Светодиодные источники излучения для выращивания растений
Время прочтения: 3:40 минуты
Содержание:
- Спектральные части света и их воздействие на растения
- Лампы с подобранным спектром и LED-технологии
- Выбор светодиодных ламп и обустройство освещения
Для успешного разведения и выращивания растений решающее значение имеет как питание, так и освещение. Поэтому уже несколько десятилетий для повышения урожаев нерайонированных культур либо культивирования экзотических видов зелени в других широтах человечество использует искусственные источники света. Специальные лампы применяют в теплицах и оранжереях, комнатных садах и аквариумах. Учитывая, что световой спектр неоднороден, а состоит более чем из 100 волн различной длины, необходимо знать, как его цвета действуют на зеленые организмы. Одни из них предотвращают увядание или изменение цвета листьев, другие – вытягивание и истончение стеблей, третьи – опадание цветоносов, снижение урожайности. Обеспечить световые потребности растений позволяют специальные лампы с подобранным спектром. Современный рынок оборудования для сити-ферм предлагает разнообразные светильники, в излучении которых преобладают те или иные волны, но все большую популярность среди них приобретают светодиодные лампы.
Спектральные части света и их воздействие на растения
Волновой диапазон солнечного излучения затрагивает как ультрафиолетовую (ниже 380 нм), так и инфракрасную (выше 700 нм) часть спектра. Эти сегменты не оказывают влияния на фотосинтез зеленых культур, однако важную роль при выращивании растений играет составляющая видимого растениями цветового ряда, так называемый ФАР-диапазон (фотосинтетически активная радиация). Красные (590-700 нм) и синие(430-480 нм) световое волны отвечают за рост зеленой массы во время вегетации. Также определенные соотношения длин волн между синим и красным активируют процессы цветения, образования новых соцветий и плодоношения. Зеленый свет (500-570 нм) заставляет растения вырабатывать кислород. Красно-оранжевое излучение инициирует репродуктивный цикл. Благодаря ему формируются цветочные бутоны, завязываются, набирают массу, созревают плоды. Учитывая это, считают, что для получения хороших урожаев или ускорения развития декоративных культур нужны синие и красные источники света. Зеленое же излучение больше необходимо человеку, либо млекопитающим. Это утверждение не совсем верно, и если копнуть глубже, то нужно учитывать, что хлорофилл (Invitro), выделенный и очищенный, действительно поглощается только при синем и красном освещении, но в живой клетке растения пигменты взаимодействуют со светом во всем ФАР-диапазоне (400-700 нм), передавая его энергию хлорофиллу. Энергетическая ценность передаваемого светового излучения определяется кривой McCree (1972).
где:
- 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.
Из графика видно, что максимальная эффективность в красном диапазоне (пик 660-670 нм) в полтора раза выше, чем минимальная в зеленом (пик 550 нм). Однако зеленый свет проходит через толщу листьев на нижние ярусы, отчего эффективная листовая площадь растения резко увеличивается. При этом урожайность, например, салата, повышается. Белый светодиод обеспечивает светимость во всем ФАР-диапазоне, хорошее количество синего излучения (пик 450 нм), но обычно имеет недостаточное количество красного в нужных длинах волн. Добавление отдельных красных диодов компенсирует этот недостаток в спектре белых диодов. Таким образом можно сделать вывод, что для эффективного освещения растений достаточно будет светодиодного светильника с матрицей из кристаллов белого света, к которой будут добавлены красные светодиоды в области длин волн 650-670нм. Этого достаточно для решения большинства задач выращивания и обеспечивает максимальную эффективность от созданного спектра.
Лампы с подобранным спектром и LED-технологии
Для досвета выращиваемых растений используют различные источники искусственного освещения. Необходимую подсветку организуют люминесцентными, газоразрядными, натриевыми и другими лампами. Однако LED-источники света по своим характеристикам наиболее близки к естественному освещению, имеют меньший коэффициент пульсации, хороший индекс цветопередачи, долгий срок службы, высокий КПД. Более точные цифры можно увидеть при сравнении. Также светодиодные лампы меньше греются, не наносят ожогов при близком размещении, у них лучшая концентрация светового потока и возможность подбора необходимого цвета. Фито-светильники могут подвешиваться, размещаться сверху и сбоку, иметь различную интенсивность освещения и отдаваемую мощность. Также применение разноцветных светодиодов позволяет легко подбирать цветовой спектр, оптимальный для развития или плодоношения любого подвида.
Выбор светодиодных ламп и обустройство освещения
При подборе LED-освещения для выращивания растений учитываются следующие факторы:
- размеры помещения;
- диапазон требуемых волн;
- длительность применения подсветки;
- безопасное приближение.
Сегодня в теплицах и на фитофермах преобладают светодиодные лампы или ленты с синим и красным свечением, а также имеющие специально подобранный спектр. Красными и синими диодами в отношении 2:1 либо 3:1 эффективно освещать рассаду на подоконниках или выращиваемые тенелюбивые растения. Для этого не требуется большая интенсивность освещения, но 12-18 часовой досвет необходим. Создать для растений оптимальный вариант искусственного солнца помогут лампы с подобранным спектром. Они же подойдут для обустройства дополнительного освещения домашнего сада либо теплицы. Жесткая конструкция крепится непосредственно на стеллажах или устанавливается в гроутент на подвесы.
Получить максимальный результат от применения искусственного освещения помогут следующие рекомендации:
- до установки освещения следует разделить растения по группам: отдельно компонуют тенелюбивые, теневыносливые и светолюбивые подвиды;
- во избежание ожогов источники света нужно размещать не ближе 10 см от верхушек растений;
- необходимо предусмотреть возможность подъема лампы по мере роста до 60 см;
- интенсивность освещения прикорневой области растения можно увеличить с помощью отражения световых волн;
- светодиодная лампа должна гореть от 12 до 18 часов в сутки, остальное время растениям нужна темнота.
Соблюдение этих правил продлит жизнь вашим любимцам, поможет вырастить их крепкими и здоровыми.
Вам так же будет интересно:
