После продолжительных сессий, посвященных изучению мануалов и информации на старых форумах, а также проведения различных экспериментов и медитаций, мне удалось разработать светильник, который имеет именно те характеристики, которые мне были необходимы.
Растения, которые растут в условиях полутени, часто испытывают дефицит элементов питания, что, как и все живые организмы, приводит их к остановке роста, развитию и цветению. Фотосинтез — это процесс, обеспечивающий растения полноценным органическим питанием, и он критически важен для их здоровья, так же как вода и минеральные соли, которые они получают из грунта.
Однако при недостатке света фотосинтетические процессы значительно замедляются. В результате этого наблюдается, что побеги растений становятся тонкими и вытянутыми, листья теряют насыщенность цвета и не достигают нормальных размеров.
Исследования показывают, что минимальная фотосинтетическая активность у растений начинается при уровне освещенности в 100 люкс. Для нормального развития растений требуется как минимум 1000 люкс, и желательно ещё больше. В то же время важно помнить, что избыточное освещение может быть вредным для некоторых видов растений. В таком случае их листья могут сморщиваться и приобретать пятна, подобные тем, что возникают от солнечных ожогов.
Определение качественного освещения для растений
При выборе освещения для растений нужно учитывать несколько факторов:
Качество света.
Каждая фаза роста растений имеет свои требования к спектру световых лучей. Например, для формирования зеленой массы необходимы голубоватые оттенки света, а для стимуляции роста корней и подготовки к цветению предпочтителен свет с желтыми и красными оттенками. Именно зеленоватые лучи способствуют фотосинтезу в листьях, обладающих плотной структурой.
Продолжительность светового дня.
Множество растений активно растет и цветет только при условии светового дня, длительность которого составляет не менее 14 часов, типично для летних месяцев. Однако существуют растения, такие как пуансеттия и каланхоэ, для которых оптимальное время светового дня не превышает 8-10 часов в сутки в течение двух осенних месяцев.
Интенсивность освещения.
Слабое освещение губительно для большинства растений. Идеальные условия для светолюбивых видов составляют около 100000 люкс — такой же уровень, как при прямом солнечном свете. Поскольку в домашних условиях достичь таких значений сложно, необходимо стремиться к оптимальным параметрам, исходя из потребностей ваших растений.
Создание нормальной световой среды для комнатных цветов
Как уже упоминалось ранее, продолжительность светового дня для растений должна составлять в среднем 13-14 часов. Также важно учитывать интенсивность света, используемого для освещения. Например, растения, которые обычно получают солнечный свет на открытых участках, могут заболеть, если вы используете недостаточно мощные лампы для освещения растений. Чтобы избежать этого, необходимо строго следовать режиму освещения.
Приблизительные нормы освещенности для активного роста и цветения растений:
Яркое освещение:
- Бильбергия, бугенвиллея, гардения, гибискус, кактусы (кроме эпифитных), каллистемон, кротон, орхидеи, пальмы, пеларгония, розы, суккуленты, цитрусовые.
Умеренное освещение:
- Амариллис, бегония, бертолония, гибискус, замия, каладиум, каланхоэ, микания, плющ, фикус, филодендрон, фатсия, хлорофиттум, хризантема.
Слабое освещение:
- Антуриум, бильбергия, дифенбахия, драцена, калатея, кордилина, маранта, папоротники, спаттифиллум, традесканция, фатсия, хамедорея.
Фотосинтез запускается даже при наличии минимального количества световой энергии, поэтому в природе не существует тенелюбивых видов растений. Существуют теневыносливые растения, которые менее требовательны к освещению, однако даже они нуждаются в дополнительном освещении, достигающем минимум 1000 люкс.
Расчет мощности ламп для освещения полки с растениями
Освещенность — это количество люменов светового потока на квадратный метр поверхности. Например, если у вас есть полка длиной 80 см и шириной 30 см, где расположены цветы с умеренными требованиями к интенсивности освещения, то общая площадь полки составит 0,8 х 0,3 = 0,24 (кв. м). Для достижения средней освещенности в 5000 люкс, вам понадобится ламп с световым потоком, равным 5000 х 0,24 = 1200 (лм). Если лампы будут размещены на высоте 30 см, учитывая потери света в 30 %, вам нужно будет увеличить световой поток до примерно 1700 лм.
Теперь, зная общее значение светового потока и световую отдачу различных типов осветительных приборов, можно вычислить необходимую мощность ламп для оптимального освещения растений на полке:
- Лампы накаливания. Светоотдача – 12-13 лм/Вт. Мощность: 1700÷12 = 141 (Вт). Это будет эквивалентно двум лампам по 75 Вт каждая.
- Люминесцентные лампы. Светоотдача – 65 лм/Вт. Мощность: 1700÷65 = 26 (Вт). В таком случае понадобятся, например, две лампы с рефлектором по 13-15 Вт.
- Светодиоды. Светоотдача – 100 лм/Вт. Мощность: 1700÷100 = 17 (Вт). Чтобы достичь нужного уровня освещения, достаточно двух ламп по 8-9 Вт.
Лампы накаливания не являются лучшим выбором для подсветки, поскольку в их спектре отсутствуют синие и голубые тона. Люминесцентные приборы также имеют недостаток – выделение тепла, которое может негативно сказаться на росте растений. В отличие от них, светодиоды лишены этих минусов и потребляют гораздо меньше энергии, имеют более длительный срок службы и не содержат ртути.
Эти расчеты являются теоретическими и могут варьироваться. Для более точного определения параметров освещенности полки может быть использован люксметр RADEX LUPIN, который также поможет определить реальный световой поток ламп, так как он не всегда соответствует данным, предоставленным производителем.
Нормы освещенности для растений
Ключевыми аспектами являются длина световых волн и уровень освещенности, который зависит от конкретного вида растения. Каждое растение имеет свои предпочтения и требования к освещению. Для нормального роста растений необходим неподвижный световой поток определенной интенсивности и цветовой температуры.
Рассмотрим нормы освещенности для рассады некоторых культур:
Минимальная освещенность, тыс. люкс:
- Все виды капусты, салат (кочанный и листовой)
- Томат, перец, баклажан, фасоль
- Кабачок, патиссон, тыква
- Огурец, арбуз, дыня
Величина освещенности, указанная выше, относится только к лампам белого света. Измерить уровень освещенности можно самостоятельно, используя люксметр. Для оценки фитосветильников, которые работают в узком диапазоне спектра, применяется другая величина, известная как фотосинтетически активное излучение (ФАИ). О ней будет подробно сказано ниже. Эту величину невозможно измерить самостоятельно, и нужно опираться на характеристики, указанные производителем в описании конкретного светильника.
Основное освещение и досветка фитосветильниками
Фитолампы используются в качестве основного источника освещения в следующих ситуациях:
- в пасмурные дни;
- в зимний период;
- в затенённых парниках или помещениях;
- в комнатах, где нет никакого источника естественного освещения.
Дополнительное освещение необходимо, если растения не получают солнечный свет. Период освещения в данном случае не должен превышать 12 часов. Рекомендуется включать освещение с 9:00 до 21:00, следя за тем, чтобы между светильником и растением сохранялось безопасное расстояние:
- Для бахчевых культур и огурцов — минимум 15-20 см.
- Для баклажанов, перцев и томатов — минимум 10-15 см.
Несоблюдение указанных условий может привести к ожогам растений, заметным по желтизне листьев. Это может стать причиной продолжительных заболеваний и в конечном итоге гибели растения, поэтому избыточное освещение нежелательно. Существует повышенный риск получения ожога даже при использовании фитолампы более 12 часов.
Повысить уровень освещенности для растений можно с помощью фольгированного или белого отражающего материала, который следует установить с всех сторон, кроме направления света. Для парников, теплиц и при выращивании рассады рекомендуется использование фитоламп мощностью 40 и 80 Вт. Лампочки на 20 Вт стоит использовать для дополнительного освещения комнатных и экзотических растений.
Белый свет
Выбор белого света обусловлен несколькими факторами.
Субъективный фактор: свет от сине-красных фитоламп мне визуально кажется неприятным, а белый свет с температурой 4000K является оптимальным для моих предпочтений. Стеллаж с растениями находится в жилом помещении, и эстетика как самого стеллажа, так и растений, которые я выращиваю, для меня очень важна. Это уже само по себе достаточно, но хотелось бы, чтобы растениям тоже было комфортно.
Биологический фактор: многочисленные исследования подтверждают, что белый свет действительно более эффективен, чем фитолампы. Эта тема была детально рассмотрена в других источниках, а также вызвала множество комментариев и различных мнений.
Экономический фактор: вопреки более привычным убеждениям, фитолампы стоят значительно дороже белых источников света. Скорее всего, это связано с распространёнными мифами о их превосходстве для растений. Изначально уменьшение доли зеленого света в спектре было связано с экономическими соображениями: зачем излучать зеленый свет, если растения его отразят? К тому же белые лампы производятся в гораздо больших масштабах, и цена за единицу у них низкая. Это всего лишь один из множества постов о качестве фитоламп. С дополнительными рассуждениями можно ознакомиться по ссылке: https://habr.com/ru/company/lamptest/blog/490292/
Таким образом, я пришёл к выводу, что мне нужен просто белый светодиодный свет. Вероятно, в будущем мне захочется дополнить освещение красными диодами, но на данный момент это меня более чем устраивает.
Фактически все растения довольно активно отреагировали на это освещение — мухоловки зацвели, мхи стали более густыми, а кислица разрослась до неузнаваемости.
Отдельно отмечу, что я был впечатлён статьёй уважаемого @BarsMonster на сайте habr.com/ru/post/144514/, но применять такие лампы в своих условиях я не решился. В случае попадания воды на такую лампу, возможен серьёзный инцидент, от которого может не остаться и следа от растений.
Освещенность
Высокий уровень освещенности требует использования большого количества диодов и значительной мощности. Эффективные размеры полок моего стеллажа составляют 80 х 50 см, и под растения используются пять полок. Одна полка предназначена для хищных растений, для нее нужно создать освещенность в 10 тысяч люкс. На остальных полках растения менее требовательны к освещенности, где достаточно 5 тысяч люкс. Это все еще значительно ярче, чем требуется для комфортной работы в офисах, где, согласно санитарным нормам, максимальная освещенность должна составлять 500 люкс. Прямой солнечный свет обеспечивает примерно 125000 люкс. Таким образом, у нас получается, что предлагаемые уровни освещения в 10 раз менее яркие, чем под солнцем, и в 10 раз более яркие, чем требуется в чертежных бюро. Экспериментально было установлено, что мощность в 30 Вт позволяет достичь освещенности в 5000 люкс, а 60 Вт — 10 000 люкс. В моем случае была собрана система из четырех полок по 30 Вт и одной полки на 60 Вт. Лампы без рассеивателей обеспечивают нужный эффект, но также необходимо устанавливать отражатель-радиатор для эффективного направления света вниз и его эффективного охлаждения.
В этот момент я понял, что не смогу найти готовые светильники, которые соответствовали бы всем моим требованиям. Открытые источники света, расположенные на полках с растениями, которые я иногда поливаю, особенно с удобрениями, создают повышенные требования безопасности. Я не хотел бы иметь дело с 150 вольтами, которые потребовались бы для последовательного подключения диодов, или, тем более, с 220 вольтами, которые требуются для драйвера, расположенного рядом с диодами.
Лампы ДРИ и МГЛ (MH)
Лампы ДРИ, или как их принято называть, металлогалогенные (МГЛ), являются газоразрядными источниками света, которые излучают в основном синий и ультрафиолетовый световой спектр, что делает их особенно эффективными на этапе вегетации. Такие лампы обладают высокой световой отдачей, доходящей до 140 люменов на ватт.
Для ламп ДНаТ, подобных МГЛ, в ограниченных пространствах потребуется дополнительно установить охладительное оборудование, так как при работе в гроубоксе они имеют тенденцию сильно нагреваться. Если же вы используете светильник типа ДРИЗ, то дополнительно охладительное устройство вам не потребуется, поскольку такие лампы уже имеют встроенный отражатель.
Лампы ЭСЛ
Энергосберегающие лампы (ЭСЛ) бывают двух типов: спиральные (компактные) и линейные. Они производят полезный световой поток, однако, к сожалению, не могут обеспечить его высокую интенсивность.
Эти лампы являются оптимальным решением для рассады и черенков, а также для растений, не требующих высокой интенсивности света. Такие лампы предлагают доступную цену и не требуют дополнительного охлаждения, что является преимуществом в ограниченном пространстве. Их также удобно использовать новичкам в сфере садоводства, которые не стремятся к получению быстрого роста и больших урожаев.
Дополнительные компоненты для ламп подсветки растений
Часто вместе с лампами не идут крепежи, так как светильники могут использоваться в различных местах с разными вариантами креплений. Поэтому, выбирая фитолампы, стоит внимательно ознакомиться с комплектом и, при необходимости, подбирать подгонки для установки и подключения. Перечень необходимых аксессуаров может быть довольно разнообразным: это удлинители, разветвители, стойки для подвеса, треноги, присоски, зажимы, скобы, переходники, штативы и так далее.
Для удобства можно также приобрести умную розетку, которая будет автоматически включать и выключать дополнительное освещение для растений. Такие розетки обычно оснащены таймером, который можно запрограммировать на определённое время. Это особенно удобно, если вы уезжаете в отпуск: лампа для подсветки растений будет включаться и выключаться в определённое время, что обеспечивает безопасность.
Можно ли заменить фитоламу чем-либо другим?
В качестве альтернативы фитолампе можно использовать светодиодные ленты для подсветки. Это доступное и довольно новое решение, которое выигрывает, прежде всего, благодаря легкости монтажа: лента легко приклеивается к любой гладкой поверхности. Длина светодиодной ленты может быть разной: от 2 до 5 метров, и при необходимости ее можно обрезать по специальным отметкам. Продаются ленты с адаптерами, так что не нужно будет ничего дополнительно приобретать.
А вы используете фитолампы для своих домашних растений?
