Не надо переплачивать за фитолампы. Давно доказанный, простой, но эффективный вариант
Добрый день, дорогие друзья, садоводы и огородники! Приветствую вас на сайте канала «Дачные истории».
Садоводство и огородничество становится все более распространенным увлечением. И если раньше садоводы делали все «по старинке», используя опыт, которые передали им родители, то сейчас все больше людей хотят разобраться в особенностях агротехники различных культур, следят за новинками селекции и появлениями новых технологий.
Фитолампы: доводы «против»
Одной из таких технологий для выращивания растений являются фитолампы. Наверняка, вы не раз слышали этот термин, и, возможно, даже приобрели подобную лампу для выращивания рассады. Конечно, у них есть как сторонники так и противники.
Главный довод противников фитоламп формулируется, как «всю жизнь выращивали рассаду без них, и все замечательно росло». К сожалению, консервативное мышление — это черта многих огородников-любителей. Довольно высокая стоимость фитолампы не добавляет ей популярности. Еще одной особенностью фитоламп является специфический свет фиолетового оттенка, который не слишком приятен для глаз.
Давайте попробуем разобраться, для чего нужны фитолампы, нужны ли они, в принципе, и чем их можно заменить, чтобы уменьшить финансовые затраты?
В зависимости от выращиваемой культуры посев рассады основных теплолюбивых культур (баклажана, перца, томата) в разных регионах начинается в конце февраля — середине марта. Посев некоторых видов цветов, например, эустомы, дельфиниума, пеларгонии, петунии начинают еще раньше, в январе или начале февраля. И если с середины марта световой день становится довольно продолжительным, то в январе и феврале он еще очень короток. Количество солнечных дней в эти зимние месяцы невелико, преобладают пасмурные дни. Поэтому без досветки в таких условиях просто не обойтись.
Кроме того, все культуры с тропическими, южными корнями — это растения длинного 12-ти часового светового дня. Т.е. для того, чтобы они захотели размножаться: цвели и завязывали плоды, им нужен длинный световой день. Получается, что для выращивания крепкой, здоровой рассады, которая вступит в период плодоношения вовремя, нужно обеспечить световой день в течении 12-14 часов. Подсветка не должна быть круглосуточной, поскольку именно в темноте растения синтезируют вещества, нужные для роста, перерабатывая их из сахаров, которые получили в течение дня, на свету. Кроме этого ночная температура должна быть ниже чем дневная на несколько градусов.
«Лампочка Ильича» уходит в прошлое
Но излучение, которое выдают различные лампы значительно отличается, и не каждый вид излучения будет способствовать росту растений. Например, совершенно не подходят для досветки рассады обычные лампы накаливания («лампочки Ильича»). Они дают излучение в инфракрасном спектре, кроме того при использовании сильно нагревается. Эти лампы практически вышли из употребления.
Фитолампы: доводы «за»
Им на смену пришли люминисцентные и светодиодные лампы. И те и другие гораздо удобнее для подсвечивания и гораздо экономичнее и больше похожи на солнечный свет.Считается, что для фотосинтеза растения используют, в основном, красный и синий спектры излучения, именно на этом основано устройство фитолампы. По сути, фитолампа — это светодиодная лампа, дающая не полный спектр, а именно красный или синий.
Различные виды ламп дают или один из этих спектров, профессиональные лампы дают возможность раздельно регулировать мощность двух этих спектров, подбирая ее под нужды растений.
Синий или красный?
На разных стадиях развития растений, а также для различных культур, лучше подходит один из спектров. Например, синий больше подходит для развития зеленой массы, его используют для выращивания рассады и для зеленных культур, а также для нецветущих комнатных растений.
Красный спектр стимулирует развитие корней, а также нужен рассаде в период цветения и образования плодов, если они выращиваются в комнатных условиях, красный спектр используют и для пышноцветущих комнатных растений.
Однако, как показали лабораторные опыты, растения развиваются лучше при полном спектре освещения с преобладанием синего или красного; кроме этих основных цветов необходим и зеленый, и другие спектры. Поэтому для досветки рассады совсем не обязательно использовать дорогие профессиональные фитолампы. Можно воспользоваться любым светодиодным светильником или экономной люминисцентной лампой.
Если вы отдаете предпочтение светодиодным лампам, то можно воспользоваться светодиодной лентой. При минимальных умениях электрика можно собрать фитолампу самостоятельно, используя светодиодные ленты с разным спектром излучения. Соотношение светодиодных элементов такое: красный: синий: зеленый: белый = 10:4:1:1.
Если вы выбираете люминисцентную лампу, обращайте внимание на показатель «цветовой температуры», которая измеряется в кельвинах. Для выращивания растений нужно выбирать лампы с показателями 2700-3200 К, которые дают теплый белый свет в красном спектре излучения, или 6200-6500 К с холодным белым светом, который соответствует синему спектру. Лампы с показателями 4000-4200 К дают зеленый спектр, поэтому менее эффективны для выращивания растений.
На какой высоте располагать лампу
Благодаря тому, что светодиодные и люминисцентные лампы не нагреваются, их можно расположить на небольшой высоте над растениями. Обычно их вешают на расстоянии 25-35 см, поднимая выше по мере роста рассады. При более далеком расположении свет значительно рассеивается, и эффективность освещения резко уменьшается.
Поскольку светодиодные светильники и люминисцентные лампы дают направленный свет вниз, с углом рассеивания 60-90 градусов, приходится использовать несколько ламп даже для небольшой площади или отдавать предпочтения лампам вытянутой формы. В фитолампы встроены специальные линзы, которые увеличивают угол рассеивания до 200 градусов.
Использовать ли профессиональную фитолампу или сделать ее самому, а может быть, заменить ее обычной светодиодной или люминисцентной, решать вам.
Источник
Освещение растений белыми светодиодами — проверочная работа
Эта статья написана под впечатлением от другой статьи на GT, о чем говорит похожее название. Дело в том, что этой темой я интересуюсь лет двенадцать и потому статья iva2000 вызвала довольно живой отклик в моем сознании. Результаты и выводы меня почти убедили, но остались моменты, с которыми я не согласен. Решил всё пересчитать и так как результат получился довольно объемный, я решил написать его в виде отдельной статьи, а не комментария.
Прочитав заголовок и вступление, я был настроен критически. Еще бы! Я сам производил расчеты, куча людей производит и использует специальные фитолампы (не только светодиодные — посмотрите на люминесцентные светильники в любом цветочном магазине!), а тут некто заявляет, мол, всё это туфта, белые светодиоды не хуже. Но ознакомившись до конца, я свое мнение изменил и понял что в этом мнении есть существенная доля истины, но надо разбираться… Всем кто не читал эту статью — убедительная просьба ознакомиться для лучшего понимания, т.к. для сокращения объема и исключения дублирования информации я буду только ссылаться на данные указанной статьи, но не повторять их. Остальные же — давайте продолжим!
Итак, сначала, что же мне показалось спорным.
1. В указанной статье приводится кривая фотосинтетической активности света McCree, которая означает прибавку биомассы растением при освещении его светом узкой полосы, но почему-то отметается её значение вовсе под предлогом, что «в широкой полосе разница будет незначительной). В разделе „Результаты анализа спектров серийных белых светодиодов“ под пунктом 3 и вовсе приведена формула расчета энергетической ценности света с использованием ДВУХ интересных параметров — это ɳ — световая отдача в лм/Вт и Ra — индекс цветопередачи.
Обе этих величины имеют жесткую привязку к другой кривой, которая называется „фотопической“. Это кривая чувствительности человеческого глаза к свету. Чтобы не быть голословным, посмотрим на картинку:
Они едва ли похожи друг на друга, верно? Поясню, что люмены измеряются датчиком, имеющим чувствительность, строго соответствующую приведенной фотопической кривой. А фотосинтез осуществляется в соответствии с приведенной кривой McCree (она и есть гоафическое отображение интенсивности фотосинтеза в зависимости от длины волны). И, как вы уже заметили, кривых на рисунке две. Одна из них — нормирована к числу фотонов, а вторая к мощности излучателя, что в обсуждаемой статье даже не упомянуто. Уважаемый автор приводит кривую нормированную по числу фотонов, но не указывает этого и в дальнейшем не использует её, а использует кривую чувствительности глаза человека. Но, простите, причем здесь тогда фотосинтез? Либо не использовать никакую кривую и считать все фотоны равнозначными либо использовать ту, которая соответствует изучаемому процессу! Индекс цветопередачи же — это вообще некий виртуальный показатель, который говорит — на сколько точно будут переданы цвета (фотографии, ткани и т.п.) при освещении их данным источником света. Т.е. тоже никакого отношения к фотосинтезу не имеет. Т.е. приведенная формула является слишком грубым приближением чтобы оценить реальное качество источников со сложным спектром излучения!
Дальше-больше! Я проверил расчетные значения ФАР в мкмоль/дж, которые автор приводит в таблице с помощью приведенной им же формулы и получилось вообще черте что:
Цифры вообще не те и отличаются в разы от приведенных. Неужели автор не проверял свои же данные для статьи? Это меня никак не устроило и я сделал расчет как положено — без странных формул с не понятно откуда взятыми коэффициентами и параметрами, относящимися к другой области применения.
Для начала цифруем картинки всевозможных графиков и загоняем их в табличный процессор. Оп!
Затем делаем так. Сначала рассчитаем коэффициент фотосинтетической активности для каждого источника. Для этого для выбранного источника умножаем мощность излучения на каждой длине волны на число из графика McCree, для той же длины волны. Затем подсчитываем интеграл (сумму) мощности для исходного графика и результата перемножения. Делим второе на первое — получаем коэффициент, означающий эффективную долю излучения для данного источника (ту, которая примет участие в фотосинтезе):
Вот, уже можно сделать предварительные выводы!
1. ДНаТ — это супер для освещения растений! Эффективность его спектра достигает 79% и это для лампы, которую первоначально проектировали в общем-то не для этого, а для освещения автомагистралей и промышленных объектов.
2. Фитолампы не смотря на „специальный“ спектр не превосходят обычные белые светодиоды с цветовой температурой 4000К и не сильно лучше „холодно-белых“ 6000К.
3. Светодиоды красного (обычного) и дальнего красного вообще вне конкуренции.
4. Получается, что если хочется выжать всё из каждого ватта освещения, нужно брать обычные красные светодиоды (излучатели дальнего красного — почти в 2 раза дороже), а если хочется сэкономить в цене аппаратуры — нужно брать белые светодиоды.
Но, как я уже сказал, выводы эти предварительные и основаны только на оценке эффективности спекра источников, без учета их кпд и некоторых других моментов. Поэтому разбираемся дальше.
Что же будет, если учесть КПД источников? Данные о КПД взяты частично из статьи iva2000, а по красным светодиодам я точных данных не нашел, но в старых моих записях по данным литературы были числа меньше чем для синих светодиодов, т.к. в последнее время всё развитие технологии было направлено именно на светодиоды синего свечения, а другие оставались в хвосте прогресса.
По большому счету их цифры взяты наобум, но они в данном случае не играют основную роль, поэтому хватит об этом. И если кто-то сообщит более достоверные данные, я буду только благодарен.
Вот тут-то расстановка сил уже меняется!
Оказывается, светодиоды с CCT 4000К лучше даже ДНаТ! Причем, если для 1000 Ваттной лампы преимущество это не существенное, то для натриевых ламп малой мощности (100Вт) преимущество уже достигает 2,4 крат! А фитолампа — бесполезная трата денег — она уступает обычным белым светодиодам на 25%! Вот тебе и фитолампа!
И чтобы уже всё сделать предельно точно, считаем на фотоны по формуле:
Где h- постоянная Планка, c — скорость света.
Но число фотонов нам не нужно, поэтому чтобы перевести все в моли, делим всё на число Авогадро и умножаем на миллион для представления в микромолях.
Вот теперь можно сделать окончательные выводы:
1. ДНаТ имеет сравнимую эффективность только при использовании ламп большой мощности (600-1000Вт). Если Вы хозяин крупного тепличного хозяйства, то по совокупности эксплуатационных характеристик лампы на киловатт — Ваш выбор! Затраты на установку освещения и замену ламп будут существенно ниже, а затраты на электроэнергию приблизительно одинаковы со светодиодами. Малое количество синих лучей в спектре ламп компенсируется наоборот высоким их количеством в естественном свете, особенно зимой (цветовая температура неба достигает 15000К!) — это как раз ситуация с теплицами, когда досветка включается утром и вечером, а днем используется естественное освещение.
2. Наиболее эффективны светодиоды с цветовой температурой 4000К. 100 Ваттная светодиодная лампа дает на 43% больше фитоактивного излучения чем лампа ДНаТ той же мощности! Цена, как ни странно, тоже на стороне светодиодов — цена лампы ДНаЗ на момент написания статьи — чуть больше 1000р., в то время как светодиоды с той же мощностью на алиэкспрессе идут за 360р. (в исполнении COB — много чипов на одной подложке)! Это еще не считая балласта в обоих случаях. Если вы растите зелень на подоконнике или в гроубоксе, то белые светодиоды — вне всякой конкуренции. Достаточно один раз купить хорошие светодиоды и их обвязку и вы обеспечены отличным экономичным освещением на годы.
3. Фитолампы. Я изначально был другого мнения, но основываясь на данных о практическом использовании белых светодиодов из статьи iva2000, подтвержденных теперь собственным исследованием приходится констатировать, что они не дают никакого преимущества по энергоэффективности или по качеству выращенных растений, а всё с точностью до наоборот! Скрипач не нужен!
* Небольшое пояснение по фигурировавшим в таблицах комбинациям белых светодиодов с красными. Я для интереса рассмотрел вариант освещения, когда в дополнение к белым светодиодам дополнительно устанавливаются обычные красные или специальные с дальним красным спектром свечения (в пропорции 3:1 по мощности). Это бывает необходимо для стимуляции цветения. Если вы разводите цветочки или землянику или другие растения, у которых цветение или плодообразование является основной целью, это может быть оправдано. Если вы растите салат и петрушку, то вряд ли стоит заморачиваться — красные светодиоды дороже белых раза в 2,5, а специальные „фито“ с дальним красным — в 4 раза! Если цель — нарастить зеленой массы за минимальные деньги, лучше взять еще один или даже два белых светодиода — будет лучше и дешевле! Только не стоит загонять бедные диоды в гроб — зная любовь китайских товарищей к завышению параметров, нужно следить, чтобы при работе основание светодиодов грелось как можно меньше — позаботиться об эффективном теплоотводе и ограничивать рабочий ток. Лучше купить на 20% больше диодов и пустить на них на 20% меньший ток и таким образом в разы увеличить их время жизни, чем навалить на полную катушку и через год получить 50% первоначального светового потока и половину нерабочих корпусов!
В целом нельзя не отметить, что революция в малом растениеводстве свершилась и это не может не радовать! Ко мне сейчас едут несколько мощных светодиодов и если со свободным временем всё сложится, то в продолжении будет практический результат в дополнении к этой сугубо теоретической части.
PS: Друзья! Большое спасибо за положительную оценку моей небольшой, но я очень надеюсь полезной для всех работы! Мне интересно пообщаться на эту тему и ответить на все вопросы, по ней, в рамках объема моих знаний. Так что не стесняйтесь — заходите в обсуждение. Особенно приветствуются дополнения и ссылки на другую информацию, которые могли бы восполнить возможные пробелы в этом материале!
Источник