Растения идеально приспособлены к солнечному излучению. Но вот рассаде приходится расти именно в то время, когда освещение за окном в эконом режиме – дни еще короткие и небо зачастую пасмурное. Приходится его добавлять, включая лампы для досветки. С тем, всем ли побегам это нужно, сколько и каким излучением подсвечивать, подробно уже разбирались.
Теперь у нас на очереди техническая конкретика. Обсудим излучающие в каком спектральным диапазоне светильники предпочтительней. Преимущества и конструктивные особенности разных типов ламп. Как связать световой поток и необходимую растениям освещенность. Что такое измеряемый в мкмолях в секунду фотосинтетический фотонный поток. Итак, осветим основательнее тему света.
КАКОВЫ ТРЕБОВАНИЯ к СПЕКТРУ ЛАМП
Ассортимент источников света на рынке очень широк. Специализированные фитолампы обычно биколорные с красным и синим пиками светимости. Однако, как показали исследования эффективности фотосинтеза, терпеть психоделическое розово-фиолетовое свечение совсем необязательно. Растения используют весь видимый диапазон и им вполне подходят лампы с белым светом.
Только вот белый бывает разным. У уходящих в прошлое лампочек накаливания он «теплее», а у люминесцентных светильников «холоднее». Связано сие с тем, что видим мы смешение световых волн разной длины и интенсивности, поэтому и оттенки белого различаются. Когда больше красного с желтым и меньше синего, тогда свет теплый. Когда же наоборот – холодный.
Причем у источников света имеется такой параметр, как цветовая температура. Измеряется она в градусах по шкале Кельвина и связана с излучением абсолютно черного тела. Не вдаваясь в дебри квантовой механики воспользуемся понятным для нас выводом – чем больше ее значение, тем холоднее воспринимаемый нами свет.
Наиболее близким к «чистому» белому считается так называемый нейтральный с температурой 4000-4200 К. Теплый (Warm White) в диапазоне 2700-3000 К имеет в спектре больше красного и воспринимается как уютное бело-желтоватое свечение. Под ним комфортно теневыносливым растениям. У холодного (Coll White) температура 5000-6200 К и ярко выраженный синеватый тон. Под ним хорошо себя чувствуют светолюбивые ростки.
Таким образом одновременное использование двух ламп с теплым и холодным белым в должной мере обеспечит рассаду светом как в красном, так и в синем диапазоне, плюс перекроет еще и всю видимую область. И при этом не будет раздражать неестественным светом.
ВЫБИРАЕМ ТИП ИСТОЧНИКА СВЕТА
Теперь вкратце рассмотрим используемые для досветки основные типы источников. Лампы накаливания на первый взгляд дешево и сердито. Но они не столько светят, сколько греют. Да и спектр почти без синего. Впрочем, это уже считай из области раритетов. Более привлекательны газоразрядные осветительные приборы.
Среди них имеются создающие мощный световой поток металлогалогенные лампы. Однако они небезопасны, поскольку при контакте с влагой могут взрываться. Вдобавок дорогостоящи, недолговечны и с приличным тепловыделением. Такие более пригодны для оранжерей и теплиц, а не в домашних условиях.
Есть также интенсивно излучающие в оранжево-красной области спектра ртутные и натриевые. Это освещение полезно не так рассаде, как растениям при цветении и плодоношении. Поэтому подобные источники света активно применяют при промышленном выращивании урожая в закрытом грунте. К тому же ртутная лампа излучает немало ультрафиолета, а ртуть еще и опасное ядовитое вещество. Натриевая долговечна и экономна, но зависима от перепадов напряжения.
Тут также и всем знакомые люминесцентные. У них хорошая светоотдача и приемлемый спектр, равномерное распределение излучения, низкое выделение тепла, отличная энергоэффективность и доступная стоимость. Идеальность портит чувствительность к скачкам напряжения в сети и нелюбовь к частым включениям/выключениям. Сие приводит к уменьшению светового потока, то есть лампы тускнеют раньше заявленного срока. Полюс токсичные пары ртути в колбе.
Имеется продвинутый вариант – безэлектродные индукционные лампы. При всех преимуществах люминесцентных они устойчивы к прыжкам сетевого напряжения и порадуют долговечностью – световой поток не тускнеет со временем. Но и цена у таких источников света соответствующая.
Переходим к светодиодным светильникам. На рынок LED-лампы пришли относительно недавно, но очевидно надолго. С каждым годом их характеристики улучшаются, а стоимость снижается. Именно диоды красного и синего цвета в соотношении 3 к 1 используются в подавляющем большинстве предлагаемых производителями биколорных фитолампах.
Привлекательны для огородников и белые «теплые» и «холодные» диоды, сплошной спектр которых имеет пики интенсивности излучения в красной и синей области. Энергопотребление у них ниже, чем у люминесцентных. Вдобавок достойный срок службы, отсутствие вредных веществ и стойкость к механическим воздействиям.
Касательно конструктивных особенностей, то лампы могут быть как под традиционный цоколь, так и линейными. Первые легче вставить в стандартный светильник или закрепить на держателе-прищепке. Но при размещении их над всходами, такие «точечные» источники света будут подсвечивать кругами. Если круги просто соприкасаются, будут области без нормальной досветки. Если их наложить, то часть светового потока расходуется неэффективно. Так что, когда рассада в ящиках или плотно скомпонована, лучше использовать линейные.
Люминесцентные и LED по теплоотдаче не сравнимы с лампами накаливания, тем не менее мощными моделями выделяется немало тепла. Поэтому материал светильников должен быть термостойким и обеспечивать хорошее охлаждение. У LED-ламп конечное значение может набираться диодами разной мощности. Тут лучше брать те, где диодов меньше, но они мощнее. Вообще же, чем именно подсвечивать – исключительно ваше решение и выбор.
ДОБИВАЕМСЯ НУЖНОЙ ОСВЕЩЕННОСТИ
Теперь перейдем, пожалуй, к самому важному вопросу – сколько рассаде нужно света? Интуитивно понятно, что поток солнечного излучения разный при ясном небе и в облачную погоду. И в тени его интенсивность явно меньше. Исследования показали, что длительное слабое освещение приводит к угнетению развития большинства растений, кроме не столь уж значительного числа теневыносливых.
Впрочем, слишком сильная подсветка также может навредить побегам. К тому же это еще и растрата впустую ваших средств. Сначала несколько слов о терминах. Величина генерируемого источником светового потока выражается в люменах (лм). И зависит она в большей степени от типа лампы, а затем от указываемой в ваттах (Вт) мощности, вида защитного покрытия, наличия и конструкции специальных отражателей.
То есть если уровень 400-450 лм лампа накаливания дает при мощности 40 Вт, то люминесцентная при 9 Вт, а LED всего при 5 Вт. Когда источники одного типа, то с возрастанием значения в ваттах увеличивается величина в люменах. Световой поток показывает количество квантов, которые испускает источник. Но для растений важно, сколько из них попадет на их листья. А это уже такой параметр, как измеряемая в люксах (лк) освещенность.
По сути люмены показывают излучаемое лампой количество света вообще во всех направлениях, а люксы – сколько его попадает на поверхность определенной площади. Получается 1 лк = 1 лм/м2. Когда световой поток сконцентрирован зеркальным отражателем, то прикинуть значение в люксах можно разделив указанные в параметрах лампы люмены на освещаемую ею площадь в квадратных метрах.
Есть еще простой способ для источника белого света независимо от рассеивания и направленности излучения. Берем смартфон с встроенным датчиком освещенности и устанавливаем приложение по запросу «люксметр». На точность тут рассчитывать не приходится, тем не менее прикинуть относительную величину вполне подойдет. Замерьте показания естественного освещения в середине дня, затем на ровне растений при включенном свете. Сравните их и откорректируйте подсветку.
Для фотосинтеза нужно минимально 3000 лк, при меньшей величине он просто невозможен. С увеличением освещенности его активность ожидаемо возрастает, но только до 20 000 лк и дальше остается постоянной. Таким образом, хотя на ярком солнце может быть и до 100 000 лк, растениям для эффективного фотосинтеза достаточно от 6000 до 20 000 лк.
Источник света располагается над рассадой и отрегулировать освещенность можно за счет расстояния (R) от него до растений. Для небольшого «точечного» светильника она варьируется обратно пропорционально квадрату этого самого расстояния (то бишь как 1/R2). Допустим лампа находится на высоте 20 см и дает 4950 лк. Опускаем ее до 10 см (0.5 R) – получаем 19 800 лк, поднимаем до 30 см (1.5 R) – имеем 2200 лк. Для линейного светильника зависимость будет без квадрата как 1/R.
Правда при корректировке высоты меняется размер освещаемой площади. Также надо учитывать, что лампы выделяют тепло и если будут слишком низко, то на листьях могут появиться ожоги. Проверить достаточно ли высоты можно поднеся руку к верхушкам растений – ежели не почувствуете тепла, значит все хорошо.
У используемых для подсветки растений ламп важна также характеристика, измеряемая в µмоль/с. Она показывает количество всех квантов света (фотонов), которые излучаются за секунду в спектральном интервале 400-700 нм. Имеет название Photosynthetic Photon Flux, то бишь фотосинтетического фотонного потока, и маркируется аббревиатурой PPF. Тогда PPFD – его плотность (density), которая зависит от площади облучаемой поверхности, определяется как µмоль/(с·м2) и отмечает сколько фотонов достигнет листьев.
Фактически PPF можно считать аналогом люменов, а PPFD – люксов. Для перевода значений друг в друга нужно знать зависящий от особенностей источника света коэффициент преобразования. Эти величины активно используются биологами, поскольку отражают не весь световой поток от лампы, а только необходимый для роста растений.
