Светодиодное освещение для растений – создание необходимого микроклимата

Купить филолампу не так уж просто, как может показаться на первый взгляд. Производители хорошо постарались, и модели представлены самые разнообразные. Давайте разбираться, какую фитолампу выбрать и на какие параметры стоит обращать внимание.

Тем, кто из года в год высевает семена овощей и цветов, хорошо знакомо, как непросто вырастить крепкую рассаду из-за короткого светового дня. При низкой освещенности процессы фотосинтеза замедляются, рассада вытягивается и растет слабой. Поэтому опытные дачники стараются досвечивать свои посевы.

• Как, когда и сколько досвечивать рассаду и нужно ли это вообще

  Приобретение специализированных фитоламп – важное дело или пустая трата средств?

Увы, обычная лампа накаливания для этого не годится, она не содержит нужного растениям спектра свечения. Да и тепло излучает в избытке. А лампу, которая бы идеально имитировала солнечный свет, еще не придумали.

Однако хорошо себя зарекомендовали специальные фитолампы – они излучают свет в том диапазоне, который нужен растениям. О них и поговорим.

На различных стадиях развития растениям требуется освещение разных спектров: при прорастании семян нужен красный спектр, при выращивании рассады и наращивании зеленой массы – больше синий, а во время цветения и плодоношения – красно-оранжевый спектр.

Светодиодное освещение – основные характеристики

К достоинствам использования светодиодного освещения относится прежде всего продолжительный срок эксплуатации, отсутствие нагрева в процессе работы, малое потребление электрической энергии. Помимо этого можно создать освещение необходимого спектра – например, использование синих и красных светодиодов.

Для создания условий соответствующих естественным и благоприятным для выращивания, освещенность должна быть не менее:

• 700 – 1 000 люкс – для растений растущих в тени;
• 1 000 – 2 000 люкс – для растений, которые могут расти в тени, и предпочитают рассеянный свет;
• 2 500 люкс и больше – для светолюбивых растений.

Для расчета системы освещения с использованием светодиодов необходимо знать следующие величины:

• Освещаемая площадь;
• Высота установки светильников;
• Вид растения (отношение к освещенности).

Мощность освещения определяется в ваттах на м2. Наиболее полезны, для развития растений, световые волны синего и красного цвета. В зависимости от параметров, световые волны оказывают различное воздействие на растения, а именно:

Синие светодиоды

Светодиоды данного цвета излучают световой поток синего, сине-фиолетового спектра, лежащего в диапазоне от 430 до 490 нм. Данный световой спектр оказывает положительное воздействие на растения в стадии первоначального роста.

Красные светодиоды

Светодиоды данного цвета излучают световой поток красного, красно-оранжевого спектра, лежащего в диапазоне от 600 до 780 нм. Данный световой спектр оказывает положительное воздействие на растения в стадии развития плодов и роста листьев.

Светодиоды полного спектра

Фито светодиоды, светодиоды полного спектра – это устройства, излучающие расширенный диапазон световых волн одним источником света.

Преимущества данного вида устройств:

• Излучаемый световой поток близок по характеристикам к естественному солнечному свету (диапазон от 400 до 840 нм);
• Подходит для всех стадий выращивания растений;
• Позволяет осуществлять освещение растений разного срока развития одновременно.
• Эффективность использования выше, чем при использовании отдельных светодиодов с узким спектром светового излучения (в 1,9 раза) и светодиодных сборок (в 1,2 раза).

Проблемы у растений при неправильном освещении

Все растения, в том числе и комнатные, различаются теневыносливостью. Многие способны адаптироваться к условиям, например, к переизбытку света или его недостатку. Но для некоторых видов обеспечение оптимального режима освещенности является жизненной необходимостью.

Недостаток света

Для светолюбивых видов оптимальная длина светового дня — от 13 до 15 часов. Если света растениям не хватает, их естественное развитие замедляется.

К чему это может привести:

• утончению ствола;
• увеличению расстояния между листьями;
• ухудшению яркости окраски, потери пестрой текстуры;

• наклону растения в сторону источника света;

• недостаточному размеру листвы;
• вялости, пожелтению и опаданию листьев, особенно нижних;
• отсутствием цветения или увяданием бутонов;

• прекращению роста;
• повреждению ослабленного цветка вредителями;
• в наиболее тяжелых случаях — к гибели растения.

Излишек освещения

Переизбыток света также приводит к нарушению в развитии цветов. Они испытывают сильный стресс, несмотря на достаточный полив.

Растения становятся вялыми, они могут получить световой ожог, на краях листвы появляется желтизна, затрагивая отдельные участки или весь лист. Часто наблюдается почернение листочков.

Растение начинает отклоняться от светового источника. Срок жизни цветка значительно уменьшается. Если чрезмерную освещенность не отрегулировать, культура может засохнуть.

Виды светодиодных источников света

В настоящее время выпускается большое количество разнообразных видов светодиодных ламп (светильников), которые можно классифицировать как:

• В виде трубы – удобно использовать при выращивании растений в домашних условиях;
• Одиночный точечный светильник – бывают различных конструкций, применяются для индивидуального использования;
• Светодиодная панель – применяется для освещения большого количества растений, бывают прямоугольной формы;
• Светодиодная лента – универсальна по использованию, проста в монтаже. При изготовлении светодиодных лент, используемых для освещения растений, количество синих светодиодов к красным, составляет 10/3, 15/5, 5/1, соответственно. В светодиодных фито лампах доля красного цвета составляет 60-80%, а синего – 40-20%. ;
• Светодиодный прожектор – устройство для промышленного использования. Возможно освещение больших площадей с удаленного расстояния.

Светодиоды – это узконаправленные источники света, что обуславливает условия их установки. При монтаже светильников следует учитывать:

1. Высоту растений;
2. Расстановку растений (расстояние между ними).

Рассада растений: свет и спектр

Комментарии 2015.01.30

Много кто из цветоводов-садоводов, имеющих в своем «послужном списке» попытки выращивания рассады, стоял перед неприятной преградой для отличного урожая в виде «вытягивания» рассады (особенно актуально при посеве весной в условиях отсутствия хорошей освещенности).

Давайте разберемся в причинах проблемы и найдем пути для ее устранения. Сначала немного теории.

Спектр дневного света

Со школьной скамьи все знают, что фраза «Каждый Охотник Желает Знать — Где Сидит Фазан» предоставляет список цветов в обратном порядке (справа — налево), на которые раскладывается луч света при преломлении фиолетовый 390—440

синий 440—480

голубой 480—510

зеленый 510—575

желтый 575—585

оранжевый 585—620

красный 630—770

Видео о влиянии спектра света на рост растений.

Для цвета или спектральной составляющей главной характеристикой является длина волны, измерением которой производится в нанометрах. Белый цвет характеризуется длиной волны, равной 400 — 800 нм. В частотном диапазоне фиолетовый цвет находится внизу (короткие волны, 400 нм), а красный вверху (длинные волны, 800 нм). В первом случае имеем дело с ультрафиолетовым излучением, во втором с инфракрасным излучением ). Хотелось бы заметить сразу, что в случае с растениями красный цвет делится на просто красный (660 нм) и дальний красный (730 нм ), причем оба имеют важное значение.

Возникает логичный вопрос: почему дневной свет белый, а окружающий нас мир цветной ? Почему предметы, явления, объекты имеют тот или иной цвет ? Ответ предельно прост: если частицы непрозрачного предмета обладают свойством отражения, например, красного цвета и поглощения других цветов, то предмет будет красным. Точно так же дело обстоит и с другими цветами.

Фотосинтез

Давайте рассмотрим процесс жизнедеятельности взрослого растущего зеленого растения. Обязательными условиями для существования являются: солнце, воздух и вода (а также минеральное питание из почвы). Солнечный дает растению необходимую энергию, воздух (а точнее диоксид углерода, т.е. углекислый газ)—углерод, главный строительный материал,а вода—кислород, содержащийся в ней на молекулярном уровне. В результате взаимодействия перечисленных трех компонентов в процессе фотосинтеза при помощи специального пигмента хлорофилла образуются органические соединения—углеводы. При свете дня происходит разделение воды на кислород и водород, а также запасание энергии. В ночной же темноте благодаря запасам энергии наблюдается соединение углекислого газа с водородом, что имеет следствием образование углеводов. Важной деталью является то, что кислородом, выделяющимся при дневной фазе фотосинтеза дышат все живые существа на земле.

Фотоморфогенез

Фотоморфогенез—это совокупность процессов, которые можно наблюдать в растении под воздействием освещения, которому характерны разнообразная спектральный состав и интенсивность. В данном случае свет является не столько источником энергии, сколько сигнальным средством, которое регулирует процессы жизнедеятельности растения, в частности, рост и развитие. Это можно сравнить с работой светофора на перекрестке. Разве что в управлении задействованы не красный- желтый-зеленый, а иные цвета: синий, красный и дальний красный. Рассмотри процесс прорастания семени более внимательно. Проснувшись в темном грунте, семя начинают прорастать, стремясь вверх, к солнцу. Следует заметить, что даже посеянные поверхностно семена и вообще рассада, стоящая на светлом месте делает скачок в росте исключительно в ночное время суток, в темноте. Именно поэтому любоваться массовыми всходами можно лишь по утрам. Однако, снова взглянув и понаблюдав за нашим целеустремленным ростком, стремящимся на поверхность, можно заметить интересную особенность: он будет интенсивно расти до того момента ,пока не получит знак-сигнал от природы «Можно сбавить темп, ты уже на поверхности, значит выживешь». Этим уведомлением для него служит не воздух, влага или сейсмические колебания, а кратковременный импульс красного излучения (приходит на ум мысль ,что соответствующий сигнал светофора люди позаимствовали у природы). До получения светового сообщения росток будет находится в этиолированном состоянии, для которого характерны бледноватый вид и крючкообразная форма. Наблюдаемый крючок —это не что иное, как эпикотиль или гипокотиль, т.е. способ защиты почечки (точки роста), нужной в его непростом пути к солнцу. Вышеописанное состояние будет сохранятся до того времени, пока рост продолжается в темноте. Для того, чтобы вывести растение из этого состояния следует проводить ежедневное кратковременное освещение длительностью 5-10 мин.

Красный цвет

Давайте подробнее рассмотрим причины описанного явления. Оказывается, что помимо хлорофилла, каждое растение содержит в себе еще один чрезвычайно важный пигмент—фитохром, белок многократно усиливающий способность растения улавливать свет и его спектральные оттенки. Отличительной чертой фитохрома является то, что он способен принимать две формы, которые отличаются друг от друга, и зависят от воздействия красного света (660 нм) и дальнего красного света (730 нм) соответственно. Поэтому поочередное облучение 2 типами красного света равнозначно манипулированию переключателем, имеющим значения «вкл/выкл».

Именно описанные черты фитохрома отвечают за соблюдение «режима дня» растениями и управлением периодичностью жизненных циклов. Кроме того, за цветение растений также отвечает этот пигмент. Ну и как уважаемый читатель уже мог догадаться, теневыносливость и светолюбивость растений также связаны с фитохромом.

Теперь становится понятен принцип явления, благодаря которому в нашем ростке, оказавшемся на поверхности и получившем даже кратковременную долю освещения, запускается процесс деэтиоляции. Все это происходит благодаря лучам обычного красного света, которых в в дневных солнечных лучах значительно больше, нежели дальнего красного.

Пытливый садовод-любитель непременно задастся вопросом, как же различить 2 вида красного света ? Ответ предельно прост. Как всем известно, красный свет граничит с инфракрасным, т.е. тепловым излучением, а значит чем «теплее» свет по восприятию кожей, тем он более превалирует в нем дальних красных лучей. Представление об описанном свойстве можно получить просто поднеся руку к обычной лампе накаливания, а затем к более «холодной» люминесцентной лампой дневного света.

Синий свет

Прояснив ситуацию с красным светом, давайте расставим точки над i с вопросом синего света—нашим фазаном из приведенной детской считалки в начале статьи, которые непосредственно воплощают фиолетово-синюю часть спектра—и выясним, как же он влияет на жизнедеятельность растений. Следует заметить, что наличие или отсутствие желто-зеленого цвета никак не влияет на развитие растения.

Итак, синий свет имеет крайне важное значение, потому как он содержит в себе другой пигмент—криптохром, который очень чувствителен к освещению в диапазоне 400-500 нм. У взрослых растений синий цвет отвечает за регулирование ширины устьиц листьев, за вытягивание листьев вслед за солнцем и подавление прорастания семян и роста стебля. Последний пункт очень важен для предотвращения «вытягивания» рассады. Еще одно интересное наблюдение связанное с подавлением роста стебля: со стороны освещения рост клеток тормозится, поэтому стебель становится изогнутым в сторону источника света. Пожалуй, все имели возможность видеть рассаду изогнутую в сторону окна. Так вот, это благодаря синему свету. Данное явление имеет название фототропизма.

Ультра-фиолетовая часть спектра, которая также относится к синему цвету имеет следствием влияния торможение растяжения клеток, но ускорение их влияния. Именно поэтому альпийские растения имеют низкорослую форму, а их «сородичи», растущие в теневых местах или под стеклом наоборот—вытягиваются.

Практические выводы

Давайте попробуем сделать для себя определенные выводы, которые помогут нам на практике. Прежде всего нас интересуют условия квартиры ранней весной и вытекающая из этого необходимость в искусственном освещении (по причине короткого светового дня) , что имеет большое значение по причине множества опасностей, подстерегающих нас. Очевидно, что все намного проще в более позднее время в условиях открытого пространства (например, в саду), потому как роль освещения берет на себя солнце.

Возникает первый вопрос: где лучше разместить рассаду ? В темноте или на свету ?

1) На свету. Преимущество—сразу же после прорастания, побег гарантировано получит дозу необходимого красного света для выхода из этиолированного состояния. Недостаток—возможно наблюдение тормозящего действия на развитие семян. 2) В темноте. Преимущество—больше шансов на прорастание, поскольку исключено возможное угнетающее действие синего и красного света. Недостаток—возможное появление «вытянутой» рассады, при отсутствии своевременной реакции на появившиеся всходы.

Первый вариант выглядит более предпочтительным, если нет возможности все свободное время уделять рассаде. Но следующий вариант будет наилучшим решением. Днем рассада находится в темном месте, а ночью, во время роста растений, помещать ее на подоконник к свету. После ночного прорастания, вот оно утреннее солнце. Тогда будет как в пословице: «И волки сыты, и овцы целы». Есть еще вариант на любителя: в пасмурную погоду 10 минут светить на рассаду по утрам искусственным светом.

Второй немаловажный вопрос: каким светильником пользоваться. Тут прежде всего следует учитывать спектральную характеристику прибора, а мощность и другие параметры уже второстепенна. Несмотря на то, что, порой, информация может быть несколько приукрашена производителем, нужные данные без проблем можно найти. Разумеется, здесь речь идет не о профессиональном оборудовании. Обычные лампы накаливания совершенно не подходят, потому как они содержат слишком большое количество инфракрасного и желтого излучения, но крайне мало синего. На этом фоне применение люминесцентной лампы дневного света выглядит куда как более целесообразным по причине достаточного количества синего цвета при малом облучении красным спектром гаммы. Конечно, лучше всего пользоваться искусственным освещением в ранние утренние и/или поздние часы, предоставив растениям насладиться солнечным светом из окна в дневное время.

Подытоживая все написанное, позволю себе адаптировать считалку про радугу на иной манер, характерный нам, садоводам. Пускай, вместо «Каждый Охотник Желает Знать — Где Сидит Фазан» , будет «Каждый Филин Гадает, где Зайцы Жирнее»—при выращивании растений красный ,фиолетовый и синий цвета крайне важны, в то время как зеленый, желтый и оранжевый не имеют почти никакого значения.

Рекомендуем к прочтению

1. Светодиодные фитолампы против ДНАТ
2. Исследования по увеличению КПД люминесцентных ламп
3. 10 преимуществ светодиодных фитоламп
4. Вся правда о светодиодных фитолампах

Производители светодиодного освещения

В настоящее время на рынке источников света представлен достаточно широкий ассортимент светодиодных светильников отличающихся по конструкции, мощности, типу исполнения и их производителем. Наиболее известные это:

«Комлед», г. Казань, Россия – производственная компания, специализирующаяся на производстве светодиодных светильников различного назначения. Для освещения растений выпускаются:

1. Светильники «Optima F» – мощность от 38,0 до 220 Вт и световым потоком от 3036 до 18216 Лм, соответственно;
2. Светильники «Line F» – от 10,0 до 65,0 Вт и световым потоком от 1331 до 9318 Лм, соответственно.

«СВЕТОТРОНИКА», г.Санкт-Петербург, Россия – предприятие производит широкий спектр светодиодных светильников различной конструкции и назначения. Для освещения растений выпускаются светильники мощностью 50 Ватт, со световым потоком 79,3 мкмоль/с люмен и цветовой температурой – 450 нм – 32% (8 диодов) и 660 нм – 68% (16 диодов):

1. SVT-BIO L-50-45;
2. SVT-BIO L-50;
3. SVT-BIO L-50-20×50;
4. SVT-BIO L-50-10×60;
5. SVT-BIO L-50-25;

Крупнейшие зарубежные производители:

1. «Nichia Corporation», Япония;
2. «Samsung LED», Южная Корея;
3. «Osram Opto Semiconductors», Германия;
4. «LG Innotek», Южная Корея;
5. «Seoul Semiconductor», Южная Корея;

Кроме выше перечисленных, на отечественном рынке представлены светодиоды и менее известных отечественных и зарубежных производителей, поэтому каждый желающий может выбрать светодиодный светильник в соответствии с предъявляемым к нему требованиям.

Светодиодное освещение для растений своими руками

• Корпус люминесцентного светильника;
• Блок питания 220/12 В, можно использовать бывший в употреблении;
• Светодиодные матрицы или светодиоды;
• Соединительные провода (медные, сечением не ниже 0,75 мм2);
• Охлаждающая пластина (кулер);
• Алюминиевая полоса.

Светодиоды выбранных цветов (цвета и их соотношение приведены выше) крепятся к светодиодной матрице или соединяются параллельно, посредством соединительных проводов или методом пайки, в соответствии с полярностью устройств.

Количество соединяемых светодиодов (их суммарная мощность), должно соответствовать мощности блока питания. Крепление осуществляется на охлаждающую пластину. Также, для охлаждения светодиодов, в корпусе светильника делаются, путем сверления, вентиляционные отверстия. В случае использования светодиодной матрицы, источник света клеятся на алюминиевую полосу, которая укладывается внутрь корпуса светильника.

Правила устройства освещения для растений

Растениям необходимо обеспечить:

• правильный тепловой режим;
• достаточную продолжительность светового дня;
• необходимый спектр света.

Компенсировать цветам недостаток получаемого солнечного света можно при помощи искусственного освещения.

Различным видам растений требуется разный уровень освещения. Большей части цветов достаточно 2000… 5000 лк для нормального развития. Но экзотическим представителям флоры необходимо обеспечить от 10 до 50 тыс. люкс.

Примерные нормы необходимой освещенности для различных видов комнатных цветов представлены на фото.

Особое внимание необходимо уделять созданию правильных условий для развития светолюбивых цветов:

• интенсивности освещения в пределах 140…220 Вт/м2;
• спектрального насыщения, состоящего из красного и синего цветов.

Самыми важными для жизнедеятельности растений являются красные лучи с длиной волн 600…720 нм и оранжевые (595…620 нм). Они необходимы, чтобы цветок получал энергию для фотосинтеза.

Синие, имеющие длину волны 380…490 нм, участвуют в образовании белка и регулировки скорости развития. Ультрафиолетовые лучи помогают синтезировать витамины и не допускают вытягивания стеблей. Желтые и зеленые же особой роли не играют.

Размещать источники света следует над растениями. Так удастся избежать их искривления. Также важно соблюдать расстояние от лампы до цветка, чтобы не вызвать ожогов или излишнего вытягивания стеблей.