Искусственное освещение и подсветка

Материал был взят с сайта adenium.ucoz.ru

Oleg Georgievskiy 17/11/2010

Немного об освещении и люксах…

Итак, освещенность измеряется в люксах. В местах произрастания адениумов в полдень в ясный солнечный день освещенность может достигать 120000 люкс, в средней широте России освещенность при тех же условиях колеблется между 30000 и 50000 люкс; при сильной облачности она понижается до 5000 люкс.

В комнате какая-то часть его задерживается оконными стеклами, а возможно также и растущим перед окном деревом. Вплотную к оконному стеклу освещенность составляет около 80% освещенности за окном, при удалении всего на 1 м она падает до 50%, в 3 м от окна составляет всего 3—5%. Летом непосредственно у окна освещенность составляет от 3000 до 5000 люкс. В центре комнаты она значительно меньше: на расстоянии 2-3 метров от окна ее значение составляет всего лишь 500 люкс. Зимой уменьшается не только световой день, но и интенсивность освещения: вблизи окна она равна всего 500 люкс, в центре же комнаты почти совсем темно.

Следите за чистотой окна – при чистом стекле интенсивность света увеличивается на 10%.

Совсем чуть- чуть о спектре….

Видимое нашими глазами излучение находится в границах от 390 до 770 нм.

Зона ультрафиолетового излучения находится ниже 320 нм, между видимым спектром и ренгеновским и оказывает, как правило, вредное воздействие на рост и развитие растений.

• 320-400 нм – играет регуляторную роль в развитии растений, поэтому целесообразно присутствие этого излучения в небольших количествах (несколько процентов) в общем лучистом потоке;
• 400-500 нм («синий») – синий свет (а к нему можно отнести и ультра-фиолетовую часть спектра) стимулирует деление растительных клеток, но тормозит их растяжение и при недостатке синего света растения вытягиваются;
• 500-600 нм («зеленый») – не является абсолютно необходимым для обеспечения фотосинтеза растений;
• 600-700 нм («красный») – должен обязательно входить в состав общего излучения для обеспечения высокого фотосинтеза;
• 700-750 нм («инфра-красный») – в небольших количествах (несколько процентов) должен входить в состав общего излучения; подавляет активность жизненных процессов.

Итак - Красный, Фиолетовый и Синий цвета очень нужны растениям, а Зеленый и Оранжевый – малополезны.

Синий свет воздействует на пигмент – криптохром, который сдерживает рост гипокотиля, т.е ограничевает вытягивание. Но главное сине-фиолетовый свет также угнетает прорастание семян, а вовсе не способствует. Синий свет стимулирует деление клеток, но тормозит их растяжение. Красный свет (660 нм) стимулирует процессы прорастания семян, а инфра-красный (730 нм) - подавляет прорастание семян. (Возможно, что именно поэтому семена и прорастают всегда ночью). Итак красный цвет активизирует прорастание и рост, а при воздействии инфра-красного (730 нм)- скорость роста гипокотиля снижается, крючок распрямляется, начинается синтез хлорофилла, семядоли начинают зеленеть и теперь в вегетативной стадии для растения более важен свет в синей области спектра, а в стадии цветения и плодоношения—опять важен красный спектр света.

Почему растениям необходим свет:

Свет необходим растениям для проведения процесса фотосинтеза, в результате которого образуются органические вещества, являющиеся строительным и энергетическим материалом в растительном организме. Образование органического вещества зависит в первую очередь от качества и количества световой энергии, поглощаемой зелёным листом растения. Однако хлорофилл, который непосредственно трансформирует энергию света в энергию органических соединений, имеет резко выраженные максимумы поглощения в красной и синей частях спектра. Хлорофилл очень слабо поглощает оранжевый и жёлтый свет и совсем не поглощает зелёные (именно поэтому мы видим лист зеленым) и инфракрасные лучи.

Кроме хлорофилла, участие в поглощении света принимают особые пигменты – каротиноиды. В зелёных листьях они обычно незаметны из-за присутствия хлорофилла, но осенью, когда хлорофилл разрушается, именно каротиноиды придают листьям характерную жёлтую и оранжевую окраску. В фотосинтезе они имеют очень важное значение, т.к. поглощают световые лучи в сине-фиолетовой и синей частях спектра, преобладающих в пасмурную погоду.

А что нужно нашему любимому растению…

Рекомендуемый уровень освещения для Адениумов. Несмотря на высокие природные уровни освещения (до 120 000 лк.), для нормального развития адениума достаточно освещенности в 6-10 тысяч лк. ( для сравнения - 1 000 - 3 000 лк - для растений, растущих в полутени).

Потребность адениумов в свете сильно зависит от температуры в помещении, чем теплее в комнате, тем больше света необходимо растению. Из этого следует, что зимой тяжелее всего приходится растениям в плохо освещенном и отапливаемом помещении.

Световой режим. В экваториальной зоне Земли, откуда родом адениумы, продолжительность светового дня равна 12 часам, а сезонное изменение длительности светового дня не превышает 1 часа. Эти колебания настолько незначительны, что в большинстве случаев их можно не принимать во внимание. Менее продолжительный световой день средней полосы зимой приводит к замедлению фотосинтеза, но при этом, как правило, наблюдаются повышенные температуры, т.к. включено отопление. Один фактор противоречит другому, если повышенные температуры - растение запрограммировано природой на рост, однако зимой наблюдается сильно укороченный световой день, да еще и с катастрофически уменьшенным световым потоком, что нарушает нормальное развитие адениума.

Длина светового дня играет не менее важную роль в жизни растений , динамика ее изменения известна как фотопериодизм. Для экваториальных растений тысячелетиями привыкающих к практически неизменному световому дню в 12 часов, вряд ли понравятся наши умеренные широты, когда самый короткий день равен 8 ч, а самый длинный – более 16 ч.

Итак, искусственное освещение и досветка для адениумов…

Давайте для начала определим, в каких случаях действительно необходима досветка адениумов.

1. При выращивании сеянцев адениумов в осеннее-зимний период в районах с значительно укороченным световым днем и небольшим количеством солнечных дней.
2. При выращивании адениумов на окнах с прямым солнечным освещением менее 3-4 часов.
3. При содержании адениюмов в осеннее зимний период при средней температуре выше 20°С в районах с значительно укороченным световым днем и небольшим количеством солнечных дней.

В других случаях использование подсветки ничем не оправдано и, в определенной степени, является напрасной тратой времени и денег.

При досветке адениумов нужно учитывать следующие факторы:

1. Световой день не должен превышать 12-14 часов в сутки для взрослых растений. Слишком длинный световой день может нарушить развитие не только цветочных почек, (и растение не будет цвести), но и всего растения. От рождения все живые организмы «запрограммированы» на определенные параметры светового дня. Распространенное заблуждение гласит, что чем дольше мы обеспечиваем растению искусственный свет, тем лучше. Только на практике все совсем не так – лишение живого организма темного времени суток аналогично исключению нашего ночного отдыха. Совершенно недопустимо нарушать дневной цикл развития растений не зная особенностей их фотосинтеза круглосуточной подсветкой, а именно важным фактором приспособления суккулентных растений является особый тип фотосинтеза. В отличие от других растений, устьица суккулентных листьев днем закрыты. Именно ночью при открытых устьицах в растение поступает углекислый газ (СО2), который очень важен для нормального развития растения. В ходе усвоения СО2 образуются органические кислоты. Вот почему листья очитков, каланхоэ вкуснее утром, чем вечером. Днем кислоты разрушаются, освобождая СО2 и образуя углеводы и кислород, выделяемый растениями ночью.
2. Сеянцам для лучшего развития можно обеспечить круглосуточное освещение. Если вы выращиваете растения из семян, то в первые дни после прорастания молодым всходам рекомендовано (но совсем не обязательно) круглосуточное яркое освещение. В последующие дни световой день постепенно сокращают, сначала до 16, потом до 12-14 часов в сутки.
3. Выбор освещенности в зимний период зависит от температурного режима. Теплолюбивые тропические растения зимуют при незначительном понижении температуры и освещенности. При температуре зимнего содержания адениумов ниже 20С на светлом окне дополнительное освещение не требуется.
4. Для закладки цветочных почек и цветения адениумам необходимо тепло и хорощее освещение в течение 10-14 часов. Замечено, что цветочные почки хорошо образуются после незначительного вынужденного отдыха растения в период дождей при пониженной освещенности и температуре. Химические реакции, вызывающие цветение, протекают в ночное время. Чтобы подготовка к цветению была закончена, минимальное время темного периода суток должно быть 10 часов без перерывов.
5. Растениям свойственен фототропизм - реакция на направление падения света. Искусственный свет должен падать на растения аналогично естественному - сверху, в этом случае растениям не придется расходовать энергию на изменение положения листьев, чтобы получить как можно больше света.

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 1000 лк.

А теперь о лампах для искусственного освещения…

Лампы накаливания в одиночку применять для досвечивания растений нельзя: в спектре отсутствуют сине-фиолетовая составляющая, а инфракрасное излучение вызывает вытягивание растений, их перегрев, иссушение листьев и без толку расходует энергию. Широко рекламируемый в настояшее время специальный вариант ламп накаливания в неодимовых колбах не дает заметного улучшения. К их числу относяться Фито-лампы фирмы Paulmann со специальным покрытием, неодимовые лампы фирмы OSRAM (Германия). Лампы: Concentra Spot Natura / зеркальные лампы для подсветки растений и др. Несмотря на их повышенную светимость за счет отражающего покрытия и уменьшения угла освещения, их спектральные характеристики не сильно отличаються от обычных ламп накаливания.

Несколько большего эффекта можно добиться при использовании галогенных ламп накаливания. Но, несмотря на более благоприятный состав излучения и высокую светоотдачу, этот вид ламп вряд ли можно признать оптимальными, так как нить излучает огромное количество тепла.

Поддерживать высокую декоративность растений и выращивать рассаду можно при досвечивании люминесцентными лампами белого света типа ЛБ или ЛТБ (40, 65, 80 Вт), которые дают холодный свет ( их спектр наиболее близок к спектру дневного солнца). Поскольку эти лампы маломощны, их монтируют по несколько штук, устанавливая отражатели, которые усиливают световой поток и не дают неприятному мерцающему свету проникать в комнату.

Спектр люминисцентной лампы типа ЛБ.

Их недостатки сводятся, в основном, к высокой рассеянности светового потока (для получения высокой освещенности нужно большое количество ламп) и к качеству излучаемого света. Лампы же дневного света (типа ЛД) имеют в своем спектре слишком много синего, поэтому их можно использовать только в комбинации с другими. Назначение люминисцентных ламп — освещение полок с растениями, досветка цветов на подоконниках. Полноценно выращивать под люминисцентными лампами особо требовательные к свету растения невозможно.

Спектр фито-люминисцентной лампы Osram /77.

Фито-люминесцентные лампы в виде трубок действительно эффективны для фотосинтеза, экономичны (20 Вт потребления - 100 Вт отдача), обеспечивают равномерную освещенность требуемой поверхности и не сильно нагреваются при работе (приблизительно до 40-45°С), что позволяет располагать их в непосредственной близости от растений. Но их сиренево-розовое свечение неестественно для человека, раздражает глаза и существенно изменяет визуальное восприятие декоративности растений. Фитолампы с двумя пиками светового излучения в красной и синей области, специально для растений - Philips-/89, Osram-/77, Sylvania-/ Gro-Lux , эти лампы хорошо подходят для вырацивания сеянцев и молодых растений. Можно подобрать фитолампы с более естественным свечением, например Osram NATURA или Osram BIOLUX, однако эффективность этих ламп несколько ниже, чем у Osram-/77 FLUORA, за счет излучения в неиспользуемой растениями зеленой части спектра, что, тем не менее, можно компенсировать использованием более мощных ламп.

Ртутные, металлогалогеновые и натриевые лампы — это газоразрядные лампы высокого давления. Их назначение — создание большого количества света. Так, они идеально подходят для освещения теплиц, зимних садов, крупных одиночных растений, растений, особо требовательных к освещению. О возможности использования этих ламп в домашних условиях говорят с осторожностью – эти лампы дороги, потребляют много электроэнергии и сильно греються, некоторые излучают в ультрафиолетовой части спектра, что вредно для глаз.

В настоящее время также широко рекламируются фотодиодные лампы повышенной светимости. При всех достоинствах этих ламп, у них есть один очень большой недостаток (если не считать сравнительно высокую стоимость) – небольшая мощность. КПД таких ламп составляет 30-40 Лм/Вт, что при мощности лампы в 10 Вт аналогично лампе накаливания в 20-30 Вт.

Высота и способы расположения лампы над растением.

Наилучшее расположение ламп достигается при условии, что свет от них попадает на растения сверху. Слишком высоко подвешенные лампы с целью осветить как можно больше растений в итоге ничего не освещают, ибо освещенность падает обратно пропорционально квадрату расстояния, т.е. увеличив высоту подвески с 20см. до 1м, освещенность уменьшиться в 25 раз. Оптимальной для светолюбивых растений является высота расположения лампы (люминисцентной) около 15- 20 см. Наиболее экономичный вариант — направлять световой поток перпендикулярно поверхности листьев, то-есть, располагать лампу непосредственно над растениями, и оборудовать источник света специальным отражателем из фольги, полированного алюминия или зеркал.. Можно купить готовые рефлекторы в магазинах аквариумных товаров, качество рефлектора зависит от качества обработки поверхности. При помощи рефлектора можно избежать ощущения дискомфорта, когда свет попадает в глаза, а главное — направить без потерь почти 3/4 светового потока на растения, которое часто расходуется вхолостую. Фитолампы содержат весь необходимый только растениям спектр излучений и поэтому излучают свет, раздражающий человеческое зрение. Поэтому для фитоламп особенно необходимы рефлекторы-отражатели.

Лучше всего подвесить лампу над растениями: при боковом освещении они растут, вытягиваясь в сторону источника света. Если растения освещаются только искусственным светом, то лампы должны гореть не менее двенадцати часов в день. Если же искусственное освещение используется только как дополнительное, например, в зимнее время, то достаточно четырех-шести часов.

Высота подвешивания ламп в идеале должна быть регулируемой, чтобы при обнаружении следов ожогов на листьях растения можно было изменить высоту подвешивания ламп. Бледные листья и вытянутые стебли могут сказать о том, что источник света находится слишком высоко. Минимальное расстояние растения до лампы накаливания 30см, до люминисцентной 5 см, до МГ или натриевой — 50 см.

Расчет количества источников света по мощности для освещения растительной площади (приведен для люминесцентных ламп).

Расчет силы освещения, мощности лампы и выбор типа ламп полностью зависит от потребности растений в освещении. Все растения по мере необходимости в освещении можно разделить на:

• 1 тип: светолюбивые - обитатели открытых солнечных пространств;
• 2 тип: любящие умеренный свет — обитатели тропических джунглей;
• 3 тип: теневыносливые.

Мощность источников света рекомендуется выбирать из соотношения: на 1 дм2 площади растений должно приходиться:

• 0,75-1 Вт энергии – для теневыносливых растений;
• 2-3 Вт энергии — для любящих умеренный свет;
• и от 3 Вт для светолюбивых.

По уровню освещения (по интенсивности) 1 Вт мощности люминесцентной лампы дает 65 Лм (люмен), лампа накаливания — в 5 раз меньше. Исходя из этой величины можно рассчитать количество ламп и их мощность для ваших комнатных растений. Например, площадь подоконника, на котором стоят кактусы и адениумы (1 тип растений по потребности в освещении), равняется 1 кв м (это 100 дм2). Пори этом потребуется общая мощность люминесцентных ламп, равная:

3 Вт х 100 дм2 = 300 Вт.

На такую площадь потребуется ориентировочно 3-4 шт люминесцентных ламп мощностью 80 Вт. Отмечу, что приведенный расчет весьма приблизителен и является лишь ориентировкой в выборе мощности ламп и их количества. Применять следует, по возможности, более длинные и мощные лампы, поскольку у них выше светоотдача. Иными словами, 2 лампы по 36 Вт лучше, чем 4 лампы по 18 Вт.

Продолжительность искусственного освещения напрямую зависит от естественного. Обычно это несколько часов утром или несколько часов вечером. Т.е. лампы дневного света будут включены у вас утром, до того как вам надо будет уходить на работу, а вечером до того времени, когда вы ложитесь спать. Но в общей сложности это время должно составлять около 6-8 часов. В особо пасмурные дни до 12 часов. Если день будет особенно солнечным, достаточно 3-4 часов искусственного освещения. Кроме того, известно, что досвечивание не дает ожидаемого эффекта, если оно оказывается нерегулярным, т.к. включая лампы от случая к случаю Вы только вредите растениям, сбивая их биоритмы.