?????????, ???? ????????...

Журнал "Магазин свет"

Регистрация Забыли пароль? Вход

Освещение теплиц: светильники для растений

Покупая зимой типично летние овощи и цветы, задумайтесь, сколько света потребовалось для их выращивания и на что следует обращать внимание при выборе светильников для освещения теплиц.

Зимой, покупая в овощном магазине помидоры, клубнику и другие овощи и ягоды, считающиеся типично летними, мы редко задумываемся о том, откуда они привезены. А если и задумываемся, то первое, что может прийти в голову - импорт. Часть овощей, конечно, завозится к нам из географических зон со значительно более мягким климатом и большим количеством света зимой.

Однако другая часть выращивается в теплицах, расположенных в зоне холодного климата, характеризующегося дефицитом естественного солнечного света в зимний период, особенно с поздней осени до ранней весны. Множество исследований и обычная садоводческая практика при ближайшем рассмотрении указывает на прямопропорциональную зависимость между количеством света и урожайностью растений, выращенных в искусственных тепличных условиях.

Недостаток света приводит к замедлению роста растений и нарушению их развития, например, к чрезмерному удлинению и хрупкости стеблей, неправильному созреванию и т.д. Поэтому применение в теплицах освещения (реализованного с помощью специальных светильников для теплиц) уже давно является догмой и достаточно широко распространенным, хоть и относительно дорогим средством интенсификации роста растений.

Для чего растению свет?

Пищей для растений, используемой для роста и создания массы, являются простые органические соединения – углеводороды. Растения сами вырабатывают их из двуокиси углерода и воды в результате процесса фотосинтеза. Этот процесс осуществляется за счет использования световой энергии, поглощаемой через так называемый ассимиляционный пигмент – хлорофилл, содержащийся в основном в листьях. Продуктом растительного фотосинтеза также является выделяющийся в атмосферу кислород, необходимый для жизни других организмов.

[1]Освещение теплиц: светильники для растений

Интенсивность фотосинтеза зависит от интенсивности света, содержания двуокиси углерода и обеспечения водой, а также от окружающей температуры. Важным является, однако, не только общее количество световой энергии, достигающей растения, но и спектральный состав света, а также взаимное соотношение периодов освещения и отсутствия света, или дня и ночи – так называемый фотопериодизм.

Существуют растения длинного дня, которые можно побудить к росту и цветению с помощью искусственного увеличения времени освещения при помощи светильников для теплиц. У растений же короткого дня время освещения не может превышать определенного уровня во избежание нарушения цветения. Кроме того, существуют некоторые виды нейтральных растений, например, розы, у которых соотношение времени дня и ночи не влияет на цветение, но от света зависит скорость роста, высота и т.д. Словом, необходимо обращать внимание не только на характеристики тепличных светильников, но и устанавливать индивидуальный, программируемый график включения/отключения освещения в теплице.

На что реагируют растения: важные характеристики тепличного светильника?

В аспекте зрительного процесса сетчатка человеческого глаза реагирует на электромагнитное излучение, длина волны которого составляет 380-780 нм. В процессе фотосинтеза растения используют только часть этого диапазона, то есть волны длиною 400-700 нм. Используемый растениями спектральный диапазон световых волн называется фотосинтетически активной радиацией (ФАР или ППФ (плотность потока фотонов)).

Показатель фотосинтетически активного излучения является единственной мерой оценки пригодности источника света в процессе фотосинтеза. Чем выше такой показатель на ватт электрической мощности источника света, тем более он эффективен для роста растений. Показатель фотосинтетически активного излучения выражается в микромолях на секунду (µмоль/с).

Скорость роста и развития растений зависит, прежде всего, от интенсивности облучения, то есть излучаемой энергии, выпадающей на единицу поверхности, а значит от мощности и количества установленных тепличных светильников.

Ультрафиолетовое излучение ниже 380 нм и инфракрасное – выше 780 нм в фотосинтезе не используется, но влияет на так называемые фотоморфогенетические процессы растений, связанные помимо прочего с ростом побегов, разрастанием, окраской листьев, цветением и старением растений.

В большинстве случаев мы оцениваем интенсивность освещения теплиц, да и не только их, в соответствии с особенностями глаза – человеческого органа зрения.

[2]Освещение теплиц: светильники для растений

Интенсивность освещения теплиц, реализованного для потребностей зрения человека, характеризуется величиной освещенности. Показатель освещенности оценивается затем в соотношении с чувствительностью глаза, которая не является однородной на всем протяжении видимых волн. Такая чувствительность является наибольшей при длине волны около 555 нм, то есть при излучении желто-зеленого света. На рисунке выше показана кривая чувствительности человеческого глаза. Проще говоря, чем больше яркость освещения, тем лучше мы видим, и тем в большей степени спектральное разложение света соответствует спектральной кривой восприимчивости нашего глаза.

Интенсивность искусственного освещения теплиц характеризуется количеством фотонов или частичек, обладающих элементарной порцией энергии электромагнитного поля именуемой квантом, используемых в процессе фотосинтеза. Количество световой энергии, используемой растениями, выражается в единицах µмоль/м2*с. Растения характеризуются, однако, совсем другой, в отличии от человеческого глаза, восприимчивостью на длину волны излучения. Поэтому кванты световой энергии вызывают действие различной интенсивности в зависимости от длины волны. На рисунке 2 представлена кривая чувствительности растения. Из рисунка следует, что для освещения теплиц важно учитывать не только общее количество света, но и его спектральный состав. Например, эффект облучения определенным количеством световой энергии из светового диапазона желтого цвета будет значительно большим, чем при облучении такой же дозой зеленого света или даже голубовато-зеленого. Иными словами, тепличные светильники будут тем интенсивней стимулировать развитие растения, чем больше излученной энергии будет содержаться в тех диапазонах спектра излучения, к которому растение наиболее восприимчиво.

Подсветка – днем, освещение – ночью

Следует различать два типа подсветки (читай: освещения) теплиц искусственным светом:

тепличные светильники, обеспечивающие растения необходимым количеством световой энергии, поглощаемой ими в период естественного освещения. Такой тип подсветки требует, чтобы плотность световой энергии в период облучения фотосинтетически активной радиацией (ФАР) находилась в диапазоне от 400 до 1000 µмоль/м2*с.
второй тип - фотопериодическое освещение теплиц. Оно предполагает использование искусственного света для удлинения дня за счет освещения растений ночью. Изменяя продолжительность дня и ночи с помощью искусственного освещения, можно ускорить или приостановить цветение растений. Такой тип освещения требует относительно небольшой дозы энергии на уровне 5-10 µмоль/м2*с.

В некоторых теплицах эффективным способом управления ростом и цветением может также оказаться цикличная, краткосрочная подсветка теплиц в определенные промежутки времени.

Источники искусственного света: сердце светильников для теплиц

Среди общедоступных искусственных источников света наибольшей эффективностью трансформации электрической энергии в энергию фотосинтетически активного излучения являются натриевые лампы высокого давления, поэтому они преимущественно и используются для освещения теплиц.

[3]Освещение теплиц: светильники для растений

Их высокий энергетический КПД и спектральное разложение распределения энергии указывают на то, что именно этот тип источников света является наиболее пригодным и универсальным для ассимиляционного освещения теплиц различных видов. Преимущественно, модели натриевых ламп, специально спроектированные для тепличных светильников, благодаря увеличению давления паров натрия в лампе, имеют спектр излучения, усиленный в диапазоне голубого и красного излучения.

Дополнительные порции голубого излучения увеличивают интенсивность фотосинтеза, а значит эффективность специализированного искусственного освещения теплиц — выше. В освещении теплиц также не редко применяются дуговые ртутные и люминесцентные лампы, крайне редко - лампы накаливания. Установка того или иного вида ламп и светильников во многом зависит от конкретной культуры растений.

Равномерность освещения теплиц

Тепличные светильники являются очень важным элементом системы подсветки. Именно благодаря им источники света работают в оптимальных условиях энергообеспечения. Однако светильники, прежде всего, отвечают за распределение излучения источников света в пространстве. Специально разработанные рефлекторы отражают свет таким образом, чтобы он как можно более равномерно падал на всю поверхность, которой достигает свет. Благодаря этому становится возможным проектирование расположения светильников в теплице таким образом, чтобы все выращиваемые под ними растения получали одинаковую порцию энергии независимо от того, находятся ли они непосредственно под тепличным светильником или в промежутке между ними.

Тепличное освещение от ELGO

Специализированное предложение от ELGO для освещения теплиц включают светильники типов Hortus, Flora, Green и Agro. Они предназначены для натриевых ламп высокого давления мощностью 400 Вт и 600 Вт.

Следует отметить, что светильник для теплиц с лампой мощностью 600 Вт дает возможность освещения почти в два раза большей поверхности, чем, например, лампы по 400 Вт. При этом потребление энергии возрастает только наполовину. Применение ламп мощностью 600 Вт позволяет, таким образом, значительно ограничивать использование электрической энергии.

[4]Освещение теплиц: светильники для растений

Все типы тепличных светильников ELGO выпускаются в двух видах:

однокорпусные, разборные – в цоколе светильника имеется также электрический механизм управления — на это важно обратить особое внимание;
из двух частей, разборные – обеспечивают возможность монтажа на несущей конструкции теплицы или пленочного парника относительно легкой оптической конструкции с уже имеющимся источником света.

Более сложное оснащение с системой энергоподачи может монтироваться на определенном расстоянии от лампы на прочных несущих элементах.

Выводы

Формат статьи не позволяет полностью раскрыть вопрос освещения теплиц, но общие рекомендации определить возможно:

растения используют только часть диапазона электромагнитного излучения, то есть волны длиною 400-700 нм, однако коротковолновое (ультрафиолетовое) и длинноволновое (инфракрасное) также оказывают влияние на рост растений;
выделяют два типа освещения теплиц: постоянная подсветка и фотопериодическое освещение;
натриевые лампы высокого давления не всегда представляют из себя идеальный источник света для тепличных светильников. В частных случаях, используются разные ИС в зависимости от культуры растений и задач;
лучше не экономить на оборудовании - закупка качественного осветительного оборудования позволяет обеспечить наилучшие условия для роста растений;
важно помнить, что проектирование освещения теплиц должно производиться в соответствии с документально установленными правилами и нормами. В этой задаче смогут помочь только профессионалы-светотехники, обладающие опытом подобных работ, поэтому при выборе подрядчика следует уделять особое внимание их портфолио.

Обсудить на форуме

Распечатать статью

Подписка

Популярные статьи

Освещение теплиц: светильники для растений