Искусственное освещение для комнатных растений своими руками

Применение

Источники искусственного света применяются в садоводстве, при озеленении помещений, при выращивании посевного материала, в производстве пищи (включая гидропонику и выращивание водорослей). Несмотря на то, что большинство источников фитоактивного света разработаны для применения в промышленных масштабах, возможно их применение и в бытовых условиях.

Согласно закону обратных квадратов, интенсивность светового излучения падает обратно пропорционально квадрату расстояния до источника света. Если, например, расстояние до лампы увеличить в два раза, то интенсивность света, достигающего объект, уменьшится в четыре раза. Этот закон служит серьезным препятствием для садоводов, поэтому много усилий направлено на улучшение утилизации света.

В качестве источников света можно использовать лампы накаливания, люминесцентные лампы (ЛЛ), газоразрядные лампы (ГР),индукционные лампы, а также светодиоды. В настоящее время профессионалами, в основном, используются газоразрядные и люминесцентные лампы. В помещениях теплиц обычно устанавливают натриевые лампы высокого давления (НЛВД) илиметаллогалогенные (МГ) лампы, последние, правда, все чаще стали заменять на люминесцентные в виду их большей эффективности и экономичности.

Металлогалогенные лампы иногда используют в первой (вегетативной) фазе роста растений, поскольку такие лампы излучают достаточное количество синего света, а синий свет способствует росту зелёной массы на первых стадиях развития растений; в то же время МГ-лампы имеют пик излучения в районе жёлтого цвета.

Натриевые лампы высокого давления используются во второй (репродуктивной) фазе роста, поскольку их излучение имеет красноватый оттенок. Красный спектр способствует цветению и образованию плодов. Если натриевые лампы использовать в стадии вегетативного роста, растения развиваются и растут быстрее, но при этом расстояния между междоузлиями у них больше и, в целом, растения оказываются выше.

Иногда в обоих периодах применяются МГ-лампы с добавлением красного спектра или НЛВД-лампы с добавлением синего спектра.

В последнее время на рынке появились источники фитоактивного освещения на основе светодиодов. Широкое применение получают белые светодиоды. НАСА уже провело успешные эксперименты по выращиванию пищи в космосе с помощью светодиодных светильников[источник не указан 444 дня].

Какова потребность растений в свете

Совершая любые манипуляции, которые касаются искусственного освещения (светодиодное, люминесцентное и т.д.) комнатных растений, необходимо помнить о том, что существует такое понятие как «световой режим». Для растений характерно движение на свет. Такое движение обусловлено тем, что в основе жизнедеятельности растений находиться такой процесс, как фотосинтез.

Таким образом, подходя к вопросу выращивания комнатных растений в домашних условиях, необходимо знать уровень освещенности, требуемый для того или иного цветка. В противном случае, вы вместо аккуратно и цветущего горшка получите некрасивые лианы. Беря это в расчет, вы сможете либо расчетным методом, либо эмпирическим способом, определить требуемый уровень подсветки для каждого цветка в доме.Чтобы расчет был верен, в нем следует учитывать следующие параметры:

  • для минимальной активности (фотосинтетической) растений для дома необходимо создать уровень подсветки в 100 лк. Характерно для пасмурного дня;
  • для нормального течения фотосинтетических процессов уровень освещения цветков должен составлять не менее 1000 лк. Такая освещённость характерная для уличного естественного света.

Кроме этого следует знать, что все комнатные виды растений можно условно разделить на следующие группы, в зависимости от требовательности к свету:

  • растения, которым нужно рассеянный свет. Они прекрасно будут себя чувствоваться в полутени;
  • цветы, для которых нужен световой режим стандартного дня для конкретной местности;
  • растения, для которых нужен длительный световой режим, который длиться около 12 часов в сутки. При этом интенсивность подсветки должна оставаться одинаковой на всем протяжении сезонов и составлять примерно около 120 000 лк.

Этот параметр обязательно должен учитывать расчет, с помощью которого можно определить степень подсветки того или иного домашнего цветка.Как видим, не всегда естественное освещение дома позволит вырастить понравившихся цветков. В такой ситуации следует использовать искусственное освещение (люминесцентное, светодиодное и т.д.).

Используемые части светового спектра

Естественный свет имеет высокую цветовую температуру (примерно 5000 K). Видимый нами свет изменяется в течение дня в зависимости от погоды и высоты подъема солнца, поэтому процесс фотосинтеза может протекать в различных условиях освещенности. Расстояние до солнца не играет существенной роли в процессе сезонных изменений освещенности, поэтому не берется в расчет при планировании искусственного освещения для выращивания растений.

Наклон земной оси изменяется в течение года при вращении Земли вокруг Солнца. Летом свет падает почти под прямым углом, а зимой под углом 23,44 градусов к плоскости экватора. Этот небольшой наклон земной оси изменяет эффективную толщину атмосферы, которую необходимо преодолеть лучу света, для того чтобы достичь одной и той же площадки на поверхности Земли.

Разные стадии развития растения требуют освещения лучами из разных частей спектра. На начальной вегетативной стадии должна преобладать синяя часть спектра, тогда как на поздней репродуктивной — красно-оранжевая.

В следующей таблице приведена световая эффективность различных источников света

Недостаток света может быть причиной таких проблем:

  • Замедление роста;
  • Более тонкий стебель, большое расстояние между побегами;
  • Опадание нижних листьев;
  • Зеленеют пестро окрашенные листья;
  • Растение не цветет или бутоны опадают.

При избытке света окрас листьев становится желто-зеленым. Рост замедляется, листья становятся широкими и короткими. Возможны даже ожоги.

При правильном выборе освещения, комнатные «красавцы» и «красавицы» будут радовать шикарным и здоровым внешним видом!

Зима может поломать все планы

Особенностью нашей страны является то, что у нас имеется явная смена сезонов в течение года. Поэтому выращивание тропических декоративных цветов требует создания своими руками искусственного типа подсветки. В противном случае вы станете свидетелем фототропизма, когда ветки растений начнут свое движение к свету. Чтобы этого не допустить, необходим не только правильный расчет, но и учет особенностей зимнего периода в вопросе освещенности.

  • для растений, любящих полутень, зимой световой поток должен находиться в диапазоне 1000 — 3000 лк. Для них искусственное освещение нужно только тогда, когда они находятся дома далёко от оконных проемов;
  • для комнатных цветов, любящих рассеянный свет, искусственная подсветка, созданная своими руками, должна быть в диапазоне 3000 — 4000 лк;
  • для цветов, которым необходим прямой солнечный свет — 4000 — 6000 лк;
  • экзотические тропические растения, особенно плодоносящие сорта, должны освещаться дома 6000-12000 лк.

Освещение рассады

При этом стоит помнить, что не все цветы способны демонстрировать движения своих побегов к свету. У некоторых видов такие движения заменяются на другие симптомы недостаточности света:

  • опадение листьев;
  • отсутствие периода цветения;
  • изменение цвета листовой пластинки;
  • вялость.

При наличии таких симптомов необходимо немедленно своими руками изменить искусственную подсветку домашнего сада. Желательно, при приобретении нового жителя дома, выяснить у продавца все, что касается его выращивания и ухода за ним.

Подбираем источник света

Применяются лампы разных типов, включая металлогалогенные, люминесцентные, накаливания, натриевые высокого давления и светодиодные.

Металлогалогенные лампы излучают в синем спектре и хорошо заменяют условия весеннего и летнего естественного освещения.

Лампы накаливания

Обычные лампы накаливания излучают в красно-желтой части спектра и имеют низкую цветовую температуру (примерно 2700 K). Лампы такого типа не используются в качестве фитоосвещения, а только для подсветки растений в интерьере. Некоторые лампы накаливания имеют маркировку «grow lights» и покрыты светофильтром синего цвета, который уменьшает количество испускаемого ими красного света.

Люминесцентные лампы

В настоящее время цветовая температура люминесцентных лампы может варьироваться в широких пределах: от 2700 K до 7800 K. стандартные люминесцентные лампы можно применять для выращивания овощей, трав или рассады. Стандартные лампы производят в два раза больше световой энергии на единицу электрической мощности, чем лампы накаливания и имеют ресурс непрерывной работы порядка 20000 часов. Иногда в качестве фитоламп используют менее эффективные, но дешевые люминесцентные лампы холодной цветовой температуры.

Искусственное освещение для растений

Высокоэффективные люминесцентные лампы производят вдвое больше световой энергии, чем стандартные лампы. Специальная форма светильника с очень тонким профилем особенно выгодна при использовании в боксах с ограниченной высотой. Высокоэффективные люминесцентные лампы выдают порядка 5000 Люкс на 54 Вт мощности и выпускаются с теплым цветовым оттенком (2700 K) и холодным (6500 K). Ресурс работы таких ламп составляет около 10000 часов.

Компактные люминесцентные лампы — это уменьшенные копии люминесцентных ламп, которые используют как при выращивании рассады дома так и в больших теплицах. Компактные люминесцентные лампы используются со специальными рефлекторами, которые направляют свет на растения, точно так же как и ГР-лампы. Выпускаются в вариантах: теплый/красный (2700 K), дневной свет (5000 K) и холодный/синий (6500 K) цветовых оттенках. Ресурс работы компактных люминесцентных фитоламп составляет около 10000 часов.

Натриевые лампы высокого давления имеют жёлтое свечение (2200 K) с очень низким индексом цветопередачи 22. Как правило, такие лампы используются на поздних (или репродуктивных) стадиях роста. Если использовать фитолампы такого типа на ранних стадиях вегетативного роста, растения растут немного быстрее, чем обычно. Оборотной стороной этого процесса является слишком высокое и раскидистое растение с длинными междоузлиями.

Натриевые лампы высокого давления ускоряют процесс образования цветков и плодов у растений. Растения используют красно-оранжевую часть спектра НЛВД-ламп в репродуктивных целях, что позволяет получать более высокие урожаи трав, овощей, фруктов или цветов. Иногда растения визуально, из-за особенностей цветового оттенка ламп, выглядят бледными и нездоровыми.

Натриевые лампы высокого давления имеют продолжительный срок службы и в шесть раз большую светоотдачу на 1 Вт электроэнергии чем стандартная лампа накаливания. Ввиду высокой эффективности натриевых ламп их используют в качестве дополнительной подсветки в теплицах, где необходимую им часть синего спектра растения получают из естественного освещения.

Но в высоких широтах, где период недостатка солнечного света очень продолжительный, НЛВД-лампы должны сочетаться с другими источниками света для правильного роста. НЛВД-освещение может привлекать насекомых или других вредителей, что может представлять угрозу для растущих растений. Натриевые лампы высокого давления излучают много тепла, что может вызвать вытягивание стеблей, хотя при должном контроле температуры воздуха эта проблема не так актуальна.

В комбинированной НЛВД/МГ лампе в одном рефлекторе сочетается металлогалогенная колба с натриевой колбой высокого давления, при этом может использоваться общий балласт или два индивидуальных балластных устройства. Комбинация синей металлогалогенной и красной натриевой лампы высокого давления, как утверждают производители, является идеальной по спектральному составу и крайне эффективной для растениеводства, хотя на самом деле представляет собой компромисс между двумя ситуациями.

Переключаемые, конвертируемые, универсальные светильники — это светильники в которые можно установить металлогалогенную колбу или эквивалентную ей по мощности натриевую лампу высокого давления. Растениеводы используют такие светильники при выращивании рассады и в вегетативный период с установленной металлогалогенной лампой, а затем, в период созревания плодов, меняют её на натриевую лампу высокого давления.

Светодиоды

Последние разработки в светодиодной отрасли позволили производить недорогие, яркие, с большим сроком службы источники фитосвета. Большим преимуществом светодиодных источников является возможность получения излучения исключительно в фитоактивной части спектра. Привлекательность светодиодов для выращивания растений в помещениях обусловлена многими факторами.

Существует несколько активных участков спектра: для хлорофилла и каротиноидов. Поэтому в светодиодном светильнике могут сочетаться несколько цветов, перекрывающих эти фитоактивные участки. Хотя более перспективными следует считать белые светодиоды, спектр которых близок к естественному солнечному.

Рекомендации по оптимальному сочетанию светодиодов сильно разнятся. Например, в одном из источников, для максимизации роста и здоровья растений рекомендуется следующая пропорция «12 красных светодиодов с длиной волны 660 нм плюс 6 оранжевых светодиодов с длиной волны 612 нм и один синий светодиод с длиной волны 470 нм»[3].

Также имеются публикации, в которых на период вегетативного роста рекомендуется отдавать приоритет светодиодам синего цвета (с длиной волны в районе середины спектра 400-500 нм). Для роста плодов и цветов рекомендуется увеличить долю светодиодов глубоко красного оттенка (с длиной волны около 660 нм). Следует отметить, что точность при выборе длины волны красных светодиодов более важна, нежели при выборе светодиодов синего спектра.

Стандартные красные светодиоды с длиной волны 630 нм неэффективны. Красные фитосветодиоды имеют багряное, бархатистое свечение. Исследования показали полезность дополнительной подсветки растений светодиодами инфракрасного и ультрафиолетового спектра. При смешении красного и синего света получается свет пурпурного (розового) оттенка. Зелёный свет при искусственном освещении растений может применяться в эстетических целях для нейтрализации неприятного для глаз пурпурного свечения фитосветодиодов или для облегчения визуального контроля зеленых побегов и состояния почвы, поскольку глаз человека лучше всего различает детали именно в зелёной части спектра. Фотосинтетическая эффективность зелёного света крайне низка ввиду высокой степени отражения лучей данного спектра хлорофиллом.

Мощность светодиодов, получаемых по старой технологии, составляла сотые доли ватта, что не позволяло эффективно заменять ими ГР-лампы. Современные усовершенствованные светодиоды и светодиодные матрицы обладают мощностью, исчисляемой десятками и даже сотнями ватт, что делает их достойной альтернативой ГР-лампам.

Мощность и эффективность фитосветодиодов продолжает расти. Наиболее важными параметрами при выборе светодиодов являются энергетическая эффективность и спектральный состав излучения.

На сегодняшний день существует несколько самых разнообразных, отличающихся между собой по техническим характеристикам, источников света. В их перечень входят такие лампочки:

  • светодиодные. В данном случае можно использовать как лампочки, так и светодиодные ленты. Стоит отметить, что собрать своими руками светильник, в основе которого будет находиться светодиодная лента, достаточно легко. Кроме этого светодиоды могут светить в разном диапазоне. Поэтому с ними очень легко создать красно-синюю подсветку домашнего сада на подоконнике;
  • люминесцентные. Такие лампы так же, как и светодиодные лампочки, относятся к экономным источникам света. Поэтому они также подпадают под вышеописанные требования, предъявляемые для фитоламп. С помощью таких ламп также можно легко сделать своими руками светильник и сэкономить деньги на покупку нового устройства;
  • лампы накаливания. Это самые первые источники света. Поэтому сегодня они уже имеют массу минусов, из-за которых количество таких ламп в доме с каждым годом становиться все меньше. Лампы накаливая можно использовать для подсветки цветов, для которых нужно лишь немного продлить световой режим.

Люминесцентные лампы общего назначения

Наиболее часто используются люминесцентные и светодиодные лампы для освещения 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.

Что говорят три «Ф»

Создавая своими руками искусственную подсветку комнатных цветов, необходимо помнить о правилах трех «Ф», который собой отображают основные процессы, в которых ведущую роль играет свет. В правила трех «Ф» входят следующие понятия:

  • фотосинтез. Для него необходим красный спектр света. Благодаря ему растения получают энергию и выделяют кислород, как побочный продукт метаболизма;
  • фотоморфогенез. Это процесс определяет рост и развитие комнатных цветов. Он зависит от длины волн. Если нахватает волн синего цвета, то листья и стебли будут вытягиваться;
  • фотопериодизм (движение на свет). Отражает реакцию растения на светлый и темный период суток. Например, на свет наблюдается движение цветов, а на ночь они закрываются.

Без учета этих трех «Ф», вы не сможете создать для домашних растений оптимальные условиях для выращивания.Кроме этого необходимо помнить, что половиной успеха организации своими руками искусственной подсветки является правильный подбор ламп.

Подсветка рассады овощей и цветов

Нам не стоит ориентироваться и на минимальное количество света, его нам мало, так как на пороге выживания получаются растения, не способные потом нормально плодоносить.

Нам нужно, чтобы света было вдоволь, только тогда в почках заложатся сильные зародыши соцветий, которые впоследствии и дадут урожай. Например, у томатов будущий урожай закладывается уже на стадии первых настоящих листьев, поэтому овощеводы знают, что в первые две недели выращивания рассады томатов или перцев условия должны быть идеальными. И в первую очередь – солнечными.

Место для размещения емкостей с сеянцами можно выбрать постоянное, скажем, самый светлый подоконник, но лучше комбинированное, так, чтобы днем рассада стояла в одном месте, а ночью – в другом.

Днем температуру для рассады можно поддерживать в пределах 20 – 22°C, не выше, иначе растения сильно вытянутся да и окажутся не закаленными. Если на подоконнике теплее, то поддоны с сеянцами можно отгородить от теплого комнатного воздуха пленкой так, чтобы растения оказались между пленкой и холодным стеклом. Солнце и прохлада создадут лучшую рассаду.

Рассаду нельзя выращивать загущенной, то есть уплотненной – это прописная истина. Растения должны отстоять достаточно далеко друг от друга – это тоже способствует более сильному и равномерному их освещению. Требование такое: стебли тоже должны освещаться, это сказывается на мощи будущих кустов. Для этого всходы своевременно пикируют – рассаживают в более крупные емкости, чтобы они не соприкасались листвой. Этот вопрос необходимо продумать заранее: свободного места для рассады у вас должно иметься с запасом.

Конечно, солнце может сыграть отрицательную роль: во-первых, рассада может перегреться под пленкой (парниковый эффект), которой вы накрывали всходы для увеличения влажности воздуха, во-вторых, на солнце земля в лотках и горшочках быстро пересыхает, вплоть до того, что растения могут засохнуть. Тут уже нужно следить: почаще проведывайте своих питомцев и выверяйте условия их жизнеобеспечения.

Светильники для растений (фитолампы) нужно выбирать с учетом многих параметров, к которым относятся следующие моменты:

  • учет сорта растения, а также климатических особенностей их выращивания;
  • уровень освещенности, необходим для начала периода цветения;
  • место размещения горшка (на подоконнике, вдалеке от окна и т.д.).

Стоит отметить, что светильники, предназначенные для освещения домашних цветов, должны создавать равномерный тип подсветки, благодаря которому световой поток будет падать одинаково на все освещаемые горшки.Кроме этого фитолампы, применяемые дома, должны отвечать следующим характеристикам:

  • потреблять минимальное количество электроэнергии. Для некоторых сортов цветов дополнительная подсветка, организованная своими руками, может давать постоянное освещение в течение довольно продолжительного периода времени (например, шести часов);
  • создавать качественный световой поток, да еще и в нужном диапазоне волн;
  • иметь длительный срок эксплуатации;
  • наличие возможность создавать рассеянный световой подход;
  • обладать простой и незатейливой конструкцией, за которой легко ухаживать и поддерживать в чистоте.

Ртутные лампы

Учитывая эти параметры выбора, подобрать осветительный прибор для комнатных растений будет не сложно, а уж создать искусственную подсветку своими руками и подавно.При этом следует знать, что важно правильно выбрать не только осветительных приборов, но и источник света.

Жизненно необходимый процесс фотосинтеза для растения невозможен без солнечного света. Фотосинтез – это образование в клетках растений углеводов из воды и углекислоты. Этот процесс возможен, благодаря участию поглощающих свет пигментов, главным образом хлорофилла.

Фотосинтез сопровождается выделением кислорода, необходимого для жизнедеятельности живых организмов. Поэтому без света растения погибают.

Благодаря свету комнатные растения получают нужную энергию для производства крахмалов, сахаров и других веществ, необходимых для нормальной жизнедеятельности и цветения.

Для растений важен спектральный состав света. Некоторые цвета в лучах особенно важны для нормального роста и развития.

Металлогалогенные лампы

Так, красные и оранжевые лучи «поставляют» энергию для процесса фотосинтеза. Они влияют на скорость развития растения, а их избыток может задержать цветение.

Ультрафиолетовые лучи препятствуют «вытягиванию» цветка, стимулируют выработку витаминов и повышают холодостойкость. Синие и фиолетовые – способствуют образованию белков, регулируют скорость развития.

Ввиду того что свет играет очень важную роль в жизни комнатных растений, а световой день иногда не такой уж длинный, многие задумываются об искусственном освещении.

Требования к свету у растений

У каждого растения особые требования к освещению для правильного развития. Источники искусственного света должны имитировать условия освещения, к которым приспособлено растение. Чем больше растение, тем большее количество света ему требуется. При недостатке света растение перестает расти, независимо от прочих условий.

Например, овощные культуры растут лучше всего при естественном дневном свете, поэтому для выращивания при искусственном освещении им требуется постоянный интенсивный источник света такой как белый светодиод. Лиственные растения (например, филодендрон) растут в условиях постоянного затенения, для нормального роста им не требуется много света, поэтому будет достаточно обычных ламп накаливания.

Растениям необходимо чередование темных и светлых («фото»-) периодов. По этой причине освещение должно периодически включаться и выключаться. Оптимальное соотношение светлых и темных периодов зависит от вида и сорта растения. Так некоторые виды предпочитают длинные дни и короткие ночи, а другие наоборот.

Освещённость, измеряемая в люксах, является важной характеристикой для выращивания растений внутри помещений. Освещённость характеризует количество света, падающего на поверхность. Один люкс равен одному люмену света, падающему на один квадратный метр площади (лм/м2). Для офисного помещения достаточно освещённости в 400[источник не указан 238 дней] лк.

Однако, освещённость является световой величиной, то есть характеризует свет в соответствии с его способностью вызывать зрительные ощущения у человека и соответствующим образом зависит от спектрального состава света. Поэтому освещённость плохо подходит для использования при определении эффективности систем освещения в садоводстве. Вместо этого используются другие величины, такие как облучённость (энергетическая освещённость), выражаемая в Вт/м2, илифотосинтетически активная радиация (ФАР). Альтернативная величина измерения выражается в микромоль- фотонах в секунду (μmol/s) на единицу площади.



Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: