Преимущества светодиодного освещения для растений

• В отличие от натриевых ламп, светодиодные потребляют почти в 5 раза меньше электричества, например, светодиодный светильник для растений, потребляющий 90 Вт, соответствует по эффективности 270 ваттной ДНАЗ, ДНАТ;
• Не нагреваются (натриевые лампы греются от 200 до 600 градусов по цельсию) и обладают более полным спектром света;
• Обеспечивают непрерывную комплексную и долговременную досветку растений — до 50.000 часов;
• Способны работать в режиме контроля технологического процесса досветки (регулировка интенсивности и спектра облучения);
• Экономия средств — нулевые затраты на обслуживание;
• Экономия на дополнительном оборудовании — зачастую не требует дополнительного охлаждения и рефлектора;
• Имеют в основном модульную конструкцию;
• Отличаются мобильностью, размещены на легкой подвеске;
• Быстро монтируются за счет функционально самостоятельных модулей;
• Имеют компактные массогабаритные показатели при сравнительно большой производительности;
• Не требуют постоянного контроля за режимом досветки;
• Не требуют предварительной инженерностроительной подготовки площади под размещение.
• Имеют высокую световую отдачу светодиодов;
• Имеют высокую энергоэффективность (КПД светодиодной лампы 96%, то есть практически вся электроэнергия превращается в свет, против 30% у ламп ДНАТ)
• Безвредно человеку и окружающей среде — не содержит ртути и других опасных веществ, отсутствует ультрафиолетовое и инфракрасное излучение;
• Энергоэффективность и экологичность.

Применение светодиодного освещения для растений:

1. Для теплиц, зимних садов, оражнерей, а также для замены устаревших ламп типа ДНАЗ и ДНАТ. При этом для дополнительного эффективного освещения растений на площади до 2 кв.м, при высоте подвеса 1,8-2,5 м совместно с естественным светом в осенне-зимне-весенний период, а также для дополнительного эффективного освещения растений на площади до 6 кв.м, при высоте подвеса от 2,5 м для увеличения урожайности и скорости роста в летний период.
2. Для закрытых помещений, кладовок, комнат, гроубоксов и т.п.
3. Основное освещение области до 1,1 м2, при высоте подвеса 0,4-1,3м.

Сигналы, говорящие о недостатке освещения для растений:

• Рост растения замедляется.
• Расстояние между вновь образующимися листьями и побегами увеличивается, стебель становится тоньше.
• Вновь образующиеся листья несколько меньше по размеру.
• Нижние листья желтеют и опадают.
• Цветущие растения образуют мало бутонов, и при этом они бледнее, чем обычно; бутоны не развиваются и опадают.
• Пестрые листья становятся зелеными.

Сигналы, свидетельствующие об избытке освещения для растений:

• Хотя земля достаточно влажная, листья днем поникают.
• Листья, на которые падают прямые лучи солнца, желтеют — сначала по краям, а затем и полностью.
• В самом худшем случае, когда листья — частично или целиком o становятся коричневыми и засыхают, можно даже говорить о «солнечном ожоге».

Создание искусственного освещения

Пищей растений, используемой для роста и создания массы, являются простые органические соединения – углеводороды. Растения сами вырабатывают их из двуокиси углерода и воды в результате процесса фотосинтеза. Этот процесс осуществляется за счет использования световой энергии, поглощаемой через так называемый ассимиляционный пигмент – хлорофилл, содержащийся в основном в листьях. Продуктом растительного фотосинтеза также является выделяющийся в атмосферу кислород, необходимый для жизни других организмов.

Интенсивность фотосинтеза зависит от интенсивности света, содержания двуокиси углерода и обеспечения водой, а также от окружающей температуры. Важным является, однако, не только общее количество световой энергии, достигающей растения, но и спектральный состав света, а также взаимное соотношение периодов освещения и отсутствия света, или дня и ночи – так называемый фотопериодизм.

Теперь разберемся что такое солнечный свет? Это спектр отдельных цветов. Светокультура растений складывается из таких факторов: спектр света (определенные длины волн), количество света (люксы, люмены, ватты и так далее, учесть здесь же расстояние от светильников), временной интервал (длительность облучения), частота облучения (периодичность), тепловой режим (определённая частота света). В течении дня эти факторы складываются таким образом, что растения получают необходимую порцию света чтобы расти. В природе эти факторы совмещаются довольно редко (в малом периоде года), в ином случае, мы получали бы большое количество урожаев. А возможно ли получать большее количество урожаев в один и тот же временной период культивации? Оказывается такое возможно в среде искусственного освещения при помощи диодных сборок (светодиодных ламп, прожекторов, матриц, светильников).

В процессе фотосинтеза растений используется электромагнитное излучение, длина волны которого составляет 400-700 нм. Свет в этом диапазоне способен стимулировать рост растений. Это так называемый PAR-диапазон (сокращенно от Photosynthetic Active Radiation-фотосинтетическое активное излучение). Около 45% солнечного излучения находится в PAR-диапазоне. Таким образом, если лампа предназначена для стимулирования роста растений, основная часть ее спектра должна находиться в этом диапазоне. А используемый растениями спектральный диапазон световых волн называется фотосинтетически активной радиацией (ФАР или ППФ (плотность потока фотонов)).

Параметры длин волн светодиодного освещения для растений:

• 370-380 nm UV
• 410-420 nm Violet
• 450-460 nm Royal blue
• 460-475 nm Blue
• 520-530 nm Green
• 585-595 nm Yellow
• 605-618 nm Orange
• 620-635 nm Red
• 650-660 nm Far red
• 720-730 nm IR
• 850 nm IR
• 940 nm IR

Белый:

• 2500-4500 K Теплый белый
• 5000-7000 K Белый
• 7500-20000 K Холодный белый

Показатель фотосинтетически активного излучения является единственной мерой оценки пригодности источника света в процессе фотосинтеза. Чем выше такой показатель на ватт электрической мощности источника света, тем более он эффективен для роста растений. Показатель фотосинтетически активного излучения выражается в микромолях на секунду (µмоль/с). Скорость роста и развития растений зависит, прежде всего, от интенсивности облучения, то есть излучаемой энергии, выпадающей на единицу поверхности, а значит от мощности и количества установленных тепличных светильников.

Ультрафиолетовое излучение ниже 380 нм и инфракрасное – выше 780 нм в фотосинтезе не используется, но влияет на так называемые фотоморфогенетические процессы растений, связанные помимо прочего с ростом побегов, разрастанием, окраской листьев, цветением и старением растений.

В большинстве случаев мы оцениваем интенсивность освещения для растений в соответствии с особенностями глаза – человеческого органа зрения. При этом человеческий глаз видит только часть лучей, из которых состоит солнечный свет. Этот свет раскладывается на различные цвета спектра. Мы можем наблюдать это на примере радуги, где благодаря преломлению света представлены семь цветов спектра. Люди с хорошим зрением различат в ней фиолетовый, синий, голубой, зеленый, желтый, оранжевый и красный. Не все цвета солнечного спектра одинаково важны для растений: все равно, растут ли они в комнате или на улице. Для процесса фотосинтеза прежде всего необходимы синий и красный цвета. Это стоит учитывать, устраивая искусственное освещение для растений. Если Вы, например, повесите над ними обычную лампу накаливания, то, на первый взгляд, растения будут достаточно освещены. В действительности же лампа накаливания преобразует в свет только 5 процентов получаемой электроэнергии, остальная же ее часть теряется в виде тепла. Спектр излучения этой лампы составляет, в основном, красный цвет. Поскольку синий цвет отсутствует, рост растений замедляется, а их стебли становятся тоньше. Итак, для освещения растений следует использовать лампы, в спектре излучения которых присутствуют как синий, так и красный цвет, потому как уже было сказано выше — большая часть фотобиологических процессов в растениях наиболее интенсивно протекает при облучении излучением в сине-фиолетовой и оранжево-красной области спектра. Для глаза свет этих ламп кажется несколько непривычным.

Вы скорее всего спросите почему для светодиодных источников света для подсветки растений не указывают силу света в Люменах? Люмен — это единица измерения, пригодная для стандартного освещения. У растений иные запросы. Мощность источников PAR измеряется в ваттах на квадратный метр, однако в любом случае сложно определить значение точно.

Типа освещения растений:

• постоянная подсветка;
• фотопериодическое освещение;
• цикличная;
• краткосрочная подсветка в определенные промежутки времени.

Рассмотрим на примере созревания под светодиодным освещением фитолампы огурцов и помидоров:

В лампе для растений (фитолампа) применены светодиоды со спектральными характеристиками для наилучшего усвоения света растениями. В этих светодиодах используются следующие длины волн

 

Свет можно рассматривать как энергию электромагнитных колебаний с определённой длиной волны. Единицей измерения длины волны служит нанометр (миллимикрон). По спектру всю солнечную энергию можно подразделить на три основные части:

• ультрафиолетовые лучи (10-400 нм);
• видимое излучение (400-760 нм);
• инфракрасное излучение (более 760 нм).

По физиологическому действию на растения, определённые участки спектра различаются следующий образом.

Лучи с длиной волны до 280 нм – убивают растение.

 

Лучи с длиной волны 280-315 нм – губительны для большинства растений.

 

Лучи с длиной волны 315-400 нм – растение становится короче, а листья толще.

 

Лучи с длиной волны 400-510 нм – второй максимум поглощения хлорофиллом.

 

Лучи с длиной волны 510-610 нм – зона спектра ослабленного фотосинтеза.

 

Лучи с длиной волны 610-700 нм – зона максимального поглощения хлорофиллом и максимальной фотосинтетической активности.

 

Лучи с длиной волны 700-1000 нм – мало изучены.

Длина волны ультрафиолетовых лучей, доходящих до земли, в которых растение испытывает потребность, колеблется в пределах 280-400 нм.

 

Из вышенаписаного видим, что светодиоды (LEDs, Light Emitting Diodes) идеальны в освещении для растений, ведь они позволяют получить световые волны строго определенных значений. Кроме того они имеют фантастический срок жизни (до 100 000 часов), а это делает их самыми подходящими источниками света для оранжерей и теплиц. Цена на светодиоды для растений постепенно снижаются и они все более и более становятся доступнее нам. Светодиодные светильники потребляют на 75% меньше энергии по отношению к традиционным источникам света, что позволяет окупить их буквально за год. А с учетом их долголетия — и быстрее. Из подобных современных светильников вы сможете устроить самую замысловатую конструкцию подсветки — вам не понадобится разбирать ее каждый раз, когда перегорит лампа. И последнее — отличительной особенностью светодиодов для растений является отсутствие ультрафиолетового и инфракрасного излучения, поэтому такие светодиодные лампы абсолютно безопасны любым растениям и для окружающей среды.