Как снизить затраты в теплице для огурцов при помощи освещения
Польские ученые подсчитали, какая комбинация светильников принесет наибольшую выгоду производителям огурцов – это гибридное освещение
Группа ученых из Института садоводческих наук, Варшавский университет естественных наук, Польша (Катажина Ковальчик, Давид Олевницкий, Малгожата Миргос и Янина Гайц-Вольска) провели ряд экспериментов, чтобы выяснить преимущества и недостатки различных систем освещения в теплицах для огурцов.
Количество энергии, используемой в сельскохозяйственном производстве закрытого грунта, постоянно увеличивается. В зимние месяцы в тепличной промышленности дополнительное освещение, необходимое для поддержания уровня производительности, приводит к высоким расходам.
В современных технологиях используются широкополосные натриевые лампы высокого давления (HPS), которые не являются самым эффективным источником света для растениеводства. Недавние успехи в развитии технологий источников света привели к новым возможностям использования устойчивых и высокоэффективных осветительных приборов для теплиц в виде светодиодов (светоизлучающих диодов).
Целью исследования было оценить эффективность трех различных типов освещения при выращивании огурцов и их влияние на переменные затраты.
Огурец – экономически важный овощ, выращиваемый более чем в 80 странах мира, и его годовое производство оценивается примерно в 80 миллионов тонн, в том числе около 3 миллионов тонн выращивается в Европейском Союзе (ЕС 28).
Высокая температура, влажность, интенсивность света и доступность питательных веществ – все это важно для производства огурца, типичного субтропического растения, очень чувствительного к неблагоприятным условиям окружающей среды.
Огурцы развиваются в диапазоне температур от 18,3 до 23,9 ° C, при минимальной температуре 15,6 ° C и максимальной 32,2 ° C. Прорастание огурца происходит в почве с температурным диапазоном от 15,6 до 35 ° C. Однако при температурах ниже 15,6 ° C прорастание существенно затрудняется.
При выращивании огурцов, как и при выращивании других растений, большое значение имеет энергия света, и контроль температуры следует учитывать в контексте интенсивности света. Кроме того, огурцы, полученные при пониженном уровне освещенности, содержат меньше сухого вещества, а цвет при сборе становится светло-зеленым, но плоды быстро желтеют на полке в магазине.
Использование динамических моделей дополнительного освещения в производстве тепличных культур становится очевидной необходимостью для производителей во всем мире.
В северных широтах, где уровень солнечной освещенности (дневной интегральный световой поток) недостаточен осенью и зимой и даже в пасмурные летние дни, в течение всего года используется дополнительное освещение натриевые лампы высокого давления (HPS).
Однако, из-за их высокой рабочей температуры лампы HPS могут применяются только в качестве верхнего освещения при размещении над растительным покровом, что приводит к неравномерному вертикальному распределению света на высоких культурах, таких как огурцы.
Альтернативным решением может стать светодиодное освещение. Светодиоды подходят и для верхнего, и для промежуточного освещения, которое направляет и фокусирует стимулирующий рост свет на наиболее важные части урожая. Исследованиями доказано, что все светодиодные световые эффекты улучшили визуальное качество плодов, а также увеличили урожай более чем на 10%.
Исследование проводилось с использованием трех отдельных отсеков для выращивания в теплице, при этом растения огурца, содержащиеся внутри, были освещены с использованием трех комбинаций: 1. Стандартное освещение HPS от верхних натриевых ламп HPS — контроль, 2. HPS-LED — верхнее освещение HPS и промежуточное светодиодное освещение, и 3. LED-LED — 100% светодиодное освещение.
Результаты показывают, что эффективность использования света была самой высокой в комбинации светодиод-светодиод и самой низкой в HPS, а использование дополнительного лампового освещения в комбинации LED-LED (промежуточное освещение и верхнее освещение) дает наиболее благоприятное превышение всех переменных затрат над стоимостью продукции, которая должна быть получена.
В целом, светодиодное освещение считается полезным в следующих отношениях: небольшой размер, длительный срок службы, пожарная безопасность (поскольку не выделяется избыточное тепло) и низкие значения напряжения, позволяющие использовать устройства с батарейным питанием. И, конечно, низкое энергопотребление имеет первостепенное значение.
Преимущество использования светодиодных ламп по сравнению с традиционными (HPS) лампами заключается в оптимизации и преобразовании энергии в полезный свет — традиционные (HPS) лампы способны преобразовывать лишь 30% в полезный свет и 30% преобразуется в высокую температуру. Светодиоды могут преобразовывать до 50%, а также оптимизируются для работы с различными длинами волн.
В случае освещения светодиодными лампами увеличиваются затраты на тепловую энергию. Тем не менее, увеличение стоимости производства, вызванное использованием комбинации светодиод-светодиоды, безусловно, компенсирует в этом случае затраты на тепловую энергию.
Несмотря на самый высокий абсолютный уровень переменных затрат в этом типе дополнительного освещения, стоимость урожая была выше на 32,55% по сравнению с комбинацией HPS, что также привело к увеличению валовой прибыли.
Однако стоит отметить, что в комбинации HPS-LED доля затрат на освещение и отопление в общей стоимости продукции была самой низкой. Это также комбинация, которая в настоящее время рекомендуется как наиболее полезная для тепличного производства. Следовательно, экономически целесообразно использовать лампы HPS в качестве верхнего света. Правильно спроектированная система гибридного освещения с использованием потолочных HPS со светодиодной подсветкой может снизить затраты на дополнительное освещение, а также позволит одновременно повысить урожайность сельскохозяйственных культур.
«Одним из ключевых факторов, замедляющих использование светодиодных технологий в тепличном освещении, признаются высокие капитальные затраты: пятилетние затраты на светодиодные светильники более чем вдвое превышают затраты на светильники HPS.
Несмотря на этот недостаток, ожидается, что из-за сильного, повсеместного спроса в нынешней и потенциальной тепличной промышленности технологические инновации и крупномасштабное производство значительно снизят капитальные и эксплуатационные расходы в будущем», заключают авторы.
Источник
Освещение Теплицы Для Огурцов: Детальная Инструкция
Правильно подобранное освещение – гарантия хорошего урожая
Короткий световой день, недостаточная интенсивность естественного освещения – основные причины проблем с выращиванием рассады и получением плодов. Решить их удается, применяя искусственное электрическое освещение в теплице для огурцов, томатов и других культур, включая зелень и цветы.
Оно используется не только в средних и северных широтах нашей страны, но и в южных – в зимних отапливаемых укрытиях.О том, сколько и какого света нужно огурцам, о выборе способа освещения для их выращивания пойдет речь в этой статье.
Влияние освещенности на урожай
Без света не будет расти ни одно растение. Без его достаточной интенсивности и продолжительности в течение суток – будет, но плохо.
Во всяком случае, ждать хорошего урожая не приходится. Мало того, все растения, в том числе и огурцы, в разные периоды вегетации нуждаются в определенной области светового спектра.
Принципы досветки огурцов
Исходя из этих постулатов и учитывая потребности огурцов, при их выращивании следует соблюдать следующие принципы:
- Дополнительное освещение в теплицах для огурца при недостатке естественного света следует применять с момента появления всходов;
- Между периодами естественного и искусственного освещения не должно быть перерыва;
Совет. Обеспечить непрерывность освещения можно, используя световые реле, реагирующие на снижение его интенсивности и автоматически включающие осветительные приборы.
- Суммарное освещение огурцов на протяжении суток должно составлять не менее 12 часов;
- Для обеспечения естественных физиологических процессов растениям необходимо обеспечить не менее 6 часов полной темноты. Если этого не делать, они будут отставать в развитии и сбрасывать цветы;
Совершенно незачем освещать теплицу ночью
- Выращивание огурцов в теплице с искусственным досвечиванием должно быть организовано так, чтобы между темным и светлым периодами перепад температуры воздуха составлял не более 6-8 градусов;
- В период вегетативного роста молодым растениям рекомендуется обеспечивать воздействие синей части спектра (длина волны 400-500 нанометров), а в период цветения и образования завязей – красной (600-700 нанометров).
Несмотря на практически неограниченные возможности искусственной подсветки, желательно по максимуму использовать естественный солнечный свет. И не только в целях экономии энергии и собственных средств.
А потому что только в условиях, максимально приближенных к природным, можно получить качественную, вкусную и ароматную продукцию.
Солнце – лучший светильник
Преимущества дополнительного освещения
Если вы занимаетесь выращиванием овощей в теплице только в летнее время, а ваш регион находится в зоне высокой световой активности, никакой практической пользы от искусственных источников света не будет. Зато она очень ощутима в северных широтах, а также в зимних теплицах и укрытиях для выращивания рассады.
Итак:
- Рассада при правильно подобранной досветке растет почти вдвое быстрее, а впоследствии позволяет получать первые плоды на 2-3 недели раньше обычного.
- Освещение огурцов в теплице позволяет на 25-30% увеличить их урожайность;
- Несмотря на затраты на электроэнергию, себестоимость овощей за счет повышения урожайности снижается на 15-20%.
Для справки. Затраты на электроэнергию зависят от географической широты, в которой находится теплица, времени года, применяемой технологии выращивания огурцов и степени их скороспелости.
А также от типа используемых ламп.
Только искусственное освещение позволяет получать зрелые плоды зимой. Правда, для этого требуется увеличение мощности светильников и продолжительности досвечивания на протяжении нескольких месяцев.
Чтобы это мероприятие было экономически выгодным, необходимо правильно выбрать тип ламп.
Выбор способа освещения
Как уже упоминалось выше, растения в разные периоды роста лучше реагируют на определенные спектр освещения. Наиболее «востребованные» ими – красный и синий, тогда как желтый и зеленый практически не участвуют в процессах роста и плодообразования.
Однако монохромное освещение для огурцов в теплице, пусть даже меняющееся по мере необходимости, не дает таких хороших результатов, как полный световой спектр. Дело в том, что оно вызывает у растений стресс, реакцией на который становится быстрый рост и преждевременное созревание плодов,но сами плоды становятся безвкусными и малополезными.
Поэтому очень важно грамотно подобрать и использовать искусственное освещение. Давайте разберемся, какие лампы больше всего подходят для этого, сделав акцент на их экономичность и способность правильно воздействовать на огурцы.
Лампы накаливания
На взгляд человека привычные лампы накаливания дают много света, да ещё и воздух при этом греют. Разве плохо?
Огурцам плохо, потому что они излучают в основном оранжевые, красные и инфракрасные лучи, заставляя стебли растений вытягиваться и деформироваться. А отсутствие синего спектра не дает нормально завязываться и развиваться плодам.
Плохо и хозяину теплицы, так как лампы накаливания потребляют очень много энергии, значительно повышая его затраты на выращивание огурцов.
Люминесцентные лампы
Эти лампы излучают благоприятный для тепличных растений спектр и потребляют меньше энергии. До недавнего времени инструкция по оборудованию теплиц рекомендовала к установке в них именно светильников с такими лампами, которые могли монтироваться как вертикально, так и горизонтально.
Светильник с энергосберегающей лампой
К достоинствам люминесцентного освещения также можно отнести долговечность и бюджетность самого оборудования, к тому же в последнее время стали выпускаться энергосберегающие аналоги. Но, к сожалению, они способны освещать очень небольшую площадь, поэтому приходится увеличивать количество точек освещения.
Натриевые лампы
Обладая высокой светоотдачей и экономичностью, эти осветительные приборы создают в теплице монохромное освещение оранжево-желтого спектра. Они успешно используются в период цветения огурцов, положительно влияя на образование завязей и рост плодов.
Но недостаток в натриевых лампах синей части спектра не позволяет применять их в фазе вегетативного роста растений.
Фото натриевой лампы
Металлогалогенные лампы
Обладают большим диапазоном мощностей и широким спектром излучения, максимально приближенным к солнечному свету. Эти характеристики сделали бы галогенные лампы идеальными для использования в теплицах, если бы не высокая цена и короткий срок службы.
Этот способ освещения больше подходит для выращивания рассады в небольших объемах
Светодиодные лампы
Если вы посмотрите видео, представленное в этой статье, то увидите, как монтируется и применяется на практике светодиодное освещение теплиц. В настоящее время это пусть не самый дешевый, но самый современный и результативный метод.
Светодиодное освещение в теплице
С помощью светодиодных светильников можно подсвечивать огурцы нужным светом или комбинировать излучение разных спектров. Они не нагреваются, поэтому даже при близком расположении не способны повысить температуру воздуха или обжечь растение.
Огурцы в теплицах, оборудованных такими источниками света, растут быстрее и дают больше плодов даже с минимальным использованием удобрений.Но самое приятное – светодиодные светильники потребляют мало энергии и служат десятки лет без замены.
Заключение
Не следует воспринимать эту информацию, как рекламу одного вида освещения теплиц. Да, у светодиодов масса преимуществ, но они есть и у других ламп.
Только вы можете решить, какие из них подходят вам больше, и своими руками создать настоящий оазис для любимых овощей.
Источник