужно взвешенно. Несмотря на их явные преимущества, наиболее рациональным решением является построение комплексной системы освещения, основанной на люминесцентных лампах и светодиодах. С помощью таких систем удаётся экономить на потребляемой электроэнергии и гарантированно получить высокий урожай.
Лучшие производители
На сегодняшний день рынок продукции на основе светодиодов наводнили дешевые изделия китайского производства. Большинство потребителей перестали задаваться вопросами о производителях с лучшими и худшими светодиодами для растений, хотя этот вопрос имеет первостепенное значение. Но если рассматривать все многообразие фитосветодиодов, можно выделить чипы двух наиболее распространенных брендов: Bridgelux и Epistar.
Продукция обоих брендов активно подделывается, поэтому надпись Bridgelux или Epistar далеко не всегда указывает на качество изделия. Чтобы избежать приобретения подделки, рекомендуется совершать покупки только в сертифицированных магазинах.
Читайте так жеledjournal.info
Блокирование инфракрасного излучения для контроля температуры растений
Растения состоят преимущественно из воды, поэтому под действием инфракрасного излучения они быстро нагреваются. Вода очень хорошо поглощает инфракрасные лучи. Следовательно, отражение инфракрасных лучей до того, как они попадут в теплицу, оказывает большое воздействие на температуру растений.
Любое излучение с длиной волны свыше 700 нанометров (нм) называется инфракрасным, т.е. оно начинается после красного спектра света. Излучение с длиной волны от 700 до 2500 нм называется ближняя ИК-область спектра (NIR), также известное как коротковолновое излучение. Излучение с большей длиной волн называется длинноволновым излучением. Растения не используют инфракрасные лучи для фотосинтеза, поэтому их отражение не несет никакого вреда для растений. Тем не менее, отражение не защищает от перегрева. Растения нагреваются из-за особенностей воды. Голубой, зеленый, красный и дальний красный спектры свет проходят непосредственно сквозь воду, а инфракрасные лучи нагревают ее, в особенности лучи длиной свыше 1200 нм.
Таким образом, в благоприятный солнечный день культура, которая все-таки состоит преимущественно из воды, сильно нагревается. Кроме того, растения и тепличное оборудование, поглотившие излучение, нагревают также и воздух в теплице. В такие дни температура растений греет больше, чем воздух в теплице. В целом, температура растений будет выше температуры воздуха в теплице.
Ограничения нагреваНесомненно, нагрев растений в определенных пределах оказывает положительное воздействие. Это способствует всем процессам, происходящим в растениях. Но существуют определенные лимиты. Комбинация большого количества света, высокой температуры растений и низкой влажности воздуха приводит сначала к приостановке процесса фотосинтеза, а затем и к реальному повреждению растений. Ограничение нагрева растений, даже до того, как температура достигнет верхнего предела, может быть полезным. В таком случае из растений испаряется меньше влаги и вентиляционные отводы могут дольше оставаться закрытыми. Таким образом, в теплице сохраняется больше CO2, что приводит к увеличению роста. Для некоторых культур, таких как хризантема и гербера, цвет цветка можно улучшить, защитив растения от перегрева.
Покрытие в нужный моментПокрытие – это очень хороший способ защиты от ИК излучения. Его можно применять для кровли теплицы в течение нескольких месяцев, когда инфракрасное излучение не требуется, и снова удалить его, когда возникает необходимость в тепле.
ReduSol отражает наибольшее количество тепла, однако это покрытие также отражает достаточно большое количество света. В этой связи в 2004 году был разработан продукт ReduHeat, который отделяет излучение ФАР от инфракрасного излучения. Вслед за ReduHeat было разработано покрытие ReduFuse IR, которое также блокирует тепловое излучение. Помимо этого, ReduFlex Blue и ReduFlex Green также отражают тепловое излучение, но в меньшей степени. Отражение притока тепла имеет много преимуществ, однако стоит рассмотреть и другие эффекты. В утреннее время растения нагреваются медленнее, что может потребовать дополнительного искусственного нагрева в весенний период.
Другой аспект состоит в том, что инфракрасное излучение оказывает непосредственное воздействие на точку роста. Это самый чувствительный орган у растений. Он быстро нагревается, и с возрастанием температуры увеличивается скорость развития растения (появление листьев и образование плодов). Это означает, что покрытие, отражающее излучение ИК, замедляет развитие растения. В летний период это не является проблемой; в это время основной задачей является урожай. Этот аспект необходимо учитывать в весенний и осенний периоды в отношении длительности применения и удаления.
Коэффициент красного света: дальний красный свет"В заключение необходимо отметить, что соотношение цветов спектра оказывает решающее воздействие на выращивание культур. Первая часть инфракрасного излучения с длиной волны от 700 до 800 нанометров называется красным светом". Это очень важная часть, поскольку коэффициент отношения красного и дальнего красного света определяет тот факт, будет ли растение коротким или длинным. Этот коэффициент также играет важную роль для стимулирования цветения и самого цветения.
ReduHeat отражает небольшое количество дальнего красного света, тем самым изменяя коэффициент. Французские исследования показывают, что ReduHeat оказывает положительное воздействие на грунтовые культуры, позволяя им оставаться компактными. В зависимости от сортов культур, с помощью ReduHeat растения выросли на 7-17% короче.
Воздействие на срезанные цветы еще изучается. Возможно, нужного эффекта можно достичь за счет длины стебля, но имеет место большое количество факторов, поэтому трудно предугадать результат. Растениеводы, использующие ReduHeat, не сообщали о каком-либо негативном опыте в данной области.
Назад к обзоруВас так же может заинтересовать:
Комбинирование покрытий ReduSystems
С момента начала производства ReduHeat в 2005 г., потребители часто интересовались о возможности сочетания друг с другом различных покрытий ReduSystems. Для понимания, когда речь идет о сочетании покрытий, мы подразумеваем ‘наслоение’ одного покрытия на другое, без смешивания покрытий, поскольку при этом могут возникнуть значительные проблемы.
www.redusystems.ru
Вредны ли фитолампы?
Фитолампы: миф и правда о вреде для человека
Еще буквально лет пять назад мало кто слышал, а тем более использовал фитолампы. А сегодня это незаменимый прибор для тех, у кого есть оранжереи, теплицы, и тех, кто хочет вырастить хорошую рассаду в домашних условиях. Использование качественной светотехнической продукции позволяет в разы повысить урожайность и улучшить вкусовые характеристики растений. Но, несмотря на все эти положительные качества, бытует расхожее мнение о том, что фитолампы вредны для здоровья человека. Сегодня мы попробуем разобраться правда это или миф.
Как утверждают обыватели, фитолампы вредны излучением и мерцанием, которые «сажают» глаза, отрицательно воздействуют на нервную систему, вызывают головные боли. Такое мнение в корне неверно. Разберемся почему. Во-первых, фитолампы – это специальные осветительные приборы, устроенные таким образом, чтобы выделять световые лучи (фотоны) в таком цветовом диапазоне, которое лучше всего подходит для фотосинтеза . Во-вторых, фитосветильники не выделяют неподходящее для зеленых клеток излучение (например, инфракрасное или ультрафиолетовое) и в то же время энергично производят фотоны в красном и синем спектрах.
Здесь стоит отметить, что главным преимуществом фитосветильников является именно спектр излучаемого света. Давно известно, что растениям требуются не все составляющие, имеющиеся в световом потоке. Различают три спектра, которые зависят от длины волны (свет – это волновое электромагнитное движение): ультрафиолетовый, спектр видимого излучения, инфракрасный. Ультрафиолет – это волна с длиной менее 380 нм, инфракрасный свет – 760 нм, видимый свет - в интервале от 380 до 760 нм.
Разные диапазоны видимого спектра человек воспринимает как цвет. В основном люди видят три цвета: синий, зеленый и красный. Остальные цвета, в том числе и белый, получаются из смешения этих трех цветов.
Для растений цвет не имеет значения. На них воздействует правильно подобранная длина волны. Из солнечного спектра растениями поглощается свет волной 440-460 нм излучения синего цвета и 635-665 нм излучения красного цвета. Синий спектр влияет на увеличение зеленой массы, размер листьев, скорость роста. Красный отвечает за корневую систему, цветение и созревание плодов. Видимого спектра в солнечном свете около 55% - это зеленая, а также ультрафиолетовая и инфракрасная составляющие, которые растениями не поглощаются.
Свет, который растениям не нужен, чрезмерно их перегревает и обезвоживает. В результате полученную от света энергию, большую ее часть, они тратят на водоснабжение.
В фитосветильниках FitoSun практически отсутствует волны с длиной соответствующей зеленому цвету, а также ультрафиолетовые и инфракрасные составляющие, что позволяет растениям использовать всю энергию, полученную из световых волн, для своего роста.
Споры о вреде фитоламп на здоровье человека зачастую аргументируются отрицательным влиянием синего спектра. При этом стоит отметить, что большинство исследований по данному вопросу проводились в условиях, когда на подопытные образцы оказывалось мощное воздействие именно синими светодиодами (то есть изначально изучался «вредный» диапазон). Однако в фитосветильниках доли синего не больше, чем в солнечном свете, и в разы меньше, чем в излучении, выделяемом экранами телевизоров, компьютерных устройств, планшетов, телефонов и других гаджетов. Компанией FitoSun были проведены собственные испытания в лабораторных условиях, в теплицах агрокомплексов и в Тимирязевской академии, направленные на изучение влияния ламп на рост и созревание растений. Все результаты были положительными. Что касается вреда для человека, спектр цветового диапазона фитосветильников FitoSun регулируется и при желании можно добиться самых разнообразных спектров излучения. В то же время и исследования (например, работы Андрея Зоммера и Дань Чжу, Германия), в которых утверждается, что регулярное воздействие интенсивного света светодиодных источников освещения омолаживает кожу и делает ее более эластичной. Такое действие, по мнению ученых, вызвано тем, что свет, выделяемый светодиодами, проникает в верхние слои кожи и отщепляет «пленку» из молекул воды от эластиновых волокон.
Следующий «вредный» фактор фитоламп - это мерцание. Зависит наличие пульсации от источника питания и от значения тока (переменный или постоянный). Проведенные исследования в этой области свидетельствуют о том, что качественные светодиодные лампы (в том числе фитолампы FitoSun) не мерцают, так как в них используются специальные блоки питания со стабилизацией тока по величине.
Таким образом становится понятно, что истории о вреде светодиодных фитосветильников являются всего лишь мифом. Свет, выделяемый фитолампами, наиболее близок к солнечному. И это не сказка. Тысячи клиентов FitoSun по всей стране могут подтвердить данное утверждение. С результатами лабораторных исследований и отзывами клиентов можно ознакомиться на сайте или связавшись с нами по указанным телефонам.
fitosun.com
