Світлодіодне освітлення рослин: створення штучного сонця

Існування всього живого на нашій планеті обумовлено багатьма факторами. Але жоден представник флори чи фауни не зможе вижити без води і сонячного світла. Стародавні цивілізації будували поселення вздовж річок, забезпечуючи зрошення своїх земель. Однак всі вони, згідно найдавнішої історії, мешкали на прогрітій практично круглий рік сонцем території.

На малюнку показано поглинання світла хлорофілом.

На малюнку показано поглинання світла хлорофілом.

У сучасному світі люди давно навчилися видобувати воду зі свердловин і будувати водосховища, але недолік сонця і тепла залишаються в основі багатьох територій, не здатних похвалитися достатньою кількістю ясних днів і високих температур. На допомогу садівникам, як в приватному, так і в промисловому масштабі, приходять новітні розробки по створенню оптимальних умов вирощування рослин цілий рік. І це не тільки приміщення, що опалюються. Створення літніх температур не обдурить молоді пагони - їм потрібне сонце, адже при його нестачі рослина не зможе розвиватися, незважаючи на інші умови. Для цього була створена світлодіодне підсвічування рослин.

Область застосування ламп штучного освітлення досить велика. Це і озеленення приміщень, і вирощування посівних матеріалів, і гідропоніка, і, звичайно, садівництво, як промислове, так і побутове. Для вирощування різних культур використовуються кілька типів джерел штучного світла. У їх числі лампи розжарювання, газорозрядні, люмінесцентні, металогалогенні лампи, натрієві лампи високого тиску, а також світлодіоди. Останнім часом світлодіодні лампи для освітлення рослин набирає все більшої популярності, адже, завдяки поєднанню різнокольорових діодів, можна отримати світильники, ефективні як на вегетативної стадії, так і в період репродукції.

Характеристики штучного світла

Спектри, які сприймаються рослинами

Спектри, які сприймаються рослинами

Штучне світло для вирощування різних культур може використовуватися як в умовах недостатності природного сонячного світла, в якості своєрідної «підживлення», так і при повному його відсутності. В обох випадках так звані фітоактівние джерела повинні відповідати багатьом вимогам, не просто висвітлюючи рослини, а й імітуючи природні вуличні умови. Це досягається підбором світильників різної кольорової температури, змінної інтенсивності лампи для освітлення рослин, а також вибором спектральних характеристик електромагнітного випромінювання, що відповідає виду і стадії росту культури.

Інтенсивність світлового випромінювання

Відповідно до тригонометричним законом зворотних квадратів інтенсивність випромінювання зменшується обернено пропорційно квадрату відстані до джерела. Так, відсунувши лампи для освітлення рослин в 2 рази далі, ми отримаємо в 4 рази зменшену світлову інтенсивність. Це відбувається через велику розсіювання світла в просторі. Тому для концентрації світлового потоку в садівництві використовують різні рефлектори або просто намагаються посадити рослини максимально близько один до одного для створення більшої щільності на освітленій території. Але важливо памятати, що занадто близько посаджені рослини, можливо, і будуть отримувати більше світла, але можуть заважати один одному. Тому будь-які методи збереження дорогоцінного світла повинні бути застосовані з розумом.

кольорова температура

Колірна температура природного світла становить приблизно 5000 К. Колірна температура випускаються ламп штучного освітлення коливається в межах 1500 - 8000 К. Меншим значенням колірної температури відповідає червона і помаранчева частини спектра (1500 - 2700 К), а до синьої частини спектра відносяться великі значення температури, починаються з позначки в 5000 К. Відомий людському оку світло змінюється протягом доби за рахунок кута і висоти підйому сонця, а також погодних умов. У звязку з цим процес фотосинтезу може підлаштуватися під зміна зовнішніх умов і протікати при різних умовах освітленості.

https://youtube.com/embed/JT9Qvyk4REs

Спектральний склад світла

Ні для кого не секрет, що оптика є одним з найскладніших розділів фізики. І повязано це в основному зі спектральним аналізом. Здавалося б, сонячні промені, так необхідні для вирощування садових культур, мають жовтий колір. Однак все не так просто, як здається на перший погляд. Для штучного освітлення рослин, залежно від стадії їх розвитку, потрібні різні частини спектра. Так, у вегетативному періоді вирощування необхідні промені синьої частини спектра, а на репродуктивної стадії - червоно-помаранчевої.

Світлодіодне освітлення рослин

Порівняльні характеристики фітоламп

Порівняльні характеристики фітоламп.

Однією з найбільш передових технологій при створенні оптимальної освітленості в штучному середовищі є використання світлодіодів. Вони мають ряд переваг, таких як невисока електрична потужність (отже, і економічність), відсутність баласту, низьке тепловиділення. Завдяки останній характеристиці, стала можливою установка таких ламп в безпосередній близькості від рослин. Це дозволяє зменшити область розсіювання світла, збільшуючи інтенсивність світлового випромінювання. Застосування світлодіодного освітлення рослин скорочує необхідність поливу завдяки зниженню випарів з поверхні вирощуваних культур.

Світильник може складатися з декількох різних світлодіодів. Їх комбінація дозволяє використовувати світлодіодну лампу на всіх періодах зростання, використовуючи разноволновие світлодіоди. Вважається, що до вибору червоних світлодіодів слід підходити більш скрупульозно. Крім того, можливе використання додаткового підсвічування за допомогою світлодіодів інфрачервоної і ультрафіолетової частин спектра.

При виборі світлодіодних світильників важливо розуміти, що у кожної рослини є свої, відмінні від інших, вимоги до освітленості. Бажано, щоб для вирощування тієї чи іншої культури були створені умови, наближені до природного середовища їх зростання. Необхідно враховувати, що в будь-який природній зоні існує зміна часу доби. Як людині важко постійно перебувати в умовах максимальної освітленості, так і рослина не варто піддавати подібному навантаженні. Чергування і тривалість темних і світлих періодів (включення і виключення фітоактівних ламп) теж залежить від виду вирощуваної культури.

естетична складова

У декоративних цілях можливе використання світлодіодів зеленої частини спектра. Як відомо, зелене світло приємний для людського ока і здатний нейтралізувати неприємні для зору пурпурні, рожеві та інші надмірно яскраві відтінки. Крім того, зелена частина спектра найбільш помітна для людського ока, тому здатна створити більш яскраве, насичене візуальне враження. При цьому ефективність зеленого підсвічування для фотосинтезу рослин вкрай невисока через відображення хлорофілом здебільшого променів цієї частини світлового спектру.

https://youtube.com/embed/Ys14Os4sVTU

Застосування світлодіодних ламп в рослинництві відкриває все більші можливості для створення максимально комфортних умов для вирощування багатьох культур і, більш того, дозволяє зробити цей процес більш економічним і простим. Світлодіодні лампи знайшли застосування і в квітникарстві, адже тепер вирощування екзотичних представників цього виду флори стало можливим і в нашій смузі. Більш того, застосування світлодіодних світильників зробило крок і за межі земної кулі. Кілька років тому було проведено ряд експериментів з вирощування харчових культур в космосі за допомогою світлодіодів. І вони увінчалися безумовним успіхом!


» » » Світлодіодне освітлення рослин: створення штучного сонця