Kategorija

1 Rožės
Medetkos - naudingos savybės, naudojimo būdai, receptai ir kalendrų gydymas
2 Rožės
Lelijos: ženklai ir prietarai
3 Rožės
Ką daryti, jei Kalanchoe nežydi ir ištempia - išprovokuosime žydėjimą
4 Krūmai
Orchidėja: kaip priversti užsispyrusį grožį pražysti

Image
Pagrindinis // Krūmai

Daigai: šviesa ir spektras


Daugybė floristų sodininkų, kurie savo „ankstesniais metais“ bandė užsiauginti sodinukus, susidūrė su nemalonia kliūtimi puikiam derliui „ištraukti“ daigus (ypač svarbu sėjant pavasarį, kai nėra geros šviesos)..

Pažvelkime į problemos priežastis ir surasime būdus, kaip ją išspręsti..
Pirmiausia kažkokia teorija.

Dienos šviesos spektras

Jau nuo mokyklos laikų visi žino, kad frazė „Kiekvienas karštasis nori žinoti -„ G de S eina F azan ““ pateikia spalvų sąrašą atvirkštine tvarka (iš dešinės į kairę), į kurią refrakcijos metu skaidomas šviesos spindulys.

Vaizdo įrašas apie šviesos spektro poveikį augalų augimui.

Spalvos ar spektrinio komponento pagrindinė charakteristika yra bangos ilgis, kuris matuojamas nanometrais. Baltai būdingas 400–800 nm bangos ilgis. Dažnių diapazone violetinė yra apačioje (trumpas bangos ilgis, 400 nm), o raudona - viršuje (ilgas bangos ilgis, 800 nm). Pirmuoju atveju kalbame apie ultravioletinę spinduliuotę, antruoju - su infraraudonaisiais spinduliais). Iš karto norėčiau pastebėti, kad augalų atveju raudona yra padalinta į tiesiog raudoną (660 nm) ir toli raudoną (730 nm), kurios abi yra svarbios..

Kyla logiškas klausimas: kodėl dienos šviesa yra balta, o mus supantis pasaulis yra spalvotas? Kodėl objektai, reiškiniai, objektai turi tokią ar tą spalvą ?
Atsakymas yra labai paprastas: jei nepermatomo objekto dalelės turi savybę atspindėti, pavyzdžiui, raudoną spalvą ir kitų spalvų sugertį, tada objektas bus raudonas. Tas pats yra ir su kitomis spalvomis..

Fotosintezė

Pažvelkime į suaugusio žaliuojančio augalo gyvenimo procesą. Būtina egzistavimo sąlyga: saulė, oras ir vanduo (taip pat mineralinė mityba iš dirvožemio).
Saulė suteikia augalui reikalingą energiją, oras (tiksliau anglies dioksidas, t. Y. Anglies dioksidas) yra anglis, pagrindinė statybinė medžiaga, o vanduo yra deguonis, esantis jame molekuliniame lygmenyje..

Dėl šių trijų komponentų sąveikos fotosintezės metu naudojant specialų pigmento chlorofilą susidaro organiniai junginiai - angliavandeniai..

Dienos šviesoje vanduo išsiskiria į deguonį ir vandenilį, taip pat kaupia energiją.
Nakties tamsoje dėl energijos atsargų stebimas anglies dioksido ir vandenilio derinys, dėl kurio susidaro angliavandeniai.

Svarbi detalė yra tai, kad visi gyvi žemėje esantys daiktai kvėpuoja deguonimi, išsiskiriančiu dienos metu vykstančioje fotosintezės fazėje..

Fotomorfogenezė

Fotomorfogenezė yra procesų, kuriuos galima stebėti augale, veikiant šviesai, visuma, kuriai būdinga įvairi spektrinė sudėtis ir intensyvumas.
Šiuo atveju šviesa yra ne tiek energijos šaltinis, kiek signalinė priemonė, reguliuojanti gyvybinius augalo procesus, ypač augimą ir vystymąsi..
Tai galima palyginti su šviesoforo veikimu sankryžoje. Nebent kontrolė apima ne raudonai geltonai žalią, bet kitas spalvas: mėlyną, raudoną ir tolimą raudoną.

Atidžiau pažvelkite į sėklų dygimo procesą.
Prabudus tamsioje dirvoje, sėkla pradeda dygti, siekdama saulės.
Reikėtų pažymėti, kad net paviršutiniškai pasėtos sėklos ir apskritai šviesioje vietoje stovintys daigai daro augimo šuolį išskirtinai naktį, tamsoje. Štai kodėl jūs galite grožėtis masiniais ūgliais tik ryte..

Tačiau dar kartą pažvelgus ir stebint mūsų tikslingą daigų siekimą į paviršių, galima pastebėti įdomią savybę: jis intensyviai augs, kol gaus gamtos ženklą „Galite sulėtinti greitį, jūs jau esate paviršiuje, taigi išgyvensite“..
Šis pranešimas jam nėra oras, drėgmė ar seisminės vibracijos, bet trumpalaikis raudonos spinduliuotės impulsas (galvojama, kad žmonės pasiskolino atitinkamą šviesoforo signalą iš gamtos)..

Prieš gaudamas lengvą pranešimą, daigai bus etiloiduoti, būdingi blyškios išvaizdos ir kablio formos..

Stebimas kabliukas yra ne kas kita, kaip epikotilas ar hipokotilas, t. inksto (augimo taško), reikalingo jo sunkiu keliu į saulę, apsaugos būdas.

Aukščiau aprašyta sąlyga išliks tol, kol augimas tęsis tamsoje..
Norint pašalinti augalą iš šios būsenos, kasdien turėtų būti atliekamas trumpalaikis apšvietimas, kurio trukmė 5-10 minučių..

raudona spalva

Pažvelkime atidžiau į aprašyto reiškinio priežastis. Pasirodo, kad be chlorofilo kiekviename augale yra dar vienas nepaprastai svarbus pigmentas - fitochromas, baltymas, dauginantis augalo galimybes fiksuoti šviesą ir jo spektrinius atspalvius..
Skiriamasis fitochromo bruožas yra tas, kad jis gali būti dviejų formų, kurios skiriasi viena nuo kitos ir priklauso atitinkamai nuo raudonos šviesos (660 nm) ir tolimos raudonos šviesos (730 nm). Todėl pakaitomis švitinti 2 raudonos šviesos tipus yra lygu manipuliavimui įjungimo / išjungimo jungikliu..

Būtent aprašytos fitochromo savybės yra atsakingos už tai, kad augalai laikytųsi „kasdienės rutinos“ ir valdytų gyvenimo ciklų dažnį..
Be to, šis pigmentas taip pat yra atsakingas už žydinčius augalus. Na, kaip jau galėjo atspėti brangusis skaitytojas, augalų fitochromija taip pat siejama su atspalviu ir fotofiliškumu.

Dabar išryškėja reiškinio principas, kurio dėka prasideda dalelės, kurios paviršiuje yra net trumpalaikis apšvietimas, pašalinimo procesas..
Visa tai lemia paprastos raudonos šviesos spinduliai, kurių dienos metu saulės spinduliuose yra kur kas daugiau nei raudonos.

Smalsus sodininkas mėgėjas tikrai stebėsis, kaip atskirti 2 raudonos šviesos tipus ?
Atsakymas yra nepaprastai paprastas. Kaip visi žino, raudona šviesa ribojasi su infraraudonųjų spindulių ryšiu, t. šiluminė spinduliuotė, o tai reiškia, kad „šiltesnę“ šviesą oda suvokia, tuo labiau ji vyrauja tolimuose raudonuosiuose spinduliuose.
Aprašytos savybės idėją galite gauti tiesiog padėję ranką prie įprastos kaitrinės lempos, o po to prie „šaltesnės“ fluorescencinės fluorescencinės lempos..

Mėlyna šviesa

Paaiškinę situaciją raudona šviesa, pažymėkime mėlynos šviesos klausimą - mūsų fazaną iš vaikų skaičiavimo kambario straipsnio pradžioje, kuris tiesiogiai įkūnija violetinę-mėlyną spektro dalį - ir išsiaiškinkime, kaip tai veikia augalų gyvybinę veiklą.
Reikėtų pažymėti, kad geltonos-žalios spalvos buvimas ar nebuvimas jokiu būdu neturi įtakos augalo vystymuisi..

Taigi, mėlyna šviesa yra nepaprastai svarbi, nes joje yra kitas pigmentas - kriptochromas, kuris yra labai jautrus apšvietimui 400–500 nm diapazone..
Subrendusiuose augaluose mėlyna yra atsakinga už lapų stiebų pločio reguliavimą, lapų traukimą po saule ir užgniaužtą sėklų daigumą bei stiebo augimą. Paskutinis punktas yra labai svarbus, kad būtų išvengta sodinukų "traukimo".
Kitas įdomus pastebėjimas, susijęs su stiebo augimo slopinimu: iš apšvietimo pusės slopinamas ląstelių augimas, todėl stiebas sulenktas šviesos šaltinio link.
Turbūt kiekvienas turėjo galimybę pamatyti sodinukus, pasilenkusius link lango.
Dabar tai yra dėl mėlynos šviesos. Šis reiškinys vadinamas fototropizmu..

Ultravioletinė spektro dalis, kuri taip pat nurodo mėlyną spalvą, slopina ląstelių pailgėjimą, tačiau pagreitina jų įtaką.
Štai kodėl alpiniai augalai turi pritemptą formą, o jų „giminaičiai“, augantys šešėlinėse vietose ar po stiklu, priešingai, ištempia.

Praktinės išvados

Pabandykime padaryti sau tam tikras išvadas, kurios mums padės praktiškai..
Visų pirma, mus domina buto sąlygos ankstyvą pavasarį ir dėl to atsirandantis dirbtinio apšvietimo poreikis (dėl trumpų dienos šviesos valandų), kuris turi didelę reikšmę dėl daugybės pavojų, kurie mūsų laukia. Akivaizdu, kad vėliau, atviros erdvės sąlygomis (pavyzdžiui, sode), viskas yra daug lengviau, nes saulė perima apšvietimo vaidmenį..

Iškyla pirmas klausimas: kur geriausia sodinti sodinukus? Tamsoje ar šviesoje ?

1) Šviesoje.
Privalumas - iškart po sudygimo garantuojama, kad ūgliai gaus reikiamos raudonos šviesos dozę, kad atsigautų po etiologeno būsenos.
Trūkumas - galima pastebėti slopinantį poveikį sėklos vystymuisi.

2) tamsoje.
Privalumas - didesnė daigumo tikimybė, nes neįmanomas galimas mėlynos ir raudonos šviesos slopinamasis poveikis.
Trūkumas yra galimas "pailgų" sodinukų atsiradimas, jei laiku nereaguojama į atsirandančius sodinukus.

Pirmasis variantas atrodo labiau tinkamas, jei neįmanoma skirti viso savo laisvo laiko sodinukams..
Bet kitas pasirinkimas bus geriausias sprendimas. Dienos metu daigai yra tamsioje vietoje, o naktį, augant augalams, padėkite juos ant palangės šviesos link. Po naktinio daigumo čia yra ryto saulė. Tada bus taip, kaip patarlėje: „Ir vilkai maitinami, ir avys saugios“..
Yra dar vienas variantas mėgėjui: debesuotu oru 10 minučių ryte pasinerkite į sodinukus dirbtiniu apšvietimu.

Antras svarbus klausimas: kokią lempą naudoti.
Čia pirmiausia reikėtų atsižvelgti į prietaiso spektrines charakteristikas, o galia ir kiti parametrai jau yra antraeiliai. Nepaisant to, kad kartais informaciją gamintojas gali šiek tiek papuošti, reikiamus duomenis galima rasti be problemų.
Žinoma, tai ne apie profesionalią įrangą..

Įprastos kaitrinės lemputės yra visiškai netinkamos, nes jose yra per daug infraraudonųjų ir geltonųjų spindulių, bet labai mažai mėlynos. Atsižvelgiant į tai, dienos šviesos fluorescencinė lempa atrodo daug tinkamesnė, nes pakanka mėlynos spalvos, mažai apšvitinant raudoną gamos spektrą..
Žinoma, geriausia naudoti dirbtinį apšvietimą ankstyvą rytą ir (arba) vėlai, leidžiant augalams dienos metu mėgautis saulės spinduliais iš lango..

Apibendrindamas visa, kas parašyta, leisiu sau pritaikyti skaičiavimo rimas apie vaivorykštę kitokiu būdu, būdingu mums, sodininkams..

Tegul vietoj „Kiekvienas karštasis karštas nori žinoti -„ G de S go F azan ““,
bus „Kiekvienas F orin G adet, kur yra tulžys“ - auginant augalus raudona, violetinė ir mėlyna spalvos yra nepaprastai svarbios, o žalia, geltona ir oranžinė beveik neturi jokios reikšmės.

9 patarimai, kaip pasirinkti fitolampą sodinukams

Žiemos mėnesiais daigams labai trūksta saulės šviesos, nes diena ilgai netrunka. Augalams reikia dirbtinio apšvietimo. Norėdami suteikti pakankamai šviesos, sodininkai naudoja fitolampas. Bet ne visi jie leidžia jums gauti puikią sodinamąją medžiagą išėjimo metu..

Į ką atkreipti dėmesį renkantis fitolampą? Sužinokite apie tai mūsų straipsnyje.

BENDRIEJI FITO ŽIBINTŲ REIKALAVIMAI

  • teisingas šviesos spektras (mėlyna ir raudona)
  • teisinga galia
  • reikiamos formos
  • minimalus šilumos generavimas
  • energijos efektyvumas
  • patikimumas

KĄ PASIRINKTI FITOLAMPOS TIPAS

Kaitrinė lempa

Netinka papildomam sodinukų apšvietimui, nes duoda mažai rezultatų. Įprastinės lempos šviečia daugiausia geltonos ir žalios spalvos spektruose, kurie neturi jokios įtakos vegetatyviniams procesams. Be to, jie labai šildo daigus, kurie gali jiems pakenkti, sunaudoja daug energijos, yra trumpalaikiai ir neveiksmingi..

Liuminescencinė

Labai dažnas sodinukų auginimo tipas. Liuminescenciniai fitolampai yra ekonomiški ir nebrangūs, nesukuria šilumos ir nedegina augalų. Jie patenkina mėlynojo spektro augalų poreikius, tačiau jie skleidžia mažai raudonos spalvos ir nėra tinkamo diapazono. Negalime kalbėti apie tokių lempų ilgaamžiškumą, nes per šešis mėnesius šviečianti medžiaga šviečia blogiau. Liuminescencinės lempos yra silpnesnės galios nei kitų tipų lempos, jos ilgą laiką užsidega, mirksi ir blogai veikia regėjimą..

Jums gali būti naudinga

Energijos taupymas

Tai fluorescencinių lempų potipis, kurias patogu apšviesti atskirais augalais vazonuose. Jie netgi gali būti įdedami į įprastas stalo lempas. Jie negali nudeginti augalo, nes skleidžia mažai šilumos. Kiekvienam auginimo sezonui galite pasirinkti tinkamą spektrą. Energiją taupančios lempos sunaudoja mažai energijos ir ilgai tarnauja.

Natris

Paprastai naudojamas dideliuose šiltnamiuose ir mažai tinkamas naudoti buityje. Tarp pranašumų verta paminėti gerą šviesos srautą ir ilgaamžiškumą. Tačiau jie yra per daug galingi namams, gali deginti augalus, o jų šviesa kenkia akims. Sufokusuoti šviesos srautą sunku, todėl eikvojama daug energijos. Natrio lempos šviečia raudonai ir negali patenkinti sodinukų poreikių. Be to, jie yra brangūs, ilgą laiką įjungiami ir yra sunkiai utilizuojami..

Jums gali būti naudinga

LED

Ateitis priklauso LED fitolampoms, nes jie neturi trūkumų, būdingų kitų tipų lempoms. Jie geba skleisti tiksliai tokį šviesos spektrą, kokio reikia jūsų augalams įvairiais etapais. Bet kada galite pakeisti spektrą, tiesiog įjungdami kitus šviesos diodus.

Tokie fitolampai mažai išsklaido šilumą, todėl jie nesugeba pakenkti daigams. Tai ekonomiški ir energiją taupantys prietaisai, sunaudojantys 70% mažiau energijos nei kaitrinės lemputės. Šviesos diodų lempos yra patikimos, jos nesulaužo dėl galios bangos ir yra patvarios - jos dirba iki 50 000 valandų. Pakanka daugelį metų, o radiacijos intensyvumas laikui bėgant nemažėja. Jie yra saugūs sveikatai, ekologiški ir nereikalauja specialių atliekų šalinimo sąlygų. LED fito lempos yra kompaktiškos ir lengvai naudojamos - lempą su E27 pagrindu galima įsukti į įprastą stalviršio tvirtinimo elementą.

Vienintelis akivaizdus trūkumas yra kaina, tačiau, jei turite rimtų ketinimų, LED fitolampas atsipirks per kelerius metus, o visi jo privalumai daugiau nei padengs šį trūkumą. Be to, technologija nestovi vietoje, šviesos diodai populiarėja, jų kainos mažėja..

KAM REIKIA SPECTRUMAS

Augalams augti reikalinga ne tik šviesa, bet ir tam tikro spektro šviesa. Žalia ir geltona neturi jokio vystymosi poveikio - jų galima nepaisyti. Augalai geriausiai reaguoja į raudoną ir mėlyną spalvas, paprastai turi daugiau raudonų šviesos diodų..

Mėlyna padeda sėkloms sudygti, stimuliuoja šaknų sistemą, skatina tvirto stiebo vystymąsi. Raudona spalva reikalinga žydėjimui ir vaisių vystymuisi. Mėlynos ir raudonos derinys labiausiai harmoningai veikia sodinukų augimą.

Nepaisant to, ne visi mėlyni ir raudoni žibintai bus naudingi. Efektyviam fotosintezei reikalingi specifiniai bangų ilgiai: 440–460 nm - mėlynai, 640–660 nm - raudonai (žr. Pakuotės vertes). Jei šie skaičiai stipriai nukrypsta viena ar kita kryptimi, tokios lempos neverta pirkti..

Taip pat paplitę LED fitolampos su baltąja šviesa. Jie gali būti dedami į gyvenamuosius rajonus, o jų šviesa nedirgins žmonių.

KOKIO FITOLAMPO FORMOS Jums reikia

Apvalus

Tinka spinduliams, vieniems vazonams, nedideliam sodinukų kiekiui. Šios lempos dažnai turi standartinę bazę, todėl jas galima įsukti į įprastą stalo lempą..

Linijinis

Geriausiai tinka toms, kurių sodinukų eilės ilgos, pavyzdžiui, ant palangės ar lentynos.

Kvadratas

Kvadrato formos LED fitoelementas reikalingas norint apšviesti daugybę daigų, pastatytų ant stovo.

Juosta

Jei norite tai padaryti patys, galite nusipirkti mėlynos ir raudonos LED juosteles ir konfigūruoti bet kokio dydžio ir formos foninį apšvietimą pagal savo poreikius..

Akcentas

Apytiksliai tas pats kaip vienas apvalus fitolampas, tačiau jis sugeba apšviesti didelį plotą iš didelio atstumo.

SVARSTYTA RADIATORIAUS ZONA

Kadangi fitolampos veikia 12-16 valandų per dieną, šviesos diodai įkaista. Todėl lempose yra sumontuoti aliuminio radiatoriai, kurie išsklaido generuojamą šilumą. Apvalios lempos yra apskritime už lempos, tiesinėse ir kvadratinėse lempose - pats kūnas atlieka savo vaidmenį. Turite įsitikinti, kad radiatorius yra pakankamai didelis, o šviesos diodai neperkaista. Temperatūra ant diodo neturėtų būti aukštesnė nei 70 laipsnių, kitaip jis ilgai neveiks. Tinkamai subalansuotos LED lemputės mažai išsklaido šilumos, pačios nešildo ir nešildo augalų.

KAIP REIKIA FYTOLIGHT (VANDENIUOSE)

Zonos plotas, kurį turite pabrėžti, lemia, kiek fitolampų ir kokią galią jums reikės nusipirkti.

  • 40–45 W / m² palangės
  • 90–160 W / m², jei dirbtinis apšvietimas

Reikėtų nepamiršti, kad diodai nėra maitinami visa galia, kitaip jie greitai sudegs. Norėdami sužinoti tikrąją diodo galią, vardinę galią padalinkite iš dviejų.

MEDŽIAGŲ KOKYBĖ

Patvarumas yra vienas iš pagrindinių LED lempų pranašumų. Jei lempa yra ilgaamžė, ji tarnaus jums daugelį metų. Ieškokite fitolampų, pagamintų iš kokybiškų medžiagų: aliuminio, plieno, tvirto plastiko.

MOKĖKITE DĖMESĮ GARANTIJOS LAIKOTARPIUI

Kaip minėta, šviesos diodai yra skirti tarnauti daugelį metų. Todėl turėtumėte suabejoti gamintojais, kurie suteikia garantiją metams ar mažiau. Tai gali reikšti prastos kokybės ir pigias medžiagas. Pirkite lempas, kurioms garantuojama bent dveji metai.

Atstumas nuo fitolampos iki augalų

Kuo arčiau fitolampos yra daigai, tuo geresnis jo darbas bus. Tačiau jo negalima dėti per arti, kitaip augalai gali perkaisti arba sudegti..

Pirkdami fitolampą daigams, skaitykite instrukcijas. Tinkamas augintojas visada rašo rekomenduojamą atstumą nuo lempos iki augalo. Paprastai jis yra 20-45 centimetrai. Tai yra atstumas iki augalų viršaus, todėl nepamirškite pakelti lempos jiems augant..

LAIKAS

Skirtingi augalai turi būti apšviesti skirtingą valandų skaičių per dieną:

  • pomidorai - 14-16 valandų
  • agurkai - 14-15 valandų
  • kopūstai - 15-16 valandų
  • pipirai - 9-10 valandų
  • baklažanai - 8-13 valandos
  • salotos - 9 valandos
  • ridikėliai, salierai - 12-16 val

Nepamirškite, kad sodinukams taip pat reikalinga visiška tamsa. Padarykite pertrauką naktį.

Be to, fitolampos gali būti naudojamos visiškai pakeisti natūralia šviesa, jei auginate sodinukus kambaryje be langų (pavyzdžiui, rūsyje).

Būkite atsargūs pirkdami fitolampas nepatikrintose vietose. Tai ypač pasakytina apie LED lempas. Rinka perpildyta pigių padirbinių, kurie gali spindėti netinkamu spektru, bangos ilgis gali būti neteisingas, lempos gali būti pagamintos iš žemos kokybės medžiagų ir todėl ilgai tarnaus, deklaruojama galia gali neatitikti tikrovės. Apsvarstykite mūsų rekomendacijas, atidžiai išstudijuokite pasiūlymus ir išsirinkite sau geriausią variantą!

Paskubėkite nusipirkti visko, ko reikia sodinukams auginti namuose, atnaujintame OBI katalogas.

Spalvotos LED vienspalvės lempos

LED lempos yra patys moderniausi šviesos šaltiniai, nors turi keletą privalumų:

Vienas iš pagrindinių LED lempų pranašumų yra mažas energijos suvartojimas. Palyginti su įprastomis kaitrinėmis lempomis, jos sunaudoja 10 kartų mažiau energijos, palyginti su 2–3 kartus mažiau energijos taupančiomis lempomis.

LED lempų patikimumas yra labai didelis - vidutiniškai 50 000 valandų, tai yra 50 kartų daugiau nei įprastoje kaitrinėje lempoje..

Jei vienas iš šviesos diodų sudegs, lemputė veiks visu pajėgumu.

Jie stabiliai veikia nuo 80 iki 230 voltų, o jų ryškumą stabilizuoja vidinė elektronikos grandinė.

Šviesos diodų lempų efektyvumas yra labai didelis ir siekia 120 liumenų už vatą - daugiau nei bet kurios kitos rūšies lempose.

Jų veikimui nereikia jokios papildomos paleidimo ir valdymo įrangos (balasto), visa reikalinga elektronika yra lempos viduje.

Mažas dydis, stiprumas, atsparumas vibracijos apkrovoms. Lempa nenutrūks net nukritus ant grindų.

Mažas šilumos išsiskyrimas leidžia juos naudoti gaisrui pavojingose ​​vietose, pavyzdžiui, tempiamų lubų viduje.

LED lempos neturi įjungimo delsos kaip fluorescencinės. Įjungimo laikas neviršija 0,001 sekundės.

Pakartotinis įjungimas ir išjungimas nesumažina patikimumo ir jų tarnavimo laiko, kaip ir įprastų lempų atveju.

Šviesos diodų lempos neturi mirgėjimo, būdingo, pavyzdžiui, fluorescencinėms lempoms, nes paprastai jos veikia nuolatinę srovę, todėl jos neturi žalingo poveikio akims ir žmogaus psichikai..

Maža ultravioletinė ir infraraudonoji spinduliuotė, todėl jie nepritraukia įvairių vabzdžių. Mažas radijo spinduliavimas.

LED lemputės visiškai tylios, todėl jos yra nepakeičiamas šviesos šaltinis bibliotekose, ligoninėse, biuruose ir kt..

LED lempos palaiko stabilias šviesos ir spalvų charakteristikas per visą eksploatavimo laiką, šviesos srautas laikui bėgant praktiškai nemažėja.

Naudojant LED lempas, saugu apšviesti fontanus, baseinus ir net pirtis.

LED lempos suteikia aukštą kontrastą ir aukštą spalvų perteikimo indeksą Ra.

Naudojant spalvotus šviesos diodus, galima gauti skirtingas spektrines charakteristikas nenaudojant šviesos filtrų.

Galimybė gauti kryptinę spinduliuotę nenaudojant papildomų lęšių ir atšvaitų.

Šviesos diodų lempų charakteristikos praktiškai nepriklauso nuo aplinkos temperatūros.

Skirtingai nuo energiją taupančių lempų, LED lempos įsijungia puikiai ir veikia žemoje temperatūroje.

Jei LED lempose nėra gyvsidabrio garų, gyvsidabrio apsinuodijimas pašalinamas dirbant ir perdirbant.

Lempos, kurių maitinimo įtampa nėra aiškiai nurodytos pavadinime, yra skirtos veikti su 220 V įtampa.

Norėdami peržiūrėti gaminio matmenis, spustelėkite viršutiniame kairiajame paveikslo kampe esančią mažos apkabos piktogramą

Norėdami gauti nuorodą į norimą skyrių naršyklės komandinėje eilutėje, spustelėkite ant grandinės piktogramos viršutiniame dešiniajame kampe

Kaip pakeisti LED kryptinę lempą ant E14 pagrindo?

Dažnai atsitinka, kad lempos, turinčios reikiamą galią ar spalvą, nėra, ką daryti?

Sprendimas yra labai paprastas. Paimkite lemputę su GU5.3 pagrindu (jų diapazonas labai įvairus) ir adapteriu nuo E14 pagrindo iki GU5.3.

Augalų apšvietimas baltais šviesos diodais

Fotosintezės intensyvumas esant raudonai šviesai yra maksimalus, tačiau tik esant raudonai šviesai augalai žūsta arba sutrinka jų vystymasis. Pavyzdžiui, Korėjos tyrėjai [1] parodė, kad šviečiant grynai raudonai išaugintų salotų masė yra didesnė nei apšviečiant raudonos ir mėlynos spalvos deriniu, tačiau lapuose yra žymiai mažiau chlorofilo, polifenolių ir antioksidantų. O Maskvos valstybinio universiteto biologijos katedra [2] nustatė, kad kininių kopūstų lapuose, esant siauros juostos raudonai ir mėlynai šviesai (palyginti su apšvietimu natrio lempute), sumažėja cukraus sintezė, slopinamas augimas ir žydėjimas neįvyksta..


Fig. 1 Leanna Garfield, „Tech Insider“ - „Aerofarms“

Koks apšvietimas reikalingas norint gauti visiškai išsivysčiusį, didelį, aromatingą ir skanų augalą su saikingu energijos suvartojimu?

Kaip įvertinti lempos energijos efektyvumą?

Pagrindiniai fitolitinio energijos efektyvumo įvertinimo rodikliai:

  • Fotosintetinis fotono srautas (PPF) mikromoliais džaulyje, tai yra, atsižvelgiant į lempos, sunaudojusios 1 J elektros energiją, skleidžiamų šviesos kvantų skaičių 400–700 nm diapazone.
  • Derlingumo fotonų srautas (YPF), išreikštas efektingais mikromoliais džaulyje, t. Y. Skaičiuojant kvantais 1 J elektros energijos, atsižvelgiant į koeficientą - McCree kreivę..

PPF visada pasirodo esąs šiek tiek didesnis nei YPF („McCree“ kreivė yra normalizuota iki vienos ir daugumoje diapazono yra mažesnė nei viena), todėl pirmąją metriką naudinga naudoti šviestuvų pardavėjams. Antroji metrika yra naudingesnė pirkėjams, nes ji tiksliau įvertina energijos vartojimo efektyvumą.

Dideli ūkiai, turintys didelę patirtį, skaičiuojant pinigus, vis dar naudoja natrio lempas. Taip, jie noriai sutinka pakabinti jiems suteiktas LED lempas virš patyrusių lovų, tačiau nesutinka už jas mokėti.

Iš fig. 2 parodyta, kad natrio lempos efektyvumas labai priklauso nuo galios ir pasiekia maksimalią 600 W galią. Tipiška 600–1000 W natrio lempos optimistinė YPF vertė yra 1,5 efekto. μmol / J. 70–150 W natrio lempos efektyvumas yra pusantro karto mažesnis.

Fig. 2. Tipiškas augalų natrio lempos spektras (kairėje). „Cavita“, „E-Papillon“, „Galad“ ir „Reflax“ serijos natrio lempų šiltnamiams efektyvumas liumenais vienam vatui ir efektyviesiems mikromoliams (dešinėje)

Bet kuris LED šviestuvas, kurio efektyvumas yra 1,5 eff. μmol / W ir priimtiną kainą galima laikyti tinkamu natrio lempos pakeitimu.

Abejotinas raudonai mėlynos fito lempos veiksmingumas

Šiame straipsnyje nepateikiame chlorofilo absorbcijos spektro, nes neteisinga nurodyti juos į diskusiją apie šviesos srauto naudojimą gyvam augalui. Chlorofilas in vitro, išskirtas ir išgrynintas, iš tikrųjų sugeria tik raudoną ir mėlyną šviesą. Gyvoje ląstelėje pigmentai sugeria šviesą visame 400–700 nm diapazone ir perduoda savo energiją į chlorofilą. Šviesos energijos efektyvumas lape nustatomas pagal „McCree 1972“ kreivę (3 pav.).

Fig. 3. V (λ) - žmogaus matomumo kreivė; RQE, santykinis augalo kvantinis efektyvumas (McCree, 1972); σr ir σfr - fitochromo raudonos ir tolimos raudonos šviesos absorbcijos kreivės; B (λ) - mėlynos šviesos fototropinis efektyvumas [3]

Pastaba: maksimalus raudonos spalvos efektyvumas yra pusantro karto didesnis nei minimalus žaliosios spalvos efektyvumas. Ir jei efektyvumo vidurkis apskaičiuojamas per bet kurią plačią juostą, skirtumas tampa dar mažiau pastebimas. Praktiškai, atvirkščiai, intensyvėja energijos dalies perskirstymas iš raudonojo diapazono į žaliosios energijos funkciją. Žalia šviesa pereina per lapų storį į apatines pakopas, dramatiškai padidėja veiksmingas augalų lapų plotas, padidėja, pavyzdžiui, salotų derlius [2]..

Augalų apšvietimas baltais šviesos diodais

Augalų apšvietimo su įprastomis LED baltos šviesos lempomis energetinis pagrįstumas buvo ištirtas [3].

Būdinga balto šviesos diodo spektro forma nustatoma pagal:

  • trumpųjų ir ilgųjų bangų balansas, koreliuojantis su spalvos temperatūra (4 pav., kairėje);
  • spektro užpildymo laipsnis, koreliuojantis su spalvų perteikimu (4 pav., dešinėje).

Fig. 4. Balto LED šviesos spektras su vienos spalvos perteikimu, bet skirtingos spalvos temperatūra CCT (kairėje) ir su vienos spalvos temperatūra bei skirtingų spalvų perteikimu R a (Dešinėje)

Baltųjų diodų spektro skirtumai su vienos spalvos perteikimu ir vienos spalvos temperatūra yra nedideli. Taigi nuo spektro priklausomus parametrus galime įvertinti tik pagal spalvos temperatūrą, spalvų perteikimą ir šviesos efektyvumą - parametrus, kurie yra užrašyti įprastos baltos šviesos lempos etiketėje..

Serijinių baltųjų šviesos diodų spektro analizės rezultatai yra šie:

1. Visų baltų šviesos diodų spektre, net esant žemai spalvų temperatūrai ir esant maksimaliai spalvų perteikimui, kaip natrio lempose, yra labai mažai raudonos spalvos (5 pav.).

Fig. 5. Balto šviesos diodo spektras (LED 4000K R a = 90) ir natrio šviesa (HPS), palyginti su augalų jautrumu mėlynai (B), raudonai (A_r) ir tolimai raudonai šviesai (A_fr).

Natūraliomis sąlygomis augalas, užtemdytas kažkieno žalumynų, tampa kur kas raudonesnis nei šalia esantis, o tai sukelia „šešėlių vengimo sindromą“ šviesą mėgstantiems augalams - augalas driekiasi aukštyn. Pomidorams, pavyzdžiui, augimo stadijoje (ne sodinukams!), Reikia tolimojo raudonojo, kad išsitiestų, padidėtų augimas ir bendras užimamas plotas, taigi, derlius ateityje.

Atitinkamai, esant baltoms lemputėms ir natrio šviesai, augalas jaučiasi tarsi po atviru saulės spinduliu ir nesitempia..

2. Mėlyna šviesa reikalinga reakcijai „sekti saulę“ (6 pav.).


Fig. 6. Fototropizmas - lapų ir gėlių, nukreiptų į mėlyną baltos šviesos komponentą, apvertimas (iliustracija iš Vikipedijos)

Viena vata 2700K baltos LED lemputės turi dvigubai daugiau fitoaktyvaus mėlynojo komponento nei viena vata natrio šviesos. Be to, fitoaktyvios mėlynos spalvos dalis baltoje šviesoje padidėja proporcingai spalvos temperatūrai. Pavyzdžiui, jei dekoratyvines gėles reikia pasukti žmonių link, jos turėtų būti apšviestos iš šono stipriai šalta šviesa, o augalai atsiskleis..

3. Šviesos energinė vertė nustatoma pagal spalvos temperatūrą ir spalvų perteikimą, ir ją galima nustatyti 5% tikslumu pagal formulę:


kur šviesos efektyvumas, išreikštas lm / W, yra bendras spalvų perteikimo indeksas, yra koreliuojama spalvos temperatūra, išreikšta kelvinų laipsniais.

Šios formulės naudojimo pavyzdžiai:

A. Įvertinkime pagrindines baltos šviesos parametrų reikšmes, koks turėtų būti apšvietimas, kad, pavyzdžiui, būtų 300 efektų pagal pasirinktą spalvą ir spalvos temperatūrą. μmol / s / m2:

Galima pastebėti, kad šiltai baltos, aukštos spalvos perteikimo šviesos naudojimas leidžia naudoti šiek tiek mažesnį apšvietimą. Bet jei atsižvelgsime į tai, kad šiltos šviesos šviesos diodų, turinčių didelę spalvų perteikimą, šviesos efektyvumas yra šiek tiek mažesnis, tampa aišku, kad spalvų temperatūros pasirinkimas ir spalvų perteikimas negali būti energetiškai reikšmingi norint laimėti ar prarasti. Galite reguliuoti tik fitoaktyvios mėlynos arba raudonos šviesos dalį.

B. Įvertinkite tipinio bendrosios paskirties LED šviestuvo pritaikymą auginant mikrožalumynus.

Tegul šviestuvas, kurio matmenys 0,6 × 0,6 m, sunaudoja 35 W, jo spalvos temperatūra yra 4000 K, spalvos perteikimas yra Ra = 80, o šviesos efektyvumas yra 120 lm / W. Tada jo efektyvumas bus YPF = (120/100) ⋅ (1,15 + (35⋅80 - 2360) / 4000) eff. μmol / J = 1,5 eff. μmol / J. Tai padauginus iš sunaudotos 35 W, tai bus 52,5 eff. μmol / s.

Jei tokia lempa bus nuleista pakankamai žemai virš mikrožolių lovos, kurios plotas 0,6 × 0,6 m = 0,36 m 2, ir tokiu būdu bus išvengta šviesos praradimo šonuose, apšvietimo tankis bus 52,5 efekto. μmol / s / 0,36m 2 = 145 eff. μmol / s / m 2. Tai yra maždaug pusė dažniausiai rekomenduojamų verčių. Todėl šviestuvo galia taip pat turi būti dvigubai didesnė..

Tiesioginis skirtingų tipų šviestuvų fito parametrų palyginimas

Palyginkime paprasto biurų lubinių LED šviestuvų, pagamintų 2016 m., Fito parametrus su specializuotais fito šviestuvais (7 pav.).

Fig. 7. Šiltnamių tipinės 600 W natrio lempos, specializuotos LED fito-lempos ir bendro kambario apšvietimo lempos palyginamieji parametrai

Galima pastebėti, kad įprastinė bendrojo apšvietimo lemputė su nuimtu difuzoriumi, kai apšviečiami augalai, nėra prastesnės energijos už specializuotą natrio lempą. Taip pat galima pastebėti, kad raudonai mėlynos šviesos fito lempa (gamintojo sąmoningai neįvardijama) yra pagaminta žemesniame technologiniame lygmenyje, nes jos visas efektyvumas (šviesos srauto galios vatais santykis su elektros energija, sunaudota iš tinklo) yra žemesnis už biuro lempos efektyvumą. Bet jei raudonai mėlynos ir baltos lempų efektyvumas būtų vienodas, fitoparometrai taip pat būtų maždaug vienodi!

Iš spektrų taip pat matyti, kad raudonai mėlyna fito lempa nėra siauros juostos, jos raudona kupra yra plati ir joje yra daug daugiau raudonos spalvos nei baltoje LED ir natrio lempoje. Tais atvejais, kai reikia raudonos spalvos, gali būti patartina naudoti tokį šviestuvą kaip vieną arba kartu su kitomis galimybėmis..

Apšvietimo sistemos energijos efektyvumo įvertinimas:

Autorius naudoja „UPRtek 350N“ nešiojamąjį spektrometrą (8 pav.), Kurį pateikė „Intech Engineering“.


Fig. 8. Fito apšvietimo sistemos auditas

Kitas UPRtek modelis - spektrometras PG100N, remiantis gamintojo teiginiu, matuoja mikromolius kvadratiniam metrui, o dar svarbiau - šviesos srautą vatais kvadratiniam metrui..

Išmatuoti šviesos srautą vatais yra puiki savybė! Apšviestą plotą padauginus iš šviesos srauto tankio vatais ir palyginus su šviestuvo sunaudojimu, apšvietimo sistemos energijos efektyvumas tampa aiškus. Ir tai yra vienintelis šių dienų neginčijamas efektyvumo kriterijus, kuris praktikoje skirtingoms apšvietimo sistemoms skiriasi pagal dydį (o ne kelis kartus ar net daugiau procentų, kaip keičiasi energijos poveikis keičiantis spektro formai)..

Baltos šviesos naudojimo pavyzdžiai

Aprašyti hidroponikos fermų apšvietimo su raudonai mėlyna ir balta šviesa pavyzdžiai (9 pav.).

Fig. 9. Ūkiai iš kairės į dešinę ir iš viršaus į apačią: „Fujitsu“, „Sharp“, „Toshiba“, Pietų Kalifornijos vaistinis augalas

Ūkių „Aerofarms“ sistema yra gerai žinoma (1, 10 pav.), Didžiausia iš jų pastatyta netoli Niujorko. „Aerofarms“ augina daugiau nei 250 rūšių žalumynų po baltomis LED lempomis, per metus nuimdama daugiau nei dvidešimt augalų.

Fig. 10. Ūkio aerofarmai Niu Džersyje („Sodų valstija“), pasienyje su Niujorku

Tiesioginiai eksperimentai lyginant baltos ir raudonai mėlynos spalvos LED apšvietimą
Paskelbtų tiesioginių eksperimentų, kuriuose lyginti augalai, auginami po balta ir raudona-mėlyna šviesos diodais, rezultatų yra labai mažai. Pavyzdžiui, žvilgsnį į tokį rezultatą parodė Maskvos žemės ūkio akademija. Timiriazeva (11 pav.).

Fig. 11. Kiekvienoje poroje augalas kairėje auginamas po baltais šviesos diodais, dešinėje - po raudonais ir mėlynais šviesos diodais (iš I. G. Tarakanovo pranešimo, Maskvos Timiriazevo žemės ūkio akademijos Augalų fiziologijos katedra).

2014 m. Pekino aviacijos ir kosmoso universitetas paskelbė didelio kviečių, auginamų skirtingų tipų šviesos diodais, tyrimo rezultatus [4]. Kinijos tyrėjai padarė išvadą, kad patartina naudoti baltos ir raudonos šviesos mišinį. Bet jei pažvelgsite į skaitmeninius duomenis iš straipsnio (12 pav.), Pastebėsite, kad skirtingų tipų apšvietimo parametrų skirtumas jokiu būdu nėra radikalus..

12 pav. Ištirtų faktorių vertės dviejose kviečių augimo fazėse prie raudonos, raudonai mėlynos, raudonai baltos ir baltos šviesos diodų

Tačiau pagrindinis šių dienų tyrimų tikslas yra ištaisyti siauros juostos raudonai mėlynos spalvos apšvietimo trūkumus pridedant baltos šviesos. Pavyzdžiui, japonų tyrinėtojai [5, 6] nustatė padidėjusį salotų ir pomidorų svorį ir maistinę vertę, kai raudona šviesa pridedama baltai. Praktiškai tai reiškia, kad jei estetinis augalo patrauklumas augimo metu nėra svarbus, nebūtina atsisakyti jau įsigytų siauros juostos raudonai mėlynų lempų, papildomai gali būti naudojamos baltos šviesos lempos.

Šviesos kokybės įtaka rezultatui

Pagrindinis ekologijos dėsnis „Liebigo statinė“ (13 pav.) Sako: plėtrą riboja veiksnys, labiau nei kiti nukrypstantis nuo normos. Pvz., Jei vanduo, mineralai ir CO yra visiškai aprūpinti 2, tačiau šviesos intensyvumas yra 30% optimalios vertės - augalas duos ne daugiau kaip 30% maksimalaus galimo derlingumo.


Fig. 13. Apribojimo faktoriaus principo iliustracija iš „YouTube“ vadovėlio

Augalo reakcija į šviesą: laboratoriniais metodais nustatomas dujų mainų greitis, maistinių medžiagų sunaudojimas tirpale ir sintezės procesai. Atsakymai apibūdina ne tik fotosintezę, bet ir skoniui bei aromatui reikalingų medžiagų augimo, žydėjimo, sintezės procesus..

Fig. 14 parodytas augalo atsakas į apšvietimo bangos ilgio pokyčius. Natrio ir fosforo, gaunamo iš maistinio tirpalo, intensyvumas buvo matuojamas mėtomis, braškėmis ir salotomis. Tokiuose grafikuose esantys smailės yra tam tikros cheminės reakcijos stimuliavimo požymiai. Grafikai rodo, kad ekonomijos sumetimais kai kurių diapazonų neįtraukimas į visą spektrą yra tai, kaip pašalinti kelis fortepijono klavišus ir groti melodiją likusiais.

Fig. 14. Stimuliuojantis šviesos poveikis azoto ir fosforo vartojimui mėtų, braškių ir salotų lapuose (duomenis pateikė „Fitex“)

Ribojančio faktoriaus principą galima išplėsti ir į atskirus spektrinius komponentus - norint gauti visavertį rezultatą, bet kokiu atveju reikalingas visas spektras. Pašalinus kai kuriuos diapazonus iš viso spektro, žymiai padidėja energijos vartojimo efektyvumas, tačiau Liebigo statinė gali veikti - rezultatas bus neigiamas.
Pavyzdžiai parodo, kad įprastos baltos LED lemputės ir specializuotos „raudonai mėlynos šviesos lemputės“ energijos vartojimo efektyvumas yra maždaug toks pat, kaip šviečiant augalus. Bet plačiajuostis baltasis plačiai patenkina augalo poreikius, kurie išreiškiami ne tik skatinant fotosintezę.

Žaliavos pašalinimas iš nenutrūkstamo spektro, kad šviesa būtų nuo baltos iki violetinės, yra rinkodaros būdas pirkėjams, norintiems „specialaus sprendimo“, bet nėra kvalifikuotų klientų.

Baltos šviesos korekcija

Dažniausiai naudojami bendrosios paskirties balti šviesos diodai turi mažai spalvų, todėl Ra = 80, visų pirma dėl raudonos spalvos nebuvimo (4 pav.).

Raudonos spalvos trūkumą spektre galima kompensuoti pridedant raudonus šviesos diodus prie lempos. Tokį sprendimą skatina, pavyzdžiui, CREE. „Liebigo statinės“ logika leidžia manyti, kad toks priedas nepakenks, jei tai iš tikrųjų yra priedas, o ne energijos perskirstymas iš kitų diapazonų raudonųjų naudai..

Įdomų ir svarbų darbą 2013–2016 m. Atliko „IBMP RAS“ [7, 8, 9]: jie ištyrė, kaip apšvietimo pridėjimas iš siauros juostos 660 nm raudonų šviesos diodų prie 4000 K / Ra = 70 baltų LED lempučių daro įtaką kiniškų kopūstų vystymuisi..

Ir sužinojau:

  • Po LED lempute kopūstai auga panašiai kaip natrio šviesoje, tačiau juose yra daugiau chlorofilo (lapai yra žalsvesni).
  • Sausas pasėlio svoris yra beveik proporcingas bendram šviesos kiekiui apgamuose, kuriuos gauna augalas. Daugiau šviesos, daugiau kopūstų.
  • Vitamino C koncentracija kopūstuose šiek tiek padidėja padidėjus apšvietimui, bet žymiai padidėja, kai raudona ir balta šviesa.
  • Ženkliai padidėjus raudonojo komponento daliai spektre, žymiai padidėjo nitratų koncentracija biomasėje. Turėjau optimizuoti maistinių medžiagų tirpalą ir įterpti dalį azoto amonio pavidalu, kad neperžengčiau MPK nitratams. Tačiau grynai baltoje šviesoje buvo galima dirbti tik su nitrato forma..
  • Tuo pačiu metu padidėjęs raudonos spalvos procentas bendrame šviesos sraute beveik neturi jokios įtakos pasėlio svoriui. T. y., Trūkstamų spektrinių komponentų papildymas neturi įtakos pasėlio kiekiui, bet jo kokybei..
  • Didesnis raudonų šviesos diodų molių / vatų efektyvumas reiškia, kad raudonos spalvos pridėjimas prie baltos spalvos yra efektyvus energijos vartojimas..

Taigi papildyti raudoną baltą patartina konkrečiu atveju - kininių kopūstų atveju ir visai įmanoma. Žinoma, su biochemine kontrole ir teisingu trąšų pasirinkimu tam tikram pasėliui.

Raudonos šviesos spektro praturtinimo parinktys

Augalas nežino, iš kur atsirado kvantai iš baltos šviesos spektro ir iš kur atsirado „raudonas“ kvantas. Nereikia daryti specialaus spektro viename LED. Ir nereikia skleisti raudonos ir baltos šviesos iš kažkokio specialaus fito-lempos. Pakanka naudoti bendrosios paskirties baltą šviesą ir apšviesti augalą atskira raudonos šviesos lempute. Kai šalia augalo yra žmogus, judesio jutiklis gali išjungti raudoną šviesą, kad augalas atrodytų žalias ir gražus.

Tačiau pateisinamas ir priešingas sprendimas - pasirinkę fosforo kompoziciją, išplėskite balto šviesos diodo švytėjimo spektrą ilgųjų bangų link, subalansuodami jį taip, kad šviesa liktų balta. Rezultatas yra ypač aukštos spalvos, suteikiančios baltą šviesą, tinkančios tiek augalams, tiek žmonėms.

Galite nustatyti tolimos ir beveik raudonos šviesos santykio vaidmenį ir „šešėlių vengimo sindromo“ naudojimo tinkamumą skirtingoms kultūroms. Galima ginčytis, į kurias analizės dalis patartina suskaidyti bangos ilgio skalę.

Galima diskutuoti, ar augalui reikalingi mažesni nei 400 nm, ar ilgesni nei 700 nm bangos ilgiai, norint stimuliuoti ar reguliuoti. Pavyzdžiui, yra privatus pranešimas, kad ultravioletinė šviesa daro didelę įtaką augalų savybėms vartotojui. Be kita ko, raudonlapių salotų veislės auginamos be ultravioletinės spinduliuotės, jos užauga žalios, tačiau prieš parduodant jas apšvitina ultravioletiniu apšvietimu, pasidaro raudonos ir eina į prekystalį. Ar teisinga yra naujoji PBAR (augalų biologiškai aktyvios radiacijos) metrika, kaip aprašyta ANSI / ASABE S640, Augalų elektromagnetinės spinduliuotės kiekiai ir vienetai (fotosintetiniai organizmai, kurių diapazonas yra nuo 280 iki 800 nm)?.

Parduotuvių tinklai pasirenka labiau subrendusias veisles, o tada pirkėjas balsuoja rubliu už ryškesnius vaisius. Ir beveik niekas nesirenka skonio ir aromato. Bet kai tik tapsime turtingesni ir pradėsime reikalauti daugiau, mokslas iškart pateiks tinkamas maistinių medžiagų tirpalų veisles ir receptus..

O tam, kad augalas sintezuotų viską, ko reikia skoniui ir kvapui, reikalingas apšvietimas su spektru, kuriame yra visi bangos ilgiai, į kuriuos augalas reaguos, tai yra, paprastai, ištisinis spektras. Galbūt pagrindinis sprendimas būtų aukšta spalva, suteikianti baltą šviesą.

Padėkos
Autorius išreiškia nuoširdžią padėką už pagalbą rengiant straipsnį Rusijos Federacijos valstybinio tyrimų centro-IBMP RAS darbuotojui, Ph.D. n. Irina Konovalova; Tatjana Trishina, „Fitex“ projekto vadovė; CREE specialistas Michailas Chervinsky

Balta šviesa augalams

Raudona, balta, mėlyna mėlyna? Pasirinkite bet kurį sau!

Fotosintezė ir šviesa

Saulės šviesa yra būtina augalams bet kuriame vystymosi etape. Pagrindinės šviesos savybės yra jos spektrinė sudėtis, intensyvumas, dienos ir sezoninė dinamika. Šviesos trūkumas - sutrumpintos dienos šviesos valandos ir mažas šviesos intensyvumas - lemia augalo žūtį. Šviesa yra vienintelis energijos šaltinis, užtikrinantis žaliojo organizmo funkcijas ir poreikius. Saulės šviesos trūkumui kompensuoti naudojamas papildomas augalų apšvietimas. Dažniausiai pasitaikančios priemonės yra HPS lempos ir LED šviestuvai..

Fotosintezė yra augalų gyvenimo pagrindas. Šviesos kvantų energija paverčia neorganines medžiagas, kurias augalas gauna į organines.

Skirtingo bangos ilgio šviesa skirtingai veikia fotosintezės greitį. Pirmuosius šios temos tyrimus 1836 m. Atliko V. Daubeny. Fizikas padarė išvadą, kad fotosintezės intensyvumas yra proporcingas šviesos ryškumui. Ryškiausi tuo metu spinduliai buvo laikomi geltonais. Nuostabus Rusijos botanikas ir augalų fiziologas K.A. Timiriazevas 1871–1875 m nustatė, kad žali augalai intensyviausiai sugeria saulės spektro raudonos ir mėlynos spalvos spindulius, o ne geltoną, kaip manyta anksčiau. Sugerdamas raudoną ir mėlyną spektro dalis, chlorofilas atspindi žaliuosius spindulius, todėl jis atrodo žalias. Remdamasis šiais duomenimis, vokiečių augalų fiziologas T. V. Engelmanas 1883 m. Sukūrė bakterinį metodą, skirtą tyrinėti augalų anglies dioksido įsisavinimą, kuris patvirtino, kad anglies dioksido skilimas (taigi ir deguonies išsiskyrimas) žaliuose augaluose stebimas papildomai prie pagrindinio. spalvoti (t. y. žali) spinduliai - raudona ir mėlyna. Duomenys, gauti naudojant šiuolaikinę įrangą, visiškai patvirtina „Engelman“ rezultatus, gautus daugiau nei prieš 130 metų..

1 pav. - Žaliųjų augalų fotosintezės intensyvumo priklausomybė nuo šviesos bangos ilgio

Didžiausias fotosintezės intensyvumas yra veikiamas raudonos šviesos, tačiau vien tik raudonojo spektro nepakanka harmoningam augalų vystymuisi. Tyrimai rodo, kad salotose, auginamose esant raudonai šviesai, yra daugiau žaliosios masės nei salotoms, auginamoms esant kombinuotam raudonai mėlynam apšvietimui, tačiau jų lapuose yra žymiai mažiau chlorofilo, polifenolių ir antioksidantų..

PAR ir jo dariniai

Fotosintetiniu būdu aktyvi radiacija (PAR, PPF - fotosintetinis fotono srautas) yra ta saulės spinduliuotės dalis, pasiekianti augalus, kurią jie naudoja fotosintezei. Išmatuota μmol / J. PAR galima išreikšti energijos vienetais (radiacijos intensyvumas, W / m 2).

Fotosintetinis fotono srauto tankis (PPFD) - bendras fotonų, skleidžiamų per sekundę, bangos ilgio intervale nuo 400 iki 700 nm (μmol / s), skaičius..

PAR reikšmė neatsižvelgia į skirtumą tarp skirtingų bangos ilgių 400–700 nm diapazone. Be to, naudojamas apytikslis ryšys, kad už šio diapazono esančių bangų fotosintezės aktyvumas yra lygus nuliui..

Jei tikslus tikslus emisijos spektras yra žinomas, tada galima įvertinti asimiliuotą fotono srautą (YPF - Yield Photon Flux), kuris yra PAR, pasvertas pagal fotosintezės efektyvumą kiekviename bangos ilgyje. YPF visada yra šiek tiek mažesnis nei PPF, tačiau tai leidžia tinkamai įvertinti šviesos šaltinio energijos efektyvumą.

Praktiniais tikslais pakanka atsižvelgti į tai, kad priklausomybė yra beveik tiesinė, o PPK 3000 K yra daugiau nei YPF maždaug 10%, o 5000 K - 15%. Tai reiškia apie 5% didesnę šiltos šviesos augalų energetinę vertę, palyginti su šalta šviesa, esant vienodam apšvietimui liuksuose.


Baltų šviesos diodų efektyvumas

Izoliuotas ir išgrynintas chlorofilas in vitro sugeria tik raudoną ir mėlyną šviesas. Gyvoje ląstelėje pigmentai sugeria šviesą visame 400–700 nm diapazone ir perduoda savo energiją į chlorofilą.

Keletas faktų apie baltus šviesos diodus:

1. Visų baltų šviesos diodų spektre, net esant žemai spalvų temperatūrai ir esant maksimaliai spalvai, pavyzdžiui, natrio lempoms, yra labai mažai raudonos spalvos (2 pav.).

Fig. 2. Baltojo LED (LED 4000K Ra = 90) ir natrio šviesos (HPS) spektras

palyginti su augalo jautrumo mėlynai spektrinėmis funkcijomis (B),

raudona (Ar) ir labai raudona šviesa (Afr)

Natūraliomis sąlygomis augalas, užtemdytas kažkieno žalumynų, gauna tolimesnę raudoną spalvą nei šalia esantis, o tai sukelia „šešėlių vengimo sindromą“ šviesą mėgstantiems augalams - augalas driekiasi aukštyn. Pomidorai, pavyzdžiui, augimo stadijoje (ne daigai!), Tolimas raudonas yra reikalingas, kad ištemptų, padidėtų augimas ir bendras užimamas plotas, taigi ir derlius ateityje. Po baltais šviesos diodais ir HPS lemputėmis augalas jaučiasi tarsi po atviru saulės spinduliu ir nesitempia.

2. Mėlyna šviesa suteikia fototropizmą - „saulės sekimą“ (3 pav.).


Fig. 3. Fototropizmas - lapų ir žiedų apvertimas, stiebų ištempimas

į mėlyną baltos šviesos komponentą

Viena vata 2700K baltos LED lemputės turi dvigubai daugiau fitoaktyvaus mėlynojo komponento nei viena vata natrio šviesos. Be to, fitoaktyvios mėlynos spalvos dalis baltoje šviesoje padidėja proporcingai spalvos temperatūrai. Jei šalia augalo pastatysite lempą su stipria šalta šviesa, žiedynai pasisuks lempos link.

3. Šviesos energinė vertė nustatoma pagal spalvos temperatūrą ir spalvų perteikimą, o 5% tikslumu ją galima nustatyti pagal formulę:

[eff.mmol / J],
kur η - šviesos efektyvumas [Lm / W],

Ra - spalvų perteikimo indeksas,

CCT - koreliuojama spalvos temperatūra [K]

Ši formulė gali būti naudojama apšvietimui apskaičiuoti, kad būtų galima gauti reikiamą YPF vertę tam tikram spalvų perteikimui ir spalvos temperatūrai, pavyzdžiui, 300 eff.mol / s / m2:

1 lentelė. Apšvietimas (lx), atitinkantis 300 eff.mol / s / m2

Lentelė rodo, kad kuo žemesnė spalvų temperatūra ir kuo aukštesnis spalvų perteikimo indeksas, tuo mažesnis reikiamas apšvietimas. Tačiau atsižvelgiant į tai, kad šiltos šviesos diodų šviesos srautas yra šiek tiek mažesnis, akivaizdu, kad spalvos pasirinkimas ir spalvų perteikimas negali būti energetiškai reikšmingi norint laimėti ar prarasti. Galite reguliuoti tik fitoaktyvios mėlynos arba raudonos šviesos dalį.

4. Praktiniais tikslais galite naudoti taisyklę: 1000 lm šviesos srautas atitinka PPF = 15 µmol / s, o 1000 lx apšvietimas atitinka PPFD = 15 µmol / s / m2.

Galite tiksliau apskaičiuoti PPFD naudodami formulę:

PPFD = [μmol / s / m 2],

čia k yra šviesos srauto panaudojimo koeficientas (šviesos srauto dalis, tenkanti apšvietimo įrenginiui, nukritusiam ant augalų lapų)

F - šviesos srautas [klm],

S - apšviestas plotas [m 2]

Bet k yra neapibrėžta reikšmė, dėl kurios padidėja įverčio netikslumas..

Apsvarstykite galimas pagrindinių tipų apšvietimo sistemų vertes:

Taškų ir linijų šaltiniai.

Apšvietimas, kurį vietiniame taške sukuria šaltinis, kinta atvirkščiai, atsižvelgiant į atstumo tarp šios srities ir šaltinio kvadratą. Apšvietimas, kurį sukuria linijiniai ištiesti šaltiniai virš siaurų lovų, kinta atvirkščiai proporcingai atstumui. Tai yra, kuo didesnis atstumas nuo lempos iki augalo, tuo daugiau šviesos patenka už lapų. Todėl ekonomiškai netikslinga naudoti lempas, esančias daugiau nei 2 m aukštyje, apšviesti vienkartines pailgintas lovas. Lęšių naudojimas leidžia susiaurinti lempos šviesos srautą ir nukreipti didelę šviesos dalį į augalą. Tačiau didele apšvietimo priklausomybė nuo atstumo ir optikos naudojimo neapibrėžtumas neleidžia nustatyti panaudojimo koeficiento k bendruoju atveju..

Naudojant uždarus tūrius su puikiai atspindinčiomis sienomis, visas šviesos srautas patenka ant augalo. Tačiau tikrasis spekuliacinių ar baltų paviršių atspindys yra mažesnis nei vienas. Šviesos srauto dalis augale priklauso nuo paviršių atspindinčių savybių ir tūrio geometrijos. Paprastai neįmanoma nustatyti k.

Dideli šaltinių masyvai dideliuose tūpimo plotuose

Didelės prožektorių ar linijinių žibintų masyvai virš didelių sodinimo vietų yra energetiškai naudingi. Bet kuria kryptimi išmestas kvantas ilgainiui pasieks kokį nors augalą, koeficientas k yra artimas vienybei.


Taigi, neapibrėžtumas tarp augalų, patenkančių į augalus, yra didesnis nei skirtumas tarp PPFD ir YPFD, ir didesnis nei paklaida, kurią lemia nežinoma spalvos temperatūra ir spalvos perteikimas. Todėl, norint praktiškai įvertinti PAR intensyvumą, patartina apšvietimo vertinimui pasirinkti gana grubų metodą, kuriame neatsižvelgiama į šiuos niuansus. Ir, jei įmanoma, išmatuokite faktinį apšvietimą liukso matuokliu.

Tinkamiausias fotosintetiniu būdu aktyvios baltos šviesos srauto įvertinimas gaunamas, jei apšvietimas E matuojamas naudojant luxmetrą ir neatsižvelgiama į spektrinių parametrų įtaką augalo šviesos energinei vertei. Taigi baltos LED šviesos PPFD galima apskaičiuoti pagal formulę:

PPFD = [μmol / s / m 2]

Įvertinkime DS-Office 60 LED biuro lempos pritaikymą auginant salotas ir jų PPFD naudojant aukščiau pateiktas formules..

Šviestuvas sunaudoja 60 W, jo spalvos temperatūra 5000 K, spalvų perteikimas Ra = 75, o šviesos srautas 110 lm / W. Be to, jos efektyvumas bus

YPF = (110/100) (1,15 + (3575 - 2360) / 5000) eff. μmol / J = 1,32 eff. μmol / J,

kuris padauginus iš sunaudotos 60 W, bus 79,2 eff. μmol / s.

Jei šviestuvas statomas 30–50 cm aukštyje virš lovos, kurios plotas yra 0,6 × 0,6 m = 0,36, apšvietimo tankis bus 79,2 eff. μmol / s / 0,36m 2 = 220 eff. μmol / s / m 2, kuris yra 30% mažesnis už rekomenduojamą 300 eff rodiklį. μmol / s / m 2. Tai reiškia, kad lempos galią reikia padidinti 30%..

PPFD = 15 × 0,110 lm / W × 60 W / 0,36 m 2 = 275 μmol / s / m 2

Fito šviesos „DS-FitoA 75“ efektyvumas (75 W, 5000 K, Ra = 95, 102 lm / W):

YPF = (102/100) (1,15 + (3595 - 2360) / 5000) eff. μmol / J = 1,37 eff. μmol / J, arba 102,75 eff. μmol / s. Esant panašiai vietai virš lovos, apšvietimo tankis bus 285 ef. μmol / s / m2, kuris yra artimas rekomenduojamam lygiui.

PPFD = 15 × 0,102 lm / L x 75 W / 0,36 m 2 = 319 μmol / s / m 2

HPS efektyvumas

Agrarinės pramonės kompleksai yra konservatyvūs šiltnamių apšvietimui ir renkasi naudoti laiko patikrintas natrio lempas. HPS efektyvumas priklauso nuo galios ir pasiekia maksimalią 600 W galią. YPF yra 1,5 eff. μmol / J. (4 pav.). 1000 liumenų šviesos srauto atitinka PPF =

12 μmol / s, o apšvietimas 1000 lx - PPFD =

12 μmol / s / m 2, tai yra 20% mažiau nei panašūs balto LED šviesos indikatoriai. Šie duomenys leidžia perskaičiuoti DNaT komplektus μmol / s / m2 ir panaudoti pramoninių šiltnamių augalų apšvietimo patirtį..

Fig. 4. Augalams naudojamos natrio lempos spektras (kairėje). Serijinių natrio šiltnamio efektą sukeliančių šviestuvų efektyvumas (lm / W ir eff.mol / J) (dešinėje)

Bet kuris LED šviestuvas, kurio efektyvumas yra 1,5 eff. μmol / W, yra verta HPS lempos alternatyva.

Fig. 5. Šiltnamių tipinės 600 W natrio lempos, specializuotos LED fito-lempos ir biuro lempos palyginamieji parametrai.

Įprastinis bendrojo apšvietimo papildomas augalų apšvietimas nėra prastesnis nei specializuotos natrio lempos ir raudonai mėlynos lempos. Spektrai rodo, kad raudonai mėlyna fito lempa nėra siauros juostos, jos raudona kupra yra plati ir joje yra daug daugiau raudonos spalvos nei baltoje LED ir natrio lempoje. Tais atvejais, kai reikia raudonos spalvos, gali būti patartina naudoti tokį šviestuvą kaip vieną arba kartu su kitomis galimybėmis..

Šiuo metu hidroponinis ūkio apšvietimas yra naudojamas kartu su raudonai mėlyna ir balta šviesa (6-8 pav.).

6 paveikslas - „Fujitsu“ žaliųjų ūkis

Fig. 7 - „Toshiba“ hidroponinė gamykla

8 paveikslas. Didžiausias vertikalus „Aerofarms“ ūkis, per metus tiekiantis daugiau nei 1000 tonų žalumynų

Paskelbtų tiesioginių eksperimentų, kuriuose lyginti augalai, auginami po balta ir raudona-mėlyna šviesos diodais, rezultatų yra labai nedaug..

Pagrindinis šių dienų tyrimų tikslas - ištaisyti siauros juostos raudonai mėlyną apšvietimą, pridedant baltos šviesos. Japonijos tyrėjų eksperimentai rodo padidėjusią salotų ir pomidorų masę ir maistinę vertę, kai raudona šviesa pridedama balta..

Fig. 9. Kiekvienoje poroje augalas kairėje auginamas po baltais šviesos diodais, dešinėje - po raudonai mėlynu

(iš I. G. Tarakanovo pranešimo, Maskvos žemės ūkio akademijos Augalų fiziologijos katedra, pavadinta Timiriazevo vardu)

„Fitex“ projektas pateikė eksperimento, skirto auginti skirtingus augalus tomis pačiomis sąlygomis, bet atsižvelgiant į skirtingą spektrą, rezultatus. Eksperimentas parodė, kad spektras veikia pasėlio parametrus. Galite palyginti augalus, užaugintus esant baltai šviesai, po HPS šviesai ir siaurajuostę rožinę fig. dešimt:

Fig. 10 Salotos auginamos tomis pačiomis sąlygomis, bet skirtingu šviesos spektru.

Vaizdai iš vaizdo įrašo, paskelbto projekto „Fitex“ konferencijos „Agrofonikos technologijos“ 2018 m. Kovo mėn. Medžiagoje.

Kalbant apie skaitinius rodiklius, pirmąją vietą užėmė unikalus nespalvotas spektras komerciniu pavadinimu Rose, kuris savo forma nedaug skiriasi nuo išbandytos šiltos baltos šviesos, turinčios aukštos spalvos atvaizdą Ra = 90. Tai dar mažiau skiriasi nuo šiltos baltos šviesos spektro, turinčio ypač aukštą spalvą, suteikiančią Ra = 98. Pagrindinis skirtumas yra tas, kad Rozėje nedidelė energijos dalis buvo pašalinta iš centrinės dalies (perskirstyta į kraštus) (11 pav.):

11 paveikslas. Ypač aukštos spalvos šiltos baltos šviesos ir rožių šviesos spektrinis pasiskirstymas

Spinduliuotos energijos perskirstymas iš spektro centro į kraštus neturi įtakos augalų gyvenimo procesams, tačiau šviesa tampa rausva.


Šviesos kokybės įtaka rezultatui

Augalų reakcija į šviesą - dujų mainų greitis, maistinių medžiagų sunaudojimas ir sintezės procesai - nustatomi laboratoriniais metodais. Atsakymai apibūdina ne tik fotosintezę, bet ir skoniui bei aromatui reikalingų medžiagų augimo, žydėjimo, sintezės procesus (12 pav.).

12 pav. Tam tikrų saulės spektro spalvų įtaka

įvairiuose augalų vystymosi etapuose

Įprasta balta LED lemputė ir specializuota raudonai mėlyna spalva šviečiantiems augalams energinis efektyvumas yra maždaug vienodas. Tačiau plačiajuostis baltasis augalas skatina sudėtingą augalų vystymąsi, neapsiribojant fotosintezės stimuliavimu. Žalios spalvos pašalinimas iš viso spektro, kad purpurinė spalva taptų balta, yra ne kas kita, kaip rinkodaros gudrybė.

Raudonai mėlyna, rožinė LED šviesa arba geltona HPS šviesa gali būti naudojama pramoniniuose šiltnamiuose. Bet jei nuolat augant žmogui atsiranda papildomas apšvietimas, reikalinga balta šviesa, kuri nedirgina regos ir nervų receptorių..

Šviesos diodo lempos arba HPS lempos tipo pasirinkimas priklauso nuo tam tikros kultūros auginimo savybių, tačiau bet kokiu atveju būtina atsižvelgti į:

· Fotosintetinis fotono srautas PPFD ir asimiliuotas fotono srautas YPF. Dabar šiuos rodiklius galima apskaičiuoti savarankiškai, žinant lempos šviesos srautą, spalvų perteikimo indeksą ir spalvų temperatūrą.

Rekomenduojama YPF vertė = 300 eff. μmol / s / m 2

· Šviestuvo korpuso apsaugos nuo dulkių ir drėgmės įsiskverbimo laipsnis. Esant žemesnei nei 54 IP, dirvožemio dalelės, žiedadulkės ir vandens lašeliai gali patekti į vidų laistymo metu, dėl ko lempa suges..

· Žmonių buvimas kambaryje su darbo lempomis. Rožinė, violetinė šviesa varginanti akis ir gali sukelti galvos skausmą, geltona šviesa iškreipia daiktų spalvas.

· HPS lempos darbo metu įkaista, jas reikia pakabinti dideliame aukštyje, kad būtų išvengta nudegimų ir sauso dirvožemio. Išlydžio lempų šviesos srautas sumažėja po 1,5–2 metų naudojimo.

Kompetentingai parinkta šviesa užtikrina greitą ir teisingą augalų vystymąsi - šaknų sistemos stiprinimą, žaliosios masės padidėjimą, gausų žydėjimą ir spartesnį vaisių nokinimą. Technologinė pažanga perkelia augalininkystę į kitą lygį - naudokite jos vaisius!

Top