Kako odabrati fluorescentne svjetiljke za sobne biljke

Pitanje uređenja stana je jednostavno. Biljke koje se prodaju - više od 1000 vrsta. Na ovu temu objavljene su mnoge knjige, članci u časopisima, upute, itd. Ali gotovo svi smatraju da se biljke mogu naći u prirodnoj svjetlosti, čak iu djelomičnoj sjeni.

Zašto biljke trebaju dobru rasvjetu?

Osvjetljenje je potrebno za biljke za fotosintezu, nakon čega se pojavljuju posebne tvari, koje su za njih energetski i osnovni materijal. Prije svega, stvaranje ove tvari ovisit će o količini i kvaliteti energije svjetlosti koju apsorbiraju lišće. Ali klorofil, koji izravno pretvara svjetlosni tok u organske spojeve, ima jasno izražen apsorpcijski maksimum u plavom i crvenom spektralnom rasponu. Istovremeno, on slabo apsorbira žuti i narančasti spektar i uopće ne apsorbira infracrvene i zelene zrake.

Osim klorofila, pigmenti kao što su karotenoidi sudjeluju u apsorpciji svjetlosti. U lišću su u pravilu nevidljivi zbog prisutnosti klorofila, ali u jesen, kada je uništen, karotenoidi daju lišće narančastoj i žutoj boji. U procesu fotosinteze nemaju nikakvog značaja jer apsorbiraju zrake svjetlosti u plavom i ljubičastom spektru, te boje prevladavaju u oblačnim danima.

Što zahtijeva kućna biljka?

Potreba biljaka za rasvjetom uvelike ovisi o temperaturi u prostoriji, što je prostorija toplija, veća je količina svjetla koju biljka zahtijeva. Dakle, biljke u zimskoj sezoni imaju najgore u slabo grijanim i slabo osvijetljenim prostorijama.

Svjetlosni način rada. Trajanje dnevne svjetlosti ima važnu ulogu u životu bilo koje biljke. Za ekvatorijalne boje, koje su naviknute na gotovo konstantno prirodno svjetlo u 12 sati, naš zemljopisni položaj najvjerojatnije neće biti takav kada minimalni svjetlosni dan traje do 7 sati, a maksimalni - više od 15 sati.

Rasvjeta i umjetna rasvjeta za biljke

Prvo ćemo odrediti kada je doista potrebna dodatna rasvjeta postrojenja:

Tijekom održavanja biljaka u zimi i jeseni na temperaturi više od 22C u regijama s vrlo kratkim dnevnim satima.
Dok se biljke drže na prozorima s izravnim sunčevim svjetlom za manje od 3,5 sata.
Tijekom održavanja biljnih sadnica zimi i jeseni u regijama gdje prevladava oblačno vrijeme.

U drugim slučajevima, ugradnja dodatne rasvjete je jednostavno neopravdana i do neke mjere će biti gubitak novca i truda.

Tijekom dodatne izloženosti biljaka potrebno je uzeti u obzir sljedeće čimbenike:

Sadnice za bolji rast mogu se urediti rasvjetom danju i noću. Kada uzgajate unutarnje cvjetove iz sjemenki, odmah nakon klijanja mladi izbojci žele jaku svjetlost oko sata. Postupno se dnevno svjetlo smanjuje, najprije na 15, zatim na 11-12 sati.
Eksperimentalnom metodom dokazano je da je minimalna razina svjetlosti od 120 luksa dovoljna za minimalnu aktivnost fotosinteze sobnog cvijeta, ali je razina ne manje od 1500 luksa potrebna za bolju apsorpciju vlage, ugljičnog dioksida i drugih minerala.
Svjetlosni dan ne treba više od 15 sati za već ukorijenjene cvijeće. Vrlo dugi svjetlosni dan ometa nastanak i bubrega, a biljka u cjelini je štetna. Od rođenja, svi cvjetovi su "programirani" za određene dnevne svjetlosne modove. Popularna je zabluda da što dulje svjetlo pada na biljke, to bolje. Ali u stvarnosti to nije istina - lišavanje biljaka "noći" je slično, oduzimanje sna od nas. Apsolutno je neprihvatljivo ne promatrati dnevni ciklus, ne znajući osobitosti fotosinteze biljke uz stalno osvjetljenje.
Za formiranje pupoljaka i cvjetnih biljaka potrebna je topla soba i dobro osvjetljenje za 12-13 sati. Dokazano je da se pupoljci bolje osjećaju nakon malog ostatka biljke tijekom oblačnog vremena s niskom temperaturom i slabim svjetlom. Kemijski procesi koji stvaraju cvjetanje odvijaju se noću. Za završetak pripreme za formiranje cvijeća, minimalno tamno vrijeme mora se kontinuirano održavati oko 9 sati.
Izbor osvjetljenja zimi ovisit će o temperaturnim karakteristikama postrojenja. Termofilno cvijeće zimi zimi s blagim padom temperature i svjetla. Kada je zimska temperatura na osvijetljenom prozoru manja od 10 ° C, dodatno osvjetljenje nije potrebno.
Biljke imaju takvo svojstvo kao fototropizam - reakcija na smjer ulaska svjetlosti. Umjetna rasvjeta mora pasti na cvijeće na isti način kao i prirodno, naime odozgo, u ovom slučaju, boje neće morati trošiti energiju na okretanje lišća kako bi se dobila maksimalna količina svjetlosti.

Umjetna rasvjeta za sobne biljke

Zabranjeno je koristiti samo klasične sijalice sa žarnom niti: u njihovom spektru nema ljubičaste i plave boje, a infracrveno zračenje stvara rastezanje boja, njihovo snažno zagrijavanje, sušenje lišća i beskorisna električna energija.

Takve posebne žarulje sa žarnom niti reklamirane u neodimijskim tikvicama ne pokazuju značajno poboljšanje. To uključuje Paulmann Phyto-lampe, OSRAM žarulje, itd. Unatoč njihovoj visokoj svjetlosti zbog reflektirajućeg prskanja i malog kuta svjetlosti, njihovi spektralni pokazatelji ne razlikuju se mnogo od jednostavnih žarulja sa žarnom niti.

Nešto bolji učinak može se postići upotrebom halogenih žarulja. No, unatoč pozitivnijem sastavu spektra i povećanju svjetlosnog izlaza, ova vrsta svjetiljke jedva da je optimalna, jer nit stvara veliko oslobađanje toplinske energije.

Možete održavati atraktivan pogled na cvijeće i uzgajati sadnice uz pomoć bijelih fluorescentnih svjetiljki, stvaraju hladno svjetlo (njihov spektar je što bliži sunčevom spektru). Budući da ove lampe nisu jako snažne, one se u isto vrijeme instaliraju s nekoliko komada u posebnim reflektorima koji povećavaju protok svjetlosti i ne dopuštaju ulazu treperave rasvjete u prostoriju.

U pravilu se njihovi nedostaci svedu na povećano odvlačenje svjetlosti (za dovoljno svjetla zahtijeva mnogo svjetiljki) i na kvalitetu stvorene rasvjete. Fluorescentne svjetiljke imaju puno plave boje u svom spektru, jer ih je potrebno instalirati samo u kombinaciji s ostalima.

Svrha fluorescentnih svjetiljki je istaknuti police s cvijećem, osvijetliti biljke na prozoru. Potpuno raste pod fluorescentnim sijalicama vrlo zahtjevno za rasvjetu cvijeća je gotovo nemoguće.

Fito-fluorescentne cijevi u obliku cijevi su zapravo djelotvorne u procesu fotosinteze, ekonomične, stvaraju jednoliku svjetlost na površini i lagano se zagrijavaju tijekom rada, što ih čini moguće postaviti blizu boja. No, njihova ružičasta pozadinska rasvjeta je za ljude neprirodna, iritira sluznicu i značajno mijenja vizualnu percepciju dekorativnih boja.

Fito-svjetiljke s nekoliko vrhova zračenja svjetlosti u plavom i crvenom spektru, posebno napravljene za cvijeće, također su savršene za mlade izbojke i uzgoj sadnica. Možete odabrati fitolampe s više prirodnog svjetla, ali učinkovitost ovih svjetiljki je nešto niža, zbog zračenja u neiskorištenom spektru biljaka - zelene, što se u isto vrijeme može kompenzirati dodavanjem snažnih svjetiljki.

Natrijeve, metal-halogene i živine žarulje tzv. Visokotlačne svjetiljke. Njihova glavna svrha je stvoriti snažan svjetlosni tok. Dakle, oni su najprikladniji za osvjetljenje staklenika, zimskih vrtova, velikih pojedinačnih cvjetova, biljaka koje su vrlo zahtjevne. Mogućnost ugradnje ovih svjetiljki u stanove označena je s oprezom - takve su svjetiljke prilično skupe, koriste veliku količinu električne energije i znatno se zagrijavaju, mnoge rade u ultraljubičastom spektru, što je opasno za vid.

Danas se žarulje fotodioda visokog intenziteta također jako oglašavaju. Sa svim prednostima, ove svjetiljke imaju značajan nedostatak (ako ne uzimate u obzir cijenu) - nisku snagu.

Mogućnost ugradnje i visine žarulja iznad zatvorenog cvijeća

Najbolje mjesto svjetiljki postiže se uz uvjet da rasvjeta padne na cvijeće na vrhu.

Svjetiljke koje su vrlo visoke kako bi osvijetlile maksimalni broj biljaka, kao rezultat toga, ne osvjetljavaju ništa, budući da se osvjetljenje smanjuje proporcionalno udaljenosti, primjerice, postavljanje visine osvjetljenja od 25 cm do metra, osvjetljenje će se smanjiti 30 puta. Optimalna visina za svjetlosne boje je položaj svjetiljke (fluorescentne) od približno 17-22 cm.

Najekonomičnija opcija je da se pravac svjetlosnog toka okomito na postrojenje, tj. Da se svjetiljka instalira izravno iznad cvijeća, i opremi izvor svjetla reflektorom. U akvariju možete kupiti gotove reflektore. Pomoću reflektora možete ukloniti osjećaj nelagode, ako svjetlost padne u oči, ali najvažnije je poslati gotovo bez gubitka glavni dio toka rasvjete, koji se često gubi. Fitolarne svjetiljke imaju cijeli spektar zraka koje zahtijevaju samo boje i stoga stvaraju svjetlo koje iritira viziju osobe. Upravo zbog toga fito-svjetiljke posebno trebaju reflektori.

Preporučljivo je objesiti žarulju na cvijeće: kada se osvijetli sa strane, biljke rastu, istežući se prema izvoru svjetla. Ako su cvjetovi osvijetljeni samo umjetnom rasvjetom, žarulje moraju raditi najmanje 12 sati dnevno. Ako se umjetno svjetlo koristi kao dodatno svjetlo, primjerice zimi, onda je dovoljno 4-6 sati.

Visina instalacije svjetiljki na najbolji način kako bi se podesiv, tako da kada otkrijete opekline na boje možete promijeniti visinu svjetiljke. Visoke stabljike i blijeda boja ukazuju da je izvor svjetlosti prilično visok. Najmanja udaljenost cvijeta od žarulje je 35 cm, do luminescentne 7 cm, a natrij je pola metra.

Kako izračunati broj fluorescentnih svjetiljki?

Izračun snage pozadinskog osvjetljenja i izbor vrste žarulja u cijelosti će ovisiti o potrebi unutarnjeg cvijeća za rasvjetu. Sva cvijeća prema stupnju potrebe za rasvjetom mogu se podijeliti na:

hlad tolerantna;
ljubiti umjereno osvjetljenje - tropske biljke;
svjetlo-ljubavi biljke, rodno mjesto koje je veliki solarni prostor.

Snaga osvjetljenja mora biti odabrana u omjeru: 1 dm. sq. Kvadratni cvijet bi trebao biti:

više od 2,5 W za svjetlo-ljubavi;
1,5-2,5 W - za one koji vole umjereno pozadinsko osvjetljenje;
0,50-1,5 W - za otpornost na sjene.

Prema stupnju osvjetljenja, 1 W snage od fluorescentne žarulje stvara 70 Lm, žarulja sa žarnom niti - 4 puta manje. Na temelju te vrijednosti možete izračunati broj i snagu žarulja za cvijeće. Primjerice, veličina prozorske klupice na kojoj se nalaze biljke iznosi 100 dm. sq. Stoga će biti potrebna sljedeća ukupna snaga žarulje:

Oko 2-3 žarulje snage 70 W bit će potrebno za ovo područje. Mora se reći da je ovaj izračun približan i smatra se samo smjernicom u odabiru njihovog broja. Poželjno je koristiti snažne i duguljaste svjetiljke jer imaju visoku svjetlosnu učinkovitost. Drugim riječima, dvije lampe od 34W bolje su od četiri 17W svjetiljke.

Ukratko, treba reći da će trajanje umjetne rasvjete ovisiti izravno o prirodnom. U pravilu, ovo je nekoliko sati sutre i nekoliko noću. To jest, svjetiljke će se uključiti u jutarnjim satima, sve do trenutka kada trebate ići na posao, a navečer prije vremena prije spavanja.

No, općenito, ovo vrijeme mora biti oko 5-7 sati. U oblačnom vremenu do 10 sati. Ako je dan sunčan, dovoljno za 4 sata. Osim toga, dokazano je da pozadinsko osvjetljenje ne pokazuje pozitivan učinak kada je nepravilan, jer ako uključite žarulje samo “kad se sjetite”, možete samo naškoditi zatvorenim bojama, srušiti njihove bioritme.

Pravilna rasvjeta za biljke i kako je osigurati?

Potpuna pokrivenost biljaka jednako je važna kao voda i tlo. Vanjski usjevi rastu u prirodnim svjetlosnim uvjetima i trebaju samo zalijevanje i gnojenje. Sobne su boje manje "sretne", jer u zatvorenom prostoru gotovo uvijek pate od zamračenja.

Kako svjetlo utječe na biljke?

Biljke koje rastu u penumbre "pothranjuju" i kao što sva živa bića prestanu rasti, razvijati se i cvjetati. Procesi fotosinteze pružaju cvijeće s potpunom organskom ishranom, koju trebaju manje od vode i mineralnih soli dobivenih iz tla.

No, zbog nedostatka svjetla, fotosinteza se dramatično usporava. Kao rezultat, izbojci postaju tanji i ispruženi, lišće blijedi i ne rastu do normalnih veličina.

Istraživači su otkrili da minimalna fotosintetska aktivnost počinje već pri osvjetljenju od 100 luksa. Za razvoj bi trebao biti najmanje 1000 lux, i bolje - čak i više. Ali također je nemoguće pretjerati, jer je višak svjetlosti štetan za neke biljke. Od toga, njihovo lišće se može naborati, dobiti mrlje od opeklina.

Što je dobro osvjetljenje za biljke

Svjetlo treba biti:

Kvaliteta.
Svaka faza rasta odgovara njihovim potrebama za spektralni sastav svjetlosnih zraka. Na primjer, za razvoj zelene mase potrebno je plavkasto svjetlo, a za rast korijenskog sustava iu pripremi za cvatnju u spektru trebaju biti nijanse žute i crvene boje. Zelenkaste zrake stimuliraju fotosintezu u listovima guste strukture.

Dugotrajno.
Većina biljaka dobiva na snazi i cvjetaju samo kada je svjetlo najmanje 14 sati, odnosno ljeti. Ali postoje i takvi pickupovi kao poinsettia i kalanchoe. Oni moraju biti u svjetlu za cvjetanje ne više od 8-10 sati dnevno za 2 jesenska mjeseca.

Intenzivno.
Loša rasvjeta u biljkama je destruktivna. Idealno za vrste koje vole svjetlo - 100.000 luksa, poput sunčeve svjetlosti. Budući da takve uvjete kod kuće nije moguće osigurati, postoji samo jedan izlaz: težiti najboljem, na temelju potreba domaćeg “zelenog kutka”.

Kako stvoriti normalno svjetlo okruženje za unutarnje cvijeće

Kao što je gore spomenuto, trajanje dnevnog svjetla za biljke treba biti u prosjeku 13-14 sati dnevno. Intenzitet isticanja je također od velike važnosti. Na primjer, ako koristite svjetiljke male snage za osvjetljavanje biljaka koje rastu u prirodi na otvorenim sunčanim područjima, cvijeće se može "razboljeti". Kako bi se to izbjeglo, poželjno je strogo se pridržavati načina rada svjetla.

Približne norme osvjetljenja za aktivni razvoj i cvjetanje:

svijetao

umjeren

siromašan

Bilbergija, bugenvilija, gardenija, hibiskus, kaktusi (osim epifitskih), kalcitet, kroton, orhideje, palme, pelargonij, ruže, sukulenti, citrusi.

Amaryllis, begonija, bertolonija, hibiskus, zamia, kaladij, kalanhoe, mikanija, bršljan, fikus, filodendron, fatsia, klorofit, krizantema.

Anthurium, bilbergia, difenbahija, dracaena, kalatea, cordilina, arrowroot, paprat, spattifillum, tradescantia, fatsia, hamedorea.

Fotosinteza se pokreće uz sudjelovanje barem minimalne količine svjetlosne energije, tako da u prirodi ne postoje vrste koje vole senku. Postoje sjene tolerantne, odnosno manje zahtjevne rasvjete. Ali oni također trebaju dnevno dosachivanie barem do 1000 lux.

Kako izračunati snagu svjetiljki za rasvjetu polica s biljkama

Osvjetljenje je broj lumena svjetlosnog toka po kvadratnom metru površine. Pretpostavimo da na polici ima cvjetova dužine 80 cm i širine 30 cm, uz umjerene zahtjeve na intenzitet svjetlosti. Površina police je 0,8x0,3 = 0,24 (sq M). Da bi se dobila prosječna rasvjeta od 5000 luksa, potrebna su svjetla svjetlosnog toka 5000x0.24 = 1200 (lm). Ako se nalaze na visini od 30 cm, gubitak će biti oko 30%, odnosno svjetlosni tok bi se trebao povećati na oko 1700 lm.

Sada, znajući ukupnu vrijednost svjetlosnog toka i izlaz svjetlosti različitih vrsta rasvjetnih uređaja, možemo izračunati snagu svjetiljki za normalnu rasvjetu biljaka na polici:

Žarulje sa žarnom niti. Svjetlosna snaga - 12-13 lm / W. Snaga - 1700 = 12 = 141 (W). To su dvije lampe od po 75 W.
Fluorescentno. Svjetlosna snaga - 65 lm / W. Snaga - 1700 = 65 = 26 (W). Trebat će vam, na primjer, 2 svjetiljke s reflektorom od 13-15 W.
LED. Svjetlosna snaga - 100 lm / W. Snaga - 1700 = 100 = 17 (W). Dosta 2 svjetiljke od 8-9 vata.

Žarulje sa žarnom niti za isticanje - nisu najbolji izbor, jer nemaju u spektru plavih i plavih tonova. Nedostatak fluorescentnih rasvjetnih uređaja - topline, što može ometati normalan razvoj zelene mase. LED-ovi su lišeni ovih nedostataka, osim što troše znatno manje struje, duže traju i ne sadrže živu.

To su teoretski izračuni koji su vrlo približni. Koristite RADEX LUPINE luxmeter za postavljanje točnih parametara svjetla police. Također će odrediti stvarni svjetlosni tok svjetiljki, koji ne odgovara uvijek vrijednosti koju je naveo proizvođač.

Zašto i kako izmjeriti osvjetljenje zelenog ugla

Ako znate svjetlosni tok i snagu koja se koristi za osvjetljavanje svjetiljki, možete približno izračunati osvjetljenje, slijedeći gornji algoritam. Ali ova vrijednost neće biti točna. I, možda, biljke koje primaju manje svjetla će i dalje sušiti, unatoč navodno normalnoj rasvjeti.

Da biste dobili najtočniju sliku, upotrijebite mjerač svjetla za kućanstvo RADEX LUPINE. Ovim uređajem lako možete riješiti problem osvjetljenja vaših omiljenih biljaka.

Uređaj je vrlo jednostavan za korištenje, može se nositi u torbici ili džepu. Bez mjerača svjetlosti organizirati optimalnu svjetlosnu okolinu za biljke je teško. Uvijek će postojati rizik od pogrešaka - netočnosti u izračunu ili kupnji pogrešno odabranih svjetiljki. Dakle, u arsenalu "naprednih" uzgajivača cvijeća postoji kvalitetna svjetlosna mjerača.

Ako vam unutarnje cvijeće nema dovoljno svjetla, pomognite im. Izračunajte osvjetljenje, ugradite odgovarajuće svjetiljke i kontrolirajte način osvjetljenja pomoću luksmetra. U znak zahvalnosti, biljke će reagirati snažnim rastom, lišće i stabljike biti će ispunjeni sokom, i bit će snage za dugi procvat!

Rasvjeta za biljke: funkcija, metode i uređaji uređaja

Svjetlost bez pretjerivanja može se nazvati izvorom života biljaka i glavni uvjet za njihov uspješan rast. Bez svjetla, reakcija fotosinteze koja biljci osigurava prehranu je nemoguća i može polako umrijeti od gladi. Uz nedostatak svjetla, biljke slabe i ne mogu odoljeti štetočinama i bolestima. U sobnim uvjetima, kao iu staklenicima i staklenicima, prirodna svjetlost nije dovoljna ne samo zimi, nego i ljeti, pa je stoga dodatna rasvjeta postrojenja električnim rasvjetnim uređajima i dalje jedan od glavnih čimbenika za uspješan rast i zdravlje dekorativnih, akvarijskih pa čak i povrća zelenih kućnih ljubimaca. zimski vrtovi i prozorske klupice.

Sadržaj

Značajke električnih uređaja

Stvarajući umjetnu rasvjetu za sobne biljke, treba jasno razumjeti koja će od dvije moguće funkcije:

Ako su vaši zeleni kućni ljubimci smješteni u blizini prozora, na staklenoj terasi ili lođi, najvjerojatnije će im trebati povremena rasvjeta, koja će nadoknaditi nedostatak prirodne svjetlosti i povoljno utjecati na njihov rast, razvoj i cvjetanje. U ovom slučaju, izbor svjetiljki nije bitan, a upotreba dvostrukog releja za tajmer automatski će biljkama osigurati potrebnu količinu svjetlosti ujutro i navečer.

Vrlo često postoji uzgoj biljaka pod umjetnim svjetlom, to jest, u sobama bez prozora ili u uglovima prostorije koje su udaljene od prozora. U situaciji kada vaše biljke uopće ne poznaju prirodnu dnevnu svjetlost, za njih je potrebno odabrati lampe s posebnim spektrom koji udovoljavaju potrebama ukrasnih i zelenih zasada.

Vati, apartmani, lumeni

Kako bi odabrali prave žarulje za rasvjetu biljaka, svaka cvjećarnica se mora sjećati iz školskog fizičkog tečaja što je snaga svjetiljke, svjetlosni tok, osvjetljenje, što oni utječu i u kojim se mjernim jedinicama.

Snaga električne žarulje mjeri se u vatima.

Svjetlosni tok - glavna karakteristika izvora svjetlosti, mjereno u lumenima i što je indikator viši, svjetlo emitira više svjetla.

Osvjetljenje je obilježje površine osvijetljene izvorom svjetlosti, mjereno u luksima. Od indikatora svjetla ovisi koliko će trajati osvjetljavanje određene površine.

[include id = "1 = title =" Oglašavanje u tekstu "]

Tako svjetlosni tok od 1 Lm, koji osvjetljava površinu od 1 m2, daje osvjetljenje od 1 Lx. Prilikom dizajniranja sustava umjetne rasvjete za vaš staklenik u kući, valja razmotriti dva važna pravila:

Količina svjetlosti obrnuto je proporcionalna kvadratu udaljenosti od izvora svjetlosti do površine. To je, podizanje svjetiljke samo 50 cm iznad prethodne razine, na primjer, pola metra iznad biljaka, povećavamo područje osvjetljenja, ali smanjiti razinu osvjetljenja 4 puta.
Razina osvjetljenja ovisi o kutu pod kojim je svjetlost usmjerena na površinu. Po analogiji sa suncem u zenitu, izvor svjetlosti tipa projektora će osigurati maksimalno osvjetljenje ako je smješten okomito na osvijetljeno područje.

Na što utječe spektar i boja svjetla?

Prirodno ili umjetno svjetlo je skup elektromagnetskih valova različitih duljina, nazvanih spektrom svjetlosti. Spektar svjetla sastoji se od sastavnih dijelova spektra, od kojih svaki ima svoj dio spektra određene boje, vidljiv ili nevidljiv. Vidljivi dio spektra percipira oko kao bijela svjetlost, a nevidljivo je ultraljubičasto i infracrveno zračenje. Svi dijelovi svjetlosnog spektra igraju važnu ulogu u razvoju biljke.

U procesu fotosinteze, klorofil i drugi biljni pigmenti, uz sudjelovanje svjetlosti, apsorbiraju ugljični dioksid i oslobađaju kisik, pretvarajući energiju svjetlosti u energiju potrebnu za život. Štoviše, "radna" reakcija pigmenata koristi svjetlo crvenog i plavog dijela spektra. Razvoj korijenovog sustava, cvjetanje i sazrijevanje plodova "vođeni su" pigmentima, čiji se vrh osjetljivosti nalazi u crvenom dijelu spektra. Pravilnim uređenjem umjetne rasvjete biljaka u jednom ili drugom dijelu spektra i promjenom trajanja svjetla i mraka moguće je ubrzati ili usporiti razvoj biljke, skratiti vegetacijsko razdoblje ili kontrolirati druge procese.

Najvažnije karakteristike spektralnih boja rasvjetnih uređaja navedene su na njihovim oznakama sa sljedećim pokazateljima:

temperatura boje CCT žarulje pokazuje boju zračenja, mjerenu u stupnjevima na Kelvinovoj skali i odgovara temperaturi na kojoj je boja vrućeg metala najbliža boji svjetla rasvjetnog tijela;
Koeficijent prikaza boje CRI svjetiljke opisuje podudarnost boje osvijetljenog objekta s njegovom pravom bojom, mjereno od 0 do 100.

Na primjer, oznaka na žarulji “/ 735” znači da ovaj uređaj s karakteristikama CRI = 70-75% i SST = 3500 ° K, te oznakom “/ 960” karakterizira lampu s CRI = 90% i SST = 6000 ° K, boja zračenja koja je blizu dnevne svjetlosti.

Važno je zapamtiti! U svjetlu svjetiljke dizajnirane za osvjetljavanje biljaka, moraju biti prisutne boje i crvenog i plavog dijela spektra.

Vrste rasvjetnih svjetiljki

Za osvjetljenje ili punu umjetnu rasvjetu dekorativnih sobnih biljaka koriste se sljedeći tipovi rasvjetnih uređaja:

žarulje sa žarnom niti;
plinske svjetiljke;
LED svjetiljke.

Upotrijebljene žarulje sa žarnom niti ↑

Najstariji je poznata vrsta svjetiljke u kojoj je izvor svjetlosti vruća volframova spirala smještena u staklenu tikvicu. Oni su uvrnuti u uložak i ne zahtijevaju posebnu opremu za spajanje. Osim uobičajenih "svjetiljki Ilyich" u skupinu žarulja sa žarnom niti i uključuju neke druge, poboljšane vrste rasvjete:

Karakteristike halogenih žarulja

Mješavina ksenonskih i kriptonskih plinova pumpa se unutar žarulje ovih svjetiljki, pružajući svjetliji sjaj i trajnost spirale sa žarnom niti. Ne smije se miješati s metalnim halogenim svjetiljkama za pražnjenje.

Što su dobre neodimijske šape? ↑

Neodimijevoj leguri dodaje se staklo ovog tipa svjetiljki, koje apsorbira zračenje žuto-zelenog dijela spektra. Kao rezultat toga, u svjetlu neodimijske svjetiljke, osvijetljena površina izgleda svjetlije, iako se količina emitirane svjetlosti ne povećava.

Opći nedostatak žarulja sa žarnom niti je odsustvo plave boje u spektru emitiranja i premala svjetlost od 17-25 Lm / W, te stoga nisu prikladni za rasvjetna postrojenja. Osim toga, žarulje sa žarnom niti postaju previše vruće, a kada su postavljene na visini manjoj od 1 m, mogu uzrokovati opekotine na biljkama, a na visini iznad 1 m nisu sposobne osigurati učinkovito osvjetljenje.

Naprave za pražnjenje žarulje es

Za razliku od sijalica sa žarnom niti, svjetlosno zračenje u plinskim svjetiljkama je rezultat električnog pražnjenja između dvije elektrode u plinskoj mješavini. Ovisno o sastavu smjese plinova, mogu emitirati svjetlo bilo kojeg dijela spektra. Postoje lampe za pražnjenje

niskotlačne - fluorescentne svjetiljke, široko korištene za osvjetljenje stambenih i drugih prostora;
Visok tlak - opseg ove vrste svjetiljki je mnogo širi, od ulične rasvjete do rasvjetnih objekata za posebne namjene.

Za povezivanje svih vrsta plinskih svjetiljki, s izuzetkom najnovijih modela fluorescentnih uređaja za uštedu energije, potreban je poseban upravljački uređaj - balast, usprkos činjenici da baza nekih od njih izgleda slično osnovici obične žarulje sa žarnom niti.

Fluorescentne svjetiljke niskog tlaka su staklene cijevi, na obje strane kojih je par elektroda spojenih volframovom zavojnicom. Unutar cijevi nalazi se mješavina inertnog plina i živine pare, a unutarnja površina cijevi od staklene boce je presvučena posebnim spojem - fosforom. Kao posljedica električnog pražnjenja u pari žive, generira se ultraljubičasto zračenje koje je nevidljivo oku, čime se fosfor pretvara u vidljivo bijelo svjetlo. Postoje tri vrste fluorescentnih svjetiljki.

Fluorescentne svjetiljke za opću uporabu

Svjetiljke ovog tipa naširoko se koriste za osvjetljenje prostora, karakteriziraju ih visoka svjetlosna učinkovitost od 50-70 lm / W, nisko toplinsko zračenje i dugi vijek trajanja. Mogu se koristiti za periodično osvjetljavanje sobnih biljaka, ali zbog ograničenog spektra, uporaba takvih svjetiljki za redovito osvjetljenje domaćeg staklenika nije uvijek optimalna.

Fluorescentni uređaji za posebne namjene

Ova vrsta fluorescentne žarulje razlikuje se od prethodnog sastava fosfora koji se nalazi na unutarnjoj površini staklene cijevi. Kao rezultat poboljšanja, spektar svjetla koje emitira svjetiljka blizu je spektra koji je potreban biljkama. S istom snagom, svjetiljka emitira veću količinu svjetla iz "korisnog" dijela spektra, te je stoga prikladna za sve potrebe: trebate li punu rasvjetu za sobno bilje, periodično osvjetljenje ili dekorativnu rasvjetu.

Kompaktne fluorescentne svjetiljke

Glavna razlika ove vrste fluorescentnih svjetiljki od prethodna dva je u balastu ugrađenom u bazu, zahvaljujući čemu se mogu lako integrirati u bilo koju shemu rasvjete u stanu ili kući bez dodatne skupe opreme, tj. Jednostavno ih uvrnuti u bilo koji spremnik odgovarajuće veličine. Budući da je dostojna zamjena za žarulju sa žarnom niti kao rasvjetnim uređajem, dovoljno širok raspon kompaktne energetski štedne žarulje ne može osigurati učinkovito osvjetljenje sobnih biljaka. Osim toga, značajan nedostatak njih je veličina svjetiljke: kompaktna fluorescentna svjetiljka kapaciteta 20 W (što odgovara žarulji snage 100 W) može se koristiti za osvjetljavanje samo male skupine ili samostalne biljke, postavljajući je na visinu od 30-40 cm.

Kompaktne fluorescentne svjetiljke s povećanom snagom od 36-55 W učinkovitije su u ulozi rasvjetnih uređaja za biljke. Odlikuju se većom svjetlosnom učinkovitošću i dugim vijekom trajanja od običnih fluorescentnih svjetiljki, a njihov odličan CRI = 90% prijenos svjetlosti i širok raspon koji sadrži crvenu i plavu boju mogu omogućiti biljkama ugodno osvjetljenje. Preporučuje se uporaba takvih svjetiljki s reflektorom u slučajevima kada ukupna snaga rasvjetnih uređaja nije veća od 200-300 W za osvjetljavanje kućnog cvjetnog vrta. Za sada je njihov jedini nedostatak visoka cijena i potreba za povezivanjem elektroničkog balasta.

Visokotlačne žarulje za pražnjenje su jedan od najsjajnijih izvora svjetlosti, a karakterizira ih visoka svjetlosna učinkovitost i praktične kompaktne dimenzije. Jedna lampa može učinkovito osvjetljavati biljke na prilično širokom području. Svjetiljke ove vrste priključuju se na električnu mrežu putem posebnog balasta, a preporučuju se za rasvjetu u slučajevima kada je potrebno puno svjetla, što uređaji za rasvjetu ukupne snage 200-300 W ne pružaju. Za rasvjetu kućnih plastenika i staklenika koriste se sljedeće vrste visokotlačnih sijalica:

živa;
natrij;
metalnog halida, koji se ponekad naziva metalnim halidom.

Visokotlačne žive žarulje

Najstarija generacija sijalica za pražnjenje. Ako unutarnja površina žarulje nije obložena, odlikuju se vrlo niskim koeficijentom prenošenja boje i neugodnom plavkastom bojom zračenja. Najnovija generacija živinih šapa presvučena je iznutra posebnom smjesom koja poboljšava njihove spektralne karakteristike, a neki proizvođači su čak prilagodili svjetiljke ovog tipa za osvjetljavanje biljaka. No, takav nedostatak kao što je slaba svjetlost još nije eliminiran.

Svjetiljke natrijeve pare

Učinkovite svijetle svjetiljke s visokim svjetlosnim učinkom, karakterizirane su vrlo visokim resursom od 12-20 tisuća sati, a spektar natrijevih svjetiljki zastupljen je uglavnom u crvenoj zoni koja regulira procese stvaranja korijena i cvjetanja biljaka. Pojedinačna natrijeva sijalica kapaciteta 250 W i opremljena ugrađenim reflektorom može učinkovito osvijetliti impresivna područja zimskog vrta ili veliku kolekciju biljaka. Da bi se uravnotežio spektar emisije, preporučuje se izmjenjivanje natrijevih svjetiljki sa živom ili metalnim halidom.

Savršene metal halogene žarulje

Najsavršenija vrsta plinskih svjetiljki kao rasvjetnih uređaja za biljke. Odlikuju se velikom snagom, velikim resursima i optimalno uravnoteženim spektrom koji je ugodan za biljke. Da bi se spojila metalhalogena žarulja, potreban je poseban uložak, unatoč činjenici da se njegova vanjska baza praktički ne razlikuje od baze svjetiljke sa žarnom niti. Nedostatak je previsok u usporedbi s drugim vrstama troškova svjetiljki.

LED rasvjetni uređaji

Za razliku od svih uređaja koji se koriste za osvjetljavanje ili osvjetljavanje biljaka, LED svjetlosni uređaj nije svjetiljka, već poluvodički uređaj u čvrstom stanju, u kojem nema krhke staklene žarulje ispunjene nesigurnim plinom, niti i nepouzdanim pokretnim elementima. Zračenje LED-a nastaje kada električna struja prođe kroz poseban umjetni kristal. Glavna energija se troši na stvaranje svjetlosnog toka, proces se odvija bez oslobađanja topline - vrlo važna prednost, omogućujući vam da stvorite savršenu rasvjetu za akvarijske biljke koje pate od pregrijavanja.

[include id = "2 = title =" Oglašavanje u tekstu "]

Progresivna LED rasvjeta za biljke bilo koje vrste smatra se tehnologijom budućnosti. LED-ovi imaju neusporediv resurs do 100 tisuća sati neprekidnog rada, troše 75% manje električne energije u usporedbi s tradicionalnim rasvjetnim uređajima i sposobni su osigurati spektar zračenja koji je udoban za razvoj postrojenja. Vrlo je važno da odsustvo ultraljubičastih i infracrvenih dijelova spektra u zračenju jamči potpunu sigurnost LED uređaja za ljude i biljke.

Boja LED osvjetljenja ovisi o sastavu kristala kroz koji teče električna struja, a intenzitet zračenja može se podesiti promjenom struje. Ako se jedna rasvjetna naprava sastoji od nekoliko kristala, od kojih svaki emitira svjetlo određenog dijela spektra, tada se može kontrolirati jakost struje svakog od njih. Jedini nedostatak LED izvora svjetlosti je da su oni prilično skupi u usporedbi s tradicionalnim svjetiljkama.

Dakle, izbor rasvjetnih tijela omogućuje svakom vrtlaru, bez obzira na proračun, stvaranje normalne rasvjete za svoje biljke.

Najjeftinija opcija su žarulje sa žarnom niti ili kompaktne fluorescentne svjetiljke s ugrađenim balastom koje se uklapaju u konvencionalne metke.

Kompaktne fluorescentne svjetiljke su izvrsne za osvjetljavanje malog broja niskih biljaka. Visoko odvojene biljke najbolje su osvijetljene reflektorima s natrijevim sijalicama male snage do 100 W.

Biljke od približno jedne visine koje se nalaze na policama ili prozorskim klupčicama najbolje su osvijetljene dugim ili kompaktnim fluorescentnim svjetiljkama velike snage. Korištenje reflektora s fluorescentnim svjetiljkama značajno povećava korisni protok svjetlosti.

Da biste osvijetlili veliki zimski vrt ili veliku kolekciju biljaka, možete koristiti jedno ili više stropnih svjetala s moćnim (od 250 tona) natrijevim ili metalhalogenim svjetiljkama.

Konačno, moderna LED rasvjeta idealna je za svaki od ovih slučajeva, a visoki troškovi koji nadoknađuju udobnost, sjaj zelenih listova i raznolikost cvjetnih pupova vaših kućnih ljubimaca.

Rasvjeta s bijelim LED-ovima

Ekologija potrošnje. Znanost i tehnologija: Kakva je rasvjeta potrebna kako bi se dobila potpuno razvijena, velika, mirisna i ukusna biljka s umjerenom potrošnjom energije?

Intenzitet fotosinteze ispod crvenog svjetla je maksimalan, ali pod crvenom bojom biljke umiru ili je njihov razvoj poremećen. Na primjer, korejski istraživači [1] pokazali su da je, kada je osvijetljena čistom crvenom, težina uzgojene salate veća nego kad je osvijetljena kombinacijom crvene i plave, ali lišće sadrži znatno manje klorofila, polifenola i antioksidanata. Biofaktor Moskovskog državnog sveučilišta [2] utvrdio je da se u listovima kineskog kupusa pod usko-crvenim i plavim svjetlom (u usporedbi s osvjetljenjem s natrijevom lampom) sinteza šećera smanjuje, rast je inhibiran i ne dolazi do cvjetanja.

Sl. 1 Leanna Garfield, Tech Insider - Aerofarms

Kakva je rasvjeta potrebna za dobivanje potpuno razvijene, velike, mirisne i ukusne biljke s umjerenom potrošnjom energije?

Kako procijeniti energetsku učinkovitost svjetiljke?

Glavna mjerila za procjenu energetske učinkovitosti fitosveta su:

Fotosintetski fotonski tok (PPF), u mikromolima po džulu, to jest, među kvantima svjetlosti u rasponu 400–700 nm, koje je svjetiljka emitirala, koja je trošila 1 J električne energije.
Tok fotona prinosa (YPF), u efektivnim mikromolima po Jouleu, tj. U broju kvanta po 1 J električne energije, uzimajući u obzir množitelj, McCree krivulju.

PPF se uvijek ispostavi da je nešto viši od YPF (McCree krivulja je normalizirana na jednu, au većem dijelu raspona je manja od jedan), stoga je korisno koristiti prvu metriku za prodavače svjetiljki. Više je isplativije koristiti drugu mjernu vrijednost za kupce, jer ona adekvatnije procjenjuje energetsku učinkovitost.

Učinkovitost HPS-a

Velika poljoprivredna poduzeća s velikim iskustvom, računajući novac, i dalje koriste natrijeve svjetiljke. Da, oni voljno pristaju objesiti preko polica koje im pružaju LED svjetiljke, ali se ne slažu s njima platiti.

Od sl. Slika 2 pokazuje da je učinkovitost natrijeve lampe jako ovisna o snazi i dostiže maksimum na 600 vati. Karakteristična optimistična YPF vrijednost za natrijevu svjetiljku 600-1000 W je 1,5 eff. µmol / j. Natrijeva svjetla 70–150 W imaju jedan i pol puta manju učinkovitost.

Sl. 2. Tipičan spektar natrijeve svjetiljke za biljke (lijevo). Učinkovitost lumena po vatu i efektivnih mikromola serijskih natrijevih svjetiljki za staklenike marke Cavita, E-Papillon, Galad i Reflax (desno)

Bilo koja LED svjetiljka koja ima učinkovitost od 1,5 eff. μmol / W i razumna cijena mogu se smatrati dostojnom zamjenom za natrijevu lampu.

Sumnjiva učinkovitost crvene i plave rasvjete

Ovaj članak ne daje apsorpcijske spektre klorofila jer je pogrešno na njih upućivati u raspravi o korištenju svjetlosnog toka od strane žive biljke. Klorofil invitro, izoliran i pročišćen, stvarno apsorbira samo crveno i plavo svjetlo. U živoj stanici pigmenti apsorbiraju svjetlost u cijelom području od 400 do 700 nm i prenose energiju na klorofil. Energetska učinkovitost svjetla u ploči određena je krivuljom "McCree 1972" (slika 3).

Sl. 3. V (λ) je krivulja vidljivosti za osobu; RQE - relativna kvantna učinkovitost za biljku (McCree 1972); σ_r i σ_fr - krivulje apsorpcije crvenog i daleko crvenog svjetla fitohromom; B (λ) - fototropna učinkovitost plavog svjetla [3]

Napomena: maksimalna učinkovitost u crvenom rasponu je jedan i pol puta veća od minimalne - u zelenoj boji. A ako prosječnu učinkovitost nad bilo kojim širokim pojasom, razlika će postati još manje vidljiva. U praksi, redistribucija dijela energije iz crvenog raspona u zelenu energetsku funkciju svjetla ponekad, naprotiv, pojačava. Zelena svjetlost prolazi kroz debljinu lišća do nižih razina, efektivna površina lišća biljke dramatično se povećava, a prinos, na primjer, salate raste [2].

Rasvjeta s bijelim LED-ovima

Energetska izvedivost rasvjete postrojenja pomoću uobičajenih LED svjetiljki bijele svjetlosti istražena je u [3].

Karakteristični oblik bijelog LED spektra određen je:

ravnoteža kratkih i dugih valova, u korelaciji s temperaturom boje (slika 4, lijevo);
stupanj punine spektra koji korelira s prikazom boje (slika 4, desno).

Sl. 4. Spektar bijelog LED svjetla s prikazom jedne boje, ali različite temperature boje CCT (lijevo) i s jednom temperaturom boje i različitom reprodukcijom boja(Desno)

Razlike u spektru bijelih dioda s jednom bojom i jednom temperaturom boje jedva su vidljive. Stoga parametre ovisne o spektru možemo procijeniti samo temperaturom boje, prikazom boje i svjetlosnom učinkovitošću - parametrima koji su zapisani u uobičajenoj bijeloj svjetiljci na naljepnici.

Rezultati analize spektra serijskih bijelih LED-ova su sljedeći:

1. U spektru svih bijelih LED dioda, čak i uz nisku temperaturu boje i uz maksimalnu reprodukciju boje, kao kod natrijevih svjetiljki, vrlo je malo crvene boje (sl. 5).

Sl. 5. Spektar bijele LED (LED 4000K R= 90) i natrijevo svjetlo (HPS) u usporedbi sa spektralnim funkcijama osjetljivosti biljke na plavo (B), crveno (A_r) i visoko crveno svjetlo (A_fr)

U prirodnim uvjetima biljka zasjenjena baldahinom vanzemaljske lišće dobiva više crvenu boju od susjeda, što u biljkama koje vole svjetlost pokreću “sindrom izbjegavanja sjene” - biljka se proteže prema gore. Rajčica, na primjer, u fazi rasta (ne sadnica!) Daleko crveno je potrebno da se proteže, povećati rast i ukupnu okupiranu površinu, a time i berbu u budućnosti.

Prema tome, pod bijelim LED-ovima i pod natrijevim svjetlom, biljka se osjeća kao pod otvorenim suncem i ne proteže se prema gore.

2. Plava svjetlost je potrebna za reakciju "praćenja sunca" (Slika 6).

Sl. 6. Fototropizam - okretanje lišća i cvijeća, povlačenje stabljika do plave komponente bijelog svjetla (ilustracija iz Wikipedije)

U jednom wattu bijelog LED svjetla, 2700 K fitoaktivna plava komponenta je dvostruko veća od jedne vati natrijeve svjetlosti. Štoviše, udio fitoaktivnog plavog u bijelom svjetlu povećava se proporcionalno temperaturi boje. Ako je, na primjer, potrebno okrenuti ukrasno cvijeće u pravcu ljudi, treba ih osvijetliti s ove strane intenzivnim hladnim svjetlom, a biljke će se razviti.

3. Energetska vrijednost svjetlosti određena je temperaturom boje i prikazom boje, a točnost od 5% može se odrediti pomoću formule:

Primjeri upotrebe ove formule:

O. Za osnovne vrijednosti parametara bijelog svjetla procijenimo kakva bi trebala biti osvjetljenje, kako bi se, primjerice, osigurao 300 eff za zadanu izvedbu boje i temperaturu boje. μmol / s / m2:

Vidljivo je da korištenje tople bijele svjetlosti visokog koloriranja omogućuje korištenje nešto nižih razina osvjetljenja. Ali ako uzmemo u obzir da je svjetlosna snaga LED-a s toplom svjetlošću s visokom bojom nešto niža, postaje jasno da izbor temperature boje i izvedbe boje ne može biti energetski značajan za pobjedu ili gubitak. Možete podesiti samo omjer fitoaktivnog plavog ili crvenog svjetla.

B. Procijenimo primjenjivost tipične LED svjetiljke opće namjene za uzgoj mikrogranova.

Neka svjetiljka veličine 0,6 × 0,6 m troši 35 W, temperaturu boje 4000 K, prikaz boje Ra = 80 i povrat svjetlosti od 120 lm / W. Tada će njegova učinkovitost biti YPF = (120/100) (1,15 + (35⋅80 - 2360) / 4000) eff. µmol / j = 1,5 eff. µmol / j. To će, kada se pomnoži s potrošenim 35 vata, biti 52,5 eff. µmol / s

Ako je takva svjetiljka dovoljno nisko spuštena iznad sloja mikrogreja s površinom od 0,6 × 0,6 m = 0,36 m 2, čime se izbjegava gubitak svjetla u stranu, gustoća osvjetljenja bit će 52,5 eff. μmol / s / 0,36m2 = 145 eff. umol / s / m2. To je oko polovice uobičajenih preporučenih vrijednosti. Stoga se i snaga svjetiljke mora udvostručiti.

Izravna usporedba fitoparametara svjetiljki različitih tipova

Usporedimo fitoparametre uobičajene uredske stropne LED svjetiljke, proizvedene 2016. godine, sa specijaliziranim fitolamama (Sl. 7).

Sl. 7. Usporedni parametri tipične 600W natrijeve lampe za staklenike, specijalizirana LED rasvjeta i svjetiljka za opću sobnu rasvjetu

Može se vidjeti da obična svjetiljka s općim osvjetljenjem s difuzorom uklonjena pri osvjetljavanju biljaka nije niža u energetskoj učinkovitosti od specijalizirane natrijeve svjetiljke. Također se vidi da se fito-osvjetljivač crveno-plavog svjetla (kojeg proizvođač namjerno ne naziva) izrađuje na nižoj tehnološkoj razini, budući da je njegova ukupna učinkovitost (omjer svjetlosnog toka u vatima i potrošena energija iz mreže) inferiorna u odnosu na učinkovitost uredske svjetiljke. Ali ako su djelotvornost crveno-plave i bijele lampe jednaka, tada će i fitoparametri biti otprilike isti!

Također se iz spektara može vidjeti da crveno-plava fito svjetiljka nije uskopojasna, njezina crvena grba je široka i sadrži mnogo više crvene od bijele LED i natrijeve svjetlosti. U slučajevima kada je potrebno puno crvene boje, može biti primjerena upotreba takve svjetiljke kao jedini ili u kombinaciji s drugim opcijama.

Procjena energetske učinkovitosti sustava rasvjete u cjelini:

Autor koristi ručni spektrometar UPRtek 350N (sl. 8).

Sl. 8. Revizija sustava fito-rasvjete

Sljedeći model UPRtek - spektrometar PG100N prema proizvođaču mjeri mikromol po četvornom metru, i, još važnije, svjetlosni tok u vatima po kvadratnom metru.

Mjerenje svjetlosnog toka u vatima izvrsna je značajka! Ako osvijetljeno područje pomnožite s gustoćom svjetlosnog toka u vatima i usporedite s potrošnjom svjetiljke, energetska učinkovitost sustava rasvjete postat će jasna. I to je trenutno jedini nesporni kriterij učinkovitosti, u praksi, za različite sustave rasvjete, on se razlikuje za red veličine (a ne nekoliko puta, ili čak za postotke, budući da se energetski učinak mijenja kada se promijeni oblik spektra).

Primjeri bijele svjetlosti

Opisani su primjeri osvjetljavanja hidroponskih farmi s crveno-plavom i bijelom svjetlošću (Slika 9).

Sl. 9. Farme slijeva nadesno i odozgo prema dolje: Fujitsu, Sharp, Toshiba, farma za uzgoj ljekovitog bilja u južnoj Kaliforniji

Sustav farmi Aerofarms (sl. 1, 10), od kojih je najveći izgrađen u blizini New Yorka, dobro je poznat. Pod bijelim LED svjetiljkama u Aerofarmovima raste više od 250 vrsta zelenila, snimajući preko dvadeset žetve godišnje.

Sl. 10. Farm Aerofarms u New Jerseyju ("Država vrtova") na granici s New Yorkom

Izravni eksperimenti usporedbe bijele i crveno-plave LED rasvjete
Vrlo je malo objavljenih rezultata izravnih pokusa uspoređivanja biljaka uzgojenih pod bijelim i crveno-plavim LED-ovima. Na primjer, pogled na takav rezultat pokazao je Moskovsku poljoprivrednu akademiju. Timiryazev (Sl. 11).

Sl. 11. U svakom paru, biljka s lijeve strane uzgaja se pod bijelim LED, na desnoj strani - pod crvenom i plavom (iz prezentacije I. G. Tarakanova, Zavod za fiziologiju bilja, Moskovska poljoprivredna akademija nazvana po Timiryazevu)

Pekinško sveučilište zrakoplovstva i astronautike 2014. objavilo je rezultate velikog istraživanja pšenice koja se uzgaja pod LED-om različitih tipova [4]. Kineski istraživači su zaključili da je preporučljivo koristiti mješavinu bijelog i crvenog svjetla. Ali ako pogledate digitalne podatke iz članka (sl. 12), primijetite da razlika u parametrima s različitim tipovima osvjetljenja nije nimalo radikalna.

Slika 12. Vrijednosti ispitivanih čimbenika u dvije faze rasta pšenice pod crvenim, crveno-plavim, crveno-bijelim i bijelim LED-ovima

Međutim, glavni fokus istraživanja danas je ispraviti nedostatke uskog pojasa crveno-plave iluminacije dodavanjem bijelog svjetla. Na primjer, japanski su istraživači [5, 6] pronašli povećanje mase i nutritivne vrijednosti salate i rajčice kada se bijelo doda crvenom svjetlu. U praksi, to znači da, ako je estetska privlačnost biljke tijekom rasta nevažna, nije potrebno odbaciti već kupljene usko-pojasne crveno-plave svjetiljke, a svjetiljke bijele svjetlosti mogu se dodatno koristiti.

Učinak kvalitete svjetla na rezultat

Temeljni zakon ekologije "Liebigova bačva" (Sl. 13) navodi: razvoj ograničava faktor koji odstupa od norme više od drugih. Na primjer, ako su voda, minerali i CO u potpunosti osigurani ₂, ali intenzitet osvjetljenja je 30% optimalne vrijednosti - biljka će dati najviše 30% maksimalnog mogućeg prinosa.

Sl. 13. Ilustracija načela ograničavajućeg faktora na usluzi YouTube

Reakcija biljke na svjetlo: intenzitet izmjene plina, potrošnja hranjivih tvari iz otopine i procesi sinteze - određuje laboratorij. Odgovori karakteriziraju ne samo fotosintezu, nego i procese rasta, cvatnje, sintezu tvari potrebnih za okus i aromu.

Na sl. Slika 14 prikazuje odgovor biljke na promjenu valne duljine svjetlosti. Mjeren je intenzitet potrošnje natrija i fosfora iz hranjive otopine metvice, jagoda i salate. Vrhovi na takvim grafovima su znakovi stimulacije specifične kemijske reakcije. Grafovi pokazuju da je isključivanje bilo kojeg raspona iz cijelog spektra radi uštede - to je kao uklanjanje dijela klavirskih tipki i puštanje melodije na preostale.

Sl. 14. Poticajna uloga svjetlosti za konzumaciju dušika i fosfora, metvice, jagode i zelene salate.

Princip ograničavajućeg faktora može se proširiti na pojedine spektralne komponente - za potpuni rezultat, u svakom slučaju, potreban je puni spektar. Uzimanje određenog raspona izvan punog spektra ne dovodi do značajnog povećanja energetske učinkovitosti, ali "Liebig bačva" može raditi - a rezultat će biti negativan.
Primjeri pokazuju da obična bijela LED svjetiljka i specijalizirani "crveno-plavi fitosvet", kada su osvijetljeni biljkama, imaju približno istu energetsku učinkovitost. No, širokopojasni bijelo kompleksno zadovoljava potrebe biljke, koje se izražavaju ne samo u stimulaciji fotosinteze.

Uklanjanje zelene boje iz kontinuiranog spektra, tako da se svjetlo od bijelog pretvara u ljubičasto, predstavlja marketinški potez za kupce koji žele "posebno rješenje", ali ne djeluju kao kvalificirani kupci.

Korekcija bijelog svjetla

Najčešće bijele LED-ove opće namjene imaju nisku reprodukciju boje Ra = 80, što je prvenstveno zbog nedostatka crvene boje (Slika 4).

Nedostatak crvene boje u spektru može se nadopuniti dodavanjem crvenih LED lampica. Takvo rješenje promiče, primjerice, tvrtku CREE. Logika "Liebigove bačve" sugerira da takav aditiv ne bi bio povrijeđen ako je doista aditivan, a ne preraspodjela energije iz drugih raspona u korist crvene.

Zanimljiv je i važan rad IMBP RAS u 2013. - 2016. [7, 8, 9]: istraživali su kako svjetlo bijelih 4K LED 660 nm na svjetlo bijelih LED 4000 K / Ra = 70 utječe na razvoj kineskog kupusa.

I otkrili su sljedeće:

Pod LED svjetlom kupus raste otprilike kao pod natrijem, ali ima više klorofila (listovi su zeleniji).
Suha težina usjeva je gotovo proporcionalna ukupnoj količini svjetlosti u molovima proizvedenoj u biljci. Više svjetla - više kupusa.
Koncentracija vitamina C u kupusu lagano raste s povećanjem osvjetljenja, ali se značajno povećava dodavanjem crvenog svjetla bijelom svjetlu.
Značajno povećanje udjela crvene komponente u spektru značajno je povećalo koncentraciju nitrata u biomasi. Bilo je potrebno optimizirati hranjivu otopinu i uvesti dio dušika u amonijevu obliku, kako ne bi prelazio MPC za nitrate. Ali u čistoj bijeloj svjetlosti bilo je moguće raditi samo s nitratnim oblikom.
Povećanje udjela crvenog u ukupnom svjetlosnom toku gotovo da ne utječe na masu usjeva. To jest, dovršenje nedostajuće spektralne komponente ne utječe na količinu usjeva, već na njezinu kvalitetu.
Veća učinkovitost u molovima po wattu crvenog LED-a dovodi do činjenice da je dodavanje crvene boje bijeloj također energetski učinkovitije.

Dakle, dodavanje crvenog u bijelo je poželjno u konkretnom slučaju kineskog kupusa i sasvim je moguće u općem slučaju. Naravno, uz biokemijsku kontrolu i pravilan izbor gnojiva za pojedinu kulturu.

Mogućnosti za obogaćivanje spektra crvenim svjetlom

Biljka ne zna odakle dolazi iz kvanta iz spektra bijele svjetlosti, a odakle - crvenog kvanta. Nema potrebe stvarati poseban spektar u jednoj LED. I nema potrebe da sijate crvenom i bijelom svjetlošću iz jedne od posebnih fitolampa. Dovoljno je koristiti bijelo svjetlo opće namjene i posebno crveno svjetlo za dodatno osvjetljavanje biljke. A kada postoji osoba pored biljke, crvena lampica može se isključiti pomoću senzora pokreta kako bi biljka izgledala zeleno i lijepo.

No, obrnuta odluka također je opravdana - podizanjem sastava fosfora, proširiti spektar emisije bijelih LED-a prema dugim valovima, balansirajući tako da svjetlo ostaje bijelo. I dobiti bijelu svjetlost ekstravagantne boje, pogodna za biljke i ljude.

Posebno je zanimljivo povećati udio crvene boje povećanjem cjelokupnog indeksa reprodukcije boja, u slučaju gradske poljoprivrede, društvenog pokreta za uzgoj potrebnih biljaka za osobu u gradu, često s integracijom životnog prostora, a time i svjetlosnog okruženja ljudi i biljaka.

Otvorena pitanja

Možete identificirati ulogu omjera daleko i blizu crvenog svjetla i izvedivost korištenja "sindroma izbjegavanja sjene" za različite kulture. Moguće je raspravljati o tome koja područja tijekom analize je poželjno razbiti skalu valne duljine.

Može se raspravljati o tome je li biljka potrebna za stimulaciju ili regulatornu funkciju valnih duljina kraćih od 400 nm ili dulje od 700 nm. Na primjer, postoji privatna poruka da ultraljubičasto zračenje značajno utječe na potrošačke kvalitete biljaka. Između ostalog, crvena lišća sorte salate uzgaja se bez ultraljubičastog zračenja, a one postaju zelene, ali se prije prodaje osvjetljavaju ultraljubičastim zrakama, one postaju crvene i odlaze na pult. I je li nova metrika PBAR (biljno biološki aktivno zračenje), opisana u ANSI / ASABE S640, Količine i jedinice elektromagnetskog zračenja za biljke (fotosintetski organizmi, pravilno propisana kako bi se uzeo u obzir raspon od 280-800 nm)?

zaključak

Lanci trgovina biraju više staromodnih sorti, a zatim kupac glasuje za rublje za svjetlije plodove. I gotovo nitko ne bira okus i miris. Ali čim postanemo bogatiji i počnemo zahtijevati više, znanost će odmah dati prave sorte i recepte za hranjivu otopinu.

A da bi biljka sintetizirala sve što je potrebno za okus i aromu, potrebno je osvjetljenje sa spektrom koji sadrži sve valne duljine na koje postrojenje reagira, tj. U općem slučaju, kontinuiranom spektru. Možda će osnovno rješenje biti bijelo svjetlo s visokim prikazom boja.

književnost
1. Sin K-H, Oh M-M. Oblik lista, rast, rast i antioksidativni fenolni spojevi dviju vrsta svjetlosnih i crvenih svjetlećih dioda // Hortscience. - 2013. - Vol. 48. - 988-95.
2. Ptušenko VV, Avercheva OV, Bassarskaya EM, Berkovich Yu A., Erohin AN, Smolyanina SO, Zhigalova TV, 2015. Uski rast kineskog kupusa pod kombiniranim natrijeva svjetiljka. Scientia Horticulturae https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.08.021
3. Sharakshane A., 2017, Cjelokupna kvalitetna svjetlosna okolina za ljude i biljke. https://doi.org/10.1016/j.lssr.2017.07.001
4. C. Dong, Y. Fu, G. Liu H. Liu, 2014, Rast, Triticum aestivum L., id id. Id Ex Ex Ex Ex Ex Ex Ex Ex Ex Ex
Lin K.H., Huang M.Y., Huang W.D. i sur. Hidrodinamički uzgojena salata (Lactuca sativa L. var. Capitata) // Scientia Horticulturae. - 2013. - V. 150. - P. 86–91.
6. Lu, N., Maruo T., Johkan M., et al. Na primjer, pokazalo se da bi se učinci dopunske rasvjete trebali smanjiti. Kontrola. Biol. - 2012. Vol. 50. - 63–74.
7. Konovalova I.O., Berkovich Yu.A., Erokhin A.N., Smolyanina S.O., O.S. Yakovlev, A.I. Znamensky, I.G. Tarakanov, S.G. Radchenko, S.N. Lapach. Razlog za optimalne režime osvjetljavanja biljaka za Vitacycle-T stakleniku. Zrakoplovna i ekološka medicina. 2016. T. 50. № 4.
8. Konovalova, I.O., Berkovich, Yu.A., Erokhin, AN, Smolyanina, S.O., Yakovleva, OS, Znamensky, AI, Tarakanov, IG, Radchenko, S.G. Lapach S.N., Trofimov Yu.V., Tsvirko V.I. Optimizacija LED sustava rasvjete u stakleniku vitamina. Zrakoplovna i ekološka medicina. 2016. T. 50. № 3.
9. Konovalova, I.O., Berkovich, Yu.A., Smolyanin, SO, Pomelova, MA, Erokhin, AN, Yakovleva, OS, Tarakanov, I.G. Utjecaj parametara svjetlosnog režima na nakupljanje nitrata u nadzemnoj biomasi kineskog kupusa (Brassica chinensis L.) kod uzgoja s LED ozračivačima. Agrar. 2015. №11.

Ako imate bilo kakvih pitanja o ovoj temi, upitajte ih stručnjacima i čitateljima našeg projekta ovdje.