Какой цвет полезен для растений. Спектры в агрофотонике

Производительность всей системы выращивания определяет количественный критерий оценки – например, полезная масса сухого вещества или объем целевого экстракта из листьев/корней. Для качественной оценки можно анализировать химический состав растений и морфология (отклонение формы и размеров стебля/листьев/плода).

Для большинства культур лучший урожай и качество продукции могут быть получены при обеспечении растениям комфортных условий, где все основные физиологические потребности максимально приближены к естественным уровням.

Таким образом, в большинстве практических задач за эталон для сравнения и оценки результатов искусственного выращивания можно брать растение, выращенное в естественных условиях. Естественные условия для конкретной культуры, как правило, соответствуют климату в регионе его изначального происхождения.

Основы

Рассматривая процесс выращивания растений как замкнутую систему, можно выделить следующие основные факторы, влияющие на результат (см. рис. 1):

Солнечный свет, основной источник энергии
- содержание диоксид углерода (СО2) в воздухе (углерод - основной элемент, используемый для формирования новых клеток)
- вода, в основном, как источник кислорода, входящего в ее состав, необходимого для реакции фотосинтеза
- температура окружающего воздуха.

Рис. 1

Оптимальная температура фотосинтеза для большинства растений средней полосы составляет примерно 20-25°С. Например, для подсолнечника повышение температуры в интервале от 9 до 19°С увеличивает интенсивность фотосинтеза в 2,5 раза.

Так, при фотосинтезе за счет энергии света происходит образование органических веществ (углеводов) при участии хлорофилла. Хлорофилл (от греч. χλωρός, «зелёный» и φύλλον, «лист») - зелёный пигмент, окрашивающий хлоропласты растений в зелёный цвет .

Таким образом, количество света является важным фактором, влияющим на интенсивность роста растений.

Также на протяжении многих лет эволюции этот процесс адаптировался к суточному циклу “день/ночь”. Днем под воздействием света вода разделяется на кислород и водород, а растение запасает энергию и питательные вещества. Ночью, в темноте углекислый газ под воздействием запасенной энергии соединяется с водородом, образуя молекулы углеводов, т.е. происходит собственно рост культуры.

Таким образом, при искусственном выращивании растений важно обеспечить не только высокую освещенность, но и правильную цикличность включения света, чтобы получить лучший результат.

О спектрах

Современные светодиодные технологии позволяют форматировать сложные спектры освещения растений. Рассмотрим, каким образом спектр влияет на процесс роста.

На рис. 2 детально показаны энергетические спектры поглощения базовых пигментов растения.

Рис. 2

Видно, что помимо традиционно упоминаемых пигментов хлорофилла с пиками поглощения в диапазоне 400-500 нм и 650-700 нм, на процессы роста также влияют вспомогательные пигменты из семейства светособирающих фикобилипротеинов.

В некоторых исследованиях спектры поглощения основных пигментов суммируются для формирования “универсального” спектра, форма которого показана на рис. 3.

Рис. 3

Для количественной оценки светового воздействия на растения используется фотосинтетически активная радиация (ФАР). В англоязычной литературе - Photosynthetic Photon Flux (PPF). Поток ФАР/PPF измеряется как число фотонов, излучаемых источником света, которые могут быть поглощены растением при фотосинтезе (диапазон длин волн от 400 до 700 нм).

Величина PPF рассчитывается без учета неравномерного поглощения растением различных энергии различных длин волн. Поэтому в дополнение к PPF иногда используется величина YPF – Yield Photon Flux - т.н. усваиваемый растением поток фотонов. Для расчета YPF используется взвешенное значение ФАР и спектр эффективности фотосинтеза как весовые коэффициенты.

Спектр эффективности фотосинтеза показан на рис. 4.

Рис. 4

Кривая весового коэффициента для фотонов (Photon-weighted) позволяет перевести PPFD в YPF; кривая весового коэффициента энергии (energy-weighted) позволяет сделать то же самое для ФАР, выраженной в ваттах или джоулях.

Рассмотрим подробнее, как влияет на растения излучение в различных участках этого диапазона.

Ультрафиолет C (280 - 315 нм)

Облучение растений таким излучением имеет негативные последствия, может приводить к гибели клеток и обесцвечиванию листьев/плодов.

Ультрафиолет B (315- 380 нм)

Это излучение не имеет видимого эффекта на растения.

Ультрафиолет A (380 - 430 нм)

Передозировка ультрафиолетового излучения может быть опасна для листвы, однако малые дозы излучения поглощаются в процессе цветения и созревания плодов и влияют на цвет и биохимический состав (вкус). Как правило, дозы, получаемые растением под воздействием естественного света, достаточны для поддержания этих процессов.

Синий свет (430-450 нм)

Как показано выше, эта часть спектра хорошо поглощается большинством основных пигментов растения. Эта часть спектра может влиять на морфологию растения: размер и форму куста/листьев, длину стебля. Ряд исследований показывает лучшую эффективность синего цвета на раннем этапе развития растения (вегетативная фаза).
Синий свет способствует открытию устьиц, увеличению количества белка, синтезу хлорофилла, делению и функционированию хлоропластов, сдерживанию роста стебля.

Зеленый свет (500-550 нм)

Значительная часть этого диапазона отражается от листьев, однако нельзя недооценивать роль и этого участка спектра на полноценное развитие растений. Так, например зеленое излучение, отражаясь от верхних листьев растения, обладает лучшей проникающей способностью и способствует более равномерному развитию листьев, на нижних уровнях, находящихся в тени более крупных соседей (рис. 5) .

Рис. 5

Также, управление уровнем зеленого в спектре облучения позволяет контролировать время наступления и длительность фаз прорастания и цветения.

Оранжевый свет (550-610 нм)

С точки зрения рассмотренных выше спектров поглощения хлорофиллов, этот диапазон имеет незначительный уровень отклик. Однако, успешный опыт применения натриевых ламп, излучение которых в основном лежит в этом диапазоне, подтверждает, что фактически растения способны развиваться даже при не оптимальном спектральном составе освещения.

Красный (610-720 нм)

Наиболее эффективный диапазон, с точки зрения количества фотонов, поглощаемых растением в процессе на всех этапах развития.
Красный свет способствует цветению, прорастанию почек, росту стеблевых листьев, опадению листьев, спячке почек, этиоляции и т.д.

Дальний красный (720-1000 нм)

Несмотря на незначительный отклик в спектрах поглощения основных пигментов, дальний красный диапазон выполняет своего рода “сигнальную” функцию – как и в случае с зеленым цветом, корректировка уровня дальнего красного позволяет повлиять на время наступления и длительность фазы цветения и плодоношения.

Инфракрасный (1000 нм и выше)

Все излучение в этом диапазоне конвертируется в тепло, дополнительно влияющее на температуру растения.

Следует помнить, что для естественного солнечного света более 50% энергии излучается именно в инфракрасном диапазоне. Если растение в искусственных условиях облучается только в диапазоне 400-700 нм, то нужно дополнительно предусмотреть запас мощности в системе отопления для поддержания комфортной температуры.

Потребности растения на разных этапах роста

Как было отмечено выше, свет является не только источником энергии, контролирующим фотосинтез. Различные участки спектра воспринимается растением как сигналы, влияющие на многие аспекты роста и развития (прорастания, деэтиоляция) Изменения в развитии растений, связанные со светом являются результатом фотоморфогенеза.

На схеме на рис.6 показаны основные эффекты, стимулируемые различными цветами на протяжении жизненного цикла растения.

Рис. 6

Рассмотрим более подробно влияние света на различных этапах

Синтез хлорофилла

Самое большое количество хлорофилла вырабатывается при синем свете, меньшее – при белом и красном, самое меньшее - при зеленом свете и в тени. При разном свете, соотношение хлорофилла A и B также не одинаковое. Самая большая разница в соотношении А и B при желтом и синем свете. Красный свет способствует большой выработке хлорофилла типа A.

Для светолюбивых растений подходит синий свет, для тенелюбивых растений подходит красный свет.

Цветение

Соотношение между длительностью светового периода и периода темноты называется фотопериодом. Общая протяженность суток – 24 часа, однако в зависимости от разной широты и времени года, протяженность дня и ночи неодинаковая. В зависимости от разных климатических условий и места произрастания, фотопериод у разных растений неодинаков. Цветение, опадение листьев, спячка почек – всё это является реакцией растения на изменение фотопериода.

Растения, которые готовы начать цвести, зацветут при наступлении подходящего фотопериода. Количество дней до начала цветения определяется возрастом растения. Чем старше растение, тем оно быстрее зацветет. Под воздействием фотопериода оказываются листья растений. Чувствительность листьев к изменению фотопериода связана с возрастом растения. Чувствительность старых листьев и молодых листьев неодинаковая. Наиболее чувствительными к изменению фотопериода являются растущие листья.

Накопление питательных веществ и рост растений регулируются излучением в красном и дальним красном диапазоне. Размножение определяется, синим светом. Фитохром, содержащийся в листьях, может принимать сигналы красного света и дальнего света. Растение готовое к цветению, зацветет, если последнее излучение будет красным дальним светом.

На рис. 7 показаны спектры поглощения растений при синтезе хлорофилла, фотосинтезе и фотоморфогенезе.

Рис. 7

Светодиоды

Современные мощные светодиоды, применяемые в искусственном освещении растений, позволяют сформировать монохромное излучение фактически в любой части спектра, рассмотренной выше.
Примеры спектров светодиодов показаны на рис. 8

Рис. 8

Стоит отметить светодиоды с длиной волны 450 нм (“глубокий синий”) и 660 нм (“дальний красный”), как составляющие, совпадающие с пиками поглощения хлорофиллов. Как было отмечено выше, наличие светодиодов пиком излучения в других частях спектра, позволяет дополнительно стимулировать другие участки спектра поглощения. Белые люминофорные светодиоды (серая кривая на рис. 8) имеют в составе своего спектра относительно широкую область излучения люминофора, а также синий пик непоглощенного люминофором излучения синего кристалла.

Комбинация светодиодов различных цветов в одном светильнике с возможностью независимого управления позволяет сформировать фактически любой спектр для конкретной культуры и фазы ее развития.
Примеры спектров, используемых в различных сценариях освещения растений,показаны на рис. 9

Рис. 9

Отдельно стоит рассмотреть спектр облучения, получаемый растением, когда на него воздействует одновременно естественное излучение и излучение системы светодиодной досветки.
Предположим. что в светильнике для досветки используются синие и красные светодиоды в соотношении примерно 1:2 (по уровню энергии), для стимуляции хлорофиллов на стадии вегетативного роста.

Пример такого спектра показан на рис. 10

Рис. 10

В реальности же на листья растений будет также воздействовать спектр солнечной радиации, и суммарный спектр облучения будет выглядеть следующим образом (рис. 11).

Рис. 11

Видно, что в этом случае растение монохромная досветка в сочетании с широкополосным естественны излучением дает спектр, стимулирующий все основные зоны поглощения растений. Результирующий спектр по форме близок к суммарному спектру поглощения всех основных пигментов растения, рассмотренному выше.

Заключение

Подводя итоги данного обзора можно отметить следующее:

Спектральный состав света является важным фактором для продуктивного выращивания культур в искусственных условия, однако, не первичным. Получить прирост урожая за счет оптимизации спектра можно при обеспечении растению достаточного уровня базовых потребностей (температура, вода, CO2, вентиляция). Количество света также является более приоритетным параметром по сравнению с его спектральным составом.

Современные светодиоды позволяют эффективно сформировать излучение в спектральном диапазоне поглощения растений. Причем возможно применение т.н. монохромных светодиодов с различными цветами (длиной волны излучения) и традиционных белых “люминофорных” светодиодов, обеспечивающих равномерное широкополосное излучение.

Наличие в светильнике светодиодов с различными цветами и технологии независимого управления ими позволяет исследовать влияние спектра на эффективность выращивание отдельно взятой культуры в конкретных условиях и выработать оптимальный баланс цветов для лучшей урожайности.

Список литературы

Физиология растений. Н.И. Якушкина. Издательство: "Владос". Год: 2004

Исследования над образованием хлорофилла у растений. Монтеверде Н. А., Любименко В. Н. Известия Императорской Академии наук. VII серия. - СПБ., 1913. - Т. VII, № 17. - С. 1007–1028.

Создание эффективных светодиодных фитосветильников. Cакен Юсупов, Михаил Червинский, Екатерина Ильина, Владимир Смолянский. Полупроводниковая светотехника N6’2013

Contributions of green light to plant growth and development. Wang, Y. & Folta, K. M. Am. J. Bot. 100, 70-78 (2013).

Если производитель, садовод или просто гровер - аматер не имеет возможности выращивать свой любимый цветок или растение в саду на открытом воздухе, или просто не имеет времени на поиск подходящего места для наружного роста, существует еще один способ как вырастить свой собственный, хороший урожай, относительно легко, и не выходя из дома.

Речь идет о так называемом закрытом культивировании. Это искусственное имитирование природы и ее естественного поведения. Но с одной большой разницей. В природе, производитель ограничивается различными внешними факторами, такими, как плохая погода, дикие животные, воры и завистливые соседи, которые постоянно заинтересованы в таинственных растениях, которые растут за забором. В домашней обстановке не предпринимаются никакие действия, которые могли бы нанести вред растениям. Производитель имеет возможность проверить свои навыки и искусственно стимулировать условия выращивания в целях создания более красивых и более продуктивных растений.

Основным условием для того, чтобы начать выращивать растения, является необходимое количество солнечного света. Это излучение может быть смоделировано искусственным освещением, которое дает подобный солнцу спектр света. При искусственном освещении садовод определяет, какой спектр света для растения в конкретный период времени будет наиболее подходящим.

Для роста и цветения растений подходят три типа освещения: лампы высокого напряжения, люминесцентные лампы, LED и плазменные лампы.

Растения не могут существовать без света, потому что свет является одним из основных факторов для их развития. Свет является источником энергии, который имеет важное значение для фотосинтеза.

Фотосинтез представляет собой совокупность этих процессов - поглощения, преобразования и использования энергии света с помощью квантовых различных реакций с участием превращения диоксида углерода в органические соединения. Другими словами, это процесс образования органических соединений на основе углекислого газа, воды, тепла и света, энергии.

Чтобы правильно выбрать освещение, необходимо ознакомиться со всеми видами ламп.

Газоразрядные лампы высокого напряжения (HID/High-intensity discharge lamps) классифицируются в зависимости от горелки и газа, содержащегося в них:

Ртутная газоразрядная лампа (MV/Mercury-Vapor lamps)

Ртутная газоразрядная лампа была разработана в качестве первой газоразрядной лампы в 1959 году. Ртутные лампы излучают свет в основном в синей и ультрафиолетовой невидимой части спектра. Эти лампы имеют низкий световой поток (около 65 лм / Вт). Такой свет по сравнению с металлогалогенными и натриевыми лампами (около 150 лм / Вт) для растениеводства считается слабым.

Металлогалогенные газоразрядные лампы (MH/Metal-Halide lamps)

Первые лампы MH были сконструированы где-то в начале 60- лет. Металлогалогенные лампы характеризуются "белым" цветом света, который, на первый взгляд отличается от, например, натриевых ламп. Металлогалогенные лампы имеют синий спектр света, а их цветовая температура составляет 6000 К и более. Синий спектр имеет положительное влияние на корневую систему растения, в результате чего способствует лучшему ветвлению и коротким междоузлиям. Растения под такой лампой ниже, но ветвистей. На стадии цветения, однако, такие лампы зачастую оказываются неподходящими.

Металлогалогенные лампы отлично подходят для использования при укоренении черенков и саженцев. Маленькие растения не тянутся к свету и с самого начала начинают хорошо ветвиться. Использовать этот тип ламп также рекомендуется для материнских растений, которые гарантируют больше побегов и быстрый рост растений.

Горелка внутри лампы имеет форму колбы. Колба заполнена смесью ртути, аргона и галогенидами металлов (например, соединений металлов с бромом или йодом).

Эти лампы имеют мощность 150 Вт, 250 Вт, 400 Вт, 600 Вт, 1000 Вт и имеют цветовую температуру 4000 К.

Натриевые газоразрядные лампы (HPS/High-Pressure Sodium lamps)

Натриевые лампы появились на рынке где-то в начале 70-х годов, и сегодня являются наиболее широко используемым типом освещения в мире для выращивания растений. Это главным образом потому, что они имеют самую высокую светоотдачу (около 150 лм / Вт), а также испускают FAR излучение наиболее подходящее для правильного фотосинтеза. Свет у HPS ламп имеет преимущественно красный спектр, который подходит для фазы цветения растения. Цветовая температура лампы изменяется в диапазоне от приблизительно от 2000 К до 2900 К и производит свет ярко-желтого цвета.

Горелка в натриевой лампе в основном из корунда.

Натриевые лампы производятся мощностью 70 Вт, 150 Вт, 250 Вт, 400 Вт, 600 Вт, 750 Вт и 1000 Вт, они могут быть использованы на стадии роста, при условии, что растения будет иметь больше междоузлий и, как правило, будет тянуться к свету.

Преимущества газоразрядных ламп по сравнению с другими источниками света действительно высоки. Эти лампы используются при выращивании в комнатах, а также в больших теплицах, предназначенных для коммерческого выращивания. К недостаткам можно отнести высокую рабочую температуру.

Вторым наиболее широко используемым источником света подходящим для выращивания растений являются линейные и компактные люминесцентные лампы, которые иногда также называют ресурсосберегающими, энергосберегающими, компактными люминесцентными и т.д.

Эти лампы имеют большое преимущество в том, что они не производят такого теплового излучения, как в случае HPS и MH ламп. Таким образом, их можно использовать для культивирования и в очень малом пространстве вблизи вершин растений, без опасения ожогов.

Использование люминесцентных ламп не определяется исключительно микро выращиванием. Производители освещают ими материнские растения, укорененные черенки и молодые саженцы. Но это еще не все. Благодаря своей разнообразной цветовой температуре, такие лампы могут быть использованы на всех этапах жизни растений.

Люминесцентные лампы относятся к категории ртутных ламп низкого давления и разделяются на компактные и линейные.

Люминесцентные лампы

Эти лампы широко используются с первых дней выращивания в закрытом помещении.

Флуоресцентные лампы, упоминаются, как люминесцентные лампы, имеют трубки, изготовленные из стекла и заполненные смесью паров ртути и аргона. В этих лампах светящийся разряд, испускает излучение главным образом в ультрафиолетовой части спектра. Это излучение обусловлено фосфором, который находится внутри трубы и производит свет в видимом спектре. На обоих концах флуоресцентных трубок размещены электроды, которые проводят электрический ток.

Люминесцентные лампы для выращивания обычно производятся с мощностью 18, 36 и 54 Вт, а их длина составляет 60 или 120 см.

Компактные люминесцентные лампы (CFL – Compact Fluorescent Lamps)

Если производитель ищет компактную люминесцентную лампу с достаточной мощностью и правильной цветовой температурой в обычном хозяйственном магазине, вероятно, поиск напрасен. Однако, этот недостаток был недавно решен производством более прочных компактных люминесцентных ламп, которые являются не только подходящими для выращивания, но и для группы производителей являются предпочтительнее других. Лампы наполнены малым количеством ртути и инертного газа, их можно приобрести только в специализированных магазинах.

Компактные люминесцентные лампы имеют в наличии следующие цветовые температуры:

2700 К - красный спектр света, пригодный для стадии цветения.

4000 К - двойной спектр света, для роста и цветения.

6400 K - синий спектр света, подходит для фазы роста.

14000 K - белый спектр света, подходит для укоренения черенков, саженцев и материнских растений.

Следует отметить, что при использовании комбинированных компактных люминесцентных ламп результаты будут ниже, а период жизни растения от посадки до урожая увеличится. Поэтому, рекомендуется использовать лампу, с синим спектром для роста, и с красным спектром для цветения.

CFL лампы, пригодные для выращивания, в настоящее время коммерчески доступны с мощностью 125 Вт, 200 Вт, 250 Вт.

Компактные люминесцентные лампы нужно менять чаще, чем линейные. Гарантированное время работы составляет около одного года в зависимости от времени использования. Затем интенсивность этих ламп достаточно быстро снижается.

На рынке также заняло достойное место LED освещение, однако, для некоторых LED представляет собой будущее в области растущих технологий, а для некоторых раздутые ожидания.

Осознание того, что в выращивании растений может быть использовано LED освещение(Light Emitting Diode) в настоящее время уже достаточно обширно. Однако лишь немногие люди знают, в чем преимущества и недостатки этого светодиодного варианта.

LED - электронный полупроводниковый прибор, который при прямом направлении тока, излучает световые лучи. С первый типом LED человечество познакомилось в 1962 году и с тех пор продолжается эволюция данного вида освещения. В настоящее время светодиоды имеют яркость 100 люмен на ватт, это достаточный показатель для культивирования. Конструкция LED представляет собой светодиодный чип (или комбинацию чипов) покрытый эпоксидной смолой с желаемыми оптическими свойствами. Некоторые производители также используют оптические свойства линз, чтобы усилить интенсивность света, сосредоточенного в одном месте. Наиболее распространенная мощность светодиодов, которые установлены в панели 1 и 3 Вт в некоторых странах доступны светодиоды с мощностью 6 Вт.

Светодиодные панели по сравнению с лампами HID имеют одну интересную особенность, они не выдают тепловое излучение, что является большим преимуществом для производителей, которые постоянно страдают от высокой температуры в комнате. К тому же, общее потребление лампой электроэнергии меньше.

LED полностью отличается от других источников света отсутствием нити накала вольфрама, который горит или падает с течением времени и отсутствием газообразных компонентов, что делает лампу более долговечной. Кроме того, в связи с тем, что светодиод имеет свой главный компонент (диод) скрытый под слоем эпоксидной смолы, становится нерушимым компонентом. Мнения о продолжительности жизни LED весьма разнообразны. В целом, однако, около 50000 часов работы.

Преимуществом LED панелей является комбинация диодов с разными цветовыми спектрами, благодаря которым такое освещение подходит для всех этапов жизни растений. Панели, оснащенные светодиодной подсветкой, имеют превосходную глубину. Возможно, из-за вышеупомянутой линзы, панель можно повесить над растениями, и достичь хорошего освещения нижних почек (в зависимости от типа и мощности на панели).

Однако такое освещение имеет и свои недостатки, например высокая стоимость, препятствует садоводам приобрести светодиодную панель. Многие производители любят экспериментировать и пробовать новые технологии, но из-за их высокой цены, им приходиться думать дважды, прежде чем сделать такую покупку.

Поскольку светодиодные панели изготавливаются в различных формах (круглые, квадратные, прямоугольные), они излучают свет только под определенным углом, поэтому довольно трудно достичь воздействия на всю площадь выращивания.

Одной из самых величайших новинок в свете растущих технологий является LEP (Light Emitting Plasma) .

LEP также известна как плазма, сульфидная лампа, серная лампа сера и т.д. Некоторые производители также обозначают такую лампу как PLS (Plasma Light Systems). Несмотря на различную терминологию, этот один и тот же продукт, действие которого основано на микроволнах и сере.

Плазма самое большое новшество среди растущего света, она появилась на рынке в 1990 году. К сожалению, в том же году лампы были сняты с продажи в связи с коммерческим провалом, а позже вернулись на рынок.

Эта система освещения производит свет в очень широком диапазоне FAR (полезным для растений), близком к спектру солнца. Имитация солнечного излучения, первоначальное намерение практически всех производителей LEP.

Цветовая температура плазменной лампы LEP приблизительно 5600 К, что позволяет предположить, что она предназначена для фазы роста. Производитель рекомендует использовать этот свет для фазы роста и после перехода в стадию цветения стоит использовать HPS. Если вы решите питать растение плазменным светом и во время цветения, вы должны быть готовы к очень низкой урожайности, однако с высочайшим качеством. Отличные результаты, достигаются при использовании LEP в качестве освещения для материнских растений и черенков.

Каждому опытному цветоводу известно, какую огромную роль играет правильно подобранное освещение комнатных растений. Наравне с поливом и почвой, свет является незаменимой составляющей, от которой напрямую зависит успешный рост. Не секрет, что в естественной среде одни растения прекрасно себя чувствуют в затенённых местах, а другие – не могут развиваться без прямого воздействия солнечных лучей. В домашних условиях ситуация выглядит аналогично. О том, как грамотно сделать искусственное освещение для комнатных растений, поговорим детально.

Декоративная подсветка и освещение для роста растений

Лампа для выращивания комнатных растений – это прекрасный способ продления светового дня. Ведь много комнатных цветов имеют тропическое происхождение, а значит, ежедневно испытывают нехватку солнечной энергии, особенно в зимний период. Для эффективного роста растений продолжительность светового дня должна быть около 15 часов. В противном случае они ослабевают, перестают цвести и подвергаются разным заболеваниям.

Планируя будущую подсветку комнатных цветов, важно не упустить и эстетическую составляющую. Фитосветильник должен стать частью интерьера, своеобразным элементом декора. В продаже есть огромное количество светильников с настенным креплением разной формы, под любую энергосберегающую лампу: КЛЛ или светодиодную. В зависимости от размеров домашнего цветника, подсветка может быть выполнена из нескольких спот светильников, направленных непосредственно на каждого зелёного любимца, или из трубчатых люминесцентных ламп с отражателем. Подключив собственную фантазию, можно сделать оригинальный светодиодный фитосветильник самостоятельно.

Важнейшая составляющая роста – спектр света

Для того чтобы понять, насколько неоднородным является свет от разных электрических источников и солнца, необходимо взглянуть на их спектральный состав. Спектральная характеристика представляет собой зависимость интенсивности излучения от длины волны. Кривая излучения солнца носит непрерывный характер во всём видимом диапазоне со снижением в УФ и ИК областях. Спектр искусственных источников света в большинстве случаев представлен отдельными импульсами разной амплитуды, что в результате придаёт свету определённый оттенок.

В ходе экспериментов было установлено, что для успешного развития растения используют не полный спектр, а лишь его отдельные части. Наиболее жизненно важными считаются следующие длины волн:

• 640–660 нм – бархатно-красного цвета, необходимые всем взрослым растениям для репродуктивного развития, а также для укрепления корневой системы;
• 595–610 нм – оранжевого цвета для цветения и созревания плодов;
• 440–445 нм – фиолетового цвета для вегетативного развития;
• 380–400 нм – ближнего УФ диапазона для регулировки скорости роста и образования белков;
• 280–315 нм – среднего УФ диапазона для повышения морозостойкости.

Освещение только перечисленными лучами подходит не для всех растений. Каждый представитель флоры уникален по своим «волновым» предпочтениям. Это означает, что полноценно заменить энергию солнца с помощью ламп невозможно. Но искусственное освещение растений в утренние и вечерние часы сможет значительно улучшить их жизнь.

Признаки недостатка света

Существует ряд признаков, по которым несложно выявить нехватку света. Нужно лишь внимательно присмотреться к своему цветку и сравнить его с эталоном. Например, найти аналогичный вид в интернете. Явный недостаток освещённости проявляется следующим образом. Растение замедляет свой рост. Новые листья имеют меньший размер, а стебель становится тоньше. Нижние листья желтеют. Цветок либо полностью перестаёт цвести, либо количество сформированных бутонов меньше среднестатистического показателя. При этом считается, что полив, влажность и температура воздуха находятся в норме.

Сколько нужно света?

Дать однозначный ответ на этот вопрос невозможно. Как человек может жить в разных частях земного шара, так и комнатный цветок может расти на подоконнике с выходом на север, юг, запад или восток. Растение в течение всей жизни будет стремиться адаптироваться под текущие условия: вытягиваться вверх от недостатка освещённости или, наоборот, подставлять солнечным лучам очередной распустившийся бутон.

Наблюдая за внешним видом стеблей и листьев, размером и количеством цветков, можно определить достаточность уровня освещения. При этом не стоит забывать о том, на каком этапе развития находится комнатный цветок: вегетация, цветение, созревание семян. На каждом из этапов он берёт от солнца свет той длины волны, который ему необходим в данный момент. Поэтому при организации дополнительной подсветки важно учесть качественную составляющую светового потока.

Длительное воздействие яркого света солнца и ламп с уровнем освещённости более 15 тыс. лк любят те комнатные цветы, которые в естественной среде обитания произрастают под открытым небом. Это многими любимая крассула, герань, каланхоэ, бегония. Искусственное освещение для растений данного типа в вечернее время пойдёт им на пользу.

К представителям флоры, которые комфортно себя чувствуют при освещённости в 10–15 тыс. лк, относится спатифилум, кливия, сенполия, традесканция и драцена. Листья этих видов комнатных цветов не любят жарких солнечных лучей, но и не переносят ранние сумерки. Поэтому идеальным местом для них будет подоконник с выходом на запад, где в вечернее время их листья получат необходимую энергию от уходящего солнца.

Так называемые тенелюбивые растения могут цвести и развиваться вдали от оконного проёма, довольствуясь освещённостью до 10 тыс. лк. Однако это не означает, что они погибнут, если их поставить в более светлое место. Просто они меньше нуждаются в прямых солнечных лучах. К ним относятся некоторые виды фикуса и драцены, филодендрон, а также тропические лианы.

Досветка растений и искусственные источники освещения

В большинстве случаев комнатные растения нуждаются в дополнительной подсветке. Цветы, которые на первый взгляд имеют ярко-зелёные сочные листья и регулярно цветут, будут выглядеть ещё лучше, если на них начать воздействовать фитолампой. Если кто-то считает иначе, то он имеет прекрасный шанс убедиться в ошибочности своего мышления и собрать . Для продления светового дня используют различные источники искусственного света. Рассмотрим каждый из них и разберемся, какой свет лучше подходит для растений.

Лампы накаливания

Подсветка растений с помощью ламп накаливания является наименее эффективной по нескольким причинам. Спектр излучения обычных лампочек со спиралью сильно смещён в красную область, что никак не способствует фотосинтезу. Низкий КПД и, как следствие, огромное выделение тепла устремляют их энергетическую и световую эффективность к нулю. К тому же лампы накаливания характеризуются наименьшим сроком службы в сравнении с остальными источниками искусственного света.

Люминесцентные лампы

Трубчатые люминесцентные или, как их чаще всего называют, энергосберегающие лампы дневного света типа Т8 полного спектра (Т=5300–6500°K) считаются оптимальным вариантом для подсветки комнатных растений на протяжении многих лет. Они заслужили много положительных отзывов, благодаря наличию избирательного спектра, экономичности и низкой теплоотдаче в сочетании с приемлемой стоимостью.

Компании, специализирующиеся на выпуске люминесцентных ламп, предлагают растениеводам улучшенный вариант – фитолампу с избирательным спектром излучения. Они работают преимущественно в синем и красном диапазоне, что видно по характерному свечению. Но стоимость таких ламп для подсветки растений на порядок выше обычных аналогов.

Светильник с натриевой лампой является наиболее эффективным источником света. По световой отдаче и рабочему ресурсу эти лампы сравнимы со светодиодами для растений. Вот только для домашних условий они не пригодны из-за чрезмерно большой яркости (более 15 тыс. лк). Зато во многих теплицах и оранжереях выращивание растений при искусственном освещении основано именно на газоразрядных лампах. Ввиду того, что они излучают больше красного света, их устанавливают в комплексе с люминесцентными лампами 6500К.

Светодиодные источники света

Все фитосветильники на светодиодах разделяют на три группы:

• биколорные;
• с мультиспектром;
• с полным спектром.

Биколорные или двухцветные светильники базируются на синих (440–450 нм) и красных (640-660 нм) светодиодах. Их свет принято считать наиболее оптимальным для организации подсветки любых растений в период вегетации. Указанный рабочий спектр благоприятствует процессу фотосинтеза, что приводит к ускоренному росту зелёной массы. Именно поэтому дачники отдают предпочтение именно сине-красным светодиодным лампам при выращивании рассады овощных культур на подоконнике.

Светодиодные лампы с мультиспектром имеют более широкое применение за счёт расширения красного диапазона в область инфракрасного и жёлтого света. Они востребованы для подсветки взрослых растений, стимулируя цветение и созревание плодов. В квартирных условиях использовать светодиодный мультиспектр лучше для цветов с густой кроной.

На фитосветильнике с полным спектром излучения можно сделать подсвету для цветов в квартире, независимо от вида и места размещения. Это своего рода универсальный источник искусственного света, который излучает в широком диапазоне с максимумами в красной и синей зоне. Светодиодный светильник full spectrum – это тандем энергоэффективности и световой энергии, напоминающей действие солнечных лучей.

На сегодня создание благоприятных условий для обширного перехода на фитосветодиоды не происходит по двум причинам:

• высокая стоимость качественных светильников для растений;
• большое количество подделок, собранных на обычных светодиодах.

Какой свет лучше для роста?

Безусловно, идеальным источником света является солнечная энергия. В квартирах с окнами на юго-восток и юго-запад можно выращивать любые цветы, размещая их в разных точках комнаты. Но не стоит расстраиваться тем, у кого вид из окна только на северную сторону. Люминесцентные и светодиодные лампы для освещения растений компенсируют отсутствие лучей солнца.

Лампы для растений дневного света – это бюджетный вариант, проверенный временем. Они подходят тем, кто старается создать для цветка нормальные условия при небольших капиталовложениях. Светодиодные фитолампы для тех, кто стремится форсировать события и достичь наилучших результатов в короткие сроки, несмотря на цену в несколько тысяч рублей.

1. Перед покупкой очередного «лиственного питомца» следует узнать, насколько он светолюбив. Возможно, отведённое место в комнате не сможет обеспечить ему полноценное развитие.
2. Недорогой вариант подсветки светолюбивых растений можно сделать из лампы дневного света 18 Вт и лампы накаливания 25 Вт.
3. Превалирующее излучение в жёлтой области видимого спектра тормозит рост стеблей. Подсветка драцены (и других древовидных) тёплым светом придаст ей компактную форму.
4. Если растение с пёстрой листвой теряет свой оригинальный окрас и становится однотонным, то ему явно не хватает света. Вернуть цветку прежнюю привлекательность поможет светодиодная фитолампа.
5. Свет от красных и синих светодиодов ускоряет утомляемость глаз. В связи с этим следует исключить зрительную работу в зоне их действия.

Подводя итоги

Надеемся, что прочитанный материал помог читателю овладеть базовыми знаниями по организации освещения для цветов в доме и на балконе. Ещё раз хочется подчеркнуть экономичность и высокую эффективность светодиодных ламп для выращивания растений, массовый переход на которые уже не за горами. Пусть каждый цветовод, имеющий возможность сегодня приобрести фитосветильник на светодиодах, оценит его мощность и оставит свой отзыв для других читателей в комментариях ниже.

Читайте так же

В листьях содержится пигмент, (пигмент - окрашенное вещество в организме, участвующее в его жизнедеятельности и придающее цвет коже, волосам, чешуе, цветкам, листьям) называемый хлорофиллом, и именно через него растение поглощает световую энергию.

Активный рост растения, увеличение листьев происходит путем питания растения углеводородами - обычными органическими соединениями. Их вырабатывает растение в процессе фотосинтеза. Углеводороды - результат реакции воды и двуокиси углерода. Однако продуктом, который вырабатывается в завершении фотосинтеза, является кислород - соединение, без которого не могут существовать живые организмы.

Факторы влияющие на фотосинтез

Существует ряд факторов, напрямую влияющих на процесс фотосинтеза растений. Прежде всего, интенсивность процесса напрямую зависит от

Температуры окружающего воздуха,

Достаточного обеспечения растения водой

Интенсивности света.

Однако для того, чтобы растение развивалось оптимально, важно не только наличие световой энергии, но и спектр света, а также длительность светового периода, когда растение бодрствует, и темного периода, когда оно отдыхает.

Если правильно регулировать длительность светового дня, то стадиями роста растения можно управлять. Так, у растений длинного дня можно регулировать их вегетативную стадию, а также время цветения. В свою очередь, для растений короткого дня световой период должен оставаться на определенном уровне, ведь слишком длительный период света может существенно нарушить время его цветения. Существует и категория растений, которые растут в зависимости от наличия света, но при этом продолжительность темного и светлого периода суток на них не влияет.

Таким образом, правильно регулируя свет, можно достичь качественных результатов в процессе выращивания разных видов растений.

Дополнительно освещение для растений вы можете купить прямо сейчас в нашем онлайн магазине, в разделе

Что же такое спектр света, и как он влияет на развитие растений?

Солнечный свет не является однородным, если рассматривать его спектральный состав. Свет солнца - это лучи, которые имеют разную длину волны. Таким образом, свет - это частица спектра электромагнитных волн, которую человек может видеть. При этом различать человеческие глаза способны область электромагнитного спектра, которая пребывает в промежутке примерно от 400 до 700 нанометров. В нанометрах измеряется длина, и именно эту единицу наиболее часто используют для измерения малых длин.

Но в жизни растений наиболее важное значение имеет физиологически активная и фотосинтетическая активная радиация.

Самые важные лучи для растений - оранжевые (620-595 нм) и красные (720-600 нм). Эти лучи поставляют энергию для процесса фотосинтеза, а также «отвечают» за процессы, влияющие на скорость развития растения. Например, пигменты с пиком чувствительности в красной области спектра отвечают за развитие корневой системы, созревание плодов, цветение растений. Для этого в теплицах используются натриевые лампы, у которых большая часть излучения приходится на красную область спектра.

Так, к примеру, слишком большое количество красных и оранжевых лучей могут задержать цветение растения.

Также в фотосинтезе непосредственное участие принимают и синие, а также фиолетовые лучи (490-380нм). Кроме того, в их функции входит стимулирование образования белков и регулирование скорости роста растения. Те растения, которые растут в природных условиях короткого дня, быстрее зацветают именно под воздействием этих лучей.

Пигменты с пиком поглощения в синей области отвечают за развитие листьев, рост растения и т.д. Растения, выросшие с недостаточным количеством синего света, например, под лампой накаливания, более высокие - они тянутся вверх, чтобы получить побольше "синего света". Пигмент, который отвечает за ориентацию растения к свету, также чувствителен к синим лучам.

Лучи, которые имеют длинную волну (315-380 нм), не позволяют растению чрезмерно «вытягиваться» и отвечают за синтез ряда витаминов. В то же время ультрафиолетовые лучи, которые имеют длину волны 280-315 нм, могут повышать холодостойкость растений.

Таким образом, жизненно важными для развития растений не являются только желтые и зеленые лучи (565-490 нм).

Следовательно, при организации искусственного осветления растений необходимо в первую очередь учитывать их потребность в особенном спектре света.

Данный спектр, нужный растению выдаю специльно разработанные лампы для досветки растений, которые вы можете приобрести в нашем магазине в разделе

Если рассматривать растения с точки зрения их «отношения» к свету, то их принято делить на три категории:

Светолюбивые

Теневыносливые

Тенеиндифферентные.

Для выращивания растений круглый год в условиях своей квартиры приобретайте -

Популярные статьи

Сектор промышленных цветочных теплиц, использующий метод интенсивной светокультуры растений, является одним из самых энергоёмких (по удельным электрическим параметрам) и, одновременно, самых энергоэффекивных, среди различных областей использования искусственного освещения.

Гидропоника дает основу для получения более высокой урожайности от культивируемых растений по сравнению с обычными способами выращивания. На сегодняшний день вы найдете выращенные гидропонным методом зелень, ягоды, овощи в любом среднем или крупном супермаркете.

Какими должны быть современные Лампы для растений? В сельском хозяйстве индукционные лампы для растений широко используются в теплицах и других местах, где необходимо заменить, либо дополнить естественное солнечное освещение при выращивании различных типов сельскохозяйственных культур, таких как фрукты, овощи, зелень или цветы.

В светильнике ПРА встроенного исполнения, Конденсаторы компенсации реактивной мощности и ИЗУ расположены в едином уплотненном корпусе, состыкованным с арматурой для крепления патрона с лампой и отражателем.

Глобальное и круглогодичное выращивание необходимых растительных продуктов в условиях всевозрастающего жизнеобеспечения 7-10 миллиардного населения земли в XXI веке в значительной мере зависит от продвинутого защищенного грунта, а, следовательно, и расширения использования искусственного света в нем.

Ответ на этот вопрос кажется очевидным. Растениям нужен солнечный свет, а если это искусственный свет, то, наверное, спектр излучения "хорошей" лампы должен быть как можно ближе к солнечному. Так ли это?

Лучевая энергия солнца, которая доходит до поверхности земли, состоит из ультрафиолетового излучения (длина волны короче 380 нм), видимого света (от 380 нм до 780 нм) и инфракрасного, т.е. теплового излучения (длина волны больше 780 нм). Пик солнечного света лежит в голубой части спектра при 475 нм.

Глаз человека не воспринимает ни ультрафиолетовые, ни инфракрасные волны, а из видимого спектра наиболее чувствителен к желто-зеленому (555 нм) свету. Красный свет (650 нм) человеческий глаз чувствует в 10 раз хуже, т.е. нужно в 10 раз больше красного света, чем зеленого, чтобы человек воспринял оба света как равные по интенсивности.

А к какому свету более всего чувствителен "глаз" растения, т.е. хлорофилл и другие пигменты, улавливающие свет для фотосинтеза? Наиболее активно фотосинтез идет под действием оранжево- красного света (610-700 нм) с максимумом в красной зоне (675 нм). Второй пик активности находится в сине-голубой части спектра (400-510 нм). Рост растений обеспечивается фотосинтезом, значит, растениям в первую очередь требуется свет, обогащенный теми длинами волн, которые нужны для фотосинтеза.

Таким образом, лампа для освещения рассады совсем не обязательно должна имитировать солнечный свет. Желательно использовать более экономичные лампы, спектр излучения которых обогащен красным и синим светом.