Светильник для растений – лучшие конструкции, особенности подбора и варианты установки (80 фото). Светодиодная лампа для подсветки цветов и растений в комнате Можно ли применять светодиодные лампы для растений

Кирилл Сысоев

Мозолистые руки не знают скуки!

Содержание

В зимнее время, когда солнечного света с каждым днем становится все меньше, растения ощущают в нем острый недостаток. Огородники, занимающиеся выращиванием рассады, разведением редких сортов цветов, озабочены продлением светового периода для растущих культур. Использование обычной комнатной лампы не рассматривается ими, как удачный вариант.

Как выбрать лампу для растений

Конструкция LED ламп состоит из светодиодных матриц. При выборе такого прибора нужно знать, что не все могут использоваться в качестве дополнительного источника света для растений. Нужно обратить внимание на такой основной параметр – диапазон спектра электромагнитного излучения (длина волн). Человек воспринимает отдельные волны, как цветной поток, их вместе видит, как белый свет. Для роста растений лучше использовать диодную лампу с длиной волн около 430-455 нм (она будет давать синий свет). Цветущие нуждаются в красном спектре (660 нм).

Светодиодные фитолампы для растений

Светодиодные светильники для растений используются в квартирах для декоративных цветов, в помещениях, где в закрытом грунте выращивается рассада. Для второго случая понадобится больше ламп, ведь подсветка должна быть над каждым рядом растений. Это позволяет заменить естественный свет искусственным, создать комфортные условия в теплице. Еще садоводы с удовольствием используют светодиодные лампы для освещения растений в саду, влияющие на активный рост, цветение, образование плодов.

Преимущества

Такие популярные на сегодня led-лампы для растений имеют массу преимуществ перед газоразрядными, люминесцентными, лампами накаливания. Они очень выгодны, имеют внушительные характеристики, поэтому привлекают профессиональных садоводов и огородников. Лучшие световые условия, чем может создать светодиодная фитолампа сложно представить. К основным и неоспоримым преимуществам устройств (лед) относят:

• Долговечность. Срок службы фитосветильника может составлять до 50 тыс. часов, это чуть более 11-лет шестнадцати часовой работы в день. Лампы накаливания (для сравнения) способны проработать около 1 тыс. часов. Это доказывает, что фитолампа для растений просто создана для длительной эксплуатации.
• Энергоэффективность и энергосбережение. Практика показывает, что энергоэкономия по сравнению с газоразрядными лампами достигает 80%. 480-ваттная система искусственного освещения по эффективности сходна с 700-ваттной. Ярче будет газоразрядная лампа (из-за мощности), однако растения не поглощают и 70% ее излучений. Спектр света, который отвечает за производительность гораздо важнее.
• Простота в применении. Светодиодные лампы для растений не требуют никакого дополнительного оборудования (отражателей, защитных стекол, специальных патронов). С их помощью можно выращивать цветы, фрукты, овощи. Отзывы покупателей в большинстве положительные.
• Безопасность. LED светильники безвредны для растений, ухаживающих за ними людьми. Практически не нагреваются, потому не иссушают молодые зеленые листочки. Можно устанавливать лампы на расстоянии 25-30 см. Даже такое близкое расположение не требует постоянного проветривания, на температуру в помещении светодиоды не влияют.
• Экологичность. Светодиодные лампы для растений не выделяют вредных веществ, не содержат ртути. Допустимо использование в домашних условиях (в квартире, на балконе и т.д.)

Недостатки

Глядя на все эти преимущества светодиодных ламп, некоторые мысленно задаются вопросом: в чем же подвох? Хотелось, чтобы он отсутствовал, но недостаток имеется. Для некоторых он предопределяет выбор, вынуждает отказываться от покупки. Этим существенным минусом является высокая цена. Мало садоводов-любителей или простых обожателей цветов согласны отдать за такое чудо от 200 до 1500 долларов. Чаще светодиодные лампы для освещения растений выгодны в профессиональной сфере выращивания цветов или овощей.

Досветка растений светодиодами

На процесс фотосинтеза существенно влияет не только спектральное воздействие (синий или красный свет), важен еще световой режим. Он заключен в регулярной смене «дня» и «ночи» для растений. С его помощью удается регулировать стадии цветения и вегетации, просто сменив длительность пребывания на свету и темноте. Существуют нейтральные виды цветов, к примеру, на стадии развития розы световой режим никак не влияет. Перед тем как начать выращивать любую культуру, нужно выяснить предпочтения, правила содержания ваших будущих насаждений.

Лампы для рассады

Рассада является маленькими, неокрепшими росточками, требующими особого ухода. Для ее взращивания как нельзя лучше подходят светодиоды для растений. Они способны сделать условия комфортными благодаря постоянной температуре, необходимым спектрам излучения на данном этапе развития. Дневной свет (от люминесцентных ламп) не дает того же эффекта. Лед светильники рекомендуют устанавливать прямо над рассадой, ведь световой поток здесь направлен строго вниз, не рассеивается. Насаждениям это не навредит, даже соприкосновение с поверхностью лампы не вызовет ожога у листа.

Освещение для теплиц

Светодиодное освещение теплиц используется с каждым годом чаще. Никакие другие лампы не смогут дать того же эффекта (его можно увидеть по производительности). Светодиодная лента для растений имеет клейкую поверхность, ее можно прикрепить на любую установку. Она прочная, не содержит газа, от этого не взрывоопасна. В теплицах очень влажно, поэтому стоит позаботиться о надлежащей защите ленты. В противном случае она может выйти из строя. Специалисты утверждают, что модульные системы гораздо эффективнее. По их мнению ленты исполняют более декоративную функцию.

Видео: светодиодный светильник для растений своими руками

Технология LED Grow Light далеко не нова. Она активно применяется во многих странах мира в качестве наиболее функциональной альтернативы другим источникам светового излучения. Например, в Голландии с помощью светодиодных ламп для освещения растений обеспечивают оптимальную подсветку для выращивания любимых многими нашими соотечественниками томатов черри, которые пользуются большим спросом во всем мире. Выбор голландских специалистов вовсе не удивляет.

Купить лампы LED Grow Light

Во-первых, LED-освещение растений обходится довольно дешево, ведь светодиодные лампы характеризуются минимальным энергопотреблением. Это значит, вы сможете значительно уменьшить затраты на эксплуатацию оборудования. Во-вторых, лампы для освещения растений Led Grow Light и Led Grow Ufo отличаются простотой в монтаже и большой вариативностью настроек, что позволяет эксплуатировать их в любых условиях. В-третьих, устройства на основе светодиодов гораздо безопаснее для здоровья людей и окружающей среды по сравнению с устаревшими ДНаТ-лампами, которые содержат токсичные пары ртути, а в процессе работы нагреваются до нескольких сотен градусов, что может привести к возгоранию.

Лампы для растений

Светодиодные лампы для выращивания растений полностью лишены вышеперечисленных недостатков. Кроме того, срок службы светодиодов значительно превышает период эксплуатации электрических ламп. Купить светодиоды для растений, заплатив за них такую же сумму, как за оборудование устаревшей конструкции, вам, к сожалению, не удастся, но тот факт, что КПД светодиодных ламп равен 96%, а аналогичный показатель ДНаТ-оборудования составляет всего 30%, свидетельствует о том, что приобретение фитоламп гораздо выгоднее за счет обеспечения постоянной экономии электричества.

LED светильник для растений

В первую очередь, светодиодные светильники для растений Led Grow Light призваны решать проблему нехватки естественного солнечного излучения в теплицах, оранжереях, цветниках, зимних садах и т. п. Ассортимент моделей светильников необычайно обширен. Вы можете купить лампы для растений EasyGrow, произведенные нашей компанией. Они характеризуются большой мощностью и предназначены для эксплуатации в промышленных условиях. Данные устройства способны обеспечить светом большие площади, что позволяет добиться более высоких показателей роста и урожайности культур. В то же время в представленной линейке товаров имеются и ЛЕД-светильники для растений, которые можно использовать дома, установив конструкцию над подоконником или стеллажом. Такие устройства специально разработаны для полупрофессионального или домашнего использования, но это вовсе не означает, что изделия обладают ограниченным функционалом.

Лампа для комнатных растений

Данные лампы для растений имеют широкий диапазон мощности, поэтому вы сможете подобрать оптимальный режим подсветки для любых разновидностей овощных культур и комнатных растений. Технические характеристики устройств созданы с учетом факторов, связанных с усиленным поглощением растениями световых волн определенных частей спектра (синяя и красная), стимулирующих их рост и развитие. Тем не менее, добиться наибольшего результата от воздействия фитолампы на растения можно лишь при условиях применения мультиспектра, благодаря которому происходит максимальное усвоение света. Каждая модель лампы для растений, купить которую вы можете у нас, прошла многочисленные испытания. Эффективность и безопасность нашего оборудования подтверждены соответствующими сертификатами.

Светодиодные светильники для растений

Кроме того, LED-cветильники для растений и лампы для цветов обеспечивают декоративный эффект, что немаловажно, если речь идет об оформлении зимнего сада или оранжереи. Благодаря эффектной подсветке даже скромный цветник, размещенный на подоконнике или террасе, будет выглядеть невероятно стильно и станет настоящим украшением вашего дома.

Любую интересующую вас информацию о светильниках для подсветки растений и цветов, выборе, монтаже и эксплуатации устройств вы можете получить у специалистов компании «LED Центр» (г. Москва). Связаться с нами можно по контактному телефону или e-mail. Заказ на приобретение нашей продукции вы можете оформить через Интернет, доставка товаров осуществляется по всей территории России! Рекомендуем обратить внимание на наши специальные предложения и акции, благодаря которым купить высококачественные фитолампы EasyGrow вы сможете по максимально низкой цене.

Чтобы ваша теплица обеспечивала высокую урожайность растений, а период их плодоношения был максимальным, установите правильную подсветку. Приобретая светодиодные лампы для теплиц, оранжерей, гроубоксов и зимних садов компании ООО «ЛЕД Центр» (серия EasyGrow), вы получаете оптимальный источник света, приближенный к естественному. Ведь такое осветительное оборудование обогащает растения благодаря полному спектру лучей, включая красные и синие световые потоки, которые положительно влияют на фотосинтез взошедшей рассады.

Так, активируя красный спектр, светильники для растений EasyGrow 120W, EasyGrow 175W, EasyGrow 220W, Led Grow Ufo и других моделей этой серии способствуют укреплению и развитию корневой системы, а также более быстрому цветению и плодоношению. Синий спектр, поддерживаемый данными приборами, увеличивает растительную биомассу. А значит, на вашей грядке практически не останется невзошедших семян!

Лампы для цветов

Наличие света в теплице не является гарантией хороших всходов, ведь в первую очередь растения реагируют на спектральный состав светового потока. Светодиодные лампы для цветов Xlum EasyGrow разработаны специально для теплиц и гроубоксов и поддерживают синие и красные лучи той длины, на которые реагирует рассада. Немаловажным достоинством таких ламп является их энергоэффективность, ведь они потребляют в 2-2,5 раза меньше энергии, чем натриевые лампы, а мощности выдают в 2 раза больше!

Кроме того, вам не придется тратить средства на обслуживание таких ламп и подключать вспомогательное климатическое оборудование, которое будет «гасить» чрезмерный нагрев помещения. Ведь светодиодные светильники EasyGrow 120W, EasyGrow 175W, EasyGrow 220W и более мощные приборы не нагревают воздух в теплице. Лампа для растений и цветов производства ООО «ЛЕД Центр» марки Xlum, серии для растениеводства EasyGrow более долговечна, чем любые другие известные осветительные приборы, ведь ресурс её использования достигает 50 000 часов, в то время как натриевые лампы работают около 20 тысяч часов, а обычные лампы накаливания – не более 1000 часов.

Светодиодные приборы этой серии подходят для освещения больших и малых теплиц. Однако при их установке стоит помнить: чем ниже зафиксирована лампа, тем меньшую площадь она освещает. Универсальность данных приборов объясняется тем, что они могут быть использованы при любых условиях взращивания растений и цветов, будь то почва, гидропоника или аэропоника. Купить светодиодную лампу для растений компании ООО «ЛЕД Центр», марки Xlum, серии для растениеводства EasyGrow вы можете, не выходя из дома, в нашем интернет-магазине. Цены на фирменную продукцию вас приятно удивят.

Казалось бы, все знают, что для хорошего роста растений, для получения большого урожая необходим свет. За счет света происходит фотосинтез и другие процессы, в которых я не очень силен. Однако, не многие знают, что растениям нужно не только МНОГО света, но и определенный свет!

В мире выпускают огромное количество фитоламп, фитосветильников и т.п. источников света, которые и предназначены для более быстрого и сильного роста растений. Но как бы то ни было, наиболее распространенными и наиболее востребованными остаются светодиодные ленты для растений. Обусловлено это тем, что свет, исходящий от этого источника равнонаправленный, светодиоды равномерно распределены по всей длине ленты и растение получает именно то количество света, которое ей необходимо. Чего не скажешь об узконаправленных фитолампах. Они дают светораспределение только в определенной области. Для того, чтобы полностью охватить все растение нужно не одну лампу. А это дополнительные затраты, дополнительная энергия, дополнительные непредвиденные обстоятельства.

Понятно, что светодиодные ленты - устройства далеко не новые и не в диковинку. Я уже не раз освещал такие вопросы, как: , выбор трансформаторов для них и т.п. Поэтому в этой статье не буду останавливаться на них. Кому надо, могут прочитать самостоятельно на сайте.

Я же хочу остановиться на технических характеристиках этих лент. Вернее на том, какой свет должен быть у светодиодных лент для растений, чтобы получить наибольший эффект от их использования.

Спектр светодиодов для растений

Для того, чтобы разбираться в необходимых спектрах для разнообразных растений необходимо понимать на какие части освещения делится солнечный свет. Единицей измерения любых частей являются нанометры. Каждая часть света имеет свою длину:

• 380 нм и ниже – ультрафиолетовая часть;
• 380-430 нм – фиолетовая;
• 430-490 нм – синяя;
• 490-570 нм – зеленая;
• 570-600 нм – желтая;
• 600-780 нм – красная;
• 780 нм и выше – инфракрасная.

В зависимости от того, в каком положении находится солнце, изменяется и составляющая спектра. Если солнце находится в зените, то ультрафиолет увеличивается, а инфракрасное падает. Таким образом в зените будет преобладать свет от фиолетового до желтого. При восходе наоборот преобладает зеленый и инфракрасный. Также стоит учитывать и тот факт, что на спектр будет влиять не только расположение солнца, но и различные факторы - облачность, пылевые характеристики, магнитные бури и т.п. Т.е. понятно, что солнце, не смотря на то, что оно является мерилом освещения не всегда "выдает" нам то, что мы хотим получить. Отсюда понятно желание человека получить искусственный свет, который максимально будет приближен к солнечному и не будет зависеть от разнообразных факторов.

Вообще, фитолампы или другие источники света для растений - достаточно тяжелая и интересная тема. В одной статье вряд ли можно осветить все вопросы и нюансы. Но в моем случае это и не нужно. Своей целью я ставил разобраться о том, какие светодиодные ленты для растений наиболее предпочтительны, какое количество светодиодов для растений стоит использовать и какие. Каким образом их размещать. В общем - основополагающие вопросы, которые так или иначе необходимо знать, если Вы решили использовать в своем хозяйстве светодиодную ленту для растений.

Углубимся немного в растениеводство. В частности, на какие процессы влияет различное излучение.

• Ультрафиолетовое излучение в своем роде негативно влияет на весь рост растения. Листья желтею, стебли скручиваются, начинают болеть. Но это можно наблюдать только в том случае, если мы будем использовать чистый ультрафиолет. В природе же этот спектр задерживается озоновым слоем и практически не доходит до растений. Это относится к излучению с длиной волны 280 нм и ниже.
• Длинные ультрафиолетовые лучи от 315 нм до 380 нм дают растениям не рост, а позволяют набрать стеблям массивность. Растения хорошо набирают витамины. Излучение в 315 нм способствует растениям легко переносить небольшие заморозки. Особенно это необходимо, если растения поздние и должны плодоносить или цвести осенью. Когда еще не сильно холодно, но и летнее солнцестояние уходит со стремительной скоростью.
• Фиолетовые и синие лучи идеально подходят для фотосинтеза. Растение поглощает больше света и идет интенсивный рост. Хорошо завязываются бутоны, клубни и т.п.
• Зеленый свет, вопреки распространенному мнению, никак не влияет на "зелень" растения. Такой спектр проходит мимо листьев. Фотосинтез минимален. За счет зеленого спектра растение вытягивается и набирает рост.
• Красный спектр - основа для фотосинтеза. Использование этого спектра позволяет растениям развиваться молниеносно. И это можно легко заметить, если ставить эксперименты с солнечным светом и искусственным с преобладанием красно-оранжевого спектра.

В принципе, мы все это можем получить, если будем выращивать культуры в открытом грунте или теплице. Но в силу различных факторов растения не будут развиваться быстро и безболезненно.

Именно для искусственного и быстрого роста растений были придуманы фитолампы. О них я уже сказал, что использовать их стоит только в том случае, если растение еще маленькое. Наиболее рациональным нужно включать светильники, которые будут нам давать рассеянный свет по всему растению. Но опять же, это все стоит денег. И не маленьких. Хорошей альтернативой можно считать светодиодные ленты для растений. Их можно располагать вертикально по всей длине растений и на большом пространстве. Стоимость по сравнению с обычными лампами не большая и позволить их себе может каждый.

Сразу оговорюсь, что светодиодная лента для растений - не панацея. И я бы стал их использовать только в начальной стадии развития растений. ПО мере развития все-таки придется переходить на лампы и светильники, которые необходимо подбирать индивидуально. Нет общего решения для фитоосвещения. Для каждой культуры необходимо подбирать свой цвет. Это тяжело. И никто просто так Вам не даст этой информации. Но если Вы сможете подобрать и экспериментальным путем высчитать необходимый спектр, то гарантированно получите быстрый и большой урожай.

Светодиодная лента для растений полного спектра

Для ламп, светильников и лент для растений используются не обычные светодиоды, а фитосветодиоды, которые обладают практически полным спектром, что и позволяет их использовать в растениеводстве.

Наиболее распространенными и подходящими (в большей свое степени) являются светодиодные лены для растений полного спектра - full spectrum. В них используются красные и синие светодиоды. Количество на метр разнообразное. Необходимо смотреть на технические характеристики. Выпускают ленты с сочетанием 10 к 3, 15:5 и 5:1. Лучшими признаны ленты с 5 синими светодиодами к 1 красному. Соотношение 5:1 стоит использовать, если Ваши растения находятся на подоконнике и у них есть достаточно доступа к солнечному свету.

Светодиодные ленты для растений полного спектра - универсальный источник света и подойдет для всех растений. Как в действительности - не знаю. Не пробовал. У меня на подоконнике растет только укроп. И света от ленты достаточно. кусты мелкие, но пушистые. Что мне и надо было))).

Комплектация светодиодных лент для растений

На рынке представлено просто огромное количество разнообразных светодиодных источников света для растений. На любой вкус и цвет. На любой кошелек. Сразу скажу, что действительно качественных лент европейского производства практически нет. Большинство любителей садоводов приобретают ленты на китайских площадках. В частности на Aliexpress. У меня тоже есть наработки по этому вопросу. Ссылки на проверенные магазины - по запросу. Не хочу забивать текст возможно ненужными ссылками.

Я не вижу смысла тратить баснословные деньги на "якобы" истинные Bridgelux и т.п. ленты. Могу со стопроцентной уверенностью сказать, что наши "продаваны" предлагают ничем не отличающуюся продукцию с того же Ali. Только в более красочной упаковке и рекламным материалом.

Есть наиболее продвинутые, которые предлагают разрозненные комплекты, в результате чего лента становится еще более дорогой по стоимости.

Светодиодная лента для растений НИЧЕМ не отличается от обычной по питанию. Для них не используют каких-то специальных блоков питания, специальных радиаторов и т.п. вещей, которые могут Вам впарить не честные на руку продавцы. Будьте внимательны. Все различие состоит только в том, что в лентах устанавливают специальные светодиоды с определенным спектром. На этом различия и заканчиваются. Хотя... Из-за необычного падения на фитосветодиодах ленты для растений в основном режут на отрезки по 9 светодиодов в каждом, в отличии от обычной, где в отрезках остаются 3 LEDs.

Установка и соединение светодиодной ленты для растений

Опять же - данная процедура ничем не отличается от соединения и установки обычных лент. Ряд вопросов об установке, соединении коннекторами и пайкой я описал в Единственное, что хочется отметить - это то, что желательно иметь влагозащищенную ленту. Так как растения все-таки дышат и выделяют влагу, которая может "разрушить" ленту.

Преимущества использования светодиодных лент для растений

• Ничтожно малое потребление энергии. Особенно это видно при сравнении потребления ламп ДНАТ и светодиодными
• Светодиодные ленты для растений практически не нагреваются, чего не скажешь о других источниках света
• Светодиодные ленты обладают узким спектром, "запиленным" именно под растения, а не общее освещение
• При правильном монтаже ленты могут "выращивать" растения до 3 лет. Есть производители, которые обещают 5-6 лет работы. Да. Они будут работать столько лет. Могут и еще дольше. Но все-таки деградация даст о себе знать. Я бы не стал использовать ленты более 2-3 лет. Дабы освещенность была всегда высокой.
• Большая светоотдача
• Энергоэффективность и экологичность

Интенсивность фотосинтеза под красным светом максимальна, но под одним только красным растения гибнут либо их развитие нарушается. Например, корейские исследователи показали, что при освещении чистым красным масса выращенного салата больше, чем при освещении сочетанием красного и синего, но в листьях значимо меньше хлорофилла, полифенолов и антиоксидантов. А биофак МГУ установил, что в листьях китайской капусты под узкополосным красным и синим светом (по сравнению с освещением натриевой лампой) снижается синтез сахаров, угнетается рост и не происходит цветения.

Рис. 1 Леанна Гарфилд, Tech Insider - Aerofarms

Какое нужно освещение, чтобы при умеренном энергопотреблении получить полноценно развитое, большое, ароматное и вкусное растение?

В чем оценивать энергетическую эффективность светильника?

Основные метрики оценки энергетической эффективности фитосвета:

• Photosynthetic Photon Flux (PPF ), в микромолях на джоуль, т. е. в числе квантов света в диапазоне 400–700 нм, которые излучил светильник, потребивший 1 Дж электроэнергии.
• Yield Photon Flux (YPF ), в эффективных микромолях на джоуль, т. е. в числе квантов на 1 Дж электроэнергии, с учетом множителя - кривой McCree .

Эффективность ДНаТ

Крупные агрохозяйства с огромным опытом, считающие деньги, до сих пор используют натриевые светильники. Да, они охотно соглашаются повесить над опытными грядками предоставляемые им светодиодные светильники, но не согласны за них платить.

Из рис. 2 видно, что эффективность натриевого светильника сильно зависит от мощности и достигает максимума при 600 Вт. Характерное оптимистичное значение YPF для натриевого светильника 600–1000 Вт составляет 1,5 эфф. мкмоль/Дж. Натриевые светильники 70–150 Вт имеют в полтора раза меньшую эффективность.

Любой светодиодный светильник, имеющий эффективность 1,5 эфф. мкмоль/Вт и приемлемую цену, можно считать достойной заменой натриевого светильника.

Сомнительная эффективность красно-синих фитосветильников

В этой статье не приводим спектров поглощения хлорофилла потому, что ссылаться на них в обсуждении использования светового потока живым растением некорректно. Хлорофилл invitro , выделенный и очищенный, действительно поглощает только красный и синий свет. В живой клетке пигменты поглощают свет во всем диапазоне 400–700 нм и передают его энергию хлорофиллу. Энергетическая эффективность света в листе определяется кривой «McCree 1972 » (рис. 3).

Отметим: максимальная эффективность в красном диапазоне раза в полтора выше, чем минимальная - в зеленом. А если усреднить эффективность по сколько-нибудь широкой полосе, разница станет еще менее заметной. На практике перераспределение части энергии из красного диапазона в зеленый энергетическую функцию света иногда, наоборот, усиливает. Зеленый свет проходит через толщу листьев на нижние ярусы, эффективная листовая площадь растения резко увеличивается, и урожайность, например, салата повышается .

Освещение растений белыми светодиодами

Энергетическая целесообразность освещения растений распространенными светодиодными светильниками белого света исследована в работе .

Характерная форма спектра белого светодиода определяется:

• балансом коротких и длинных волн, коррелирующим с цветовой температурой (рис. 4, слева);
• степенью заполненности спектра, коррелирующей с цветопередачей (рис. 4, справа).

Различия в спектре белых диодов с одной цветопередачей и одной цветовой температуры едва уловимы. Следовательно, мы можем оценивать спектрозависимые параметры всего лишь по цветовой температуре, цветопередаче и световой эффективности - параметрам, которые написаны у обычного светильника белого света на этикетке.

Результаты анализа спектров серийных белых светодиодов следующие:

1. В спектре всех белых светодиодов даже с низкой цветовой температурой и с максимальной цветопередачей, как и у натриевых ламп, крайне мало дальнего красного (рис. 5).

В естественных условиях затененное пологом чужой листвы растение получает больше дальнего красного, чем ближнего, что у светолюбивых растений запускает «синдром избегания тени» - растение тянется вверх. Помидорам, например, на этапе роста (не рассады!) дальний красный необходим, чтобы вытянуться, увеличить рост и общую занимаемую площадь, а следовательно, и урожай в дальнейшем.

Соответственно, под белыми светодиодами и под натриевым светом растение чувствует себя как под открытым солнцем и вверх не тянется.

2. Синий свет нужен для реакции «слежение за солнцем» (рис. 6).

Рис. 6. Фототропизм - разворот листьев и цветов, вытягивание стеблей на синюю компоненту белого света (иллюстрация из «Википедии»)

В одном ватте потока белого светодиодного света 2700 К фитоактивной синей компоненты вдвое больше, чем в одном ватте натриевого света. Причем доля фитоактивного синего в белом свете растет пропорционально цветовой температуре. Если нужно, например, декоративные цветы развернуть в сторону людей, их следует подсветить с этой стороны интенсивным холодным светом, и растения развернутся.

3. Энергетическая ценность света определяется цветовой температурой и цветопередачей и с точностью 5 % может быть определена по формуле:

где - световая отдача в лм/Вт, - общий индекс цветопередачи, - коррелированная цветовая температура в градусах Кельвина.

Примеры использования этой формулы:

А. Оценим для основных значений параметров белого света, какова должна быть освещенность, чтобы при заданной цветопередаче и цветовой температуре обеспечить, например, 300 эфф. мкмоль/с/м2:

Б. Оценим применимость типичного светодиодного светильника общего назначения для выращивания микрозелени.

Пусть светильник размером 0,6 × 0,6 м потребляет 35 Вт, имеет цветовую температуру 4000 К , цветопередачу Ra = 80 и световую отдачу 120 лм/Вт. Тогда его эффективность составит YPF = (120/100)⋅(1,15 + (35⋅80 − 2360)/4000) эфф. мкмоль/Дж = 1,5 эфф. мкмоль/Дж. Что при умножении на потребляемые 35 Вт составит 52,5 эфф. мкмоль/с.

Если такой светильник опустить достаточно низко над грядкой микрозелени площадью 0,6 × 0,6 м = 0,36 м 2 и тем самым избежать потерь света в стороны, плотность освещения составит 52,5 эфф. мкмоль/с / 0,36м 2 = 145 эфф. мкмоль/с/м 2 . Это примерно вдвое меньше обычно рекомендуемых значений. Следовательно, мощность светильника необходимо также увеличить вдвое.

Прямое сравнение фитопараметров светильников разных типов

Сравним фитопараметры обычного офисного потолочного светодиодного светильника, произведенного в 2016 году, со специализированными фитосветильниками (рис. 7).

Видно, что обычный светильник общего освещения со снятым рассеивателем при освещении растений по энергетической эффективности не уступает специализированной натриевой лампе. Видно также, что фитосветильник красно-синего света (производитель намеренно не назван) сделан на более низком технологическом уровне, раз его полный КПД (отношение мощности светового потока в ваттах к мощности, потребляемой из сети) уступает КПД офисного светильника. Но если бы КПД красно-синего и белого светильников были одинаковы, то фитопараметры тоже были бы примерно одинаковы!

Также по спектрам видно, что красно-синий фитосветильник не узкополосен, его красный горб широк и содержит гораздо больше дальнего красного, чем у белого светодиодного и натриевого светильника. В тех случаях, когда дальний красный необходим, использование такого светильника как единственного или в комбинации с другими вариантами может быть целесообразно.

Оценка энергетической эффективности осветительной системы в целом:

Рис. 8. Аудит системы фитоосвещения

Следующая модель UPRtek - спектрометр PG100N по заявлению производителя измеряет микромоли на квадратный метр, и, что важнее, световой поток в ваттах на квадратный метр.

Измерять световой поток в ваттах - превосходная функция! Если умножить освещаемую площадь на плотность светового потока в ваттах и сравнить с потреблением светильника, станет ясен энергетический КПД осветительной системы. А это единственный на сегодня бесспорный критерий эффективности, на практике для разных осветительных систем различающийся на порядок (а не в разы или тем более на проценты, как меняется энергетический эффект при изменении формы спектра).

Примеры использования белого света

Описаны примеры освещения гидропонных ферм и красно-синим, и белым светом (рис. 9).

Достаточно известна система ферм Aerofarms (рис. 1, 10), самая большая из которых построена рядом с Нью-Йорком. Под белыми светодиодными лампами в Aerofarms выращивают более 250 видов зелени, снимая свыше двадцати урожаев в год.

Прямые эксперименты по сравнению белого и красно-синего светодиодного освещения
Опубликованных результатов прямых экспериментов по сравнению растений, выращенных под белыми и красно-синими светодиодами, крайне мало. Например, мельком такой результат показала МСХА им. Тимирязева (рис. 11).

Пекинский университет авиации и космонавтики в 2014 году опубликовал результаты большого исследования пшеницы, выращенной под светодиодами разных типов . Китайские исследователи сделали вывод, что целесообразно использовать смесь белого и красного света. Но если посмотреть на цифровые данные из статьи (рис. 12), замечаешь, что разница параметров при разных типах освещения отнюдь не радикальна.

Однако основным направлением исследований сегодня является исправление недостатков узкополосного красно-синего освещения добавлением белого света. Например, японские исследователи выявили увеличение массы и питательной ценности салата и томатов при добавлении к красному свету белого. На практике это означает, что, если эстетическая привлекательность растения во время роста неважна, отказываться от уже купленных узкополосных красно-синих светильников необязательно, светильники белого света можно использовать дополнительно.

Влияние качества света на результат

Фундаментальный закон экологии «бочка Либиха» (рис. 13) гласит: развитие ограничивает фактор, сильнее других отклоняющийся от нормы. Например, если в полном объеме обеспечены вода, минеральные вещества и СО 2 , но интенсивность освещения составляет 30 % от оптимального значения - растение даст не более 30 % максимально возможного урожая.

Рис. 13. Иллюстрация принципа ограничивающего фактора из обучающего ролика на YouTube

Реакция растения на свет: интенсивность газообмена, потребления питательных веществ из раствора и процессов синтеза - определяется лабораторным путем. Отклики характеризуют не только фотосинтез, но и процессы роста, цветения, синтеза необходимых для вкуса и аромата веществ.

На рис. 14 показана реакция растения на изменение длины волны освещения. Измерялась интенсивность потребления натрия и фосфора из питательного раствора мятой, земляникой и салатом. Пики на таких графиках - признаки стимулирования конкретной химической реакции. По графикам видно что исключить из полного спектра ради экономии какие-то диапазоны, - все равно что удалить часть клавиш рояля и играть мелодию на оставшихся.

Принцип ограничивающего фактора можно распространить на отдельные спектральные составляющие - для полноценного результата в любом случае нужен полный спектр. Изъятие из полного спектра некоторых диапазонов не ведет к значимому росту энергетической эффективности, но может сработать «бочка Либиха» - и результат окажется отрицательным.
Примеры демонстрируют, что обычный белый светодиодный свет и специализированный «красно-синий фитосвет» при освещении растений обладают примерно одинаковой энергетической эффективностью. Но широкополосный белый комплексно удовлетворяет потребности растения, выражающиеся не только в стимуляции фотосинтеза.

Убирать из сплошного спектра зеленый, чтобы свет из белого превратился в фиолетовый, - маркетинговый ход для покупателей, которые хотят «специального решения», но не выступают квалифицированными заказчиками.

Корректировка белого света

Наиболее распространенные белые светодиоды общего назначения имеют невысокую цветопередачу Ra = 80, что обусловлено нехваткой в первую очередь красного цвета (рис. 4).

Недостаток красного в спектре можно восполнить, добавив в светильник красные светодиоды. Такое решение продвигает, например , CREE . Логика «бочки Либиха» подсказывает, что такая добавка не повредит, если это действительно добавка, а не перераспределение энергии из других диапазонов в пользу красного.

Интересную и важную работу проделал в 2013–2016 годах ИМБП РАН : там исследовали, как влияет на развитие китайской капусты добавление к свету белых светодиодов 4000 К / Ra = 70 света узкополосных красных светодиодов 660 нм.

И выяснили следующее:

• Под светодиодным светом капуста растет примерно так же, как под натриевым, но в ней больше хлорофилла (листья зеленее).
• Cухая масса урожая почти пропорциональна общему количеству света в молях, полученному растением. Больше света - больше капусты.
• Концентрация витамина С в капусте незначительно повышается с ростом освещенности, но значимо увеличивается с добавлением к белому свету красного.
• Значимое увеличение доли красной составляющей в спектре существенно повысило концентрацию нитратов в биомассе. Пришлось оптимизировать питательный раствор и вводить часть азота в аммонийной форме, чтобы не выйти за ПДК по нитратам. А вот на чисто-белом свету можно было работать только с нитратной формой.
• При этом увеличение доли красного в общем световом потоке почти не влияет на массу урожая. То есть восполнение недостающих спектральных компонент влияет не на количество урожая, а на его качество.
• Более высокая эффективность в молях на ватт красного светодиода приводит к тому, что добавление красного к белому эффективно еще и энергетически.

Варианты обогащения спектра красным светом

Растение не знает, откуда к нему прилетел квант из спектра белого света, а откуда - «красный» квант. Нет необходимости делать специальный спектр в одном светодиоде. И нет необходимости светить красным и белым светом из одного какого-то специального фитосветильника. Достаточно использовать белый свет общего назначения и отдельным светильником красного света освещать растение дополнительно. А когда рядом с растением находится человек, красный светильник можно по датчику движения выключать, чтобы растение выглядело зеленым и симпатичным.

Но оправданно и обратное решение - подобрав состав люминофора, расширить спектр свечения белого светодиода в сторону длинных волн, сбалансировав его так, чтобы свет остался белым. И получится белый свет экстравысокой цветопередачи, пригодный как для растений, так и для человека.

Открытые вопросы

Можно выявлять роль соотношения дальнего и ближнего красного света и целесообразность использования «синдрома избегания тени» для разных культур. Можно спорить, на какие участки при анализе целесообразно разбивать шкалу длин волн.

Можно обсуждать - нужны ли растению для стимуляции или регуляторной функции длины волн короче 400 нм или длиннее 700 нм. Например, есть частное сообщение, что ультрафиолет значимо влияет на потребительские качества растений. В числе прочего краснолистные сорта салата выращивают без ультрафиолета, и они растут зелеными, но перед продажей облучают ультрафиолетом, они краснеют и отправляются на прилавок. И корректно ли новая метрика PBAR (plant biologically active radiation ), описанная в стандарте ANSI/ASABE S640 , Quantities and Units of Electromagnetic Radiation for Plants (Photosynthetic Organisms , предписывает учитывать диапазон 280–800нм.

Заключение

Сетевые магазины выбирают более лежкие сорта, а затем покупатель голосует рублем за более яркие плоды. И почти никто не выбирает вкус и аромат. Но как только мы станем богаче и начнем требовать большего, наука мгновенно даст нужные сорта и рецепты питательного раствора.

А чтобы растение синтезировало все, что для вкуса и аромата нужно, потребуется освещение со спектром, содержащим все длины волн, на которые растение прореагирует, т. е. в общем случае сплошной спектр. Возможно, базовым решением будет белый свет высокой цветопередачи.

Благодарности
Автор выражает искреннюю благодарность за помощь в подготовке статьи сотруднику ГНЦ РФ-ИМБП РАН к. б. н. Ирине Коноваловой; руководителю проекта «Фитэкс» Татьяне Тришиной; специалисту компании CREE Михаилу Червинскому

Литература

Литература
1. Son K-H, Oh M-M. Leaf shape, growth, and antioxidant phenolic compounds of two lettuce cultivars grown under various combinations of blue and red light-emitting diodes // Hortscience. – 2013. – Vol. 48. – P. 988-95.
2. Ptushenko V.V., Avercheva O.V., Bassarskaya E.M., Berkovich Yu A., Erokhin A.N., Smolyanina S.O., Zhigalova T.V., 2015. Possible reasons of a decline in growth of Chinese cabbage under acombined narrowband red and blue light in comparison withillumination by high-pressure sodium lamp. Scientia Horticulturae https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.08.021
3. Sharakshane A., 2017, Whole high-quality light environment for humans and plants. https://doi.org/10.1016/j.lssr.2017.07.001
4. C. Dong, Y. Fu, G. Liu & H. Liu, 2014, Growth, Photosynthetic Characteristics, Antioxidant Capacity and Biomass Yield and Quality of Wheat (Triticum aestivum L.) Exposed to LED Light Sources with Different Spectra Combinations
5. Lin K.H., Huang M.Y., Huang W.D. et al. The effects of red, blue, and white light-emitting diodes on the growth, development, and edible quality of hydroponically grown lettuce (Lactuca sativa L. var. capitata) // Scientia Horticulturae. – 2013. – V. 150. – P. 86–91.
6. Lu, N., Maruo T., Johkan M., et al. Effects of supplemental lighting with light-emitting diodes (LEDs) on tomato yield and quality of single-truss tomato plants grown at high planting density // Environ. Control. Biol. – 2012. Vol. 50. – P. 63–74.
7. Коновалова И.О., Беркович Ю.А., Ерохин А.Н., Смолянина С.О., О.С. Яковлева, А.И. Знаменский, И.Г. Тараканов, С.Г. Радченко, С.Н. Лапач. Обоснование оптимальных режимов освещения растений для космической оранжереи «Витацикл-Т». Авиакосмическая и экологическая медицина. 2016. Т. 50. № 4.
8. Коновалова И.О., Беркович Ю.А., Ерохин А.Н., Смолянина С.О., Яковлева О.С., Знаменский А.И., Тараканов И.Г., Радченко С.Г., Лапач С.Н., Трофимов Ю.В., Цвирко В.И. Оптимизация светодиодной системы освещения витаминной космической оранжереи. Авиакосмическая и экологическая медицина. 2016. Т. 50. № 3.
9. Коновалова И.О., Беркович Ю.А., Смолянина С.О., Помелова М.А., Ерохин А.Н., Яковлева О.С., Тараканов И.Г. Влияние параметров светового режима на накопление нитратов в надземной биомассе капусты китайской (Brassica chinensis L.) при выращивании со светодиодными облучателями. Агрохимия. 2015. № 11.

Ни для кого не секрет, что выращивание овощных культур и цветов в закрытых помещениях с применением искусственного освещения даёт хороший результат. При этом в качестве источников света всё чаще используются светодиодные фитолампы. Продавцы твердят об их уникальных свойствах, а рядовые пользователи по-прежнему не спешат полностью отказываться от люминесцентных трубок. Так чем привлекательны светодиодные лампы для растений и что нужно знать перед их покупкой? Давайте разберемся.

Простая светодиодная лампа и фитолампа – в чем разница?

Разница между светодиодной лампой, предназначенной для бытового освещения, и фитолампой видна невооружённым взглядом. Корпус качественной LED-лампы для растений изготовлен из алюминия ребристой формы, одновременно являясь радиатором. Только так можно эффективно рассеивать мощность более 10 Вт. Обычные светодиодные лампы бытового назначения делают в перфорированном корпусе из пластмассы или из тонкого алюминия, покрытого теплопроводящим пластиком.

Излучающая поверхность корпуса светодиодной лампы для подсветки цветов и растений плоская, благодаря чему свет распространяется в одном направлении. Угол рассеивания светодиодов для растений, как правило, составляет 60 или 90°, что достигается за счёт индивидуальных фокусирующих линз. В обычных LED-лампах, наоборот, устанавливают рассеиватель, чтобы получить угол более 200°. С целью достижения улучшенной цветопередачи в установлен светофильтр, работающий в широком волновом диапазоне. Растениям для полноценного развития весь спектр не нужен. В большинстве случаев достаточно облучения красными и синими лучами с небольшой долей оранжевого. Для наглядного сравнения стоит взглянуть на спектральные характеристики обычного белого светодиода, например .
И фитосветодиода.
На первом рисунке разным цветом показаны три кривые для белых светодиодов разного цвета свечения:

• красным – тёплый белый 3 тыс. К;
• фиолетовым – нейтральный белый 4 тыс. К;
• синим – холодный белый 6 тыс. К.

Все три экземпляра имеют пик в фиолетовой области (около 450 нм), затем провал в синей и очередной рост начиная с зелёной (520 нм) и заканчивая красной (650 нм) зоной спектра. Активность излучения в других зонах не превышает 40% (0,4 ед. на графике). Получается, что регулировка интенсивности фиолетового, зелёного и оранжевого излучения в результате даёт светодиод с разной температурой цвета. При этом в лампах для освещения большое внимание уделяется .

У светодиодов для растений график выглядит иначе, что отмечено на втором рисунке. В данном случае спектр излучения представлен двумя участками с максимумами в синий области (440–445 нм) и красной (640–660 нм), а также со смещением в инфракрасную (ИК) зону. Данный люминофор не пропускает свет в зелёной области. Однако это не означает, что все светодиоды для растений имеют аналогичную характеристику. Существуют экземпляры, в спектр которых добавлен ближний ультрафиолет для стабилизации химических процессов на этапе фотосинтеза. Кроме этого, чтобы уйти от раздражающего пурпурного света биколорных фитоламп, в суммарный спектр добавляют немного зелёных лучей. В результате получается светодиодная лампа для растений с полным спектром.

Огромный плюс профессиональных LED-ламп для растений в том, что интенсивностью их излучения можно управлять. Например, в светильнике с разделённой системой управления синими и красными светодиодами, можно регулировать мощность каждого цвета, что позволяет добиться наибольшего эффекта от каждой стадии развития растений.

Актуальность применения светодиодных фитоламп

Разным комнатным цветам нужен разный уровень освещенности. От недостатка света одни перестают цвести, другие – начинают вытягиваться и болеть. Сделать вывод об актуальности применения фитолампы несложно на основании собственных наблюдений. Если вы уверены, что сквозь оконные проёмы в комнату проникает достаточно солнечного света, то применять светодиодные лампы для комнатных цветов либо каких-то растений не имеет смысла. Например, бегония и зигокактус прекрасно развиваются и цветут на подоконнике с выходом на западную сторону.

Нет необходимости собирать дополнительную подсветку и жителям южных регионов, у которых ежедневно в течение нескольких часов прямые солнечные лучи питают листья домашних растений.

Проверьте, может быть, причина плохого роста кроется в неправильном поливе или в неподходящем по составу грунте?

Жителям северных регионов страны и тем, чьи окна обделены солнечными лучами, светодиодная лампа для выращивания растений станет помощником в их зелёном хозяйстве. А для ускорения темпов роста рассады без фитолампы просто не обойтись.

Сколько ламп нужно для подсветки?

Количество ламп зависит от нескольких факторов:

• от вида растений и размера цветника;
• места выращивания;
• от расстояния между светодиодами и листьями;
• питания растений;
• от типа светодиодов и рефлектора.

Топ 3 ошибки при выборе и покупке

Желая скорее испытать преимущества светодиодной лампочки для растений, покупатели допускают самую распространенную ошибку – покупают непроверенную продукцию из Китая. Как правило, это акционный товар или недорогие LED-лампы, которые могут себе позволить многие россияне.

Ещё обидней, когда купленная за 3–6 тыс. рублей лампа известного производителя, после разборки оказывается очень низкого качества. Например, UFO-50W серии Grow без фокусирующей линзы и радиатора, с завышенной заявленной мощностью и, как следствие, низкой эффективностью. В принципе, ничего удивительного. Среди обычных светодиодных ламп известных торговых марок тоже много низкокачественной продукции.

Вторая ошибка – это покупка светодиодной продукции для растений в магазинах, не имеющих отношения к растениеводству. Нужно понимать, что магазин – это посредник, который гарантирует работоспособность товара, но не его эффективность. А, значит, можно купить фитолампу с «неправильным» спектром. Подсветка растений такими светодиодными лампочками результата не даст.

Третья ошибка – это чрезмерное доверие всему, что говорит продавец-консультант. Его основная задача – реализация товара, а не выращивание помидоров. К счастью, в рунете есть тематические форумы, на которых можно найти правдивую информацию о конкретных моделях светодиодных фитоламп. Кроме этого, на популярных сайтах (в том числе и нашем) всегда можно задать вопрос специалисту в комментариях и ознакомиться с отзывами тех, кто на собственном опыте ощутил пользу светодиодных ламп для растений.

Читайте так же