Выращивание растений при искусственном освещении это

Искусственное освещение растений. Зачем это нужно и как реализовать

Для того чтобы цветы радовали глаз круглый год, необходимо оптимальное количество света, тепла, влаги, удобрений. Но иногда свету не придают должного значения, а между тем надежное, экономичное и эффективное освещение теплиц, зимних садов и оранжерей способно творить настоящие чудеса. С этой целью обязательно для досветки используется искусственное освещение для растений, о чем и пойдет сейчас речь.

Свет и фотосинтез растений

Процесс фотосинтеза – образование органических веществ из воды и углекислого газа – играет одну из важнейших ролей в жизни растений. Возможен он только при наличии солнечного или искусственного света. У растений фотосинтез происходит с участием хлорофилла – фотосинтетического пигмента, через который поглощается световая энергия. И чем лучше освещение, тем активнее продвигается этот процесс, тем лучше чувствуют себя растительные культуры, активнее их рост, цветение, плодоношение. Конечным этапом фотосинтеза является выделение кислорода.

Но чтобы растение нормально росло, важна не только энергия света сама по себе, спектр тоже играет большую роль. Дело в том, что по спектральному составу свет не однороден.

Человеческому глазу это не видно, но приборы показывают, что световые лучи имеют разную длину электромагнитной волны (измеряется в нанометрах – нм) и разный цвет.

Оранжевые и красные лучи – важней всех остальных для растений, длины их волн составляют 620-595 нм и 720-600 нм соответственно. Лучи этих спектров поставляют энергию для фотосинтеза и несут ответственность за скорость роста, развитие корней, цветение, созревание плодов.

Кроме оранжевых и красных участвуют в фотосинтезе фиолетовые и синие лучи (490-380 нм), в функции которых входят регулировка скорости роста и стимуляция синтеза белков. Пигменты растений, поглощающие в основном энергию синего спектра, отвечают непосредственно за рост листвы. Недостаток синего заставляет растения тянуться за ним вверх, делаясь более тонкими и высокими.

Лучи с волнами 315-380 нм отвечают за производство витаминов и не позволяют стеблю слишком вытягиваться, ультрафиолет с длиной 280-315 нм повышает устойчивость к холодам — таким образом, у каждого спектра есть свое предназначение в развитии растительных культур.

Лампа для выращивания зелени

Эти знания широко используются при выращивании растений при искусственном освещении в теплицах, зимних садах, квартирах с учетом потребностей растений в отдельном световом спектре. Так, например, некоторым из них на стадии вегетативного роста нужен холодный белый свет фитоламп, на стадиях цветения, плодоношения, они больше нуждаются в теплом световом спектре.

Как определить недостаток или избыток освещения для растений

Свет нужен всем растениям, но одни могут прекрасно существовать при его недостатке, в то время как другие в таких условиях долго не проживут. Условно растительные культуры делятся по степени своей потребности в световой энергии на три основные группы:

светолюбивые – требуют хорошего освещения, без него плохо растут, могут погибнуть;
теневыносливые – способны выносить небольшое притенение, расти и развиваться на небольшом отдалении от источника света;
тенеиндифферентные (тенелюбивые) – нуждающиеся в свете гораздо в меньших количествах, чем первые две группы.

Определить недостаток света у растения легко – это сразу начинает отражаться на внешнем виде: зелень листьев тускнеет, стебель начинает вытягиваться, цветоносы отпадают, декоративность комнатных цветов теряется. Адаптируясь к недостаточному количеству света, листья отдельных растений могут не только побледнеть, но и приобрести темно-зеленый оттенок, увеличиться или, наоборот, уменьшиться. Междоузлия вытягиваются, становясь менее прочными. Без достаточного освещения домашних растений светолюбивые цветущие растения перестают цвести.

Все эти явления являются ничем иным как следствием недостаточного фотосинтеза.

Признаки недостатка света

Но переизбыток света тоже вреден для растений. Он может являться причиной разрушения хлорофилла. Это явление можно отследить по желто-зеленому или бронзовому оттенкам листьев, которые при этом становятся короче и шире, чем были раньше, и по более коротким междоузлиям. Само растение становится более приземистым.

Признаки избытка света

Создание искусственного освещения

Для того чтобы создать для растительных культур наиболее благоприятные световые условия с учетом их индивидуальных потребностей, разработаны специальные фитолампы. Пользоваться обычными лампами накаливания в этом случае нельзя: слишком сильно нагреваясь, они могут причинить ущерб растениям, и к тому же, выделяя тепло, они меняют температурный режим помещения.

Выбор специализированного фито освещения для растений сегодня огромен: галогенные, натриевые, энергосберегающие, светодиодные — иногда их комбинируют. Например, галогенные лампы чаще всего используют на этапе вегетативного роста растений – они дают синий и желтый цвета. Натриевые используются на репродуктивной фазе — их излучение красноватого оттенка способствует цветению и плодообразованию, о чем читайте здесь.

Люминесцентные лампы, очень популярные до недавнего времени, из-за постепенного ослабевания светового потока и недолговечности постепенно отходят на второй план. Об их применении в теплицах читайте тут.

Подсветка рассады люминесцентными лампами

Есть наиболее экономичные и долговечные, создающие синие, красные лучи светодиодные лампы, которые хорошо себя зарекомендовали в разных условиях выращивания растений. Они удовлетворяют не только потребность в определенном количестве света, но и в световом спектре, протяженности светового дня. Как подобрать светодиоды для освещения растений, подскажет эта статья.

С помощью таких ламп можно управлять фазами роста, регулировать время, когда растение отдыхает или бодрствует. Многие ошибочно считают, что чем дольше горит свет, тем лучше для растений, но это в большинстве случаев не так: им также, как и людям, нужно время для сна и желательно в одном режиме. Лампы led освещения для растений выпускаются с длиной волн 400 нм, 430 нм, 660 нм, 730 нм.

Такое искусственное освещение улучшает поглощение хлорофилла, ускоряет обменные процессы, содействует росту корней, стимулирует защитные функции.

«Растительная» специфика подразумевает следующие типы освещения:

постоянное – например, для овощных культур, которые лучше всего растут при естественном дневном свете, им в качестве постоянного освещения подходят спектральные галогенные, люминесцентные лампы;
периодическое – может применяться в определенный период года (зимой, осенью, ранней весной) в целях поддержания растений, когда световой день становится для них слишком коротким;
циклическое – обмен веществ у растений имеет циклический характер, поэтому освещение может быть настроено в соответствии с этими циклами, оно должно включаться/выключаться с помощью таймера-реле и зависит от предпочтений растения (короткие дни и длинные ночи или наоборот);
краткосрочное – досветка в определенные часы, соблюдать спектр не обязательно;
декоративное – контурная или подсветка снизу для придания растению или группе растений наибольшего декоративного эффекта.

Расстановка источников света в теплице, зимнем саду и для комнатных растений

При расстановке фитосветильников необходимо учитывать следующие показатели:

размер площади;
длительность освещение;
цикличность освещения;
необходимый световой спектр;
безопасность расстояния от ламп до растений (не менее 20 см от верхнего листа);
возможность сокращать/увеличивать расстояние от лампы до растения по мере необходимости;
угол светового излучения.

Для начала необходимо провести тщательную сортировку растений по видам, их индивидуальным особенностям и периоду вегетации, продумать компактное, удобное размещение растений и лампы – оно не должно мешать перемещению людей, домашних питомцев, техники (если это производство), требуется также соблюдение правил пожарной безопасности.

По отношению к растительным культурам фитолампа может устанавливаться по-разному – это зависит от того, является цель освещения декоративной или имеет вспомогательную функцию.

Искусственное освещение для комнатных растений, размещенных на маленькой площади, и имеющих одинаковую высоту формируется компактными лампами, для высоких растений-одиночек — прожектора одиночного типа. Для растений, стоящих на стеллажах, подставках, подоконниках — светодиодные или компактные лампы, могут также быть использованы и удлиненные люминесцентные с рефлекторами. В больших зимних садах, теплицах и оранжереях целесообразно устанавливать потолочные светильники с мощными газоразрядными лампами.

Источник

Обзор вариантов освещения для растений

Выращивание растений в закрытых помещениях требует соблюдения определенных требований к микроклимату и освещению. Оптимальным вариантом будет возможность установки зеленых питомцев на застекленных террасах, балконах или лоджиях в квартире, где естественный световой режим обеспечивается солнечным светом. Однако даже при невозможности сделать это допускается выращивание растений при искусственном освещении, заменяющим солнце. Для этого подбирают правильные источники света в соответствии с требованиями каждого типа зеленых насаждений.

Определение потребности растений в свете

Для нормального существования любого комнатного и оранжерейного растения ежедневно требуется определенное количество света. При недостаточном освещении и несоблюдении правильного соотношения темных и светлых периодов цветы и другие насаждения будут неправильно расти, цвести и плодоносить. А результатом станут недоразвитые листья, нездоровый цвет и немногочисленные плоды. Избежать такой ситуации поможет приведение искусственного света в соответствие с потребностями растений.

По необходимости в освещении комнатная флора разделяется на несколько групп:

Растения с потребностью в ярком свете (на уровне 10 тысяч люкс и выше). К ним относят кактусы, семейства розовых, миртовых и кутровых (включая олеандр), и все остальные насаждения, предпочитающие открытую местность. При недостаточной освещенности их листья могут стать однотонными.
Зеленые насаждения, предпочитающие умеренное освещение (4–6 тыс. люкс). Среди них — эпифитные кактусы, мальвовые, гранатовые и бобовые растения, пальмы и бегония.
Любители слабого света (3 тыс. люкс и ниже). К тенелюбивым относят растения из «нижнего яруса» типа эхинантуса, папоротников, филодендрона и дифенбахии.

Приведенные цифры освещенности приблизительны, однако могут послужить основой для расчета системы освещения. В зимнее время можно обойтись и меньшими значениями. А замеры освещенности можно провести с помощью специальных приборов — фотометров и люксметров. Или же скачать из Play Market соответствующее приложение, позволяющее использовать для измерения камеру вашего смартфона.

Способность разных видов приспособиться к изменению освещения

При расчетах системы стоит учитывать и такой фактор, как возможность приспособления растений к меняющимся условиям освещения, то есть способность реагировать на недостаток и избыток света в течение дня. Так, более старые экземпляры способны выдерживать значительные колебания света, используя при его недостатке заранее накопленные в корневой системе питательные вещества. Для того чтобы нанести им серьезный вред требуется несколько месяцев недостатка или избытка света.

Для молодых растений характерна быстрая реакция, и на них может повлиять постоянно изменяющийся и неподходящий световой режим в течение всего нескольких суток. Такую флору обязательно требуется выращивать или на улице, или, если не позволяет микроклимат и другие условия, в правильно освещенном помещении, учитывая, что светолюбивым экземплярам требуется больше света, тенелюбивым — меньше.

Растения средних широт требуют светового дня длительностью не меньше 12 часов. Растущая в тени пуансеттия, наоборот, нуждается в коротком периоде относительно яркого света и зацветает только после 7–8 недель в условиях длинной ночи. А в зимнее время дополнительной подсветки, отвечающей тем же правилам, что и обычное искусственное освещение, требуют даже растения, стоящие на подоконнике или в застекленной оранжерее.

Выбор хорошей системы

Системы освещения характеризуются тремя основными параметрами:

Интенсивностью, требующей соблюдения допустимых условий для каждого растения. Поэтому экземпляры с различной потребностью света должны располагаться отдельно друг от друга — желательно группами: тенелюбивые в одном помещении, светолюбивые — в другом.
Периодом времени, в течение которого работает освещение для ваших растений. Он может соблюдаться с помощью специальных временных реле. При этом стоит учитывать различную длительность светового дня, стараясь группировать растения и по этому показателю.
Качеством освещения, зависящим от типа и спектра выбранных ламп.

Типы осветительных приборов

В продаже можно найти три основных вида приборов, обеспечивающих искусственное освещение для комнатных растений — светодиоды, лампы накаливания и люминесцентные светильники. К каждому из них выдвигаются свои требования, однако главным является достаточная интенсивность и предотвращение обжигания цветов и листьев.

Лампы накаливания

За счет небольшой светоотдачи использование ламп накаливания в качестве фитоламп не рекомендуется. Кроме того, что такое оборудование не способно эффективно заменять солнечный свет, оно еще и сильно греется и не может размещаться вблизи освещаемых растений. А на большом расстоянии создаваемые ими условия недостаточны для большинства экземпляров. В цветоводстве лампа накаливания может применяться или для нагрева воздуха в оранжерее, или в комплекте с люминесцентным источником, добавляя в спектр красный свет.

Более подходящее устройство для использования в качестве фитолампы — OSRAM Concentra Spot Natura. Она имеет встроенный рефлектор и создает лучшие условия по сравнению с обычным вариантом.

Люминесцентные лампы

Если подсветка растений осуществляется с помощью люминесцентных (они же флуоресцентные) ламп, желательно приблизить спектр к естественному, совмещая их с другими источниками освещения. Использование только газоразрядного светильника допускается для флоры высотой не более 1 метра. Другие растения требуют совмещения двух ламп — люминесцентной и накаливания. При этом для сохранения постоянной интенсивности света газоразрядные источники должны меняться не реже 1 раза в год. Большой популярностью пользуется лампа OSRAM FLUORA, понравившаяся многим из-за доступности.

Кроме обычных люминесцентных ламп для создания допустимых условий освещенности используются такие варианты:

Специальные люминесцентные, отличающиеся составом люминофора и подходящие для любых условий — от постоянного освещения флоры до периодического досвечивания.
Компактные, со встроенным балластом. Отличаются повышенной мощностью и светоотдачей, подходят для обычных патронов, а единственным недостатком можно назвать только высокую стоимость. Их применяют для освещения отдельных растений, подвешивая на высоте 0,3–0,4 м над ними.
Лампы ДРЛ (ртутные высокого давления) считаются самым старым поколением газоразрядных источников света и обладают подходящим спектром для освещения растений. Однако из-за невысокой светоотдачи ими пользуются редко.
Натриевые источники. Такие лампы лучше для растений на стадиях цветения и корнеобразования. Однако для того чтобы эффективно заменить спектр солнечного света, рекомендуется пользоваться натриевыми светильниками в комплекте с металлогалоидными.
Металлогалоидные источники, отличающиеся большой мощностью, длительным сроком службы и сравнительно высокой ценой. Являются оптимальным, хотя и дорогим вариантом создания допустимых условий для того, чтобы вырастить светолюбивые растения.

Светодиоды

Современные светодиодные лампы для освещения растений тоже считаются неплохим способом получения достаточной интенсивности света. Использующее светодиодные источники приспособление обойдется дороже при покупке, однако сэкономит электричество в процессе использования за счет высокого КПД на уровне 95% и эксплуатационного срока не менее 50 тысяч часов (от 8 до 10 лет даже при освещении светолюбивых растений). А еще светодиодная лампа не требует, в отличие от газоразрядных источников, дополнительных систем охлаждения и пускорегулирующей аппаратуры и даже при близком расположении к растениям не нагревает их листья и стебли.

Еще одним преимуществом таких светильников является возможность использовать светодиод, состоящий из нескольких кристаллов, каждый из которых излучает свет в своем диапазоне. Благодаря этому, управляя силой тока каждого кристалла, можно выполнять изменение спектра в соответствии с потребностями растения:

лучшим вариантом светодиодных ламп для обычного развития флоры является источник, излучающий волны в диапазоне 430 нм;
для стадии вегетации или роста подходит светодиод со спектром около 455 нм (синий свет);
при цветении растения светодиодная лампа должна испускать волны 600–700 нм (красный свет, зона максимального пика фотосинтеза).

Большинство других диапазонов спектра непригодны для выращивания растений, а длина волны менее 315 нм считается вредной для их развития. Поэтому выбирать светодиодный источник требуется только в спектре от 400 до 700 нм и с учетом определенных нюансов:

для замены стоваттной лампочки или 25-ваттного люминесцентного источника требуется светодиод или группа таких светоизлучающих диодов мощностью около 15 Вт;
выгоднее приобретать дорогую европейскую продукцию, чем более выгодную китайскую, срок службы которой не всегда соответствует указанным в документации характеристикам;
специальные светодиодные фитолампы могут сразу иметь настройки для различных фаз роста растений.

Ультрафиолетовые лампы

Использование ультрафиолетовой лампы для растений — вопрос спорный, так как, по мнению некоторых растениеводов, эта часть спектра не только не полезна, но и небезопасна для флоры. А волны с длиной менее 315 нм считаются гибельными для большинства растений. Однако часть ультрафиолетового спектра все же может приносить определенную пользу — длинные лучи (от 315 до 380 нм) обеспечивают растениям условия, необходимые для обмена веществ и роста. При длительном освещении таким светом зеленые насаждения становятся короче, а листья утолщаются.

Отмечено, что УФ-лучи действуют с максимальной эффективностью при достаточном уровне обычного освещения и поддерживании подходящей для растений температуры воздуха. Так как чем меньше света попадает на листья и ствол в обычных условиях, тем сильнее они повреждаются ультрафиолетовыми лучами. Допускаемое время воздействия УФ-лучей на растение не должно превышать 15–20 минут в сутки. При этом желательно, чтобы тот же свет не попадал на людей и домашних животных.

Устройство системы освещения

Выбирая, какая система будет обеспечивать искусственное освещение растений, размещение светильников, следует ориентироваться и на размеры флоры:

Компактные люминесцентные лампы с балластом станут хорошим выбором для создания нормальных условий для группы расположенных рядом небольших растений.
Отдельно стоящим высоким экземплярам лучше всего подойдут прожекторные светильники с газоразрядными лампами, например, натриевыми.
Растениям примерно одной высоты, установленным на подоконниках и стеллажах, стоит обеспечить основное или дополнительное освещение, применяя все те же люминесцентные компактные источники света высокой мощности. При необходимости большой интенсивности производительность ламп можно повысить без увеличения мощности — с помощью рефлектора.
Освещать большие оранжереи и зимние сады стоит, используя потолочные светильники с металлогалоидными или натриевыми источниками с эффективной мощностью не менее 250 Вт.

Светодиодные источники подходят для любого варианта. Причем, учитывая их безопасность для растений, расстояние до флоры от них может быть любым и подбирается с помощью замеров освещенности — так же как и для других вариантов.

При выборе расположения источников стоит учесть, что освещение будет неравномерным. Поэтому, если, например, для получения значения в 3000 лк потребуется повесить 200-ваттную лампу накаливания (50-ваттную люминесцентную или блок светодиодных на 30 Вт) на расстоянии 1 м от растения, то на расстоянии полуметра от центра светового пятна освещенность будет уже недостаточной. А значит, источники требуется распределять равномерно, и иногда обеспечивать большее значение освещенности для того, чтобы получить нормальное количество света в любой точке освещаемого участка.

Покупка оборудования

Главный совет, помогающий ответить на вопрос: какие лампы лучше, заключается в выборе той системы, которая позволит получить компромисс в вопросе цены и финансовых возможностей растениевода. Этот же фактор стоит учитывать, устраивая в закрытом помещении оранжерею или небольшой зеленый уголок. Если не сможете обеспечить нормальное освещение комнатных растений, то не стоит браться их выращивать в таком количестве. Еще один способ сэкономить — подбирать менее светолюбивую флору с примерно одинаковой потребностью света.

Если же возможности позволяют, стоит провести соответствующие измерения и расчеты, выбрать и купить подходящие лампы, выбрав самые дорогие, но эффективные варианты, установить их в нужном месте и заниматься выращиванием в условиях искусственного освещения. И тогда полученные результаты в виде здоровых, цветущих и плодоносящих растений окупят ваши старания.

Заключение

Данная статья рассказывает о различных вариантах ламп для освещения растений. Для определенных групп зеленых насаждений требуется необходимая яркость и период освещения. В соответствии с различными стадиями роста и развития растения может применяться определенный спектр излучения, который обеспечивается светодиодным освещением. Выбирая правильное освещение, можно добиться высоких результатов, которые будут радовать вас. А затраты на искусственное освещение окупятся.

Видео по теме

Источник