Выращивание растений при искусственном освещении

Свет для любого растения, наряду с питанием и влагой — это жизнь. Световая энергия превращается растением в необходимые для жизни и развития углеводы. При этом из воздуха поглощается углекислота, а возвращается кислород.

В естественной среде растения получают необходимый свет от солнца. В домашних условиях солнечной световой энергии бывает недостаточно, что самым негативным образом сказывается на росте, развитии, урожайности. Особо актуальной проблема становится в осенне-зимний период с коротким световым днем и недостатком прямых лучей от высоко стоящего солнца.

Выращивание растений при искусственном освещении, грамотно организованном с учетом их потребностей, позволяет садоводу создавать для зеленых питомцев благоприятные условия для развития и даже добиваться повышения продуктивности. При этом 100% рабочей формулы искусственного света нет, ведь разные культуры разнятся потребностями и реакцией на избыток и дефицит света.

В то же время, отталкиваться необходимо от выявленных закономерностей и правил, рассчитывая искусственное освещение для комнатных растений.

Критерии необходимости и эффективности ИО для растений в закрытом грунте

Без ИО (искусственного освещения) не обойтись, если пасмурных дней больше, чем солнечных, а также если прямого естественного света растения получают менее 3,5-4 часов в день и/или температура содержания превышает 22°C.

От ИО будет толк, если:

• Будет соблюден спектральный состав, чтобы растения получали набор необходимых на том или ином этапе жизни лучей с волной определенной длины – от короткого ультрафиолета, до длинных инфракрасных лучей. Каждый спектр играет свою роль в процессах жизнедеятельности растений.
• Режим освещения покроет потребности растений в длине светового дня. Так, например, для вегетативной фазы активного набора зеленой массы света нужно больше, соответственно, световой день будет долгим.
  Для перехода на цветение и созревание некоторым культурам необходимо не только изменение спектрального состава лучей, но и снижение продолжительности дня до 12-14 часов, а то и до 8-10 часов.
• Будет обеспечена необходимая культурам интенсивность света – от 3 до 10 тысяч люкс (от слабого до сильного, яркого света).
• Будет соблюдена цикличность по типу смены дня и ночи, можно без плавного утрене-вечернего перехода. Круглосуточное освещение нерационально, растениям необходим также и отдых, во время которого происходит усвоение питательных веществ. Придется переключать свет самостоятельно или настроить цикличность с помощь таймера.

Искусственное освещение для растений: параметры

В деле организации правильного ИО важно не просто учесть все факторы, но и составить необходимую из них комбинацию под потребности выращиваемой культуры.

Мощность света

Под ярким светом понимают освещение мощностью 8-10 тысяч люкс.

Такой свет любят кактусы, пальмы, орхидеи, гибикус, розы.

К любителям умеренного света мощностью 4-6 тысяч люкс относятся каланхоэ, некоторые пальмы и кактусы, бегонии.

Тенелюбивые культуры, такие как диффенбахия, спаттифилум, драцена, папаротники хорошо себя чувствуют при свете в 1-3 тыс. люкс.

Спектральный состав

Естественный солнечный свет кажется однородным, однако он обеспечивает растения лучами разных спектров, причем, спектральный состав изменяется по времени. То же необходимо организовать и при ИО.

Условно свет можно разделить на два спектра:

• длинноволновой «теплый» (оранжевые и красные лучи) с длиной волны от 620 до 720 нм и цветовой температурой 2700-3000K;
• коротковолновой «холодный» (синий, зеленый, фиолетовый) с длиной волны 380-490 нм и цветовой температурой 4000-6500K.

То есть, чем более высокая цветовая температура указана на лампе искусственного освещения для растений, тем «холоднее» свет.

Синий и фиолетовый спектры принимают активное участие в фотосинтезе, стимулируя синтез белков и наращивание зеленой массы. Поэтому в стадии вегетативного роста культуры необходимо в достатке обеспечивать «холодными» лучами, ведь чем крупнее растение, тем выше шансы на обильный урожай. Также привыкшие к короткому дню культуры под таким освещением быстрее зацветут.

Красный и оранжевый свет также влияет на фотосинтез, но отвечают дополнительно за синтез витаминов, цветение и плодоношение, повышая размер и качество плодов. Также «теплые» лучи благотворно влияют на корневую систему, поэтому должны присутствовать в свете даже на вегетации.

Ультрафиолет делает растения более стойкими перед холодом. А вот зеленый и желтый диапазон наименее важны, поэтому в осветительные приборы искусственного освещения для растений в квартире, как правило, их не испускают.

Лампы для ИО в закрытом грунте

Искусственное освещение для растений организуется отдельными видами или комбинацией источников света следующих типов:

• Газоразрядные, металлогалогенные – ДНаТ и подобные. Эти лампы богаты теплым спектром, но и часть холодного также есть. Они доступны по цене, обеспечивают яркий свет, однако сильно нагреваются и потребляют много энергии. Однако у лампы ДРИ практически полностью отсутствует красный спектр, а потому такое освещение годится только для вегетации. Также для этих ламп необходимо специальное пускорегулирующее устройство и часто отражатель-рефлектор, а также организация приточно-вытяжной вентиляции, чтобы не перегреть и не обжечь листву.
• Люминесцентные, флуоресцентные – так называемые «экономки», или ЭСЛ. Дешевы, просты в использовании, не сильно греются (нагревают воздух вокруг себя на 5-10°C), но не подходят для светолюбивых культур (только в качестве досвета) и испускают ограниченный спектр света, преимущественно зелено-желтый – тот, что не так уж и важен. Однако для выращивания рассады годятся.
• Светодиодные, или LED-лампы – самые экономичные и термобезопасные, с высоким КПД, однако с узким спектральным составом. Поэтому для оптимального освещения домашних растений может понадобиться несколько ламп с разной цветовой температурой. Но можно обзавестись и фитосветильником, уже включающим диоды с разными спектрами, важными для растений.

А вот обычные лампы накаливания с вольфрамовой нитью не годятся вовсе. Они преобразуют энергию в основном в тепло и не производят свет хоть сколь-нибудь необходимого спектра.

Признаки недостаточности искусственного освещения для индорных растений

Поскольку влияние искусственного освещения на растения в общих чертах такое же, как и естественного, с высокой вероятностью по внешним признакам можно определить, что зеленым организмам не хватает света (избыток, как правило, встречается гораздо реже):

• Слабый рост и отставание в развитии – тонкая и меньшего размера листва, тонкий стебель, вытянутый к источнику свету.
• Ненасыщенный, бледный цвет листвы и стеблей.
• Увеличение междоузлий из-за вытягивания и деформации стебля.
• Пожелтение нижних ярусов листвы.

Садоводы для проверки и получения более детальной картины эффективности освещения обычно проводят замеры, используя такие приборы как фотометры или люксометры, например, Radex Lupin. По показаниям производится корректировка света – замена ламп на более мощные либо регулировка расстояния от растений до источника света. Также можно повысить эффективность освещения путем его перенаправления с помощью отражателя-рефлектора.

Если же под рукой нет люксометра, можно воспользоваться и смартфоном – уже разработано и доступно в «Плеймаркете» приложение, которое проводит приблизительные, но довольно точные замеры через камеру смартфона.

Можно ли выращивать растения при искусственном освещении?

Растения могут расти при искусственном освещении, но искусственный свет не такой интенсивный, как солнечный свет, и имеет меньше красного и синего света, чем солнечный свет. Светодиодные фонари, используемые в специальных комнатных камерах для выращивания, уменьшают разницу между искусственным светом и солнечным светом, что может помочь растениям лучше расти.

У растений есть суперсила — фотосинтез — который позволяет им создавать пищу с нуля. Все, что им нужно, это углекислый газ и немного воды. Чтобы подпитывать процесс приготовления пищи, растению нужна энергия, которую оно получает от солнца.

К сожалению, не во всех уголках планеты солнце светит ярко круглый год. На крайних полюсах Земли, в таких странах, как Исландия и Финляндия на севере или Антарктида на юге, присутствие солнца сокращается до менее 8 часов в день.

Помимо сезонных изменений, города и их бетонные джунгли представляют проблему для домашних растений. Высотные здания и небоскребы могут блокировать попадание солнечного света во многие жилые дома. Что же тогда делать тем из нас, кто занимается садоводством?

Ну, конечно, включить свет!

На самом деле неверно утверждать, что растениям нужно солнце для фотосинтеза. Слово «фотосинтез» происходит от греческих корней; «фото» относится к свету, а «синтез» — к соединению. Другими словами, растениям для фотосинтеза действительно нужен свет, а не солнечный свет.

Точнее, им нужны фотоны.

Фотоны — это частицы, из которых состоит свет, и каждый фотон имеет определенное количество энергии, называемое энергией фотона. Когда фотон попадает в объект, например, в растение, он передает свою энергию этому объекту при попадании в него.

Солнечные лучи — это бесплатный источник фотонов, который существует с тех пор, как зародилась жизнь. В конце концов, жизни удалось эволюционировать, чтобы использовать этот богатый источник энергии для выживания; растения являются одними из тех организмов, которые произошли от ранних фотосинтетических водорослей.

Много миллиардов лет спустя, после того, как появились первые фотосинтетические формы жизни, на сцену вышли люди, и мы выяснили, как сделать наш собственный свет. Сначала появился огонь, а затем (спустя очень долгое время) — лампы накаливания.

Физика не различает, создается ли свет термоядерным синтезом или химическим веществом; весь свет состоит из фотонов. Таким образом, искусственное освещение всё равно позволит вашим растениям расти!

Солнечный свет против искусственного света

Хотя искусственный свет подойдет вашим растениям, между светом солнца и светом искусственной лампочки есть несколько ключевых отличий.

Длина волны света — мы узнали, что белый свет состоит из всех цветов света, но даже в пределах белого света существуют тонкие различия в составе длин волн. В искусственном свете не так много красного и синего света, как у солнца. Фотоны с разной длиной волны света имеют разное количество энергии. Зеленые растения больше всего поглощают энергию света красного и синего длин волн, отражая большую часть зеленого и желтого света (поэтому растения кажутся зелеными).

Интенсивность света — солнечный свет более интенсивен, чем любой искусственный свет. К этой более высокой интенсивности солнца растения лучше всего приспособлены. Более высокая интенсивность также означает, что растение получает больше фотонов и, следовательно, может более эффективно фотосинтезировать.

Спектр поглощения молекулы хлорофилла, который позволяет растениям использовать энергию солнца. На графике показаны две разные молекулы хлорофилла с немного разными химическими структурами. Пики поглощения находятся в красной и синей областях видимого спектра.

Технологии спешат на помощь

Необходимость — мать всех изобретений, и именно это мы наблюдаем в этой области. Искусственное освещение теперь специально разработано, чтобы помочь растениям расти так же хорошо, как если бы они грелись на солнце.

Среди разновидностей искусственного света лучшими являются светодиоды (сокращенно от Light Emitting Diodes). Они наиболее эффективно излучают свет в красной и синей части спектра и имеют более высокую интенсивность, чем люминесцентные лампы. Что еще более важно, они также более энергоэффективны.

Это важный фактор для исследований и растениеводства. В условиях воздействия изменения климата и увеличения численности населения в сельском хозяйстве рост комнатных растений становится все более важным для устойчивого производства продуктов питания.

Воздействие искусственного света на растения

Фотосинтетически искусственное освещение может удовлетворять потребности растения, но растения также используют световые сигналы для контроля за их функционированием и ростом.

У растений, как и у животных, есть внутренние биологические часы, которые отсчитывают время в соответствии с движением солнца в течение дня. Эти биологические часы отвечают за то, чтобы подсолнухи следовали за солнцем в течение дня, а также за то, когда цветут цветы и как растут высокие и длинные растения.

Исследования салата-латука показали, что при выращивании под красным светодиодом, стебель салата-латука был более продолговатым, чем при выращивании в белом свете. Рост стебля — это светозависимый процесс. Исследователи также обнаружили, что добавление голубого света предотвращает слишком сильное удлинение стебля.

Кроме роста, молекулы, которые растениям необходимо фотосинтезировать, также подвержены воздействию искусственного света. Хлорофилл является основной молекулой, которую растения используют для улавливания энергии фотонов, и его накопление в клетке зависит от света. Исследования показали, что хлорофилл накапливается медленно под белым светодиодным светом и красным светодиодным светом, но не под синим светодиодным светом, где производство хлорофилла не затронуто.

Помимо хлорофилла, другие молекулы в растении, которые не участвуют в фотосинтезе, также страдают. Эти молекулы производятся растением для различных других функций, таких как антиоксиданты или гормоны. Эти молекулы, называемые вторичными метаболитами растений, часто являются важными элементами питания животных.

Исследования лекарственного растения под названием «Почечный чай» (Orthosiphon stamineus) показали, что когда растение подвергалось воздействию искусственного света с высокой степенью освещенности (мера того, сколько энергии излучает свет), происходило снижение количества важных вторичных метаболитов. Это говорит о том, что освещенность может быть важным фактором, который следует учитывать.

Заключение

Исследования делают успехи в понимании того, как светодиоды влияют на рост растений. Можно надеяться, что это лучшее понимание приведет к созданию более совершенных технологий, которые однажды помогут решить наши продовольственные проблемы.

Для тех из нас, кто живет в квартирах, которые не получают много солнечного света, есть доступные и небольшие камеры для выращивания, которые должны работать так же хорошо, как и солнце. Только убедитесь, что свет не включен постоянно, так как слишком много света вредно для растения!

Даже при таких искусственных вариантах солнечный свет остается лучшим источником света для растений. Поэтому, если вы можете, выносите растения на день для принятия солнечных ванн!

Выращивание непентеса при искусственном освещении

​ Использование искусственного освещения ЗНАЧИТЕЛЬНО увеличивает количество подходящих мест для выращивания растений в вашем доме!

Поздравляем, вы одержимы Непентесом! Возможно, ваши подоконники недостаточно большие или недостаточно светлые, или влажность слишком низкая, или температура слишком низкая. Не беспокойся! Искусственное освещение спешит на помощь!

Какие лампы купить?

Помню, я был несколько парализован этим решением — существует ТАКОЕ множество вариантов искусственного освещения и такой сбивающий с толку набор терминов для их описания, что я совершенно растерялся, пытаясь понять, какие лампы купить. Это была чистая удача, что я пошел в Costco с моим другом (у меня нет членства — буквально пошел за бесплатными образцами еды …) и прошел мимо каких-то 4-футовых светодиодных светильников для магазинов, которые продаются всего за 16 долларов за пару! Я знал, что «светодиоды белого света» обычно используются для выращивания растений, но я понятия не имел, какая температура, мощность и т. д. Однако цена была настолько хорошей, что мне пришлось просто купить их и попробовать. Оказывается, светодиодные прожекторы 4000K идеально подходят для 9 человек.0009 Непентес ! Я продолжал читать НАМНОГО больше о фотосинтетических свойствах света, которые кратко изложены в моем разделе «Выращивание Nepenthes в помещении». Я планирую «обновить» свои лампы в будущем, но, думаю, мораль моей истории заключается в том, чтобы попробовать разные источники света и посмотреть, как реагируют ваши растения. Они определенно не должны продаваться как лампы для выращивания, чтобы быть эффективными. Если температура остается в пределах допустимого диапазона, и вы видите легкий красный румянец на листьях в сочетании с большим количеством разноцветных кувшинов, то вы на правильном пути!

Создание зоны выращивания – будьте изобретательны!

После того, как вы разобрались с освещением, вы можете подумать о том, как вы хотите оградить пространство, чтобы удерживать тепло и влажность. В большинстве внутренних комнат дома температура и влажность не настолько высоки, чтобы поддерживать

Nepenthes . Я видел множество различных успешных установок для выращивания, начиная от переделанных аквариумов и туалетов и заканчивая проволочными стеллажами, окруженными пластиковой пленкой. Опять же, пока соблюдаются требования к освещению, влажности и температуре в непосредственной близости, ваши растения будут расти! Мои нынешние установки искусственного освещения представляют собой переделанный бак на 40 галлонов и металлические полки с изоляционными стенками Reflectix, закрепленными на магнитах. Подробная информация о моих последних настройках содержится в видеороликах ниже:

Навигация Главная О нас Блог Выращивание видов/гибридов Выращивание непентеса ​Ссылки

Социальные сети Instagram (@Nepenthes_Diary) YouTube (@IngloriousBettas) Веб-сайт Inglorious Bettas

Сравнение естественного и искусственного освещения

Особенно в холодное время года у людей часто ухудшается психическое состояние и они плохо себя чувствуют. Однако это связано не с температурой, а с угнетающей темнотой. Становится поздно светло, рано темнеет, и солнце почти не появляется. Одно из требований к работе — быть активным и эффективным, даже когда одного дневного света уже недостаточно. Затем искусственное освещение должно обеспечивать адекватные условия освещения в рабочее время. Но в чем именно отличия? И какие варианты у вас есть?

Естественный свет

Естественный свет отличается полным спектром и динамичностью. Полный спектр означает, что свет содержит все цвета радуги. Dynamic означает, что интенсивность света и цветовая температура меняются в зависимости от времени суток. Солнце излучает излучение во всем диапазоне длин волн, но земная атмосфера блокирует большую часть ультрафиолетового (УФ) и

инфракрасного (ИК) излучений.

Свет влияет не только на ритм дня и ночи, но и на баланс витамина D. Это очень важно, потому что помогает нам усваивать кальций из пищи. В свою очередь, нам нужен кальций для формирования и стабильности костей.

Кроме того, дневной свет подавляет выработку мелатонина , из-за чего мы устаем, когда темнеет. Кортизол действует наоборот и делает нас бдительными и сосредоточенными. У людей, которые не получают достаточного количества дневного света во время работы, оба вещества присутствуют в организме в неподходящее время. Последствия:

• Головные боли
• Нарушения сна
• Ровная депрессия

Искусственный свет

Искусственный свет — это видимый свет, генерируемый источниками искусственного света, который обычно также содержит некоторое количество ИК- и УФ-излучения, в отличие от естественного дневного света (большинство светодиодов не содержат ИК- и УФ-излучения).

Видимое и инфракрасное излучение от искусственного освещения не оказывает никакого влияния на здоровье, если оно не является чрезвычайно интенсивным и используется на очень близком расстоянии. Кратковременное воздействие УФ-излучения от искусственного освещения на здоровых людей считается незначительным. Чрезмерное воздействие УФ-излучения вызывает кратковременные ожоги, а при длительном воздействии увеличивает риск развития рака кожи.

Годовая доза УФ-излучения на кожу в худшем случае эквивалентна дозе за недельный отпуск в солнечном месте.

Кроме того, нет никаких доказательств того, что кратковременное воздействие ламп и светильников, обычно используемых в офисе или дома, может вызвать какое-либо повреждение глаз. Синий компонент видимого света может повредить сетчатку, но это происходит только в результате случайного воздействия солнечного света или искусственного освещения очень высокой интенсивности.

Могут ли светодиоды заменить естественное освещение?

К сожалению, никакой искусственный свет не может заменить 100% дневной свет, хотя цветовая температура может оказывать эмоциональное воздействие. Простые потолочные светильники или торшеры с обычными лампочками ни при каких обстоятельствах не заменят эффект солнца. Тем не менее, доказано, что некоторые типы светодиодных светильников могут оказывать положительное влияние на настроение и здоровье человека. Дневной белый (>5,300K), например, имеет высокое содержание синего, эта синяя часть поддерживает производительность, поэтому он особенно используется в офисах.

Какое светодиодное освещение самое естественное?

Для имитации дневного света интересен не только цвет света, но и яркость света. Существуют диммируемые светодиодные лампы, такие как Philips DimTone, где цветовая температура регулируется, так что свет можно регулировать в зависимости от времени суток и цвета света. Либо утром, чтобы повысить производительность, либо вечером, чтобы расслабиться.

Однако для нашего организма принципиально другое, а именно особый спектральный состав дневного света.