Ответы на часто задаваемые вопросы по лампам ДНаЗ., Харьков

Необходимое для растений излучение лежит в области видимого спектра. При этом наибольшее значение имеет область от 400 до 700 нм.

Как известно, для роста, цветения и плодоношения растениям нужен свет. Это связано с тем, что все зеленые растения являются автотрофами — они не получают органические вещества извне, а сами производят их посредством фотосинтеза. Под действием энергии света из воды и углекислого газа растения образуют органические соединения, которые взаимодействуют с поступающими из почвы неорганическими веществами и служат для строительства новых клеток.
Опытным путем установлено, что для минимальной фотосинтетической активности растения достаточно уровня освещенности всего 100 лк (люкс), но для нормального усвоения углекислоты, воды и других веществ нужен уровень как минимум 3000 лк-5500лк. Нехватка света приводит к неестественному вытягиванию побегов, уменьшению площади листьев и сокращению образования хлорофилла (бледные листья).
Световой день не должен превышать 14 часов в сутки для взрослых растений. Реакция на продолжительность светового дня (фотопериодизм) различна у конкретных растений. Слишком длинный световой день может нарушить развитие цветочных почек, и растение не будет цвести.
Сеянцы нуждаются в круглосуточном освещении. Если вы выращиваете растения из семян, то учитывайте, что в первые дни после прорастания молодым всходам нужно обеспечить круглосуточное яркое освещение. В последующие дни световой день постепенно сокращают, сначала до 16, потом до 14 часов в сутки.
Выбор освещенности в зимний период зависит от температурного режима. Теплолюбивые растения зимуют при незначительном понижении температуры и освещенности. Для остальных растений понижение освещенности допускается только при прохладной зимовке (5-15 градусов С). Растениям свойственен фототропизм — реакция на направление падения света. Искусственный свет должен падать на растения аналогично естественному свету — сверху, в этом случае растениям не придется расходовать энергию на изменение положения листьев, чтобы получить как можно больше света.
Решить проблему недостаточной освещенности для растений можно с помощью искусственных источников — ламп накаливания или газоразрядных ламп. Свечение ламп накаливания возникает в результате нагревания тела накала (чаще всего это вольфрамовая спираль). В газоразрядной лампе оптическое излучение возникает в результате электрического разряда в газах, парах или их смесях.
Лампы накаливания широко распространены, просты в использовании, но имеют очень низкую светоотдачу и короткий срок службы. Световая отдача ламп накаливания общего назначения — 10-15 лм/Вт, срок службы 1000 ч. К лампам накаливания относятся также кварцевые галогенные лампы, которые характеризуются увеличенным световым потоком и сроком службы. Их колбы заполнены газом с небольшим количеством галогенидов. Световая отдача галогенных ламп — 22-25 лм/Вт, срок службы 2000 ч.
Для освещения растений лампы накаливания (обычные и галогенные) экономически не выгодны и даже вредны — основную часть потребляемой электроэнергии (95%) они преобразуют в тепло, которое стимулирует неестественное вытягивание стеблей. С помощью этих ламп принципиально невозможно обеспечить необходимые уровни освещенности без перегрева и даже теплового ожога растений. Например, для обеспечения уровня освещенности 4000 люкс потребуется лампа мощностью 500 Вт, при этом только 30 Вт будут преобразованы в свет, а остальные 470 Вт — в тепло. Рефлекторные лампы накаливания с маркировкой «фито» предназначаются для освещения цветов (срезки) в магазинах и на выставках, их эффективность при выращивании растений ничтожна. Эти лампы разработаны для акцентного освещения: на колбу нанесен специальный фильтр для создания спецэффектов вроде искрящегося света, что делает растения внешне более привлекательными. Из-за нецелесообразности применения ламп накаливания рассматривать их не будем.
Газоразрядные лампы (они же называются разрядными) по сравнению с лампами накаливания имеют более высокую световую отдачу и более долгий срок службы. Они имеют разнообразные спектры излучения и широкий диапазон значений мощности, яркости и других параметров. Существуют газоразрядные лампы низкого и высокого давления. Последние также называются лампами высокой интенсивности. За счет добавок к основному газу, наполняющему колбу (как правило, это пары ртути, натрия и др. ), варьируется цвет излучения. Из всего многообразия газоразрядных ламп в растениеводстве получили распространение такие лампы как люминесцентные, ртутные, металлогалогенные и натриевые высокого давления.
Чтобы источник света подходил для выращивания растений, ему нужно обладать подходящими спектральными характеристиками, высокой светоотдачей и мощностью, достаточной для создания высокой освещенности на необходимой площади.
Спектр излучения — совокупность монохроматических излучений, входящих в состав сложного излучения. Оптическая область спектра делиться на ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную. Ультрафиолетовое излучение — оптическое излучение, длины волн монохроматических составляющих которого лежат в пределах от 1 до 380 нм. Видимое излучение (свет) — излучение, вызывающее зрительное ощущение при попадании на сетчатку глаза, имеет длины волн монохроматических составляющих в пределах от 380 до 780 нм. Инфракрасное излучение — оптическое излучение, длины волн монохроматических составляющих которого больше 780 нм.
В спектральном диапазоне выделяются следующие условные участки в соответствии с их влиянием на физиологические процессы растений:
1. Длина волны менее 400 нм — излучение вредно для большинства растений.
2. Длина волны 400-510 нм — поглощение каротиноидами, второй пик фотосинтеза, ростовой и формативный эффекты.
3. Длина волны 510-700 нм — зона максимального фотосинтетического эффекта (первый пик фотосинтеза), синтез хлорофилла, проявление эффекта фотопериодизма.
4. Длина волны более 700 нм — в основном эффект вытягивания стебля.
Полезное для растений излучение лежит в области видимого спектра. При этом наибольшее значение имеет область от 400 до 700 нм, которая называется областью ФАР (фотосинтетически активная радиация). Доля потребляемой лампой электроэнергии, переходящая в излучение в области ФАР, называется КПД ФАР. Этот показатель в среднем составляет 10-12% для ртутных ламп, 20-22% для люминесцентных ламп (для компактных в 1,5 раза ниже), 26-28% для натриевых ламп высокого давления, 26-30% для металлогалогенных ламп.
Область чувствительности растений к спектральному составу света практически совпадает с областью чувствительности человеческого глаза. В случае, если субъективно свет лампы сильно отличается от солнечного, скорее всего, лампа не подходит для выращивания растений. Например, натриевые лампы низкого давления, производящие монохроматический ядовито-желтый свет с очень низкой цветопередачей, не годятся для досветки растений. Также не подходят для выращивания растений используемые в соляриях, на производстве ультрафиолетовые лампы, и в лечебных целях инфракрасные лампы. В нашем случае подходящими для растений — будут люминесцентные, ртутные, металлогалогенные и натриевые лампы высокого давления.
Хотя область чувствительности фотосинтеза и совпадает с областью чувствительности человеческого глаза, растения и человек «видят» свет немного по-разному. Глаз человека наиболее чувствителен к желто-зеленому свету. Первый пик фотосинтеза растений приходится на оранжево-красную часть спектра, второй — на сине-голубую, желто-зеленая область не играет решающего значения. Эта особенность используется в специализированных фитолампах, которые можно использовать при полном отсутствии естественного света. В селекционных теплицах и фитоустановках (например, при микроклональном размножении) на стадии проращивания используются люминесцентные лампы с сиренево-розовым свечением (например, лампы ЛФУ), которое эффективно для фотосинтеза, но неестественно для человека. Как правило, на таких предприятиях обслуживающий персонал обязан носить защитные очки — свет таких ламп раздражает глаза и может вызывать головные боли. При использовании таких ламп желательно использовать светильник на две лампы, в который надо устанавливать одну фитолампу с сиренево-розовым свечением и одну обычную люминесцентную лампу с белым свечением, в результате свет будет более приятным для глаз.
Также важно, чтобы источник света с подходящей спектральной характеристикой был способен произвести световой поток, достаточный для создания требуемой освещенности на как можно большей площади. Освещенность (единица измерения — люкс) — плотность светового потока по освещаемой поверхности. Освещенность поверхности обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника света до освещаемой поверхности и зависит от того, под каким углом падает свет на поверхность. Световой поток (единица измерения — люмен) — полное количество света, излучаемого лампой во всех направлениях. Светоотдача — отношение излучаемого светового потока к потребляемой мощности, т. е. показатель эффективности преобразования электроэнергии в свет (единица измерения — люмен/Ватт). Показатели светоотдачи имеют определенный диапазон значений для каждого типа ламп.
В характеристиках лампы часто указываются цветопередача и цветовая температура излучения. Общий индекс цветопередачи Ra говорит о том, насколько естественными будут выглядеть предметы в свете конкретной лампы, его величина варьируется от 0 до 100, максимальное значение соответствует идеальной цветопередаче. Цвет света — исключительно субъективная категория, определяющая индивидуальные ощущения от света. Чтобы объективно оценить цвет света используется значение цветовой температуры света (единица измерения — Кельвин), которое означают следующее:
цветовая температура около 2700 К — сверхтеплый цвет, близкий к цвету излучения лампы накаливания;
цветовая температура около 3000 К — тепло-белый цвет;
цветовая температура около 4000 К — нормально белый цвет;
цветовая температура около 5000 К — холодный белый цвет;
цветовая температура около