Солнечный свет – основа существования жизни на Земле, неисчерпаемый источник, питающий энергией все живое. Зеленым растениям, свет необходим для процесса фотосинтеза. Если не отвлекаться на промежуточные реакции, то из углекислого газа CO₂ и воды H₂O, растения синтезируют, в присутствии хлорофилла, простейшие органическое соединение – глюкозу:
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
Это и есть первичный строительный материал. В дальнейшем, используя фосфор, азот и калий, растение производит из этого полуфабриката все необходимые ему для нормального развития соединения. В процессе фотосинтеза, растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород.
Влияние спектра освещения на биохимические процессы
Белый солнечный являет собой смесь излучений разного цвета, с пиком в области зеленого и, частично, желтого (480-580 нм). В этом же диапазоне наиболее чувствителен глаз человека. Для фотосинтеза же, наиболее важны синяя (430-460 нм) и красная (640-670 нм) составляющие спектра. Эти частоты растения поглощают, получая энергию, а зеленый свет отражают. Собственно, этим и объясняется зеленый цвет листьев и стеблей.
Соотношение синего и красного должно быть разным, в зависимости от стадии развития растения. Так синий цвет, особенно важен в период вегетации, когда происходит быстрый рост и куст набирает зеленую и корневую массу. При его недостатке, растения вытягиваются, оставаясь тонкими и неустойчивыми. Добавив на этапе роста синего света, мы получим плотные, ярко зеленые крепыши, готовые, в отведенный срок, к интенсивному цветению.
Увеличение доли красного в солнечном спектре, происходит осенью, вместе с сокращением светового дня. Так же как и изменение режима освещения, например с 18/6 на 12/12, это дает фотопериодным сортам сигнал к началу репродуктивного периода. Красный свет инициирует цветение и стимулирует рост соцветий.
Текущее положение дел. Лампы ДНаТ
Газоразрядные лампы – самый распространенный вариант освещения гроубокса. Они просты, относительно недороги, и главное, привычны. Проработаны методы расчета освещенности, сами лампы, ПРА или ЭПРА – доступны, придуманы способы отвода тепла. Рабочий вариант, имеющий свои полюсы и минусы. К последним можно отнести:
- Невысокий КПД – не более 30%;
- Преобладание желтого в спектре – что еще больше снижает эффективность;
- Выделение большого количества тепла – 70% мощности уходит на нагрев лампы;
- Высокое энергопотребление – как следствие перечисленных выше факторов.
Для того чтобы добиться достаточного количества света в нужных диапазонах, приходится повышать общий уровень освещенности. Это решает вопрос с красным, необходимым в период цветения, но недостаток синего на стадии вегетации остается и в этом случае. Некоторые гроверы практикуют, в это время, досветку лампами ДРИ или ЭСЛ, имеющими более высокую цветовую температуру, но это усложняет систему освещения и ведет к еще большему расходу энергии.
Высокое энергопотребление, кроме увеличения счетов за электричество, ведет к излишнему нагреву в гроубоксе. Это тянет за собой увеличение мощности вентиляторов, использование более производительных, а значит и более дорогих, угольных фильтров, применение недешевых охлаждаемых светильников.
Светодиодная альтернатива. Фитолампы
Особенность светодиодов – узкий спектр светового излучения. При создании ламп для использования в быту, это основная головная боль разработчиков. Для создания белого цвета используется принцип RGB (Red Green Blue) – смешение красного, зеленого и синего цветов. Здесь и находится первая лазейка для экономии – зеленый нам не нужен! Фитолампы, специально предназначенные для освещения растений, излучают исключительно в «полезном» диапазоне, необходимом растениям для фотосинтеза.
Выбирая светодиодное освещение, надо учитывать, что полностью попадают в спектр только специализированные светодиоды. Максимальная эффективность поглощения у хлорофилла a – 430 и 662 нм, а у хлорофилла b – 453 и 642 нм. В характеристиках диодов диапазоны указаны, на них и надо ориентироваться, учитывая в первую очередь хлорофилл а – он для фотосинтеза важнее. Светодиоды, предназначенные для бытовых и технических целей, имеют другие спектры, и для использования в оранжереях не подходят.
В продвинутых светильниках предусмотрена регулировка соотношения красного и синего, в зависимости от стадии развития растения. Делается это просто, путем отключения части красных или синих светодиодов. Нормальное соотношение – 4-6 красных на один синий.
Итак, за счет чего мы получаем большую эффективность светодиодных фитоламп, что позволит использовать лампы меньшей мощности?
- Самый высокий КПД, по сравнению со всеми остальными источниками света;
- Точное попадание света в диапазон эффективного поглощения. До 95% излучения фитолампы будет использовано для фотосинтеза;
- За счет более низкой температуры, светодиодные светильники можно разместить ближе к растениям, что также повысит эффективность освещения;
- Легко регулировать соотношение синего и красного цвета в освещении, устанавливая благоприятный спектр для вегетации или цветения;
- Меньшая мощность светильников, снижает требования к производительности вентиляции. Можно обойтись вентиляторами меньшей мощности, угольными фильтрами меньшей производительности. Ниже будет уровень шума и потребление электроэнергии.
источник
