Белый свет для растений для чего нужен

Освещение горшечных растений. Цвет света. Эксперимент с освещением

Осенью и зимой не только нам, но и нашим комнатным растениям не хватает солнечного света. Свет — один из основных факторов, необходимых для роста растений и фотосинтеза, поэтому они очень быстро реагируют на его недостаток. Чтобы растения в горшках имели наилучшее освещение, давайте разместим их вплотную к окнам — на восточных и южных подоконниках, или поможем осветить их дополнительным искусственным светом.

Недостаток света приводит к замедлению роста растений, провисанию стеблей, снижению устойчивости к болезням, плохому цветению и, в крайних случаях, даже к гибели растений. В наших домашних коллекциях мы чаще всего выращиваем растения из тропиков, субтропиков, пустынь и средиземноморские растения, любящие свет.

Некоторые предпочитают менее интенсивный и рассеянный свет, другие — сильный и прямой свет, но, безусловно, все комнатные растения с сентября по март получают слишком мало света в нашем климате. Итак, мы решаем досветить комнатные растения искусственным освещением. Здесь на помощь приходят новейшие и самые простые в использовании технологии, в том числе удобные светодиодные лампы.

Распродажа растений

590 руб. 900 руб.

240 руб.

490 руб. 500 руб.

Искусственный свет для растений — на что обратить внимание?

Искусственный свет продлевает световой день для растений и поддерживает силу естественного света. Выбирайте искусственное освещение для комнатных растений, обращая внимание на ряд факторов, которые должны его характеризовать. Свет, который мы используем для освещения наших домов, совершенно не подходит для этой цели. Лампы, излучающие белый свет с низкой цветовой температурой (ниже 6400K), не обеспечивают им соответствующий спектр света, необходимый для фотосинтеза.

Цвет света для растений

Лампы для освещения растений должны излучать красный и синий свет и небольшой процент инфракрасного и ультрафиолетового света. Это спектр света, необходимый для фотосинтеза, при котором хлорофилл растений (в частности, два хлорофилла A и B) поглощает свет с длиной волны ниже 480 нм (синий) и от 550 до 700 нм (красный). Хлорофилл не поглощает свет с длиной волны от 480 до 550 нм (зеленый), но отражает его.

Поглощенный свет по-разному влияет на рост и развитие растений — синий свет стимулирует развитие листьев, влияет на окраску и препятствует удлинению побегов, а красный свет чаще используют при выращивании овощей и фруктов, потому что он положительно влияет на их укладку, стимулирует цветение растения.

Белые лампы с минимальным белым цветом 6 400 К также обеспечат комнатным растениям соответствующие параметры, не излучающие неестественный цвет. Освещая растения искусственным светом, мы можем регулировать интенсивность синего и красного цветов и выбирать их пропорции в зависимости от потребностей растения и фазы роста!

Подходит ли белый свет для освещения горшечных растений?

По поводу цвета света, который положительно влияет на состояние растений, особенно зимой, ведется много споров. Несомненно, сочетание красного и синего и небольшого процента инфракрасного и ультрафиолетового света является лучшим светом для растений для осуществления процесса фотосинтеза. А как насчет белого цвета, сочетающего в своем спектре все эти цвета?

Чтобы выяснить, как освещение белой светодиодной лампой влияет на растения, был проведен тест. Эксперимент начался 14 ноября и длился 10 недель. Его цель состояла в том, чтобы проверить влияние белой светодиодной лампы полного спектра на тройной рост и окраску по сравнению с двойным растением, которое использует только солнечный свет.

Обе Традесканции были куплены из одного источника из одной партии, были пересажены на один и тот же состав субстрата, и метод ухода за ними ничем не отличался.

Растение слева регулярно освещалось белой светодиодной лампой 6500К. Растение справа стояло на южном подоконнике, на той стороне, которая в России обеспечивает наибольшее количество дневного света зимой. В результате теста традесканциия, подвергнутая освещению, имеет более длинные побеги и более интенсивно окрашенные листья по сравнению с его сестрой-близнецом (фото выше).

Выводы очевидны. Светодиодная лампа 6500К дает удовлетворительные результаты при освещении комнатных растений. Мнения практиков подтверждают этот тезис.

Фитосветильник — какой выбрать?

Среди светильников для освещения горшечных растений в настоящее время используются как старые, так и современные решения. Мы уже знаем, что классические лампы, излучающие слишком много тепла, не рекомендуются, прежде всего, их оптический спектр — это цвета, не имеющие ценности для растений.

Натриевые лампы HPS и металлогалогенные лампы

Натриевые лампы HPS и металлогалогенные лампы MH часто используются для ассимиляционного освещения растений. Это старые решения, которые использовались в растениеводстве почти 100 лет и до сих пор успешно используются даже профессионалами. Они являются отличным решением для тех, кому нужен очень сильный свет, поэтому они больше всего подходят для зимних садов и теплиц.

Из-за большого количества света и высокого тепловыделения их будет трудно переносить в квартире. Натриевые лампы — довольно большие вложения и дорогие, но их преимущество в том, что они не потребляют много электроэнергии.

Флюоресцентные лампы

Люминесцентные лампы, до недавнего времени известные как «энергосберегающие лампочки» , также могут использоваться для освещения комнатных растений . Обычно они выпускаются в двух вариантах — лампы для роста или цветения, но также доступны универсальные лампы для обеих фаз.

Люминесцентные лампы практичны, потому что их можно установить в светильники E14 и E27, они потребляют мало энергии, но менее эффективны и слабее, чем лампы HPS и MH, поэтому их следует размещать в непосредственной близости от растений, и они эффективны только в качестве дополнения к естественному свету.

Светодиодные лампы

Наиболее рекомендуемые и практичные светильники для комнатных горшечных растений — это светодиодные лампы. Функциональность, наличие вариантов, а также простота использования дают им наибольшее преимущество среди других вариантов. Однако не каждая светодиодная лампа подходит для освещения растений. Как и в случае с классическими лампочками, светодиодные лампы белого света (ниже 6400К) не подойдут.

Для освещения и выращивания растений мы используем специальные лампы GrowLED, которые излучают красный и синий свет. Несмотря на более высокую цену по сравнению с натриевыми лампами, лампочками и лампами GrowLedесть много преимуществ. Они энергосберегающие, долговечные, их можно выбирать в зависимости от выращиваемых культур, они доступны с различной резьбой, поэтому их можно использовать в обычных светильниках на 230 В.

Если мы добавим возможность программирования степени освещенности, управления, адаптированного к конкретным видам растений, таймеров и гибких светильников, вариант станет идеальным.

Энергосберегающее освещение для растений

Аспект энергоэффективности, несомненно, является стандартом при выборе любого вида освещения. На самом деле никого не нужно уговаривать заменять энергоемкие товары на энергосберегающие. Кроме того, осеннее и зимнее освещение растений может повлиять на сумму счета за электроэнергию. Необходимо учитывать, что лампочки будут освещать комнатные растения до нескольких или нескольких часов в сутки. С точки зрения энергоэффективности светодиодные лампы и лампочки незаменимы.

При покупке ламп или светильников, обеспечивающих дополнительное освещение растений, стоит посчитать, сколько растений потребуется дополнительное освещение, будут ли это растения, стоящие в темном углу или вблизи естественного освещения, и на каком расстоянии от диапазона естественного освещения будет излучаться искусственный свет. Это очень важно при выборе мощности и количества лампочек.

Итак, давайте посчитаем, сколько стоит освещение для растений?

Для расчетов при условии, что реальная цена одного киловатт-часа составляет 5 рублей. Светодиодная лампа GROW 30Вт за 10 часов работы он потребляет около 0,3 кВтч в день, т. е. 8 кВтч в месяц. День дополнительного освещения растений такой лампой стоит в среднем 1 рубль.

Если мы решим обеспечить освещение растений на 6 месяцев, нам придется заплатить примерно 200 рублей.

Также стоит обратить внимание на надежность, долговечность, безопасность, а также эстетические и функциональные аспекты, то есть небольшие размеры и вес ламп. Стоит ознакомиться с техническими характеристиками продукции, где мы всегда найдем необходимые параметры.

Освещение растений белыми светодиодами

Интенсивность фотосинтеза под красным светом максимальна, но под одним только красным растения гибнут либо их развитие нарушается. Например, корейские исследователи [1] показали, что при освещении чистым красным масса выращенного салата больше, чем при освещении сочетанием красного и синего, но в листьях значимо меньше хлорофилла, полифенолов и антиоксидантов. А биофак МГУ [2] установил, что в листьях китайской капусты под узкополосным красным и синим светом (по сравнению с освещением натриевой лампой) снижается синтез сахаров, угнетается рост и не происходит цветения.

Рис. 1 Леанна Гарфилд, Tech Insider — Aerofarms

Какое нужно освещение, чтобы при умеренном энергопотреблении получить полноценно развитое, большое, ароматное и вкусное растение?

В чем оценивать энергетическую эффективность светильника?

Основные метрики оценки энергетической эффективности фитосвета:

• Photosynthetic Photon Flux (PPF), в микромолях на джоуль, т. е. в числе квантов света в диапазоне 400–700 нм, которые излучил светильник, потребивший 1 Дж электроэнергии.
• Yield Photon Flux (YPF), в эффективных микромолях на джоуль, т. е. в числе квантов на 1 Дж электроэнергии, с учетом множителя — кривой McCree.

Эффективность ДНаТ

Крупные агрохозяйства с огромным опытом, считающие деньги, до сих пор используют натриевые светильники. Да, они охотно соглашаются повесить над опытными грядками предоставляемые им светодиодные светильники, но не согласны за них платить.

Из рис. 2 видно, что эффективность натриевого светильника сильно зависит от мощности и достигает максимума при 600 Вт. Характерное оптимистичное значение YPF для натриевого светильника 600–1000 Вт составляет 1,5 эфф. мкмоль/Дж. Натриевые светильники 70–150 Вт имеют в полтора раза меньшую эффективность.

Рис. 2. Типичный спектр натриевой лампы для растений (слева). Эффективность в люменах на ватт и в эффективных микромолях серийных натриевых светильников для теплиц марок Cavita, E-Papillon, «Галад» и «Рефлакс» (справа)

Любой светодиодный светильник, имеющий эффективность 1,5 эфф. мкмоль/Вт и приемлемую цену, можно считать достойной заменой натриевого светильника.

Сомнительная эффективность красно-синих фитосветильников

В этой статье не приводим спектров поглощения хлорофилла потому, что ссылаться на них в обсуждении использования светового потока живым растением некорректно. Хлорофилл invitro, выделенный и очищенный, действительно поглощает только красный и синий свет. В живой клетке пигменты поглощают свет во всем диапазоне 400–700 нм и передают его энергию хлорофиллу. Энергетическая эффективность света в листе определяется кривой «McCree 1972» (рис. 3).

Рис. 3. V(λ) — кривая видности для человека; RQE — относительная квантовая эффективность для растения (McCree 1972); σr и σfr — кривые поглощения фитохромом красного и дальнего красного света; B(λ) — фототропическая эффективность синего света [3]

Отметим: максимальная эффективность в красном диапазоне раза в полтора выше, чем минимальная — в зеленом. А если усреднить эффективность по сколько-нибудь широкой полосе, разница станет еще менее заметной. На практике перераспределение части энергии из красного диапазона в зеленый энергетическую функцию света иногда, наоборот, усиливает. Зеленый свет проходит через толщу листьев на нижние ярусы, эффективная листовая площадь растения резко увеличивается, и урожайность, например, салата повышается [2].

Освещение растений белыми светодиодами

Энергетическая целесообразность освещения растений распространенными светодиодными светильниками белого света исследована в работе [3].

Характерная форма спектра белого светодиода определяется:

• балансом коротких и длинных волн, коррелирующим с цветовой температурой (рис. 4, слева);
• степенью заполненности спектра, коррелирующей с цветопередачей (рис. 4, справа).

Рис. 4. Спектры белого светодиодного света с одной цветопередачей, но разной цветовой температурой КЦТ (слева) и с одной цветовой температурой и разной цветопередачей Ra (справа)

Различия в спектре белых диодов с одной цветопередачей и одной цветовой температуры едва уловимы. Следовательно, мы можем оценивать спектрозависимые параметры всего лишь по цветовой температуре, цветопередаче и световой эффективности — параметрам, которые написаны у обычного светильника белого света на этикетке.

Результаты анализа спектров серийных белых светодиодов следующие:

1. В спектре всех белых светодиодов даже с низкой цветовой температурой и с максимальной цветопередачей, как и у натриевых ламп, крайне мало дальнего красного (рис. 5).

Рис. 5. Спектр белого светодиодного (LED 4000K R a = 90) и натриевого света (HPS) в сравнении со спектральными функциями восприимчивости растения к синему (B), красному (A_r) и дальнему красному свету (A_fr)

В естественных условиях затененное пологом чужой листвы растение получает больше дальнего красного, чем ближнего, что у светолюбивых растений запускает «синдром избегания тени» — растение тянется вверх. Помидорам, например, на этапе роста (не рассады!) дальний красный необходим, чтобы вытянуться, увеличить рост и общую занимаемую площадь, а следовательно, и урожай в дальнейшем.

Соответственно, под белыми светодиодами и под натриевым светом растение чувствует себя как под открытым солнцем и вверх не тянется.

2. Синий свет нужен для реакции «слежение за солнцем» (рис. 6).

Рис. 6. Фототропизм — разворот листьев и цветов, вытягивание стеблей на синюю компоненту белого света (иллюстрация из «Википедии»)

В одном ватте потока белого светодиодного света 2700 К фитоактивной синей компоненты вдвое больше, чем в одном ватте натриевого света. Причем доля фитоактивного синего в белом свете растет пропорционально цветовой температуре. Если нужно, например, декоративные цветы развернуть в сторону людей, их следует подсветить с этой стороны интенсивным холодным светом, и растения развернутся.

3. Энергетическая ценность света определяется цветовой температурой и цветопередачей и с точностью 5 % может быть определена по формуле:

где — световая отдача в лм/Вт, — общий индекс цветопередачи, — коррелированная цветовая температура в градусах Кельвина.

Примеры использования этой формулы:

А. Оценим для основных значений параметров белого света, какова должна быть освещенность, чтобы при заданной цветопередаче и цветовой температуре обеспечить, например, 300 эфф. мкмоль/с/м2:
Таблица. Освещенность светодиодным белым светом в килолюксах (клк), соответствующая 300 эфф. мкмоль/с/м 2 :

CRI \ КЦТ	3000 K	4000 K	5000 K
Ra = 70	25 клк	26 клк	26 клк
Ra = 80	23 клк	24 клк	24 клк
Ra = 90	21 клк	22 клк	23 клк
Ra = 95	20 клк	22 клк	22 клк

Видно, что применение теплого белого света высокой цветопередачи позволяет использовать несколько меньшие освещенности. Но если учесть, что световая отдача светодиодов теплого света с высокой цветопередачей несколько ниже, становится понятно, что подбором цветовой температуры и цветопередачи нельзя энергетически значимо выиграть или проиграть. Можно лишь скорректировать долю фитоактивного синего или красного света.

Б. Оценим применимость типичного светодиодного светильника общего назначения для выращивания микрозелени.

Пусть светильник размером 0,6 × 0,6 м потребляет 35 Вт, имеет цветовую температуру 4000 К, цветопередачу Ra = 80 и световую отдачу 120 лм/Вт. Тогда его эффективность составит YPF = (120/100)⋅(1,15 + (35⋅80 − 2360)/4000) эфф. мкмоль/Дж = 1,5 эфф. мкмоль/Дж. Что при умножении на потребляемые 35 Вт составит 52,5 эфф. мкмоль/с.

Если такой светильник опустить достаточно низко над грядкой микрозелени площадью 0,6 × 0,6 м = 0,36 м2 и тем самым избежать потерь света в стороны, плотность освещения составит 52,5 эфф. мкмоль/с / 0,36м2 = 145 эфф. мкмоль/с/м2. Это примерно вдвое меньше обычно рекомендуемых значений. Следовательно, мощность светильника необходимо также увеличить вдвое.

Прямое сравнение фитопараметров светильников разных типов

Сравним фитопараметры обычного офисного потолочного светодиодного светильника, произведенного в 2016 году, со специализированными фитосветильниками (рис. 7).

Рис. 7. Сравнительные параметры типичного натриевого светильника 600Вт для теплиц, специализированного светодиодного фитосветильника и светильника для общего освещения помещений

Видно, что обычный светильник общего освещения со снятым рассеивателем при освещении растений по энергетической эффективности не уступает специализированной натриевой лампе. Видно также, что фитосветильник красно-синего света (производитель намеренно не назван) сделан на более низком технологическом уровне, раз его полный КПД (отношение мощности светового потока в ваттах к мощности, потребляемой из сети) уступает КПД офисного светильника. Но если бы КПД красно-синего и белого светильников были одинаковы, то фитопараметры тоже были бы примерно одинаковы!

Также по спектрам видно, что красно-синий фитосветильник не узкополосен, его красный горб широк и содержит гораздо больше дальнего красного, чем у белого светодиодного и натриевого светильника. В тех случаях, когда дальний красный необходим, использование такого светильника как единственного или в комбинации с другими вариантами может быть целесообразно.

Оценка энергетической эффективности осветительной системы в целом:

Автор использует ручной спектрометр UPRtek 350N (рис. 8), предоставленный компанией «Интех инжиниринг».

Рис. 8. Аудит системы фитоосвещения

Следующая модель UPRtek — спектрометр PG100N по заявлению производителя измеряет микромоли на квадратный метр, и, что важнее, световой поток в ваттах на квадратный метр.

Измерять световой поток в ваттах — превосходная функция! Если умножить освещаемую площадь на плотность светового потока в ваттах и сравнить с потреблением светильника, станет ясен энергетический КПД осветительной системы. А это единственный на сегодня бесспорный критерий эффективности, на практике для разных осветительных систем различающийся на порядок (а не в разы или тем более на проценты, как меняется энергетический эффект при изменении формы спектра).

Примеры использования белого света

Описаны примеры освещения гидропонных ферм и красно-синим, и белым светом (рис. 9).

Рис. 9. Слева направо и сверху вниз фермы: Fujitsu, Sharp, Toshiba, ферма по выращиванию лекарственных растений в Южной Калифорнии

Достаточно известна система ферм Aerofarms (рис. 1, 10), самая большая из которых построена рядом с Нью-Йорком. Под белыми светодиодными лампами в Aerofarms выращивают более 250 видов зелени, снимая свыше двадцати урожаев в год.

Рис. 10. Ферма Aerofarms в Нью-Джерси («Штат садов») на границе с Нью-Йорком

Прямые эксперименты по сравнению белого и красно-синего светодиодного освещения

Опубликованных результатов прямых экспериментов по сравнению растений, выращенных под белыми и красно-синими светодиодами, крайне мало. Например, мельком такой результат показала МСХА им. Тимирязева (рис. 11).

Рис. 11. В каждой паре растение слева выращено под белыми светодиодами, справа — под красно-синими (из презентации И. Г. Тараканова , кафедра физиологии растений МСХА им. Тимирязева)

Пекинский университет авиации и космонавтики в 2014 году опубликовал результаты большого исследования пшеницы, выращенной под светодиодами разных типов [4]. Китайские исследователи сделали вывод, что целесообразно использовать смесь белого и красного света. Но если посмотреть на цифровые данные из статьи (рис. 12), замечаешь, что разница параметров при разных типах освещения отнюдь не радикальна.

Рис 12. Значения исследуемых факторов в двух фазах роста пшеницы под красными, красно-синими, красно-белыми и белыми светодиодами

Однако основным направлением исследований сегодня является исправление недостатков узкополосного красно-синего освещения добавлением белого света. Например, японские исследователи [5, 6] выявили увеличение массы и питательной ценности салата и томатов при добавлении к красному свету белого. На практике это означает, что, если эстетическая привлекательность растения во время роста неважна, отказываться от уже купленных узкополосных красно-синих светильников необязательно, светильники белого света можно использовать дополнительно.

Влияние качества света на результат

Фундаментальный закон экологии «бочка Либиха» (рис. 13) гласит: развитие ограничивает фактор, сильнее других отклоняющийся от нормы. Например, если в полном объеме обеспечены вода, минеральные вещества и СО 2, но интенсивность освещения составляет 30 % от оптимального значения — растение даст не более 30 % максимально возможного урожая.

Рис. 13. Иллюстрация принципа ограничивающего фактора из обучающего ролика на YouTube

Реакция растения на свет: интенсивность газообмена, потребления питательных веществ из раствора и процессов синтеза — определяется лабораторным путем. Отклики характеризуют не только фотосинтез, но и процессы роста, цветения, синтеза необходимых для вкуса и аромата веществ.

На рис. 14 показана реакция растения на изменение длины волны освещения. Измерялась интенсивность потребления натрия и фосфора из питательного раствора мятой, земляникой и салатом. Пики на таких графиках — признаки стимулирования конкретной химической реакции. По графикам видно что исключить из полного спектра ради экономии какие-то диапазоны, — все равно что удалить часть клавиш рояля и играть мелодию на оставшихся.

Рис. 14. Стимулирующая роль света для потребления азота и фосфора мятой, земляникой и салатом (данные предоставлены компанией Фитэкс)

Принцип ограничивающего фактора можно распространить на отдельные спектральные составляющие — для полноценного результата в любом случае нужен полный спектр. Изъятие из полного спектра некоторых диапазонов не ведет к значимому росту энергетической эффективности, но может сработать «бочка Либиха» — и результат окажется отрицательным.
Примеры демонстрируют, что обычный белый светодиодный свет и специализированный «красно-синий фитосвет» при освещении растений обладают примерно одинаковой энергетической эффективностью. Но широкополосный белый комплексно удовлетворяет потребности растения, выражающиеся не только в стимуляции фотосинтеза.

Убирать из сплошного спектра зеленый, чтобы свет из белого превратился в фиолетовый, — маркетинговый ход для покупателей, которые хотят «специального решения», но не выступают квалифицированными заказчиками.

Корректировка белого света

Наиболее распространенные белые светодиоды общего назначения имеют невысокую цветопередачу Ra = 80, что обусловлено нехваткой в первую очередь красного цвета (рис. 4).

Недостаток красного в спектре можно восполнить, добавив в светильник красные светодиоды. Такое решение продвигает, например, CREE. Логика «бочки Либиха» подсказывает, что такая добавка не повредит, если это действительно добавка, а не перераспределение энергии из других диапазонов в пользу красного.

Интересную и важную работу проделал в 2013–2016 годах ИМБП РАН [7, 8, 9]: там исследовали, как влияет на развитие китайской капусты добавление к свету белых светодиодов 4000 К / Ra = 70 света узкополосных красных светодиодов 660 нм.

• Под светодиодным светом капуста растет примерно так же, как под натриевым, но в ней больше хлорофилла (листья зеленее).
• Cухая масса урожая почти пропорциональна общему количеству света в молях, полученному растением. Больше света — больше капусты.
• Концентрация витамина С в капусте незначительно повышается с ростом освещенности, но значимо увеличивается с добавлением к белому свету красного.
• Значимое увеличение доли красной составляющей в спектре существенно повысило концентрацию нитратов в биомассе. Пришлось оптимизировать питательный раствор и вводить часть азота в аммонийной форме, чтобы не выйти за ПДК по нитратам. А вот на чисто-белом свету можно было работать только с нитратной формой.
• При этом увеличение доли красного в общем световом потоке почти не влияет на массу урожая. То есть восполнение недостающих спектральных компонент влияет не на количество урожая, а на его качество.
• Более высокая эффективность в молях на ватт красного светодиода приводит к тому, что добавление красного к белому эффективно еще и энергетически.

Варианты обогащения спектра красным светом

Растение не знает, откуда к нему прилетел квант из спектра белого света, а откуда — «красный» квант. Нет необходимости делать специальный спектр в одном светодиоде. И нет необходимости светить красным и белым светом из одного какого-то специального фитосветильника. Достаточно использовать белый свет общего назначения и отдельным светильником красного света освещать растение дополнительно. А когда рядом с растением находится человек, красный светильник можно по датчику движения выключать, чтобы растение выглядело зеленым и симпатичным.

Но оправданно и обратное решение — подобрав состав люминофора, расширить спектр свечения белого светодиода в сторону длинных волн, сбалансировав его так, чтобы свет остался белым. И получится белый свет экстравысокой цветопередачи, пригодный как для растений, так и для человека.

Открытые вопросы

Можно выявлять роль соотношения дальнего и ближнего красного света и целесообразность использования «синдрома избегания тени» для разных культур. Можно спорить, на какие участки при анализе целесообразно разбивать шкалу длин волн.

Можно обсуждать — нужны ли растению для стимуляции или регуляторной функции длины волн короче 400 нм или длиннее 700 нм. Например, есть частное сообщение, что ультрафиолет значимо влияет на потребительские качества растений. В числе прочего краснолистные сорта салата выращивают без ультрафиолета, и они растут зелеными, но перед продажей облучают ультрафиолетом, они краснеют и отправляются на прилавок. И корректно ли новая метрика PBAR (plant biologically active radiation), описанная в стандарте ANSI/ASABE S640, Quantities and Units of Electromagnetic Radiation for Plants (Photosynthetic Organisms, предписывает учитывать диапазон 280–800нм.

Заключение

Сетевые магазины выбирают более лежкие сорта, а затем покупатель голосует рублем за более яркие плоды. И почти никто не выбирает вкус и аромат. Но как только мы станем богаче и начнем требовать большего, наука мгновенно даст нужные сорта и рецепты питательного раствора.

А чтобы растение синтезировало все, что для вкуса и аромата нужно, потребуется освещение со спектром, содержащим все длины волн, на которые растение прореагирует, т.е. в общем случае сплошной спектр. Возможно, базовым решением будет белый свет высокой цветопередачи.

Материал является переводом статьи White LED Lighting for Plants .
Продолжение темы следует.

Влияние света на растения

Несмотря на то, что светодиодные фитолампы сразу имеют свет с теми длинами волн, которые лучше всего подходят для подсветки растений (то есть чаще всего синего и красного света), воздействие фитосветильника на рост будет разным в зависимости от соотношения мощности излучения данных цветов.

Фотосинтез – процесс, при котором растения превращают воду и углекислый газ в органические соединения, используя энергию света. Для этого они используют два типа хлорофилла а и b, с достаточно узким диапазоном поглощения света в красном и синем спектре. Для хлорофилла a пик поглощения это 430 нм и 662 нм, для b соответственно 453 нм и 642 нм. Для роста и развития растения более важен хлорофилл a, хлорофилл b только помогает увеличить диапазон спектра поглощения. При этом точность спектра синего света не так важна, растения могут использовать более широкий диапазон, в отличии от красного света.

На самом деле многие производители led светильников, используя светодиоды, прекрасно понимают, что такой точности в длине волны добиться практически невозможно, при этом экспериментально, эффективность фитоламп высокая, так как свет все равно, расположен вблизи от пика поглощения и практически полностью усваивается растениями. Поэтому правильнее будет говорить о диапазоне используемого света, при этом спектры 430-460 нм для синего и 640-660 нм для красного света можно считать вполне подходящими для выращивания большинства растений.

Для практического применения светодиодных фитосветильников значительно важнее правильное соотношение красного и синего спектров, потому что именно это соотношение формирует развитие растений.

Синий свет с длинами волн 430-460 нм необходим для вегетативной стадии роста, в целом способствуя укреплению растений, развитию корневой системы, стебля, листьев. Для начала развития растения, безусловно, синий свет имеет большее значение, чем красный. При недостатке в спектре синего света растения начнут рано вытягиваться, будут иметь слабый стебель с длинными междоузлиями. При этом на данной фазе роста фотопериод, то есть время и ритм освещенности не имеет большого значения, главное чтобы растению хватало света для собственного развития, то есть можно подсвечивать практически 24 часа в сутки.

Красный свет необходим растениям для цветения и плодоношения. Как только растение определяет, что в освещении превалируют красный свет, это становится сигналом к ускоренному росту, развитию и цветению. Большое количество красного света в спектре в природе возникает при затенении растений и эволюционно в ответ на развитие конкурентов растения начинали бурный рост и плодоношение. Для этой фазы развития растений становится важен фотопериодизм, для каждого вида растения он свой , чаще 12-16 часов. Важно для активации цветения и плодоношения создавать суточный ритм, близкий к природному для данного растения, с достаточным количеством энергии света.

Ультрафиолетовые лучи с длиной волны 315-380 нм задерживают «вытягивание» растений и стимулируют синтез некоторых витаминов, а ультрафиолетовые лучи с длиной волны 280-315 нм повышают холодостойкость. Лишь желтые (595-565 нм) и зеленые (565-490 нм) не играют особой роли в жизни растений.

В зависимости от того что вашим растениям необходимо, какую фазу роста и развития вы хотите подсвечивать, вы можете выбрать соответствующие светильники. При этом, несмотря на то, что реальную фотосинтетическую активную радиацию, то есть полезную энергию, которую излучают светодиоды красного и синего цвета, подсчитать достаточно трудно в связи с разной энергией квантов, общее грубое соотношение известно.

Большинство производителей, говоря о нейтральном воздействии света на растения, называют соотношение 4-6 красных на 1 синий светодиод. Соответственно если вам нужно стимулировать больше вегетативное развитие, то соотношение красных и синих, должно быть меньше чем 4 красных на 1 синий, либо полностью синие светодиоды. Если необходимо стимулировать цветение, то красного должно быть больше чем шесть к одному, или только красные светодиоды.

При правильном использовании светодиодных фитосветильников, за счет возможности эффективно воздействовать на разные фазы развития растений, можно в любое время года, независимо от естественного освещения, получить прогнозируемый результат.

Как выбрать фитосветильники для растений и рассады

Свет – основной фактор для нормального развития и роста растений, поскольку от качества освещения зависит активность процессов фотосинтеза. Острый дефицит солнца негативно сказывается на рассаде и комнатных цветах. Хрупкие сеянцы медленно растут и чахнут, поэтому хорошего урожая можно не ждать. Современные огородники с легкостью решают проблему недостатка света при помощи специальных фитоламп.

Нормы освещенности для растений

Основными понятиями являются длина световых волн и освещенность, которые индивидуальны для каждого растения. У различных видов флоры сформировались собственные предпочтения и требования к показателям. Для обеспечения нормальной жизнедеятельности растений необходим направленный световой поток конкретной интенсивности и цветовой температуры.

Приведем для примера нормы освещенности для рассады некоторых культур:

Минимальная освещенность, тыс. люкс

Все виды капусты, салат кочанный и листовой

Томат, перец, баклажан, фасоль

Кабачок, патиссон, тыква

Огурец, арбуз, дыня

Величина освещенности применима только к светильникам белого света. Ее можно измерить самостоятельно с помощью специального прибора люксметра. Для оценки фитосветильников, работающих в узком диапазоне спектра, применяется иная величина, а именно фотосинтетическое активное излучение. Более подробно о нем будет рассказано ниже. Эту величину измерить самостоятельно нельзя и в данном случае необходимо руководствоваться характеристиками, указанными производителем в описании конкретного светильника.

Основное освещение, досветка фитосветильниками

Фитолампы используются в качестве основного освещения при следующих условиях:

• пасмурные дни;
• зимний период;
• затененные парники или комнаты;
• помещения без источника естественного освещения.

Досветку следует организовать, если растения не попадают под солнечные лучи. Период освещения во всех случаях не должен превышать 12 часов. Рекомендуется включать лампу с 9 до 21 часа, соблюдая безопасное расстояние между светильником и растением:

1. Бахчевые культуры и огурцы – минимум 15-20 см.
2. Баклажаны, перцы и томаты – минимум 10-15 см.

При невыполнении заданных условий мощный световой поток вызывает ожоги, что проявляется в пожелтении листьев. Результатом может стать продолжительная болезнь и гибель растения, поэтому нельзя допустить «пересвечивания». Увеличивается риск получения ожога и при использовании фитолампы дольше 12 часов.

Повысить освещенность растений можно при помощи фольгированной или белой отражающей поверхности, которую необходимо установить со всех сторон, кроме пути следования света. Для парников, оранжерей и выращивания рассады нужно использовать фитолампы мощностью 40 Вт и 80 Вт. Светильники на 20 Вт лучше применять для досвечивания комнатных и экзотических растений.

Выращивание растений под фитолампой

Для успешного выращивания растений под фитолампами FitoLED стоит придерживаться следующих правил:

1. 1. Выбирать фитосветильники в соответствии с вашими конкретными задачами и запросами растений. Например, светильники, которые подходят для выращивания рассады, не подойдут для обеспечения хорошего цветения и плодоношения растений в домашних условиях.
2. 2. Соблюдать рекомендации производителя относительно высоты размещения светильников над растениями и площади освещаемой при этом поверхности.
3. 3. Соблюдать временной режим досветки растений:

— в первые три дня с началом появления петелек стоит подсвечивать круглосуточно;

— впоследствии — с 9-00 до 21-00 (если иное не предусмотрено рекомендациями производителя фитосветильника),

Досвечивание фитосветильником необходимо проводить непрерывно в течение 12 часов. Краткосрочные перерывы (до 3-х часов в сутки) негативно сказываются на развитии растений.

1. 4. Опрыскивания растений производить только при выключенных лампах во избежание ожогов листовых пластин. При опрыскивании бактериальными препаратами это правило так же обязательно к исполнению, так как свет, ко всему прочему, еще губительно действует на бактерии.

Светодиодные светильники для растений FitoLED

Основным преимуществом фитоламп FitoLED является длительный срок эксплуатации, который достигает 30 лет. В устройствах используются инновационные фитосветодиоды с длиной волны DeepBlue спектра 451 нм и длиной волны HyperRed спектра 660 нм, а также светодиоды последнего поколения Refond от ведущего немецкого производителя OSRAM. К дополнительным плюсам фитосветильников специалисты относят:

• бюджетную стоимость в сравнении с ценовой политикой конкурентов;
• удобную систему регулировки и крепления;
• возможность выращивания растений при полном отсутствии естественного освещения;
• влагозащищенный корпус, допускающий прямое попадание воды;
• надежную профилактику распространенных заболеваний растений.

Фитосветильники успешно применяются в любительских и профессиональных теплицах, оранжереях, а также при производстве выращивания грибов. С помощью фитоламп выращиваются сезонные растения и рассада, а также овощи в горшках в течение года.

Для чего нужны фитосветодиодные светильники, в чем их преимущество

Для развития растений необходим дневной свет. В процессе фотосинтеза вырабатывается хлорофилл, но ему требуется не весь спектр солнечного излучения. Самыми полезными растениям диапазонами являются довольно узкие участки спектра в синей и красной областях. Остальное излучение расходуется впустую.

Каждый участок полезного растениям излучения воздействует по-разному. Так, синий свет ускоряет синтез белка, стимулирует рост зеленой массы, развитие новых побегов, способствует выработке хлорофилла Б.

Под красным светом вырабатывается хлорофилл А, усиливаются развитие корневой системы, рост растений вверх, цветение и созревание плодов.

В светодиодных фитосветильниках FitoLED применены новейшие излучатели последней разработки немецкой фирмы OSRAM. Компания является признанным лидером в разработке и производстве светильников всех типов, в том числе и светодиодных. Надежность и длительный срок службы светильников обеспечивается высоким качеством каждой детали.

Светодиоды, по сравнению с лампами накаливания имеют значительно низкую температуру. Этим обеспечивается меньший нагрев грунта, уменьшается испарение влаги, увеличивается интервал между поливами. Снижение температуры исключает необходимость использования вентиляторов для охлаждения, растения не получают тепловые ожоги.

Кроме того, светодиодные светильники безопасны в применении, в них нет ртутных паров, стеклянных колб и корпусов.

Использование светодиодных фитосветильников позволяет уменьшить использование удобрений и пестицидов, урожай становится более экологичным.

Принцип работы фитосветильников

В едином корпусе светильников размещены новейшие светодиоды HyperRed (красные) с длиной волны излучения 660 нм и DeepBlue (синие) на 451 нм. Излучение каждого диода в светильниках FitoLED когерентно в отличие от продукции большинства конкурентов, где излучение часто смещено в ту или другую сторону. Постоянная длина волны света, наиболее соответствующая потребностям растений, повышает эффективность выращивания урожая.

Как правильно выбрать

При покупке фитосветильников нужно обратить внимание на их технические характеристики. В обычных осветительных приборах важным являются значения силы света и светового излучения. Фитодиодные лампы выбирают по другим параметрам. Растениям не важна энергия фотонов света, им требуется максимально большее их количество, поступающее за единицу времени.

Самый важный параметр ламп для растений — фотосинтетическое активное излучение. Измерить его самостоятельно нельзя без соответствующих сложных приборов, поэтому приходится полагаться на данные производителя.

Допустимые границы (μmol/s.m²)

Допустимые границы (μmol/s.m²)

Допустимые границы (μmol/s.m²)

На упаковке обозначено значение PPF — фотосинтетический поток фотонов, измеряемое в umol/c, чем оно выше, тем полезнее будет светильник для растений, тем больше они получат полезного излучения за единицу времени.

Режимы освещенности

На начальном этапе выращивания рассады фитосветильник размещается на расстоянии 10-15 см от саженца. По мере роста растения источник света необходимо поднимать на аналогичную высоту, что легко обеспечить регулируемым креплением. Рассада должна находиться равный период времени в режиме покоя и освещения. На каждый этап выделяется по 12 часов, но важно учитывать и наличие естественного освещения.

При отсутствии окна или размещении рассады на теневой стороне дома фитосветильник необходимо включать в 9 утра, а выключать в 21 час. Такие правила следует соблюдать, когда день дождливый или пасмурный. Если солнечные лучи попадают на рассаду в течение дня, на этот период фитолампу можно отставить. Максимально допустимый предел освещения нежелательно нарушать, чтобы не столкнуться с ожогами и гибелью растений.

Овощи зимой – практические советы

Для круглогодичного получения урожая необязательно сооружать плантацию – любые виды перцев и томатов можно вырастить в цветочном горшке на подоконнике обычной квартиры. Диаметр емкости желательно выбирать от 21 см.

1. Уход за растениями должен быть качественным. Нельзя забывать про полив и регулярную подкормку будущего урожая.
2. Для выращивания лучше выбирать сорта, которые подойдут для содержания на подоконниках городской квартиры.
3. Полноценное освещение способны обеспечить только светодиодные фитосветильники. Достаточно модели с мощностью 40 Вт, чтобы получить необходимую силу светового потока и оптимальный спектр излучения. Дешевые китайские аналоги не разработаны для выращивания растений, поэтому предпочтение следует отдавать проверенным устройствам.

Для насыщения рассады и растений светом иногда бывает недостаточно солнечных лучей. Система искусственного освещения поддерживает растения на этапах укоренения, последующего формирования стеблей и листовых пластин, а также при закладке будущих плодов. Современные фитолампы успешно комбинируют синий и розовый свет, что гармонично влияет на развитие и рост рассады. Более подробную и наглядную информацию с практическими советами по выращиванию овощей зимой в домашних условиях вы найдете на нашем YouTube канале Семена Партнер в плейлисте Огород на подоконнике.

Правильный свет – рекомендации профессионала

Меня зовут Алексей Бутучел. Я учредитель и руководитель компании ООО «ЭкоЛайт», производящей светодиодные фитосветильники под торговой маркой FitoLed, владелец аккаунта @fito_led в Инстаграм и сайта www.fito-led.ru и, как и многие из Вас, овощевод и цветовод-любитель!

Наша компания занимается производством фитосветильников премиум качества, которые на сегодняшний момент являются, по мнению пользователей, одними из самых лучших и эффективных. Наши фитосветильники FitoLED — участники телевизионных программ «Квартирный Вопрос» на НТВ, «Еда- живая и мёртвая» Мы неоднократно становились победителями в конкурсах и тендерах, как надёжный поставщик качественных и долговечных изделий. Светильники FitoLED установлены в телевизионном центре Останкино, в Ботаническом саду МГУ, во многих селекционных центрах и даже в Сколково, а география продаж — от Камчатки до Лондона.

Сегодня я расскажу, как правильно выбрать фитосветильник (фитолампу)

Выбор качественного фитосветильника дело непростое. Но я вам дам несколько рекомендаций, которые помогут разобраться в этом деле и избежать лишних потерь.

1. Первое, на что надо обращать внимание, это на корпус светильника. Он должен быть ОБЯЗАТЕЛЬНО из алюминия. И ни в коем случае не пластиковый. Объясню почему: совершенно ВСЕ светодиоды нагреваются в процессе свечения. Этого избежать невозможно, такова физика процесса. Для того, чтобы светодиод не перегревался, от него нужно отвести лишнее тепло. А для этого необходим радиатор – им является алюминиевый корпус светильника. Чем мощнее светильник, тем массивней он должен быть. Если корпус светильника сделан из пластика, то получается обратный эффект – пластик, как изолятор, играет роль термоса, не даёт теплу выйти. Из-за этого светодиод перегревается, вследствие чего снижается световой поток (эффективность) и в итоге светодиод перегорает. Срок службы таких светильников очень мал, а эффективность небольшая. Были даже случаи возгорания пластикового корпуса, из-за перегрева.
2. Если Вы решили самостоятельно выбрать фитосветильник, то он должен быть мощностью не менее 25-30 Ватт, а лучше 40-50 Ватт.
3. Необходимо правильно соотносить мощность светильника и площадь, которую он освещает. Бывает, недобросовестные производители и продавцы обещают, что лампа в 30-40 Ватт может осветить площадь в 10 квадратных метров! Но слишком доверчивыми быть не стоит. Конечно, если подвесить фитолампу на высоту 5 метров – осветит, только с такой высоты пользы никакой не будет. Помните: с увеличением высоты всего лишь на 50 см сила светового потока уменьшается в РАЗЫ.

Самый верный способ, это приобрести светильник по рекомендации и отзывам тех, кто уже покупал и опробовал на своих растениях или обратиться к нам — проверенному Российскому производителю фитосветильников ТМ FitoLED

Итак, в нашем ассортименте есть три вида светильников.

1. Полноспектральные Combo— светильники, которые светят в широком спектре. Свет от них белый, с тёплым кремовым оттенком, как летнее утреннее солнце. Это самые универсальные светильники, предназначены для выращивания рассады овощей, ягод, цитрусовых или любых экзотических цветущих и плодоносящих растений, в домашних условиях. В составе светильников Combo есть все необходимые спектры, для полноценной вегетации, в т.ч. достаточное количество красного спектра, которое стимулирует цветение и плодоношение. Их можно использовать, как для досветки растений, так и в качестве ЕДИНСТВЕННОГО ИСТОЧНИКА ОСВЕЩЕНИЯ, т.е. при полном его отсутствии!
2. Eco— это ещё один вид полноспектральных светильников. Свет от них чисто белый и они дешевле, чем модели Combo. Eco есть двух видов: Eco Red или Eco Blue. В Blue- преобладание синего спектра, который необходим для наращивания зеленой массы! Предназначен для выращивания рассады, зелени, салатов, а также декоративно-лиственных, нецветущих домашних растений. В Red— преобладание красного спектра, стимулирующий укоренение, цветение, под ним можно выращивать овощные культуры, а также, декоративно-лиственные, цветущие растения.
3. БИКОЛОР— это светильники, которые светят только в красно-синем спектре. В основном их применяют для освещения рассады, в первый месяц, после всходов. Рассада абсолютно не вытягивается, становится очень коренастой, а междоузлия необычайно короткие. Под биколором, в 2 раза быстрее развивается мощная корневая система. Так же биколор стимулирует цветение. И его успешно применяют для выращивания овощей, а также любых цветущих растений, в теплицах и парниках- т.е. там, где достаточно много естественного освещения.

Мы гарантируем качество своей продукции, а эффективность наших светильников доказана отзывами и успешными примерами тысяч наших покупателей. Отличаемся от других производителей тем, что сами выращиваем круглый год, различные культуры: овощи, салаты, пряные травы, используя свои фитосветильники. Проводим эксперименты и опыты, с использованием различных спектров, режимов, смотрим их влияние на растения, результаты которых регулярно размещаем у себя на странице, с фото/видеоматериалами, а также делимся всеми секретами со своими подписчиками. Убедиться в этом вы сможете у нас на страничке в инстаграм: @fito_led

Выбирайте правильный свет для своих растений и тогда вырастить крепкую рассаду и даже получить экологически чистый и вкусный урожай зимой не со к ставит никакого труда.