✖


Jump to content

Расти свет

(Перенаправлено с лампы для выращивания )
Небольшое растение фикуса выращивают под черным светодиодным светильником, излучающим теплый белый свет.
Фикус, выращенный под белым светодиодом.

Лампа для выращивания растений — это электрический свет , который помогает растениям расти. Лампы для выращивания растений либо пытаются обеспечить световой спектр, аналогичный солнечному, либо обеспечить спектр, более соответствующий потребностям выращиваемых растений (обычно это различная комбинация красного и синего света, который обычно выглядит от розового до фиолетового). человеческому глазу). Условия на открытом воздухе имитируются с помощью различных цветовых температур и спектральной мощности растущего света, а также различной интенсивности ламп. В зависимости от типа выращиваемого растения, стадии выращивания (например, фаза прорастания /вегетации или фаза цветения/плода), а также фотопериода, необходимого растениям, определенные диапазоны спектра , светоотдачи и цветовой температуры. для использования желательны с конкретными растениями и периодами времени.

Типичное использование

[ редактировать ]

Лампы для выращивания растений используются в садоводстве, комнатном садоводстве, размножении растений и производстве продуктов питания , включая комнатную гидропонику и водные растения . Хотя большинство ламп для выращивания растений используются в промышленности, их также можно использовать в домашних условиях. [1]

Согласно закону обратных квадратов , интенсивность света, излучаемого точечным источником (в данном случае лампочкой), достигающим поверхности, обратно пропорциональна квадрату расстояния поверхности от источника (если объект находится в два раза дальше , он получает только четверть меньше света), что является серьезным препятствием для выращивания в помещении, и для максимально эффективного использования света используется множество методов. Поэтому в светильниках часто используются отражатели, чтобы максимизировать светоотдачу. Растения или светильники перемещают как можно ближе друг к другу, чтобы они получали одинаковое освещение и чтобы весь свет, исходящий от светильников, падал на растения, а не на окружающую территорию.

Пример лампы для выращивания растений HPS, установленной в палатке для выращивания. Установка включает в себя угольный фильтр для удаления запахов и воздуховоды для отвода горячего воздуха с помощью мощного вытяжного вентилятора.

В качестве светильников для выращивания растений можно использовать различные типы ламп, такие как лампы накаливания , люминесцентные лампы , газоразрядные лампы высокой интенсивности (HID) и светодиоды (LED). Сегодня наиболее широко используемыми лампами для профессионального использования являются газоразрядные и люминесцентные лампы. Производители цветов и овощей в помещении обычно используют натриевые (HPS/SON) и металлогалогенные (MH) HID лампы, но флуоресцентные и светодиодные лампы заменяют металлогалогенные лампы из-за их эффективности. Архивировано 23 февраля 2019 г. на Wayback Machine и экономичности. [2]

Металлогалогенные лампы регулярно используются на вегетативной фазе роста растений, поскольку они излучают большее количество синего и ультрафиолетового излучения. [3] [4] С появлением керамического металлогалогенного освещения и металлогалогенного освещения полного спектра они все чаще используются в качестве эксклюзивного источника света как на стадиях вегетативного, так и на репродуктивном этапе роста. Свет синего спектра может вызвать у растений более сильную вегетативную реакцию. [5] [6] [7]

Натриевые лампы высокого давления также используются в качестве единственного источника света на вегетативной и репродуктивной стадиях. Кроме того, их можно использовать в качестве дополнения к полноспектральному освещению на репродуктивной стадии. Свет красного спектра может вызвать у растений более сильную реакцию цветения. [8] Если на вегетативной фазе используются натриевые лампы высокого давления, растения растут немного быстрее, но у них будут более длинные междоузлия и они могут быть длиннее в целом.

В последние годы светодиодные технологии были представлены на рынке освещения для выращивания растений. Разработав освещение для выращивания растений в помещении с использованием диодов, можно получить свет определенной длины волны. НАСА проверило светодиодные лампы для выращивания растений на предмет их высокой эффективности при выращивании продуктов питания в космосе для внеземной колонизации . Результаты показали, что на растения влияет свет в красной, зеленой и синей частях спектра видимого света. [9] [10]

Распространенные типы по поколениям

[ редактировать ]

Четвертое поколение: светоизлучающие диоды (LED).

[ редактировать ]
Два растения растут под пурпурным (красным + синим) светодиодом.

Светодиодный свет считается четвертым поколением источников света. [11] Светодиодные лампы производят самую высокую фотосинтетически активную радиацию (ФАР) из всех источников света.

Светодиодные светильники для выращивания растений обычно состоят из нескольких отдельных светодиодов в корпусе с радиатором и встроенными вентиляторами. переменного/постоянного или постоянного/постоянного В большинстве или во всех светодиодах используются источники питания тока , которые обеспечивают постоянный постоянный ток через светодиоды, регулируя общую мощность, которую могут потреблять светодиоды, и предотвращая их выход из строя.

Отдельные светодиоды обычно обеспечивают только один узкий диапазон цветов, поэтому в светильниках для выращивания растений смешиваются светодиоды разных цветов в пропорциях в зависимости от предполагаемого использования. известно Из исследований фотоморфогенеза , что спектры зеленого, красного, дальнего красного и синего света влияют на образование корней, рост растений и цветение, но недостаточно научных исследований или полевых испытаний с использованием светодиодных ламп для выращивания растений, чтобы рекомендуйте определенные соотношения цветов для оптимального роста растений под светодиодными лампами для выращивания растений. [12] Было показано, что многие растения могут нормально расти, если им освещать как красный, так и синий свет. [13] [14] [15] Однако многие исследования показывают, что красный и синий свет (от розового до фиолетового в зависимости от соотношения красного и синего) обеспечивают только наиболее экономически эффективный метод роста, рост растений все же лучше при освещении, дополненном зеленым. [16] [17] [18]

Белые светодиодные лампы для выращивания растений обеспечивают полный спектр света, имитирующий естественный свет, обеспечивая растениям спектр красного, синего и зеленого цветов. Белый свет оценивается по спектру с точки зрения цветовой температуры : более холодный свет производит больше синих фотонов, а более теплый свет производит больше красных фотонов.

Большое количество видов растений было оценено в ходе испытаний в теплицах, чтобы убедиться, что растения имеют более высокое качество биомассы и биохимических ингредиентов, даже более высокое или сравнимое с полевыми условиями. Производительность растений мяты, базилика, чечевицы, салата, капусты, петрушки, моркови измерялась путем оценки здоровья и силы растений, а также успеха в стимулировании роста. Также было отмечено содействие обильному цветению некоторых декоративных растений, включая примулу, бархатцы, подвои. [19]

В ходе испытаний, проведенных компанией Philips Lighting с целью найти оптимальный рецепт освещения для выращивания различных овощей в теплицах, они обнаружили, что следующие аспекты света влияют как на рост растений (фотосинтез), так и на развитие растений (морфология): интенсивность света, общий свет с течением времени, свет в какой момент суток, период света/темноты в день, качество света (спектр), направление света и распределение света по растениям. Однако отмечается, что в тестах с помидорами, мини-огурцами и болгарским перцем оптимальный рецепт освещения не был одинаковым для всех растений и варьировался в зависимости как от культуры, так и от региона, поэтому в настоящее время необходимо оптимизировать светодиодное освещение в теплицах на основе экспериментальных исследований. и ошибка. Они показали, что светодиодное освещение влияет на устойчивость к болезням, вкус и уровень питательных веществ, но по состоянию на 2014 год они не нашли практического способа использовать эту информацию. [20]

Диоды, используемые в первоначальных конструкциях светодиодных светильников для выращивания растений, обычно имели мощность от 1/3 до 1 Вт. Однако в настоящее время в светодиодных светильниках для выращивания растений широко используются диоды более высокой мощности, такие как диоды на 3 и 5 Вт. Для сильно уплотненных участков можно использовать чипы COB мощностью от 10 до 100 Вт. Из-за рассеивания тепла эти чипы часто менее эффективны. Стандартное светодиодное освещение обычно имеет коэффициент мощности не менее 0,90, тогда как светодиодное освещение хорошего качества будет около 0,99.

Чтобы предотвратить ожог листьев, светодиодные лампы для выращивания растений следует располагать на расстоянии от 12 дюймов (30 см) от растений для ламп меньшей мощности (менее 300 Вт) и до 36 дюймов (91 см) от растений для ламп более высокой мощности (1000 Вт и более). ).

Исторически светодиодное освещение было очень дорогим, но со временем затраты значительно снизились, а долговечность сделала его более популярным. Стоимость светодиодных светильников для выращивания растений часто выше, чем у других светодиодных светильников, из-за конструктивных особенностей, которые помогают им быть более энергоэффективными и служить дольше. В частности, поскольку светодиодные лампы для выращивания растений имеют относительно большую мощность, светодиодные лампы для выращивания растений часто оснащаются системами охлаждения, поскольку низкая температура улучшает как яркость, так и долговечность. Светодиоды обычно служат 10 000–50 000 часов до LM-70 . достижения [ нужна ссылка ]

Третье поколение: газоразрядные лампы высокой интенсивности (HID)

[ редактировать ]

Газоразрядная лампа высокой интенсивности считается источником света третьего поколения. [11]

Люминесцентное освещение раньше было наиболее распространенным типом внутреннего освещения, но HID- лампы превзошли его. [21] Газоразрядные лампы высокой интенсивности имеют высокий КПД (люмен на ватт). [22] Существует несколько различных типов HID-ламп, включая ртутные, металлогалогенные, натриевые лампы высокого давления и конверсионные лампы. Металлогалогенные и натриевые лампы создают цветовой спектр, в некоторой степени сравнимый с солнечным, и их можно использовать для выращивания растений. Ртутные лампы были первым типом HID и широко использовались для уличного освещения, но когда дело доходит до внутреннего садоводства, они дают относительно плохой спектр для роста растений, поэтому их в основном заменили другие типы HID для выращивания растений. [22]

Для работы всех ламп HID для выращивания растений требуется электрический балласт , и каждый балласт имеет определенную номинальную мощность. Популярные номиналы HID включают 150 Вт, 250 Вт, 400 Вт, 600 Вт и 1000 Вт. HID-лампы мощностью 600 Вт являются наиболее электрически эффективными с точки зрения производимого света, за ними следуют лампы мощностью 1000 Вт. HPS мощностью 600 Вт производит на 7% больше света (люмен на ватт), чем HPS мощностью 1000 Вт. [22]

Хотя все газоразрядные лампы работают по одному и тому же принципу, разные типы ламп имеют разные требования к пуску и напряжению, а также разные рабочие характеристики и физическую форму. Из-за этого лампочка не будет работать должным образом без соответствующего балласта, даже если лампочка будет физически вкручена. Помимо того, что несовпадающие лампы и балласты будут давать более низкий уровень света, они рано перестанут работать или даже могут сразу перегореть. [22]

Металлогалогенные (МГ)

[ редактировать ]
Металлогалогенная лампа мощностью 400 Вт по сравнению с лампой накаливания меньшего размера

Металлогалогенные лампы — это тип HID-светильников, которые излучают свет в синей и фиолетовой частях светового спектра, который аналогичен свету, который доступен на открытом воздухе весной. [23] [ самостоятельно опубликованный источник? ] Поскольку их свет имитирует цветовой спектр солнца, некоторые гроверы считают, что растения выглядят приятнее под металлогалогенными лампами, чем при других типах HID-ламп, таких как HPS, которые искажают цвет растений. Поэтому галогениды металлов чаще используются, когда растения выставлены дома (например, с декоративными растениями), и предпочтительным является естественный цвет. Металлогалогенные лампы необходимо заменять примерно раз в год, по сравнению с лампами HPS, которые служат в два раза дольше.

Металлогалогенные лампы широко используются в садоводстве и хорошо подходят для поддержки растений на более ранних стадиях развития, обеспечивая более сильные корни, лучшую устойчивость к болезням и более компактный рост. [23] Синий спектр света способствует компактному росту листьев и может лучше подходить для выращивания вегетирующих растений с большим количеством листвы.

Металлогалогенная лампа излучает 60–125 люмен/ватт, в зависимости от мощности лампы. [24]

Их сейчас делают для цифровых балластов в варианте с импульсным запуском, которые имеют более высокий электрический КПД (до 110 люмен на ватт) и более быстрый прогрев. [25] Одним из распространенных примеров металлогалогенных ламп с импульсным запуском является металлогалогенная керамика (CMH). Металлогалогенные лампы с импульсным запуском могут иметь любой желаемый спектр: от холодного белого (7000 К) до теплого белого (3000 К) и даже сильного ультрафиолета (10 000 К). [ нужна ссылка ]

Металлогалогенная керамика (CMH)

[ редактировать ]

Керамические металлогалогенные лампы (CMH) представляют собой относительно новый тип газоразрядного освещения, и когда речь идет о лампах для выращивания растений, эта технология упоминается под несколькими названиями, включая керамические газоразрядные металлогалогенные лампы (CDM), [26] металлогалогенная керамическая дуга .

Керамические металлогалогенные лампы запускаются с помощью импульсного стартера, как и другие металлогалогенные лампы с импульсным запуском. [26] Разряд керамической металлогалогенной лампы содержится в керамическом материале, известном как поликристаллический оксид алюминия (PCA), который аналогичен материалу, используемому для HPS. PCA снижает потери натрия, что, в свою очередь, уменьшает сдвиг и вариацию цвета по сравнению со стандартными лампами MH. [25] Керамические металлогалогенные лампы для садоводства от таких компаний, как Philips, оказались эффективными источниками света для выращивания растений средней мощности. [27]

Комбинация MH и HPS («Двойная дуга»)

[ редактировать ]

Комбинированные лампы HPS/MH сочетают в себе металлогалогенную лампу и натриевую лампу высокого давления в одной лампе, обеспечивая как красный, так и синий спектры в одной HID-лампе. Комбинация синего металлогалогенного света и красного натриевого света высокого давления представляет собой попытку обеспечить очень широкий спектр в одной лампе. Это позволяет использовать один раствор для луковиц на протяжении всего жизненного цикла растения, от вегетативного роста до цветения. Существуют потенциальные компромиссы в пользу удобства использования одной луковицы с точки зрения урожайности. Однако есть некоторые качественные преимущества, которые дает более широкий спектр света.

Натрий высокого давления (HPS)

[ редактировать ]
Лампа HPS (натриевая лампа высокого давления) для выращивания растений в рефлекторе с воздушным охлаждением и молотковой отделкой. Желтоватый свет — это фирменный цвет, создаваемый HPS.

Натриевые лампы высокого давления являются более эффективным типом газоразрядного освещения, чем металлогалогенные лампы. Лампы HPS излучают свет желтого/красного видимого света, а также небольшие части всего остального видимого света. Поскольку лампы для выращивания растений HPS передают больше энергии в красной части светового спектра, они могут способствовать цветению и плодоношению. [21] Они используются в качестве дополнения к естественному дневному свету при освещении теплиц и металлогалогенных ламп или в качестве автономного источника света для помещений/камер выращивания.

Лампы для выращивания растений HPS продаются в следующих размерах: 150 Вт, 250 Вт, 400 Вт, 600 Вт и 1000 Вт. [21] Из всех размеров лампы HID мощностью 600 Вт являются наиболее электрически эффективными с точки зрения производимого света, за ними следуют лампы мощностью 1000 Вт. HPS мощностью 600 Вт производит на 7% больше света (ватт на ватт), чем HPS мощностью 1000 Вт. [22]

Натриевая лампа высокого давления мощностью 600 Вт.

Лампа HPS производит 60-140 люмен/ватт, в зависимости от мощности лампы. [28]

Огни HPS подвешены над травяным полем на стадионе Тоттенхэм Хотспур, чтобы стимулировать рост травы [29]

Растения, выращиваемые под лампами HPS, имеют тенденцию удлиняться из-за отсутствия синего/ультрафиолетового излучения. Современные садовые лампы HPS имеют гораздо лучше адаптированный спектр для роста растений. Большинство ламп HPS, хотя и обеспечивают хороший рост, имеют плохой индекс цветопередачи (CRI). В результате желтоватый свет HPS может затруднить контроль за здоровьем растений в помещении. CRI не является проблемой, когда лампы HPS используются в качестве дополнительного освещения в теплицах, где используется естественный дневной свет (который компенсирует желтый свет HPS).

Натриевые лампы высокого давления имеют длительный срок службы лампы и в шесть раз большую светоотдачу на ватт потребляемой энергии, чем стандартные лампы накаливания для выращивания растений. Из-за их высокой эффективности и того факта, что растения, выращиваемые в теплицах, получают весь необходимый им синий свет естественным путем, эти лампы являются предпочтительными дополнительными источниками света для теплиц. Но в более высоких широтах бывают периоды года, когда солнечного света недостаточно, и для правильного роста показаны дополнительные источники света. Лампы HPS могут создавать характерные инфракрасные и оптические сигнатуры, которые могут привлечь насекомых или другие виды вредителей; это, в свою очередь, может угрожать выращиваемым растениям. Натриевые лампы высокого давления излучают много тепла, что может вызвать более медленный рост, хотя это можно контролировать с помощью специальных рефлекторов или кожухов с лампами с воздушным охлаждением.

Конверсионные лампы

[ редактировать ]

Конверсионные лампы изготавливаются таким образом, что они работают как с балластом MH, так и с балластом HPS. Фермер может использовать конверсионную лампу HPS с балластом MH или конверсионную лампу MH с балластом HPS. Разница между балластами заключается в том, что балласт HPS имеет воспламенитель, который воспламеняет натрий в лампе HPS, а балласт MH - нет. По этой причине все электрические балласты могут зажигать лампы MH, но только переключаемый балласт или балласт HPS может зажигать лампу HPS без конверсионной лампы. [30] Обычно в балласте HPS используется металлогалогенная конверсионная лампа, поскольку конверсионные лампы MH более распространены.

Переключаемые балласты

[ редактировать ]

Переключаемый балласт — это балласт HID, который можно использовать как с металлогалогенной лампой, так и с лампой HPS эквивалентной мощности. Таким образом, переключаемый балласт мощностью 600 Вт будет работать как с MH, так и с HPS мощностью 600 Вт. [21] Производители используют эти светильники для размножения и вегетативного выращивания растений под металлогалогенной лампой, а затем переключаются на натриевую лампу высокого давления на стадии плодоношения или цветения растений. Для переключения между лампами необходимо заменить только лампочку и установить переключатель в соответствующее положение.

Второе поколение: флуоресцентное.

[ редактировать ]
Флуоресцентный свет для выращивания растений

Люминесцентная лампа считается вторым поколением источников света. [11]

Люминесцентные лампы бывают разных форм-факторов, включая длинные тонкие лампы, а также меньшие по размеру спиралевидные лампы (компактные люминесцентные лампы). Люминесцентные лампы доступны с цветовой температурой от 2700 К до 10 000 К. Световая отдача варьируется от 30 до 90 лм/Вт. Двумя основными типами люминесцентных ламп, используемых для выращивания растений, являются ламповые лампы и компактные люминесцентные лампы.

Люминесцентные лампы в форме трубки

[ редактировать ]

Люминесцентные лампы для выращивания растений не такие интенсивные, как лампы HID, и обычно используются для выращивания овощей и трав в помещении или для выращивания рассады, чтобы начать весенние посадки. Для работы этих типов люминесцентных ламп необходим балласт. [28]

Стандартное люминесцентное освещение выпускается в нескольких форм-факторах, включая T5, T8 и T12. Самая яркая версия – Т5. T8 и T12 менее мощные и больше подходят для растений с меньшими потребностями в освещении. Люминесцентные лампы высокой мощности излучают вдвое больше света, чем стандартные люминесцентные лампы. Люминесцентный светильник высокой мощности имеет очень тонкий профиль, что делает его полезным в вертикально ограниченных помещениях.

Люминесцентные лампы имеют средний срок службы до 20 000 часов. Люминесцентные лампы для выращивания растений производят 33–100 люмен/ватт, в зависимости от форм-фактора и мощности. [24]

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ)

[ редактировать ]
Компактный люминесцентный светильник двойного спектра. Фактическая длина составляет около 40 см (16 дюймов).
Стандартный компактный люминесцентный светильник

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) — это уменьшенные версии люминесцентных ламп, которые изначально разрабатывались как лампы предварительного нагрева, но теперь доступны в форме быстрого запуска. КЛЛ в значительной степени заменили лампы накаливания в домашних условиях, поскольку они служат дольше и гораздо более энергоэффективны. [28] В некоторых случаях КЛЛ также используются в качестве ламп для выращивания растений. Как и стандартные люминесцентные лампы, они полезны для распространения света и в ситуациях, когда необходимы относительно низкие уровни освещенности.

Хотя для выращивания растений можно использовать стандартные КЛЛ небольших размеров, теперь также существуют лампы КЛЛ, созданные специально для выращивания растений. Часто эти более крупные компактные люминесцентные лампы продаются со специально разработанными отражателями, которые направляют свет на растения, подобно газоразрядным лампам. Распространенные размеры ламп для выращивания КЛЛ включают 125 Вт, 200 Вт, 250 Вт и 300 Вт.

В отличие от HID-ламп, КЛЛ подходят к стандартной розетке и не требуют отдельного балласта. [21]

Компактные люминесцентные лампы доступны в версиях теплого/красного (2700 К), полного спектра или дневного света (5000 К) и холодного/синего (6500 К). Теплый красный спектр рекомендуется для цветения, а холодный синий спектр — для вегетативного роста. [21]

Срок службы компактных люминесцентных ламп для выращивания растений составляет около 10 000 часов. [28] КЛЛ производит 44-80 люмен/ватт, в зависимости от мощности лампы. [24]

Примеры люменов и люмен/ватт для КЛЛ разных размеров:

Мощность КЛЛ Начальные люмены Люмен/ватт
23 Вт 1,600 70
42 Вт 2,800 67
85 Вт 4,250 50
125 Вт 7,000 56
200 Вт 10,000 50

Люминесцентный свет с холодным катодом (CCFL)

[ редактировать ]

Холодный катод — это катод , который не нагревается электрически нитью накала . Катод можно считать «холодным», если он излучает больше электронов, чем может быть получено только за счет термоэлектронной эмиссии . Он используется в газоразрядных лампах , таких как неоновые лампы , газоразрядные трубки и некоторые типы вакуумных ламп . Другой тип катода — горячий катод , который нагревается электрическим током, проходящим через нить накала . Холодный катод не обязательно работает при низкой температуре: его часто нагревают до рабочей температуры другими методами, например, пропусканием тока от катода в газ.

Первое поколение: лампы накаливания.

[ редактировать ]

Лампа накаливания считается первым поколением источников света. [11]

Требования растений к свету

[ редактировать ]
См. Также: кривая PI (фотосинтез-облученность) и интеграл суточного освещения.

Количество, качество и продолжительность света регулируют рост и развитие растений. В общем, если растение не получает достаточно света, оно замедляется в росте, у него снижается пигментация или начинается реакция избегания тени. Растение, которое не получает света нужного качества, может иметь физиологические различия по сравнению с теми же растениями, выращенными в оптимальных условиях освещения. [31] [32]

В прошлом количество и качество освещения для выращивания растений было технологически ограничено. Натриевые лампы высокого давления (HPS) и металлогалогенные лампы (MH) были и остаются распространенными вариантами дополнительного освещения для теплиц и некоторых предприятий с единственным источником. [33] Старые светодиодные светильники для выращивания растений состоят исключительно из синих и красных светодиодов из-за их эффективности преобразования электричества в фотоны и эффективности фотосинтеза. Поскольку светодиоды становятся менее дорогими и более эффективными, в области науки о растениях возрос интерес к изучению качества света. [34]

Количество света

[ редактировать ]

Количество света означает количество света, которое требуется растению каждый день для оптимального роста. Исторически количество света выражалось в единицах Вт·м. −2 , люмены или люксы . Хотя эти единицы полезны при расчетах энергии, Вт·м −2 , или при человеческом освещении (люменах и люксах), ученые-растениеведы теперь предпочитают измерять плотность потока фотосинтетических фотонов (PPFD) в единицах мкмоль · м. −2 с −1 . PPFD — это явная мера количества фотонов, попадающих на поверхность на квадратный метр в секунду, более точный способ измерения того, как растения взаимодействуют с фотонами. [35]

Еще один полезный способ измерения количества света — это интеграл дневного света , или DLI. DLI учитывает PPFD и общее количество часов, в течение которых растение подвергается воздействию этого PPFD, чтобы получить общее количество фотонов в день в единицах моль-м. −2 д −1 . Уравнение для преобразования PPFD в DLI при условии постоянного PPFD приведено ниже. [36]

DLI (малый м −2 д −1 ) =0,0036 * PPFD (мкмоль·м −2 с −1 ) *Световые часы

Квантовый измеритель для измерения освещенности растений (350-800 нм)
Измеритель спектра Hortipower для измерения освещенности растений

Требования к количеству света для сельскохозяйственных культур различаются. Как правило, потребность в освещении для конкретной культуры больше для культур, которые плодоносят и цветут, и меньше для культур, которые остаются вегетативными. Листовая зелень, такая как салат , шпинат и капуста , обычно считается культурой, требующей низкой освещенности, и ей требуется DLI от 12 до 17 моль·м. −2 д −1 . Помидорам , огурцам и перцу требуется 20–30 моль·м. −2 д −1 . Каннабис имеет одну из самых высоких требований к освещению среди культурных растений: DLI составляет до 40 моль·м. −2 д −1 . [37] [38] [39]

Качество света

[ редактировать ]
Спектры поглощения свободного хлорофилла а ( синий ) и b ( красный ) в растворителе. Спектры действия молекул хлорофилла слегка видоизменяются in vivo в зависимости от специфических пигмент-белковых взаимодействий.

Качество света относится к спектральному распределению света, подаваемого растению. Качество света группируется по цветам в зависимости от длины волны; 320–400 нанометров (нм) — это UVA , 400–500 нм — синий , 500–600 нм — зеленый , 600–700 нм — красный , а 700–750 нм — дальний красный , иногда называемый ближним инфракрасным диапазоном . Качество света также может быть выражено в виде соотношения, например, соотношения красного и синего 3:2, или иногда как их пиковой освещенности, например, синего света 450 нм и красного света 660 нм. Фотоморфогенез — это термин, обозначающий светоопосредованную реакцию растений на световой спектр. Растения способны воспринимать части электромагнитного спектра через сеть фоторецепторов , включая фитохромы , криптохромы , фототропин и зейлтупе . Каждый рецептор способен воспринимать различные части электромагнитного спектра. Информация о спектре света может влиять на прорастание семян, сигнал о переходе от вегетативного состояния к цветению и на выработку вторичных метаболитов , таких как антоцианы . [40]

в эксперименте по картофеля . выращиванию Источник света на светодиодной панели, использованный НАСА

Фотопериодизм

[ редактировать ]

Кроме того, многим растениям для запуска цветения требуются как темные, так и светлые периоды — эффект, известный как фотопериодизм . Таким образом, свет можно включать и выключать в установленное время . Оптимальное соотношение фото/темного периода зависит от вида и сорта растения, поскольку некоторые предпочитают длинные дни и короткие ночи, а другие предпочитают противоположную или промежуточную «длину дня».

При обсуждении развития растений большое внимание уделяется фотопериоду. Однако именно количество часов темноты влияет на реакцию растения на длину дня. [41] В целом «короткий день» — это тот, у которого фотопериод составляет не более 12 часов. «Длинным днем» считается тот, при котором фотопериод составляет не менее 14 часов. Короткодневные растения – это те, которые цветут, когда продолжительность дня меньше критической. Растения длинного дня – это те, которые цветут только тогда, когда фотопериод превышает критическую продолжительность. Дневно-нейтральные растения — это те, которые цветут независимо от светового периода. [42]

Растения, цветущие в ответ на фотопериод, могут иметь факультативную или облигатную реакцию. Факультативная реакция означает, что растение в конечном итоге зацветет независимо от фотопериода, но зацветет быстрее, если его выращивать при определенном фотопериоде. Облигатный ответ означает, что растение зацветет только в том случае, если оно выращено при определенном фотопериоде. [43]

Фотосинтетически активная радиация (ФАР)

[ редактировать ]
Основная статья: Фотосинтетически активная радиация
Весовой коэффициент фотосинтеза. Фотонно-взвешенная кривая предназначена для преобразования PPFD в YPF; кривая, взвешенная по энергии, предназначена для взвешивания PAR, выраженного в ваттах или джоулях.

Люксы и люмены обычно используются для измерения уровня освещенности, но это фотометрические единицы, которые измеряют интенсивность света, воспринимаемую человеческим глазом.

Спектральные уровни света, которые могут использоваться растениями для фотосинтеза, аналогичны, но не совпадают с тем, что измеряется в люменах. Поэтому, когда дело доходит до измерения количества света, доступного растениям для фотосинтеза , биологи часто измеряют количество фотосинтетически активной радиации (ФАР), получаемой растением. [44] ФАР обозначает спектральный диапазон солнечного излучения от 400 до 700 нанометров , что в целом соответствует спектральному диапазону, который фотосинтезирующие организмы способны использовать в процессе фотосинтеза .

Излучение ФАР может быть выражено в единицах потока энергии (Вт/м). 2 ), что важно для рассмотрения энергетического баланса фотосинтезирующих организмов . Однако фотосинтез — квантовый процесс, и химические реакции фотосинтеза больше зависят от количества фотонов , чем от количества энергии, содержащейся в фотонах. [44] Поэтому биологи растений часто определяют количественно PAR, используя количество фотонов в диапазоне 400–700 нм, полученных поверхностью за определенное время, или плотность потока фотосинтетических фотонов (PPFD). [44] Обычно это измеряется с использованием моль м −2 с −1 , но значением, относящимся к росту растений, является интеграл суточного освещения (DLI) , PPFD, интегрированный за 24 часа. Большинство видов растений хорошо растут при DLI 5–15 моль·м. −2 день −1 . Теневыносливые виды могут расти при значениях DLI 1-3 моль·м. −2 день −1 , светолюбивые виды легко справляются с 30-50 моль м. −2 день −1 . [45]

Международные и европейские стандарты освещения садоводства

[ редактировать ]

Международная электротехническая комиссия (МЭК) разработала серию международных стандартов (МЭК 63403, части 1 и 2), касающихся освещения садоводства - светодиодные пакеты для освещения садоводства, один из которых охватывает лист технических характеристик, а другой - группировку.

Эти стандарты были приняты в Европе Европейским комитетом по электротехнической стандартизации (CENELEC) как европейские стандарты EN IEC 63403-1:2024 и EN IEC 63403-2:2024 соответственно. [46]

См. также

[ редактировать ]
Типы ламп

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ «Как выбрать правильное освещение для вашего внутреннего сада» . primalgrowgear.com . 27 августа 2021 г. Архивировано из оригинала 05 января 2022 г. Проверено 5 января 2022 г.
  2. ^ «Действительно ли светодиодные лампы для выращивания растений настолько эффективны?» . кормить семенами. 22 февраля 2019 г. Проверено 12 июня 2022 г.
  3. ^ «Вегетативный рост картофеля в условиях натриевых ламп высокого давления, натриевых ламп высокого давленияSON-Agro и металлогалогенных ламп» (PDF) . ashspublications.org . Архивировано из оригинала (PDF) 7 апреля 2018 г. Проверено 27 мая 2020 г.
  4. ^ Учебный центр. Архивировано 7 сентября 2013 г. в Wayback Machine.
  5. ^ Факторы роста растений: свет. Архивировано 4 декабря 2013 г. в Wayback Machine.
  6. ^ http://www.mv.helsinki.fi/aphalo/photobio/pdf/notes1.pdf [ только URL-адрес PDF ]
  7. ^ Фототропины способствуют росту растений в ответ на синий свет в условиях низкой освещенности.
  8. ^ «Прерывистый свет вращающейся натриевой лампы высокого давления способствует цветению растений длинного дня» (PDF) . ashspublications.org . Архивировано из оригинала (PDF) 10 января 2017 г. Проверено 27 мая 2020 г.
  9. ^ «Добавка зеленого света для ускорения роста салата под действием красных и синих светодиодов» (PDF) . ashspublications.org . Архивировано из оригинала (PDF) 1 июня 2018 г. Проверено 27 мая 2020 г.
  10. ^ Зеленый свет стимулирует фотосинтез листьев более эффективно, чем красный свет при сильном белом свете: новый взгляд на загадочный вопрос о том, почему листья зеленые
  11. ^ «Часто задаваемые вопросы» . leds.hrt.msu.edu . Архивировано из оригинала 26 октября 2015 г. Проверено 19 сентября 2015 г.
  12. ^ Йорио, Нил К.; Гойнс, Грегори Д.; Кэги, Холли Р.; Уилер, Раймонд М.; Сагер, Джон К. (1 апреля 2001 г.). «Улучшение роста шпината, редиса и салата под воздействием красных светодиодов (светодиодов) с добавкой синего света» . ХортСайенс . 36 (2): 380–383. дои : 10.21273/HORTSCI.36.2.380 . ISSN   0018-5345 . ПМИД   12542027 .
  13. ^ Гойнс, Джорджия; Йорио, Северная Каролина; Санво, ММ; Браун, CS (1 июля 1997 г.). «Фотоморфогенез, фотосинтез и урожайность семян растений пшеницы, выращенных под красными светодиодами (светодиодами) с дополнительным синим освещением и без него» . Журнал экспериментальной ботаники . 48 (312): 1407–1413. дои : 10.1093/jxb/48.7.1407 . ISSN   0022-0957 . ПМИД   11541074 .
  14. ^ Гойнс, Джорджия; Йорио, Северная Каролина; Санво-Левандовски, ММ; Браун, CS (1 января 1998 г.). «Эксперименты по жизненному циклу арабидопсиса, выращенного под красными светодиодами (светодиодами)». Жизнеобеспечение и биосферные науки: Международный журнал земного космоса . 5 (2): 143–149. ISSN   1069-9422 . ПМИД   11541670 .
  15. ^ Масса, Джоя Д.; Ким, Хён Хе; Уилер, Раймонд М.; Митчелл, Кэри А. (1 декабря 2008 г.). «Продуктивность растений в ответ на светодиодное освещение». ХортСайенс . 43 (7): 1951–1956. doi : 10.21273/HORTSCI.43.7.1951 . ISSN   0018-5345 .
  16. ^ Ким, Хён Хе; Уилер, Раймонд М.; Сагер, Джон К.; Йорио, Нил К.; Гойнс, Грегори Д. (1 января 2005 г.). «Светодиоды как источник освещения для растений: обзор исследований Космического центра Кеннеди». Жилье . 10 (2): 71–78. дои : 10.3727/154296605774791232 . ISSN   1542-9660 . ПМИД   15751143 .
  17. ^ Ким, Хён Хе; Гойнс, Грегори Д.; Уилер, Раймонд М.; Сагер, Джон К. (1 декабря 2004 г.). «Добавка зеленого света для ускорения роста салата под действием красных и синих светодиодов» . ХортСайенс . 39 (7): 1617–1622. дои : 10.21273/HORTSCI.39.7.1617 . ISSN   0018-5345 . ПМИД   15770792 .
  18. ^ Сабзалян, Мохаммад Р., Париса Гейдаризаде, Мортеза Захеди, Амин Боруманд, Мехран Агарох, Мохаммад Р. Сахба и Бенуа Шефс. «Высокая производительность овощей, цветов и лекарственных растений в красно-синем светодиодном инкубаторе для выращивания растений в помещении». Агрономия для устойчивого развития 34, вып. 4 (2014): 879-886.
  19. ^ Абхай Тосар, доктор философии, Эстер Хогевен ван Эхтельт (29 июля 2014 г.). Светодиод: новый быстрый путь к росту: разработка рецептов и практическое применение в садоводстве - Часть 1: глобальные примеры Рецепты и разработки светодиодов (видео). Орландо, Флорида. Событие происходит в 00:03:15, 00:13:05. Архивировано из оригинала 16 февраля 2016 года . Проверено 12 февраля 2015 г.
  20. ^ Jump up to: а б с д и ж Ховард Реш (16 января 2013 г.). Хобби-гидропоника, второе издание . ЦРК Пресс. стр. 23–28. ISBN  978-1-4665-6942-3 .
  21. ^ Jump up to: а б с д и Джордж Ф. Ван Паттен (2002). Садоводство в помещении: Библия домашнего садовника . Издательство Ван Паттен. стр. 47–50. ISBN  978-1-878823-31-1 .
  22. ^ Jump up to: а б Макс Кларк (13 марта 2013 г.). Полное руководство по постройке собственной теплицы . Лулу.com. п. 53. ИСБН  978-1-105-91367-9 . [ постоянная мертвая ссылка ] [ самостоятельный источник ]
  23. ^ Jump up to: а б с Сью Рид (18 октября 2013 г.). Энергоэффективный ландшафтный дизайн: новый подход для вашего дома и сада . Издатели Нового общества. стр. 247–250. ISBN  978-1-55092-443-5 .
  24. ^ Jump up to: а б Уэйн К. Тернер; Стив Доти (2007). Справочник по энергетическому менеджменту . The Fairmont Press, Inc., стр. 376–378. ISBN  978-0-88173-543-7 .
  25. ^ Jump up to: а б Тернер, Уэйн К.; Доти, Стив (1 января 2007 г.). Справочник по энергетическому менеджменту . Fairmont Press, Inc. с. 376. ИСБН  9780881735437 .
  26. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 1 августа 2020 г. Проверено 28 июня 2014 г. {{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
  27. ^ Jump up to: а б с д Анил Ахуджа (9 марта 2013 г.). Комплексное проектирование M/E: проектирование систем зданий . Springer Science & Business Media. стр. 28–31. ISBN  978-1-4757-5514-5 .
  28. ^ «Как работает интеллектуальная система освещения поля стадиона Тоттенхэм Хотспур» . Журнал Стадиа . 29 мая 2019 г.
  29. ^ «Конверсия (МГ<-->ГПС)» . Дом производителей . Проверено 15 декабря 2015 г.
  30. ^ Зеленский, М.И. (1987). «Фотосинтетическая активность яровой пшеницы в условиях дефицита света [sic]» (PDF) . Труды Индийской национальной академии наук, раздел B. 53 (5–6): 401–406.
  31. ^ Афало, ПиДжей; Балларе, CL; Скопель, Алабама (1 ноября 1999 г.). «Передача сигналов растение-растение, реакция избегания тени и конкуренция» . Журнал экспериментальной ботаники . 50 (340): 1629–1634. дои : 10.1093/jxb/50.340.1629 . ISSN   0022-0957 .
  32. ^ Нельсон, Джейкоб; Багби, Брюс (01 июля 2013 г.). «Дополнительное освещение теплиц: окупаемость инвестиций в светодиодные и натриевые светильники» . Контролируемые среды .
  33. ^ Морроу, Роберт К. (декабрь 2008 г.). «Светодиодное освещение в садоводстве». ХортСайенс . 43 (7): 1947–1950. doi : 10.21273/HORTSCI.43.7.1947 . ISSN   0018-5345 .
  34. ^ МакКри, К. (1972a). «Спектр действия, поглощение и квантовый выход фотосинтеза сельскохозяйственных растений». Сельское хозяйство. Метеорол . 9 : 191–216. дои : 10.1016/0002-1571(71)90022-7 .
  35. ^ Мэттсон, Нил. «Освещение теплиц» (PDF) . Проверено 1 марта 2020 г.
  36. ^ Демерс, Доминик-Андре; Дорэ, Мартина; Вена, Крис Х; Госслен, Андре (май 1998 г.). «Влияние продолжительности дополнительного освещения на растения тепличных томатов (Lycopersicon esculentum Mill.) и урожайность фруктов» . Наука садоводства . 74 (4): 295–306. дои : 10.1016/S0304-4238(98)00097-1 .
  37. ^ Поттер, Дэвид Дж.; Данкомб, Пол (май 2012 г.). «Влияние мощности электрического освещения и освещенности на эффективность и урожайность каннабиса, выращенного в помещении: ВЛИЯНИЕ МОЩНОСТИ ОСВЕЩЕНИЯ НА КАННАБИС». Журнал судебной медицины . 57 (3): 618–622. дои : 10.1111/j.1556-4029.2011.02024.x . ПМИД   22211717 . S2CID   20822748 .
  38. ^ Дориас, М (2003). «Использование дополнительного освещения при выращивании овощных культур: интенсивность света, реакция растений, питание, управление посевами, агротехника» (PDF) . Канадская тепличная конференция .
  39. ^ Покок, Тесса (сентябрь 2015 г.). «Светодиоды и модуляция специальных культур: светочувствительные и сигнальные сети в растениях» . ХортСайенс . 50 (9): 1281–1284. дои : 10.21273/HORTSCI.50.9.1281 . ISSN   0018-5345 .
  40. ^ Управление фотопериодическим освещением
  41. ^ «Контроль фотопериода» (PDF) .
  42. ^ Ранкл, Эрик; Бланшар, Мэтью. «Использование освещения для ускорения сроков сбора урожая» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 1 мая 2015 г.
  43. ^ Jump up to: а б с Холл, Дэвид О.; Рао, Кришна (24 июня 1999 г.). Фотосинтез . Издательство Кембриджского университета. стр. 8–9. ISBN  9780521644976 .
  44. ^ Пуртер, Хендрик; Ниинеметс, Юло; Нтагкас, Николаос; Сибенкяс, Альрун; Мяэнпяя, Маарит; Мацубара, Шизуэ; Понс, ТейсЛ. (8 апреля 2019 г.). «Метаанализ реакции растений на интенсивность света по 70 признакам, начиная от молекул и заканчивая продуктивностью всего растения» . Новый фитолог . 223 (3): 1073–1105. дои : 10.1111/nph.15754 . ПМИД   30802971 .
  45. ^ ВЕРДЕРА, Франциско. «Стандарты на садовое освещение» . Genorma.com . Генорма.
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Grow_light&oldid=1232149941"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 0e729897466a8b8bbf6e2ec2d92f4311__1719890700
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/0e/11/0e729897466a8b8bbf6e2ec2d92f4311.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Grow light - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)