Подборка растений в зависимости от освещенности
Fiora-kaluga.ru

Флористический портал

Подборка растений в зависимости от освещенности

Правила и нормы освещения для растений

Растению для роста и развития необходимо наличие солнечного света. Когда естественный источник не справляется, или свет от него вовсе не попадает на растение, на помощь приходят искусственные источники освещения.

Человечество еще не придумало лампу, точно повторяющую солнечный свет. Все искусственные осветительные приборы излучают свет в конкретном диапазоне, зная который, можно выстроить систему освещения для любого вида растений.

Нормы освещения

Освещенность с точки зрения человека и растения выглядит совсем по-разному. Если человеку достаточно зажженной спички, чтоб разглядеть что-либо в темноте. То для обеспечения жизнедеятельности растения понадобится направленный световой поток определенной цветовой температуры и интенсивности.

Стоит понимать, что все растения разные и за время своего существования, каждый вид обзавелся собственными требованиями и предпочтениями. В статье приведены средние показатели.

Основными понятиями, при освещении растений, являются освещенность и длина световых волн.

Освещенность

Для измерений количества света используется понятие освещенность. Для растений считается нормой освещенность около 3000 люкс. Люкс это единица освещенности, 1 люкс означает освещение 1 квадратного метра световым потоком 1 люмен. При отдалении светового прибора от растения освещенность будет падать, при приближении расти.

Улучшить показатели освещенности можно, используя лампы с установленным отражателем и белые панели по бокам от растений. Тогда часть света, которая раньше рассеивалась или поглощалась, теперь будет приносить пользу.

Длина световых волн

Любое свечение имеет определенную длину волны. Человеческий глаз не способен улавливать весь спектр волн, оптимальным показателем считается 555нм, это зелено желтый спектр.

Волны, выходящие за рамки человеческого восприятия, называют ультрафиолетовым (меньше 380нм) и инфракрасным светом (выше 740нм). Растения более чувствительны, для правильного функционирования им необходимы волны синего (440-485) и оранжево-красного диапазона (580-740):

  • волны синего спектра стимулируют процессы роста лиственной массы;
  • красный и оранжевый цвета влияют на рост корней, плодов и созревание растений в целом;
  • волны в диапазоне 500-565нм, видимые для людей, содержат много зеленого света, мешающего процессу фотосинтеза.

Для растений основными источниками света являются волны оранжевого и красного спектра. Именно эти лучи стимулируют рост и формируют привычный внешний вид.

Виды ламп

Далеко не все лампы способны дать растительному миру то, что нужно. Привычные для прошлого века лампы накаливания, большую часть расходуемой энергии превращают в тепло, и намного более эффективны в качестве обогревателя, а не осветительного прибора.

В выращивании растений используют более современные и эффективные лампы:

У каждого из приведенных типов есть свои сильные и слабые стороны. Для поддерживания растений в идеальном состоянии лучше использовать несколько видов ламп сразу или комбинировать приборы в зависимости от стадии роста.

Сейчас в продаже есть специальные осветительные приборы для выращивания растений.

Заключение

При планировании освещения совсем не обязательно закладывать большой бюджет, чаще достаточно просто правильно выбрать тип ламп или их комбинацию для конкретно взятого вида растений. Ведь избыток света тоже пагубно влияет на жизнь растения, и даже может вызвать ожог.

Работа TDS метра основана на электропроводности водной – электроды, погруженные в водную среду, создают между собой электрическое поле. Чистая дистиллированная вода сама по себе ток не проводит, образуют его растворенные в воде различные примеси и соединения.

Солемер или TDS метр – это стационарный малогабаритный прибор для измерения жесткости воды и процентного содержания в ней разного вида веществ.

Кокосовый субстрат, изготавливаемый из растертой в мелкую крошку кожуры и волокон кокосового ореха, − достаточно молодой материал.

Чтобы пересаженные цветы хорошо росли и развивались, их корням необходима влага и возможность дышать через земляную почву. Обычная земляная смесь представляет собой достаточно плотную субстанцию, плохо пропускающую живительную влагу и воздух к корням.

Керамзитовый дренажный материал или керамзит – это одна из разновидностей субстрата применяемая для укоренения черенков роз гвоздик и иных цветочных растений.

В прошлом веке ученые открыли вещества, влияющие на работу тех или иных функций растения. С помощью этих веществ, каждый садовод может повлиять на жизненный цикл растения, ускорить или замедлить его развитие. Подобные вещества называют стимуляторами роста.

Современные технологии позволяют контролировать развитие растений по воле человека. Еще в 20 веке ученые открыли фитогормоны, вещества, стимулирующие все процессы жизнедеятельности и контролирующие их протекание

При выращивании растений без солнечных лучей нужно сильно постараться, чтоб предоставить все необходимое. Ведь питается растение именно световыми лучами, без которых рост и развитие невозможно, грунт и удобрение играют второстепенную роль.

  • Интернет магазин ООО «АгроДом»
  • Страна: Россия
  • E-mail: [email protected]
  • Телефон: 8 (800) 555–42–84
  • Мы работаем: пн-пт 9:00–23:00; сб 10:00–19:00; вс 12:00-20:00

Узнайте первым о предстоящих акциях и скидках. Мы не рассылаем спам и не передаем email третьим лицам

Подборка растений в зависимости от освещенности

Нет нужды создавать в квартире уровень освещенности, идентичный природному (который может достигать 120 000 лк). Для нормального развития достаточно в случае нехватки естественного освещения обеспечить следующие режимы досветки:

  • 1 000 – 3 000 лк – для растений, растущих в полутени. Как правило, такие растения нуждаются в искусственном освещении только при размещении на значительном удалении от окон;
  • 3 000 – 5 000 лк – для растений, предпочитающих рассеянный свет. Пяти тысяч люкс вполне достаточно для нормального развития большинства растений, и это наибольший уровень освещенности для жилых помещений, не вызывающий зрительного дискомфорта;
  • более 5 000 лк – для растений, предпочитающих прямые солнечные лучи. При выращивании требовательных экзотов, особенно плодоносящих, потребуется создать уровень освещенности не менее 6-8 тысяч лк.
Растение Рекомендуемая освещенность, лк
Агавовые (агава, бокарнея, кордилина, драцена) 2600-3000
Аизооновые (делосперма, литопс, конофитум, фаукария) 3000-3900
Акантовые (афеландра, кроссандра, фиттония, гипестес, пахистахис) 2600-3000
Амариллисовые (амариллис, кливия, гемантус, гиппеаструм) 4000-6000
Аралиевые (дизиготека, фатсхедера, фатсия, плющ, полисциас) 2500-2700
Ароидные (аглаонема, алоказия, диффенбахия, монстера, филодендрон, спатифиллум) 2500-2700
Банановые (банан, геликония, стрелиция) 4000-6000
Бегонии 3000-3900
Бигнониевые (кампсис, жаккаранда, пандорея, текома) 4000-6000
Бобовые (акация, альбиция, кассия, ракитник, мимоза) 4000-6000
Бромелиевые (ананас, бильбергия, гузмания, криптантус, эхмея) 2600-3000
Вербеновые (кариоптерис, дуранта, клеродендрум, лантана) 3000-3900
Вересковые (азалия, вереск, пернеттия) 4000-6000
Виноградовые (ампелопсис, циссус, тетрастигма) 2500-2700
Геснериевые (гипоцирта, эписция, стрептокарпус, сенполия) 2600-3000
Гранатовые (гранат) 4000-6000
Губоцветные (колеус, плектрантус) 2500-2700
Кактусы (за исключением эпифитных) 6000-7800
Камнеломковые (камнеломка, толмия, корокия) 3000-3900
Коммелиновые (дихоризандра, каллизия, традесканция, рео) 2500-2700
Кутровые (адениум, алламанда, катарантус, олеандр, пахиподиум) 6000-7800
Ластовневые (хойя, церопегия, стапелия, дисхидия) 4000-6000
Мальвовые (абутилон, анизодонтея, гибискус, павония) 3000-3900
Марантовые (калатея, маранта, строманта) 2500-2700
Мареновые (гардения, иксора, пентас, копросма, серисса) 3000-3900
Маслинные (маслина, жасмин, османтус) 6000-7800
Меластомовые (центрадения, мединилла, бертолония) 3000-3900
Миртовые (мирт, метросидерос, каллистемон, эвкалипт, лептоспермум) 6000-7800
Молочайные (акалифа, кодиеум, молочай, ятрофа) 2600-3000
Норичниковые (кальцеолярия, хебе, родохитон) 3000-3900
Ночецветные (бугенвиллея) 6000-7800
Орхидные 4000-6000
Пальмовые (хамедорея, кариота, ховея, ливистона, финик) 3000-3900
Папоротники 2500-2700
Пасленовые (броваллия, брунфельсия, дурман, паслен) 3000-3900
Пеларгониевые (пеларгония) 4000-6000
Перечные (пеперомия, перец) 3000-3900
Розовые (роза) 6000-7800
Рутовые (хоизия, цитрусы, скиммия, муррайя) 6000-7800
Саговниковые (цикас, замия) 3000-3900
Сложноцветные (гербера, хризантема, микания) 4000-6000
Стеркулиевые (брахихитон, фремонтодендрон) 4000-6000
Страстоцветные (пассифлора) 6000-7800
Толстянковые (эониум, каланхоэ, пахифитум) 4000-6000
Тутовые (фикус, инжир, дорстения) 2600-3000
Чайные (камелия, клейра) 3000-3900
Эпифитные кактусы (эпифиллум, шлюмбергера, хатиора, рипсалис) 3000-3900

Также при досветке растений нужно учитывать следующие факторы:

  • Световой день не должен превышать 14 часов в сутки для взрослых растений. Реакция на продолжительность светового дня (фотопериодизм) различна у конкретных растений. Слишком длинный световой день может нарушить развитие цветочных почек, и растение не будет цвести.
  • Сеянцы нуждаются в круглосуточном освещении. Если вы выращиваете растения из семян, то учитывайте, что в первые дни после прорастания молодым всходам нужно обеспечить круглосуточное яркое освещение. В последующие дни световой день постепенно сокращают, сначала до 16, потом до 14 часов в сутки.
  • Выбор освещенности в зимний период зависит от температурного режима. Теплолюбивые тропические растения зимуют при незначительном понижении температуры и освещенности. Для остальных растений понижение освещенности допускается только при прохладной зимовке (5-15 градусов С). В темноте и холоде (0-5 градусов С) допускается содержать только полностью теряющие листву растения.
  • Растения имеют различную периодичность цветения. Есть вечноцветущие растения (например, гибискус), есть сезонноцветущие (например, клеродендрум). От первых можно круглогодично добиваться обильного цветения при условии хорошего освещения, подходящего температурного режима и своевременного удобрения. Вторым надо обеспечить зимовку при пониженной температуре, скудном поливе и полном отсутствии подкормок, иначе они не будут цвести в следующем сезоне. Кроме этого есть виды с несезонным цветением, а также виды, зацветающие одновременно во всех точках ареала распространения, под влиянием существенных изменений окружающей среды (например, при выпадении дождей после периода засухи).
  • Некоторым растениям требуется укороченный или удлиненный световой день для закладки цветочных почек. Растения короткого светового дня цветут только в том случае, если в определенное время года они находятся на свету не более 10 часов в сутки. Например, для цветения пуансеттии или каланхоэ им нужно обеспечить условия короткого светового дня на протяжении 2 месяцев в осенний период. Любое нарушение светового режима в это время (даже свет от уличных фонарей ночью) приводит к тому, что растение не цветет. А растениям долгого светового дня для образования цветочных почек требуется период с удлиненным световым днем – 12-14 часов.
  • Растениям свойственен фототропизм – реакция на направление падения света. Искусственный свет должен падать на растения аналогично естественному – сверху, в этом случае растениям не придется расходовать энергию на изменение положения листьев, чтобы получить как можно больше света.
Читать еще:  Выбор лучшей газонной травы для устройства газона

Правильное освещение для растений и как его обеспечить?

Полноценное освещение для растений так же важно, как вода и почва. Культуры открытого грунта растут в естественных световых условиях и нуждаются только в поливе и подкормках. Комнатным цветам «повезло» меньше, так как в помещении они почти всегда страдают от затемнения.

Как влияет свет на растения

Растущие в полутени растения «недоедают» и так же, как все живое прекращают расти, развиваться, цвести. Процессы фотосинтеза обеспечивают цветам полноценное органическое питание, которое требуется им не меньше, чем получаемые из грунта вода и минеральные соли.

Но при нехватке света фотосинтез резко замедляется. В результате побеги истончаются и вытягиваются, листья бледнеют и не вырастают до нормальных размеров.

Исследователи установили, что минимальная фотосинтетическая активность начинается уже при освещенности 100 лк. Для развития должно быть не менее 1000 лк, а лучше – еще больше. Но перебарщивать также нельзя, так как избыток света для некоторых растений вреден. От этого их листья могут сморщиться, покрыться пятнами от ожогов.

Что такое хорошее освещение для растений

Свет должен быть:

Качественным.
Каждой фазе роста соответствуют свои потребности в спектральном составе световых лучей. Например, для развития зеленой массы необходим голубоватый свет, а для роста корневой системы и в период подготовки к цветению в спектре должны быть оттенки желтого и красного. Зеленоватые лучи стимулируют процессы фотосинтеза в листьях с плотной структурой.

Продолжительным.
Большинство растений набирают силу и цветут только тогда, когда световой день составляет не менее 14 ч, то есть летом. Но есть и такие привереды, как пуансеттия и каланхоэ. Им для цветения необходимо находиться на свету не более 8-10 ч в сутки в течение 2 осенних месяцев.

Интенсивным.
Слабое освещение для растений губительно. Идеальный вариант для светолюбивых видов – 100000 лк, как у солнечного света. Поскольку обеспечить дома такие условия невозможно, остается один выход: стремиться к лучшему, исходя из потребностей домашнего «зеленого уголка».

Как создать нормальную световую среду для комнатных цветов

Как уже упоминалось выше, длительность светового дня для растений должна составлять, в среднем, 13-14 часов в сутки. Большое значение имеет также интенсивность подсвечивания. К примеру, если вы будете использовать маломощные лампы для освещения растений, растущих в природе на открытых солнечных участках, цветы могут «заболеть». Чтобы этого не случилось, желательно строго соблюдать световой режим.

Приблизительные нормы освещенности для активного развития и цветения:

Яркое

Умеренное

Слабое

Бильбергия, бугенвиллея, гардения, гибискус, кактусы (кроме эпифитных), каллистемон, кротон, орхидеи, пальмы, пеларгония, розы, суккуленты, цитрусовые.

Амариллис, бегония, бертолония, гибискус, замия, каладиум, каланхоэ, микания, плющ, фикус, филодендрон, фатсия, хлорофиттум, хризантема.

Антуриум, бильбергия, дифенбахия, драцена, калатея, кордилина, маранта, папоротники, спаттифиллум, традесканция, фатсия, хамедорея.

Фотосинтез запускается при участии хотя бы минимального количества световой энергии, поэтому тенелюбивых видов в природе нет. Есть теневыносливые, то есть менее требовательные к освещению. Но и им также необходимо дневное досвечивание хотя бы до 1000 лк.

Как рассчитать мощность ламп для освещенности полки с растениями

Освещенность – это количество люменов светового потока на квадратный метр поверхности. Предположим, что на полке длиной 80 см и шириной 30 см стоят цветы с умеренными требованиями к интенсивности освещения. Площадь полки составляет 0,8х0,3=0,24 (кв. м). Для того чтобы создать среднюю освещенность 5000 лк, необходимы лампы со световым потоком 5000х0,24=1200 (лм). Если они будут расположены на высоте 30 см, потери составят около 30 %, то есть световой поток должен увеличиться приблизительно до 1700 лм.

Теперь, зная общее значение светового потока и светоотдачу разных видов осветительных приборов, можно рассчитать мощность ламп для нормального освещения растений на полке:

  • Лампы накаливания. Светоотдача – 12-13 лм/Вт. Мощность – 1700÷12=141 (Вт). Это 2 лампы по 75 Вт каждая.
  • Люминесцентные. Светоотдача – 65 лм/Вт. Мощность – 1700÷65=26 (Вт). Понадобятся, к примеру, 2 лампы с рефлектором по 13-15 Вт.
  • Светодиодные. Светоотдача – 100 лм/Вт. Мощность – 1700÷100=17 (Вт). Достаточно 2 ламп по 8-9 Вт.

Лампы накаливания для подсвечивания – не лучший выбор, так как они не имеют в спектре синих и голубых тонов. Недостаток люминесцентных приборов освещения – выделение тепла, которое может помешать нормальному развитию зеленой массы. Светодиоды лишены этих минусов, к тому же они потребляют значительно меньше электроэнергии, дольше служат и не содержат ртути.

Это теоретические расчеты, которые весьма приблизительны. Установить точные параметры освещенности полки поможет люксметр RADEX LUPIN. Он же определит реальный световой поток ламп, который не всегда соответствует значению, заявленному производителем.

Зачем и чем измерять освещенность зеленого уголка

Если вы знаете световой поток и мощность используемых для подсветки ламп, то сможете приблизительно рассчитать освещенность, следуя указанному выше алгоритму. Но это значение будет далеко не точным. И, возможно, растения, которые недополучают света, продолжат чахнуть, несмотря на якобы нормальное освещение.

Чтобы получить максимально достоверную картину, используйте для измерения бытовой люксметр RADEX LUPIN. С таким прибором вы легко решите проблему освещенности любимых растений.

Прибор очень прост в использовании, его можно переносить в сумочке или кармане. Без люксметра организовать оптимальную световую среду для растений сложно. Всегда будет риск ошибки – неточности расчета или покупки неправильно выбранных ламп. Поэтому в арсенале «продвинутых» цветоводов обязательно есть качественный люксметр.

Если вашим комнатным цветам не хватает света, помогите им. Рассчитайте освещенность, установите соответствующие лампы и контролируйте световой режим с помощью люксметра. В благодарность растения отзовутся мощным ростом, их листья и стебли наполнятся соком, появятся силы на продолжительное цветение!

Освещение теплиц led

Освещение для теплиц особенно актуально весной и осенью, когда световой день заметно сокращается. Кроме того, свет для теплиц необходим в зимнее время для правильного развития и полноценного роста растений. Длительность светлого периода не должна быть менее 12 ч, лучше 16, необходимый промежуток времени для покоя – 6 ч.

В статье подробно расскажем, какое освещение должно быть, какие лучше лампы подобрать. Подробно остановимся на вопросе, как рассчитать освещение в теплице. Откроем секреты, как правильно организовать свет в зимний период.

Какое освещение должно быть в теплице

Растения воспринимают свет не так как человеческий глаз, им нужен красный сегмент спектра для цветения, развития плодов, корней, длина волн от 600 до 700 нанометров. Синяя область с длиной волн в диапазоне 400-500 нм способствует вегетативному росту. Растения для развития и созревания нуждаются в солнечном свете, следовательно, в теплице следует создать именно такой спектр.

Полезный спектр, способствующий выращиванию обильного урожая

Монохромное искусственное освещение теплиц создает стрессовые условия для выращивания тепличных культур: овощи, фрукты меняют вкус, теряют многие полезные свойства, порой могут быть непригодны в пищу. Цветы же растут быстрее, монохром способствует более яркой, насыщенной окраске. Одно из важных условий хорошего урожая – обеспечение в теплице полноценного солнечного освещения:

  • Фиолетовые, синие лучи благоприятно влияют на фотосинтез, растения крепнут, быстро растут.
  • Желтый, зеленый сегмент – угнетают фотосинтез, растения неестественно вытягиваются, болеют.
  • Оранжево-красный — обеспечивает благоприятные условия для цветения, развития плодов, но избыток лучей приводит к гибели урожая.
  • Ультрафиолет создает условия, способствующие накоплению витаминов, повышает устойчивость к холодам.

Полезный совет: Если теплица пристроена к зданию, с одной стороны глухая, то поверхность рекомендуется отделать светоотражающей пленкой, чтобы создать максимально комфортные условия для растений.

Предлагаем видео, где подробно рассказано, как влияет цвет на рост и развитие растений.

Выбор ламп

В холодный сезон продолжительность светового дня недостаточна для полноценного развития растений, поэтому необходимо дополнительное освещение в теплице зимой. Сегодня рынок не в состоянии предложить универсальное решение. Чтобы создать комфортные условия в теплице следует подобрать сразу несколько видов ламп. Сбалансированная система позволит выращивать обильный урожай круглый год.

Читать еще:  Несколько советов перед покупкой азалии

Специализированные магазины предлагают самые разные лампы для теплиц, как выбрать правильно и не растеряться в этом многообразии, если маркетологи расхваливают продукцию на все лады? Для этого следует изучить основные характеристики ламп.

Как сделать освещение в теплице, схема для ламп Днат

Лампа накаливания

Лампы накаливания прекрасно освещают теплицу, служат небольшим подогревом для воздуха. Но не выгодны экономически: слишком большое потребление энергоресурсов. Спектр ламп накаливания 600 нм, что совсем не способствует нормальному развитию растений. При злоупотреблении подобным освещением, растения получают ожоги, так как образуется избыток оранжевых, инфракрасных, красных лучей. Стебли неестественно вытягиваются, происходит деформация листьев.

Люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы имеют благоприятный спектр для выращивания растений. Они долговечны, относительно недороги, теплоотдача таких светильников очень низкая. Принцип работы идентичен светосберегающим, но последние способны осветить только незначительную площадь.

Устанавливают люминесцентные лампы в специальных металлических коробах, реже вертикально в пластиковой осветительной арматуре.

Ультрафиолетовые лампы для теплиц

Современные ультрафиолетовые лампы работают по принципу люминесцентных: в колбе образуется УФ-излучение, благодаря взаимодействию электромагнитного разряда и ртути. Из увиолевого или кварцевого стекла изготавливается газоразрядная трубка, которая имеет свойства пропускать УФ-лучи. Увиолевые более безопасны, так как снижают уровень образования озона. Добавляя разные компоненты при производстве стекла, производители создают лампы, работающие в строго заданном диапазоне, можно подобрать благоприятный спектр освещения.

Освещение в теплице из поликарбоната ультрафиолетовыми лампами

Ртутные лампы

ДРЛ лампы ртутные высокого давления. Быстро нагреваются и излучают лучи из ближнего ультрафиолетового спектра. Полезно такое освещение для улучшения фотосинтеза в очень небольшом количестве, совокупно с солнечным светом. Рекомендованы к использованию в период созревания плодов. Не безопасны, эксплуатация возможна при стабильном напряжении, перепады не могут быть более 5%.

Использование ртутных ламп в теплице

Натриевые лампы

Натриевые лампы (дэнас, днас, днат) высокого давления. Очень экономичны, с большой теплоотдачей, эффективно использование для освещения теплицы ламп мощностью более 400Вт. Натриевые лампы для теплиц создают оранжево-красное монохромное освещение близкое у солнечному. Минус ламп – мало синих лучей. Производители доработали изделие, сейчас можно купить улучшенный вариант ламп для теплиц с более интенсивными лучами синего спектра. Специалисты заметили способность натриевых ламп привлекать насекомых-вредителей, что является значительным препятствием для их применения в теплице.

На фото натриевая лампа

Светодиодные лампы

Светодиодные светильники для теплиц (LED) по одиночке создают монохромное освещение, но огромный спектр изделий позволяет подобрать комбинацию из светодиодов и составить благоприятный спектр индивидуально под каждый вид растений. Светодиоды для теплиц экономичны, долговечны, работают исправно при низком напряжении. Интенсивность света можно регулировать их количеством и размещением ламп на разной высоте. При росте саженцев лучше освещение теплицы светодиодными лампами синего спектра, для созревания плодов следует использовать оранжевый и красный сегмент лучей.

Профессиональные led лампы для теплиц – подсветка в нескольких спектрах

Инфракрасные лампы для теплиц

Инфракрасные лампы и нагреватели используют для обогрева теплиц. Это энергосберегающие системы, создающие благоприятные условия для роста растений, схожие с естественными. Для более эффективного использования приборы оснащают регуляторами, ручными или автоматическими, так полностью можно контролировать микроклимат. Если конвективное отопление сначала прогревает воздух, то инфракрасное — действует на растения и почву, а затем они отдают тепло в воздух.

Расчет количества освещения для теплиц

Если планируется организовать искусственное освещение теплицы своими руками, потребуется учесть следующие параметры:

  • Высота размещения источников света над первым листом.
  • Тип ламп, их мощность.
  • Какую культуру следует осветить, растения разных видов требуют разную интенсивность лучей.
  • Общая площадь освещения.
  • В какой сезон планируется досвечивание.

Расположение осветительных приборов зависит от типа и мощности ламп, а также от вида культуры

Уровень освещения, необходимый для качественного выращивания растений регламентируется агрономическими нормами, минимально допустимый — 6 — 7 kЛk (килолюкс). Исходя из нормативного показателя рассчитывается интенсивность и продолжительность досвечивания теплицы. Осенью, весной меньше, зимой, соответственно, требуется более продолжительный период.

Для достижения минимума освещенности подходят светильники для теплиц, удельная мощность которых 50-100 Вт/м 2 . Количество ламп определяется при проектировании осветительной системы на основе расчета для индивидуального проекта. Самостоятельно выполнить расчеты можно на онлайн калькуляторе. Гарантированно хороший урожай получается при среднем уровне освещенности 10- 12 кЛк, до 20 килолюкс.

Пример расчета освещения теплицы

Для примерного расчета применим формулу:

F – необходимый световой поток;

Ки – коэффициент, определяющий использования потока. Для ламп с внешним отражателем — 0,4, встроенным — 0,8.

Допустим, требуется осветить теплицу площадью 18 м2, уровень освещенности 10000 люкс.

F = 10000 х 12 : 0,4 = 300000 люмпен.

Смотрим на типы ламп, например, возьмем Днат на 250 Вт (27 000 люмпен) такой поток может обеспечить: 3000000:27 000 = приблизительно 11-12 ламп.

Далее следует подобрать высоту, на которой будут располагаться лампы, здесь учесть: уровень яркости величина обратно пропорциональная квадрату расстояния. Для точного вычисления высоты подвеса, следует провести эксперимент, замерить интенсивность люксометром. Опыт подсказывает:

  • Для освещения одного растения можно использовать лампу 20-30 Вт, на высоте от 50-300 мм.
  • Для группы лучше подойдут лампы 50Вт, расстояние до верхнего листа 400-600 мм, а так же светильники до 100 Вт, если требуется большая площадь подсветки.
  • Лампы 250 Вт и более размещают на высоте 1000-2000 мм, подходит для больших зимних теплиц.

Особенности освещения зимней теплицы

Растения прекращают рост, если имеют доступа света менее 10 часов. Освещение для теплиц зимних необходимо продолжительностью от 12 до 16 часов, в зависимости от культуры. Для полноценного урожая зимой растения следует подсвечивать 2 способами:

  • Светоприборы используют в дневное время для дополнительной подсветки.
  • Фотопериодический свет — освещение ночью.

В качестве отопления в зимних теплицах актуальны инфракрасные системы.

Посмотрите ролик с подробными объяснениями, как выбрать лампы и организовать освещение теплицы зимой — нормативные видео-советы профессионалов.

Вторая часть подробно рассказывает о роли интенсивности освещения.

Спектры в агрофотонике

Выращивание овощей и фруктов в искусственных условиях не является принципиально новой технологией. Однако, интенсивный рост населения планеты в последние годы приводит к повышению уровня потребления продуктов. Это делает актуальными вопросы повышения производительности и эффективности систем искусственного выращивания растений.

Введение

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.

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. [1]

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 [1].

Таким образом, количество света является важным фактором, влияющим на интенсивность роста растений. [2]

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.

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.

Читать еще:  Бактериальный корневой рак

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.

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) [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.

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.

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

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

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

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

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector