тел.: +7 921 352-25-81 (СПб)
e-mail: info@aqua-farm.ru
AQUA-FARM      ЦВЕТ СВЕТА И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА РАСТЕНИЯ



Солнечный свет - источник энергии, диоксид углерода (углекислый газ СО2) воздуха - источник углерода - главного строительного материала и вода - источник кислорода, входящего в ее состав на молекулярном уровне. И все эти три жизненные силы объединены процессом фотосинтеза, при котором происходит образование органических веществ (углеводов) благодаря энергии света при участии фотосинтезирующего пигмента - хлорофилла. Хлорофилл (от греч. «зелёный» и «лист») — зелёный пигмент, обусловливающий окраску растений в зелёный цвет.

Днем, на свету вода разделяется на кислород и водород и запасается энергия. Ночью, в темноте углекислый газ соединяется благодаря запасенной энергии с водородом, и образуются молекулы углеводов, то есть растение растет!

Как же влияет на фотосинтез и соответственно на рост растений спектральный состав солнечного или иного света ?
Посмотрим на спектр, который использует хлорофилл, что мы видим?

Спектр поглощаемый хлорофиллом

Хотя максимум непрерывного спектра солнечного излучения расположен в «зелёной» области 550 нм (где находится и максимум чувствительности нашего глаза), поглощается хлорофиллом преимущественно синий и красный свет из солнечного спектра, то есть длины волн 440-470 нм и 630-670 нм.

Вы задумывались почему практически у всех растений зеленый цвет? Нет? Немного поясним - цвет предметов, которые видит наш глаз это отраженная часть светового потока (света). Черный цвет у предметов, которые полностью поглощают световое излучение. Белые - наоборот - полностью рассеивают направленный на них свет. Зеленые - отражают зеленую часть этого самого светового потока, синие - синюю часть и так далее. Итак, зеленые пердметы отражают зеленую составляющую света! Вот оно! Вот почему эту часть спектра наши растения отказываются использовать! Хлорофилл, содержащийся в большей части листа и ответственный за самый важный процесс в растении - зеленого цвета, то есть он полностью отражает зеленый цвет!

Теперь посмотрим на цветовой спектр излучаемый обычной лампой накаливания.

Спектр лампы накаливания

Как видим максимальное излучение находится за пределами красной зоны, в области инфракрасного излучения(теплового). Так оно и есть - лампы накаливания очень сильно нагреваются. Имено из-за этого они могут нанести ожог листьям или попросту их высушить! Кроме этого мощность светового потока от такой лампы неприлично низка и ее недостаточно для нормального роста растения. У данного типа ламп наименьший коэффициет полезности по соотношению силы света приходящаяся на ватт мощности

Посмотрим на типичные люминисцентные лампы, так называемые лампы дневного света. Сюда можно также включить и новый тип ламп - энергосберегающие, так как по сути своей они так же являются люминисцентными лампами.

Спектральная характеристика люминисцентной лампы

У них световой поток необходимого спектра (зеленый нам не нужен) смещен в сторону синей составляющей спектра. Синий цвет безусловно хорош для прорастания! Красный же в данной лампе снижен.
Мощность светового потока у данной лампы значительно превышает лампы накаливания, но продолжим изучать возможности.

В наши дни существуют специализированные люминисцентные лампы, например FLUORA производитель OSRAM. Несмотря на то, что они выдают значительно лучший спектр для растений. У них есть паразитный всплеск спектра четко в зеленой составляющей, следовательно эффективность уже далеко не 100%. Кроме этого данные лампы, как и все люминисцентные, подвержены истощению светового потока - деградации. Уже через 6 месяцев работы у подобной лампы сила потока падает на 30%, а через год-два уже на 50%. Из-за этого возникает потребность в замене таких ламп каждые полгода-год! Отметим, что стоимость специализированных ламп в 3-5 раз выше стоимости обычой люминисцентной лампы. Это достаточно разорительно для семейного бюджета. К тому же куда девать лампы, которые могут работать еще 2-3 года, но при этом уже не в состоянии обеспечить растение световым потоком?

Газоразрядные лампы. До недавнего времени они занимали наилучшую позицию с точки зрения цены светового потока. Они имели наиболее мощный световой поток на каждый ватт своей мощности, но по спектру они не сильно полезны для выращивания растений. К тому же данные лампы, как и лампы накаливания, нагреваются, со всеми вытекающими последствиями. К тому же из всех типов ламп они наиболее пожароопасны, не говоря уже о их весе (для обычных систем поджика это около 10 кг, для электронных - существенно меньше)!

И вот, с развитием светодиодных кристаллов, появилась уникальная возможность переломить ситуацию. Эффективность светодиодных ламп бесспорна. Изучим теорию. У них максимальное соотношение производительности светового потока к потребляемой мощности. Кроме этого есть диоды излучающие не только белый, то есть полноценный спектр, а только определенные его участки - зеленый, желтый, синий, красный. Вот оно! Синий и красный - именно они нужны для активного роста растения! Именно их правильное сочетание и необходимая мощность обеспечат растению нужный световой поток. Однако, есть и минус - их стоимость, которая в несколько раз выше обычной "люмы".

Спектр, излучаемый светодиодами


При этом обратите внимание, что к этим цветам спектра наш глаз наименее чувствителен. Именно поэтому для нас незаметно, падение световой мощности люминисцентной лампы. Нам кажется, что она светит как и светила раньше, а на самом деле она светит уже в полсилы, при этом потребляя такое же количество энергии как и раньше! Заметить этот эффект Вы сможете, только если рядом включите новую лампу.

Восприимчивость человеческого глаза к спектральному составу света


Удивительно, но есть которые как раз и излучают нужные растениям участки спектра!
Кроме всего прочего теоретический срок службы диодов - 10 лет! Конечно они так же как и люминисцентные лампы теряют часть своих свойств по мощности излучения, но у диодов эта характеристика более линейна и растянуто во времени. Светопотери составляют всего около 10% за год эксплуатации.

Сравнение спектральных характеристик разных типов ламп
    Итак, подведем итог - специализированные сверхяркие светодиоды это:
  • экономия электроэнергии - максимальная производительность светового потока в рассчете на потребленные ватты
  • излучение узкой части спектра (синий и красный) столь необходимой растениям
  • низкая деградация светового потока - в несколько раз меньше по сравнению с люминисцентными лампами, то есть полезный срок службы в 10 раз больше!
  • безопасность - диоды экологически безвредны
  • безусловная экономия финансов - низкая потребляемая мощность+отсутствие необходимости периодически менять лампы


Светодиоды для выращивания растений и рассады.

Приведенная выше статья была написана более 2 лет назад, за это время много изменилось. Появился опыт применения светодиодных систем в реальных условиях и пришло время "дописать" нашу статью. Многие из наших покупателей спрашивают - почему же мы отказались от таких "хороших" светодиодов? Чтобы не объяснять каждому мы приняли решение опубликовать данный материал. Использование (даже частичное) разрешается только после согласования с нами и установки ссылки на на эту статью.

За последние 3 года нами были проведены не только проектные, конструкторские и опытные работы, но и сделаны реалано работающие промышленные образцы. Сколько мы потратили на них сил и средств - оставим за кадром.

Изложим только суть, к которой пришли. А точнее некоторое из наработанных материалов. Фотографии скажут сами за себя. Далее судить только Вам!

Тестирование проводилось в одинаковых системах гидропонного выращивания нашего производства, поэтому в их эффективности сомнений нет, так как они уже не раз ее подтверждали.

Так как клубника является растением очень чутко реагирующим на количество света - первой в этом сравнении посмотрим на нее.

Клубника выращенная под светодиодами
Слева - клубника выращенная под светодиодами.
Справа - под нашими подобранными ЭСБ, которые сейчас и поставляются с установкой.


Поясним, что мы видим на фотографиях и на что надо обратить особое внимание.

Интервалы съемки примерно одинаковы и составляют 12 дней. Светодиоды мощностью суммарной мощностью 30 Вт и углом 120 градусов спектр смешанный в интервалах 470-630, ЭСБ - 30 Вт, патрон Е14, спектр - указывать не будем :).

Итак, первое на что обратим внимание - размер листовой пластины. Так как под светодиодами(LED) находится клубника с более развитой корневой системой (а это дает ей дополнительные бонусы в скорости набирания вегетативной массы), то главным критерием может быть только скорость увеличения листовой пластины и куста в целом.

Клубника, выращенная под светодиодной лампой - общий прирост листовой пластины, в среднем 90-100%, у клубники выращенной под ЭСБ - прирост с интервалах от 200% до 250%! Так как ЭСБ лампы были подобраны более оптимально, а именно с уменьшенной долей синего спектра, традиционного для таких ламп - угнетения в росте черешковой части листа мы не наблюдаем.

Напротив - у клубники, растущей под LED-лампами видно незначительное угнетение черешковой части, что обусловлено набором светодиодов - 2/1. Как видите, фотографию клубники под ЭСБ даже прилось уменьшить, чтобы она влезла в кадр.

Результат:
Светодиоды хороши, это безусловно, но им не хватает мощности светового потока. Даже у 10 ваттного диода узкого спектра - всего 320 люмен! У ЭСБ при той же мощности - 950 люмен! Базовые цены: ЭСБ лампа - 60 рублей, светодиод - 300 руб. + обязательный блок питания, а это еще 200 руб. Даже при условии, что ЭСБ теряет свою эффективность быстрее LED - результат очевиден!

По стоимости эксплуатации получается абсолюьный паритет! 3*10=30 Вт, то есть 3*500=1500 р. для диодного освещения и 2*15=30 Вт, то есть 2*60=120 руб., с текущей технологичностью эти лампы нормально работают с полной нагрузкой почти год, то есть даже за 10 лет эксплуатации можно будет купить на оставшиеся деньги еще 20-30 таких ламп.

Если же добавить сюда еще необходимую систему теплоотведения, а 10 Вт диоды выделяют очень много тепла, то по стоимости они уже явно проигрывают!

Смотрим следующие фото.

Томаты растущие под светодиодами
Слева - томаты растущие под светодиодами.
Справа - под нашими подобранными ЭСБ, которые сейчас и поставляются с установкой.


Давайте проанализируем и эту картину. Интервалы съемки примерно одинаковы и составляют 12 дней. Светодиоды мощностью суммарной мощностью 18 Вт (каждый по 3 Вт) и углом 120 градусов спектр смешанный в интервалах 470-660, ЭСБ - 46 Вт (2*23 Вт), патрон Е27, спектр - указывать не будем :).

Здесь LED-система была доработана: использовались менее мощные диоды, так как нужно было уменьшить стоимость системы питания и охлаждения. Суммарное падение тепловыделения почти на 70%, при падени общей мощности всего 40%! ЭСБ также была уменьшена в стоимости, за счет применения более распространенных ламп :)

Итак, за счет уменьшившейся мощности получили вытягивание ствола у томата, по сравнению с рассадой растущей под ЭСБ. Скорость наращивания зеленой массы тут точно установить не получится(так как замеров с линейкой мы не делали), можно судить только по общему состоянию будущей рассады.

На фото справа - видим мощный росток с черезвычайно толстым для этой стадии стеблем - для рассады это очень хорошо и означает только одно - освещения у нас избыток, его растению хватает полностью, что и позволяет развиваться в нужном нам направлении!

LED-система же, хоть и подешевела почти на 600 рублей, оставляет желать лучшего. Ее параметры ухудшились. Хорошую рассаду под ней уже не вырастить - сильно не хватает светового потока. Да, спектр правильный и очень нужный, но не хватает его количества!

Общий вывод:
Был еще ряд сравнительных тестов, тестировали даже на аквариумных растениях. Получили очень интересные результаты, которые лагут в основу наших гибридных систем, к которым мы будем стремиться!

Аквариум, светодиоды
Тестовый аквариум - светодиодое освещение (20 Вт).


Аквариум - светодиодное освещение
Реальный аквариум - светодиодое освещение (26 Вт).


Наше мнение - чисто светодиодная система малопригодна для применения в выращивании растений. Для аквариумистики она подходит больше, но и там ее не хватает. В любом случае она на сегодня - 2012 год - проигрывает люминисцентным лампам в чистом виде. Вполне возможно в гибридной системе она еще найдет свою реализацию, но это опять же тесты, тесты и реальное применение. А не "обещания" производителей диодов и их теоретические характеристики, а это деньги, при чем не малые.

Увы, эпоха диодов для нас пока не наступила. А практика, как всегда, немного разошлась с теорией.


 





 
 
КОНТЕЙНЕР ДЛЯ ВЫГОНКИ ЗЕЛЕНОГО ЛУКА
система для выращивания лука

Рейтинг@Mail.ru