Luokka

1 Orvokit
Kuinka ruokkia hibiscusia kotona?
2 Orvokit
Pikkujalkapuu: kuva ja kuvaus, ominaisuudet ja mielenkiintoisia faktoja
3 Orvokit
"Confidor": käyttöohjeet, arvostelut
4 Pensaat
Calendula-tee: 8 reseptiä ja tippa haittaa

Image
Tärkein // Pensaat

Taimet: valo ja spektri


Monilla kukkakauppiaiden puutarhurit, jotka ovat yrittäneet kasvattaa taimia "aiemmin", ovat joutuneet epämiellyttävään esteeseen erinomaiselle sadolle "vetämällä" taimia (erityisen tärkeä, kun kylvetään keväällä ilman hyvää valoa)..

Tarkastellaan ongelman syitä ja etsitään tapoja korjata se..
Jotkut teoria ensin.

Päivänvalonspektri

Koulupöydästä kaikki tietävät, että lause "Jokainen O hustler haluaa tietää - G de S menee F azan" tarjoaa värit luettelon käänteisessä järjestyksessä (oikealta vasemmalle), joihin valonsäde hajotetaan taiteessa

Video valospektrin vaikutuksesta kasvien kasvuun.

Väri- tai spektrikomponentin pääominaisuus on aallonpituus, joka mitataan nanometreinä. Valkoiselle on tunnusomaista aallonpituus 400 - 800 nm. Taajuusalueella violetti on alareunassa (lyhyt aallonpituus, 400 nm) ja punainen yläosassa (pitkä aallonpituus, 800 nm). Ensimmäisessä tapauksessa kyse on ultraviolettisäteilystä, toisessa infrapunasäteilystä). Haluan huomata heti, että kasvien tapauksessa punainen jakautuu vain punaiseksi (660 nm) ja kaukana punaiseksi (730 nm), jotka molemmat ovat tärkeitä..

Esiintyy looginen kysymys: miksi päivänvalo on valkoinen ja ympäröivä maailma on värillistä? Miksi esineillä, ilmiöillä, esineillä on tämä tai sama väri ?
Vastaus on erittäin yksinkertainen: jos läpinäkymättömän esineen hiukkasilla on heijastusominaisuus, esimerkiksi punainen väri ja muiden värien imeytyminen, esine on punainen. Sama pätee muihin väreihin..

Fotosynteesi

Katsotaanpa aikuisen kasvaavan vihreän kasvin elämänprosessia. Edellytykset olemassaololle ovat: aurinko, ilma ja vesi (samoin kuin maaperän mineraaliravinteet).
Aurinko antaa kasvelle tarvittavan energian, ilma (tai pikemminkin hiilidioksidi, ts. Hiilidioksidi) on hiili, tärkein rakennusmateriaali, ja vesi on sen sisältämä happi molekyylitasolla.

Näiden kolmen komponentin vuorovaikutuksen seurauksena fotosynteesiprosessissa erityisen pigmenttiklorofyllin avulla muodostuu orgaanisia yhdisteitä - hiilihydraatteja.

Päivänvalossa vesi erottuu happea ja vetyä sekä energian varastointia.
Yöpimeässä energiavarantojen vuoksi havaitaan hiilidioksidin ja vedyn yhdistelmää, mikä johtaa hiilihydraattien muodostumiseen.

Tärkeä yksityiskohta on, että kaikki maan päällä olevat elävät esineet hengittävät happea, joka vapautuu fotosynteesin päivävaiheessa..

Photomorphogenesis

Valomorfogeneesi on joukko prosesseja, joita voidaan havaita kasvissa valon vaikutuksesta, jolle on ominaista monipuolinen spektrikoostumus ja voimakkuus.
Tässä tapauksessa valo ei ole niinkään energianlähde kuin merkinantoväline, joka säätelee kasvin elintärkeitä prosesseja, erityisesti kasvua ja kehitystä..
Tätä voidaan verrata liikennevalon toimintaan risteyksessä. Ellei säätöön kuulu puna-kelta-vihreä, mutta muut värit: sininen, punainen ja kaukana punainen.

Katso tarkemmin siementen itämisprosessia.
Pimeässä maaperässä herätessä siemen alkaa itää ja pyrkii ylöspäin kohti aurinkoa.
On huomattava, että jopa pinnallisesti kylvetyt siemenet ja yleensä valoisassa paikassa seisovat taimet tekevät kasvun hypyn yksinomaan yöllä, pimeässä. Siksi voit vain ihailla joukkoversoja vain aamulla..

Tarkastelemalla taas ja tarkkailemalla tarkoituksellista itämistä, joka pyrkii pintaan, voit huomata mielenkiintoisen ominaisuuden: se kasvaa nopeasti, kunnes se vastaanottaa luonnonsignaalin "Voit hidastaa, olet jo pinnalla, joten selviit".
Tämä ilmoitus hänelle ei ole ilma, kosteus tai seismiset tärinät, vaan lyhytaikainen punaisen säteilyn impulssi (ajatellaan, että ihmiset ovat lainanneet vastaavan liikennesignaalin luonnosta).

Ennen valoviestin vastaanottamista itä on etioloidussa tilassa, jolle on ominaista vaalea ulkonäkö ja koukkumainen muoto..

Havaittu koukku ei ole muuta kuin epikotyyli tai hypokotyyli, ts. tapa suojata munuaista (kasvupiste), jota tarvitaan hänen vaikealla tiellä aurinkoon.

Edellä mainittu tila jatkuu, kunnes kasvu jatkuu pimeässä..
Kasvin poistamiseksi tästä tilasta päivittäinen lyhytaikainen valaistus tulisi suorittaa 5-10 minuutin ajan..

punainen väri

Katsotaanpa tarkemmin kuvatun ilmiön syitä. Osoittautuu, että klorofyllin lisäksi jokainen kasvi sisältää toisen erittäin tärkeän pigmentin - fytokromin, proteiinin, joka kasvattaa kasvin kykyä vangita valoa ja sen spektrivärit.
Kasvokromin erottuva piirre on, että se pystyy olemaan kahdessa muodossa, jotka eroavat toisistaan ​​ja riippuvat vastaavasti punaisesta valosta (660 nm) ja kaukana punaisesta valosta (730 nm). Siksi kahden tyyppisen punaisen valon säteilyttäminen vuorotellen vastaa päälle / pois-kytkimen käsittelyä..

Kuvaillut kasvikromin ominaisuudet ovat vastuussa kasvien "päivittäisen rutiinin" noudattamisesta ja elinkaaren tiheyden hallinnasta..
Lisäksi tämä pigmentti on vastuussa myös kukinnan kasveista. No, kuten rakas lukija on jo arvata voinut, kasvien varjokestävyys ja valofiilisyys liittyvät myös kasvikroomiin.

Nyt ilmiön periaate käy selväksi, jonka ansiosta poistumisprosessi alkaa itämisessä, joka on ilmestynyt pintaan ja saanut jopa lyhytaikaisen osan valaistuksesta,.
Kaikki tämä johtuu tavallisen punaisen valonsäteen säteilystä, joka päiväsaikaan on paljon enemmän kuin kaukana punaista.

Utelias amatööripuutarhuri ihmettelee varmasti kuinka erottaa 2 punaisen valon tyyppiä ?
Vastaus on erittäin yksinkertainen. Kuten kaikki tietävät, punainen valo rajoittuu infrapunaan, ts. lämpösäteily, mikä tarkoittaa, että mitä lämpimämpi iho havaitsee valon, sitä enemmän se vallitsee kaukaisissa punasäteissä.
Idea kuvatusta ominaisuudesta voidaan saada yksinkertaisesti tuomalla kättä tavanomaiseen hehkulamppuun ja sitten "kylmempään" loisteputken loisteputkeen..

Sininen valo

Saatuaan selville tilanteen punaisella valolla, pistetään i-asiat sinisellä valolla - artikkelin alussa annetulla lastenlaskentahuoneen fasaanillamme, joka ilmentää suoraan spektrin violetti-sinistä osaa - ja selvitetään kuinka se vaikuttaa kasvien elämään.
On huomattava, että kelta-vihreän värin olemassaolo tai puuttuminen ei millään tavoin vaikuta kasvin kehitykseen..

Joten, sininen valo on erittäin tärkeä, koska se sisältää toisen pigmentin - kriptokromin, joka on hyvin herkkä valolle 400-500 nm: n alueella..
Kypsissä kasveissa sininen on vastuussa lehtien vatsan leveyden säätelemisestä, lehtien vetämisestä auringon jälkeen ja siementen itävyyden ja varren kasvun estämisestä. Viimeinen kohta on erittäin tärkeä estääksesi taimien "vetämisen".
Toinen mielenkiintoinen havainto, joka liittyy varren kasvun tukahduttamiseen: valaistuksen puolelta solujen kasvu estyy, joten varsi taipuu kohti valonlähdettä.
Ehkä jokaisella oli mahdollisuus nähdä taimet taivutettuina kohti ikkunaa.
Nyt tämä johtuu sinisestä valosta. Tätä ilmiötä kutsutaan fototropismiksi..

Spektrin ultraviolettiosalla, joka viittaa myös siniseen väriin, estyy solujen pidentyminen, mutta kiihdytetään niiden vaikutusta.
Siksi alppikasveilla on tainnutusmuoto ja varjoisissa paikoissa tai lasin alla kasvavat "sukulaiset" päinvastoin venyvät.

Käytännön johtopäätökset

Yritetään tehdä itsellemme tiettyjä johtopäätöksiä, jotka auttavat meitä käytännössä..
Ensinnäkin, olemme kiinnostuneita asunnon olosuhteista varhain keväällä ja siitä johtuvasta keinotekoisen valaistuksen tarpeesta (lyhyiden kesäaikojen takia), jolla on suuri merkitys meitä odottavien monien vaarojen vuoksi. Ilmeisesti kaikki on myöhemmin paljon helpompaa avoimen tilan olosuhteissa (esimerkiksi puutarhassa), koska aurinko ottaa valaistuksen roolin..

Ensimmäinen kysymys herää: missä on paras paikka sijoittaa taimet? Pimeässä tai valossa ?

1) Valossa.
Etu - heti itämisen jälkeen varmistetaan, että ampuu saa tarvittavan punaisen valon annoksen toipuakseen etioloidusta tilasta.
Haitta - on mahdollista havaita estävä vaikutus siementen kehitykseen.

2) pimeässä.
Etu - enemmän itämismahdollisuuksia, koska sinisen ja punaisen valon mahdollinen estävä vaikutus on poissuljettu.
Haittana on "pitkänomaisten" taimien mahdollinen ulkonäkö, ellei ajoissa reagoida syntyviin taimeihin.

Ensimmäinen vaihtoehto näyttää paremmalta, jos koko vapaa-aikaa ei ole mahdollista omistaa taimeille..
Mutta seuraava vaihtoehto on paras ratkaisu. Päivän aikana taimet ovat pimeässä paikassa ja yöllä kasvien kasvun aikana aseta ne ikkunalaudalle valoa kohti. Yön itämisen jälkeen täällä on aamu aurinko. Silloin tulee olemaan kuin sananlaskussa: "Ja susia ruokitaan, ja lampaat ovat turvassa"..
Amatöörille on myös toinen vaihtoehto: pilvisellä säällä 10 minuuttia paistaa taimeille aamulla keinovalolla.

Toinen tärkeä kysymys: millaista lamppua käytetään.
Tässä on ensinnäkin otettava huomioon laitteen spektriominaisuudet, ja teho ja muut parametrit ovat jo toissijaisia. Huolimatta siitä, että valmistaja voi toisinaan koristaa tietoja, tarvittavat tiedot löytyvät ilman ongelmia.
Tietenkin, tämä ei koske ammattilaitteita..

Perinteiset hehkulamput eivät ole täysin sopivia, koska ne sisältävät liikaa infrapuna- ja keltaista säteilyä, mutta hyvin vähän sinistä. Tätä taustaa vasten päivänvalon loistelampun käyttö näyttää olevan paljon tarkoituksenmukaisempaa, koska sinisen värin määrä on riittävä ja punaisella spektrillä säteilytetty vähän.
Tietenkin on parasta käyttää keinotekoista valaistusta aikaisin aamulla ja / tai myöhään, jolloin kasvit voivat nauttia auringonvalosta ikkunasta päivän aikana..

Tiivistäen kaiken, mitä on kirjoitettu, annan itseni mukauttaa sateenkaaren laskentariimiä eri tavalla, joka on ominaista meille, puutarhurit.

Annetaan sen sijaan, että "Jokainen hotnik haluaa tietää - G de S go F azan",
siellä on "Jokainen F orin G -detaatti, missä on gallioita" - kasvien kasvaessa punainen, violetti ja sininen ovat erittäin tärkeitä, kun taas vihreällä, keltaisella ja oranssilla ei ole melkein mitään merkitystä.

9 vinkkiä kasvien fytolampun valitsemiseksi

Talvikuukausina taimista puuttuu kipeästi auringonvaloa, koska päivä ei kestä kauan. Kasvit tarvitsevat keinotekoista valaistusta. Tarjotakseen riittävästi valoa viljelijät käyttävät kasvipolameja. Mutta kaikki eivät anna sinun saada erinomaista istutusmateriaalia uloskäynniltä..

Mitä kannattaa valita kasvislamppua valittaessa? Ota selvää artikkelistamme.

FYTOLAMPPUJEN YLEISET VAATIMUKSET

  • oikea valonspektri (sininen ja punainen)
  • oikea virta
  • tarvitsemasi muoto
  • minimaalinen lämmöntuotto
  • energiatehokkuus
  • luotettavuus

MITÄ FYTOLAMPIN TYYPPI VALITTAVA

Hehkulamppu

Ei sovellu taimien lisävalaistukseen, koska se antaa heikkoja tuloksia. Perinteiset lamput loistavat pääasiassa keltaisessa ja vihreässä spektrissä, joilla ei ole vaikutusta kasvullisiin prosesseihin. Lisäksi ne kuumentavat taimet huomattavasti, mikä voi vahingoittaa niitä, kuluttaa paljon energiaa, ovat lyhytaikaisia ​​ja tehottomia..

luminescent

Erittäin yleinen tyyppi taimien kasvattamiseen. Luminesoivat fytolamput ovat taloudellisia ja edullisia, eivät tuota lämpöä eivätkä polta kasveja. Ne kattavat sinisessä spektrissä olevien kasvien tarpeet, mutta ne säteilevät vähän punaista eivätkä aivan oikealla alueella. Emme voi puhua tällaisten lamppujen kestävyydestä, koska kuudessa kuukaudessa valoaine paistaa huonommin. Loistelamppujen teho on huonompi kuin muun tyyppisillä lampuilla, ne syttyvät pitkään, välkkyvät ja vaikuttavat huonosti visioon.

Saatat pitää siitä hyödyllistä

Energiansäästö

Tämä on loistelamppujen alatyyppi, jotka ovat sopivia valaisemaan yksittäisiä kasveja ruukuissa. Ne voidaan asettaa jopa tavanomaisiin pöytävalaisimiin. He eivät voi polttaa kasvia, koska ne lähettävät vähän lämpöä. Voit valita oikean spektrin kullekin kasvukaudelle. Energiansäästölamput käyttävät vähän energiaa ja kestävät kauan.

natrium

Käytetään yleensä suurissa kasvihuoneissa ja huonosti kotitalouskäyttöön. Etujen joukossa on huomionarvoista hyvä valoteho ja kestävyys. Ne ovat kuitenkin kodille liian voimakkaita, ne voivat polttaa kasveja, niiden valo on haitallista silmille. Valovirran fokusoinnissa on vaikeaa, joten paljon energiaa hukkaan. Natriumlamput loistavat punaisella spektrillä eivätkä voi kattaa sinisessä spektrissä olevien taimien tarpeita. Lisäksi ne ovat kalliita, niiden käynnistäminen vie kauan ja niitä on vaikea hävittää..

Saatat pitää siitä hyödyllistä

LED

Tulevaisuus kuuluu LED-fytolamppuihin, koska niillä ei ole muun tyyppisiin lamppuihin liittyviä haittoja. Ne kykenevät lähettämään tarkalleen valospektrin, jota kasvit tarvitsevat eri vaiheissa. Voit muuttaa spektriä milloin tahansa yksinkertaisesti asettamalla muut LEDit päälle.

Tällaisilla fytolampuilla on alhainen lämmönhajoaminen, joten ne eivät pysty vahingoittamaan taimia. Ne ovat taloudellisia ja energiatehokkaita laitteita, jotka kuluttavat 70% vähemmän energiaa kuin hehkulamput. LED-lamput ovat luotettavia, ne eivät hajoa voimakkuudella ja ovat kestäviä - ne toimivat jopa 50 000 tuntia. Tarpeeksi monta vuotta, kun taas säteilyn voimakkuus ei heikkene ajan kuluessa. Ne ovat terveydelle turvallisia, ympäristöystävällisiä eikä vaadi erityisiä hävittämisolosuhteita. LED-fytolamput ovat kompakteja ja helppokäyttöisiä - E27-pohjainen lamppu voidaan ruuvata tavalliseen pöytälevyyn.

Ainoa näennäinen haittapuoli on hinta, mutta jos sinulla on vakavia aikomuksia, LED-kasvilamppu maksaa itsensä muutamassa vuodessa, ja kaikki sen edut kattavat enemmän kuin tämä haitta. Lisäksi tekniikka ei ole paikallaan, LEDit ovat yleistymässä ja niiden hinnat laskevat..

MITÄ SPEKTRIÄ TARVITTAA

Kasvit eivät tarvitse vain valoa kasvaakseen, vaan tietyn spektrin valoa. Vihreällä ja keltaisella ei ole kehitysvaikutuksia - ne voidaan laiminlyödä. Kasvit reagoivat parhaiten punaiseen ja siniseen, yleensä enemmän punaisia ​​merkkivaloja..

Sininen auttaa siemeniä itämään, stimuloi juurijärjestelmää, edistää vahvan varren kehitystä. Punaista tarvitaan kukinnan ja hedelmien kehitykseen. Sinisen ja punaisen yhdistelmä vaikuttaa harmonisimmin taimien kasvuun.

Kaikesta sinisestä ja punaisesta valosta ei kuitenkaan ole hyötyä. Tehokkaalle fotosynteesille vaaditaan spesifiset aallonpituudet: 440–460 nm siniselle, 640–660 nm punaiselle (katso pakkausarvot). Jos nämä numerot poikkeavat suuresti toiseen suuntaan, sellaista lamppua ei kannata ostaa..

LED-kasvinsuojelulamput, joissa on lisätty valkoista valoa, ovat myös yleisiä. Ne voidaan sijoittaa asuinalueille, ja niiden valo ei ärsytä ihmisiä.

MITÄ FYTOLAMPIN MUOTOA TARVITTAVAT

Pyöristää

Sopii sädetelineisiin, yksittäisiin ruukkuihin, pieniin määriin taimiin. Näillä valaisimilla on usein vakiojalusta, joten ne voidaan ruuvata tavalliseen pöytävalaisimeen..

Lineaarinen

Paras niille, joilla on pitkät taimirivit, kuten ikkunalaudalle tai hyllylle.

Neliö

Neliönmuotoista LED-kasvipaneelia tarvitaan suuren määrän telineeseen sijoitettujen taimien valaistamiseen.

Nauha

Jos haluat tehdä sen itse, voit ostaa sinisiä ja punaisia ​​LED-nauhoja ja määrittää minkä tahansa koon ja muodon taustavalon tarpeitasi vastaavaksi.

valokeila

Noin sama kuin yksi pyöreä kasvilamppu, mutta se pystyy valaisemaan suuren alueen kaukaa.

KATSO RADIATORIALUE

Koska fytolamput toimivat 12-16 tuntia päivässä, LEDit kuumenevat. Siksi lamput on varustettu alumiinilämmittimillä tuotetun lämmön poistamiseksi. Pyöreissä lampuissa ne ovat ympyrässä lampun takana, lineaarisissa ja neliöllisissä lampuissa itse runko toimii. Sinun on varmistettava, että jäähdytyselementti on riittävän suuri, jotta ledit eivät ylikuumene. Diodin lämpötilan ei tulisi olla korkeampi kuin 70 astetta, muuten se ei toimi pitkään. Hyvin tasapainoisissa LED-lamppuissa on vähän lämmönhöyryä, ne eivät kuumene itsestään tai lämmitä kasveja.

Kuinka paljon kasvinsuojeluainetta tarvitset (vesissä)

Korostettavan vyöhykkeen pinta-ala määrittää, kuinka monta kasvipolaria ja minkä voiman tarvitset ostaa.

  • 40-45 W / m² ikkunalaudalle
  • 90-160 W / m², jos keinotekoinen valaistus

On pidettävä mielessä, että diodeja ei saada täydellä teholla, muuten ne palavat nopeasti. Diodin todellisen tehon selvittämiseksi sinun tulee jakaa nimellisteho kahdella.

MATERIAALIEN LAATU

Kestävyys on yksi LED-lamppujen tärkeimmistä eduista. Jos lamppu on tarkoitettu kestämään, se palvelee sinua monta vuotta. Etsi fytolamput, jotka on valmistettu laadukkaista materiaaleista: alumiinista, teräksestä, kestävästä muovista.

HUOMIO TAKUUAIKAAN

Kuten mainittiin, LEDit on suunniteltu kestämään useita vuosia. Siksi sinun pitäisi epäillä valmistajia, jotka antavat takuun vuodeksi tai vähemmän. Tämä voi tarkoittaa huonoa laatua ja halpoja materiaaleja. Osta lamput, joiden takuu on vähintään kaksi vuotta.

Etäisyys fytolampista kasveihin

Mitä lähempänä kasvislamppu on taimille, sitä paremmin sen työ vaikuttaa. Sitä ei pidä kuitenkaan asettaa liian lähelle, muuten kasvit voivat ylikuumentua tai palaa..

Katso ohjeita, kun ostat kasvinsuojelulaitetta taimeille. Oikea viljelijä kirjoittaa aina suositellun etäisyyden lampusta kasviin. Yleensä se on 20-45 senttimetriä. Tämä on etäisyys kasvien yläosaan, joten muista nostaa lamppu kasvatessaan..

AIKANA

Eri kasveja on valaistava eri tuntimäärään päivässä:

  • tomaatit - 14-16 tuntia
  • kurkut - 14-15 tuntia
  • kaali - 15-16 tuntia
  • pippuri - 9-10 tuntia
  • munakoiso - 8-13 tuntia
  • salaatti - 9 tuntia
  • retiisi, selleri - 12-16 tuntia

Älä unohda, että taimet vaativat myös täydellistä pimeyttä. Pidä tauko yöllä.

Lisäksi kasvislamppuja voidaan käyttää luonnollisen valon korvaamiseen kokonaan, jos kasvatat taimia huoneessa, jossa ei ole ikkunoita (esimerkiksi kellarissa).

Ole varovainen ostaessasi kasvipolaria tarkistamattomiin paikkoihin. Tämä pätee erityisesti LED-lamppuihin. Markkinat ovat täynnä halpoja väärennöksiä, jotka saattavat loistaa väärin spektristä, aallonpituus voi olla väärä, valaisimet voivat olla valmistettu huonolaatuisista materiaaleista ja siksi ne eivät kestä kauan, ilmoitettu teho ei välttämättä vastaa todellisuutta. Harkitse suosituksiamme, tutkia ehdotuksia huolellisesti ja valitse ihanteellinen vaihtoehto itsellesi!

Kiirehdi ostamaan kaiken tarvitsemasi taimenviljelyyn kotona päivitetyssä muodossa OBI-luettelo.

Yksiväriset LED-lamput

LED-lamput ovat nykyaikaisimpia valonlähteitä, vaikka niillä on useita etuja:

Yksi LED-lamppujen eduista on niiden alhainen virrankulutus. Verrattuna perinteisiin hehkulamppuihin, ne kuluttavat 10 kertaa vähemmän energiaa, verrattuna energiansäästölamppuihin 2–3 kertaa vähemmän.

LED-lamppujen luotettavuus on erittäin korkea ja keskimäärin 50 000 tuntia, mikä on 50 kertaa enemmän kuin perinteisessä hehkulampussa..

Jos jokin LEDistä palaa, lamppu on täysin toiminnassa.

Ne toimivat vakaasti 80 - 230 volttia, kun taas niiden kirkkaus vakautetaan sisäisellä elektroniikkapiirillä.

LED-lamppujen valoteho on erittäin korkea ja saavuttaa 120 lumenia / watt - enemmän kuin minkä tahansa muun tyyppisillä lamppuilla.

Niiden toimintaan ei tarvita lisäkäynnistys- ja ohjauslaitteita (liitäntälaite), kaikki tarvittava elektroniikka sijaitsee lampun sisällä.

Pieni koko, lujuus, tärinänkestävyys. Lamppu ei rikkoudu, vaikka se putoaa lattialle.

Alhainen lämmöntuotto mahdollistaa niiden käytön palovaarallisissa paikoissa, esimerkiksi joustavien kattojen sisällä.

LED-lampuissa ei ole käynnistysviivettä, kuten loistelampuissa. Käynnistysaika ei ylitä 0,001 sekuntia.

Toistuva kytkeminen päälle ja pois päältä ei vähennä luotettavuutta ja niiden käyttöikää, kuten perinteisten lamppujen tapauksessa.

LED-lampuissa ei ole esimerkiksi loistelamppuihin kuuluvaa välkkymistä, koska ne toimivat yleensä tasavirralla, joten niillä ei ole haitallisia vaikutuksia silmiin ja ihmisen psyykeyn.

Matala ultravioletti- ja infrapunasäteily, joten ne eivät houkuttele erilaisia ​​hyönteisiä. Matala radiotaajuinen säteily.

LED-valot ovat täysin hiljaisia, mikä tekee niistä välttämättömän valonlähteen kirjastoissa, sairaaloissa, toimistoissa jne..

LED-lamput säilyttävät vakaat valo- ja väriominaisuudet koko käyttöiän ajan, valovirta käytännössä ei vähene ajan kuluessa.

LED-lamppujen käyttö on turvallista valaista suihkulähteitä, uima-altaita ja jopa saunoja.

LED-lamput tarjoavat korkean kontrastin ja korkean värintoistoindeksin Ra.

Värillisiä LED-valoja käytettäessä on mahdollista saada erilaisia ​​spektriominaisuuksia ilman valosuodattimia.

Mahdollisuus saada suunnattua säteilyä ilman lisälinssien ja heijastimien käyttöä.

LED-lamppujen valoominaisuudet ovat käytännössä riippumattomia ympäristön lämpötilasta.

Toisin kuin energiansäästölamput, LED-lamput käynnistyvät täydellisesti ja toimivat matalissa lämpötiloissa.

Elohopeahöyryjen puuttuminen LED-lampuista eliminoi elohopeamyrkytyksen käytön ja prosessoinnin aikana.

Valaisimet, joiden syöttöjännitettä ei nimenomaisesti ilmoiteta nimessä, on suunniteltu toimimaan 220 V jännitteellä.

Voit tarkastella tuotteen mittapiirroksia napsauttamalla kuvan vasemmassa yläkulmassa olevaa pienen paksuuden kuvaketta

Jos haluat saada linkin haluttuun kohtaan selaimen komentorivillä, napsauta ketjun kuvaketta sen oikeassa yläkulmassa

Kuinka vaihtaa LED-suuntavalo E14-rungossa?

Usein tapahtuu, että valaisimia, joilla on vaadittu teho tai väri, ei ole saatavana, mitä tehdä?

Ratkaisu on hyvin yksinkertainen. Ota lamppu, jolla on GU5.3-jalusta (niiden valikoima on hyvin monipuolinen) ja sovitin E14-kannasta GU5.3: een.

Kasvien valaistus valkoisilla LEDillä

Fotosynteesin intensiteetti punaisessa valossa on suurin, mutta pelkästään punaisessa valossa kasvit kuolevat tai niiden kehitys on häiriintynyt. Esimerkiksi korealaiset tutkijat [1] osoittivat, että puhtaan punaisella valaisemalla kasvaneiden salaattien massa on suurempi kuin punaisen ja sinisen yhdistelmällä valaistuna, mutta lehdet sisältävät huomattavasti vähemmän klorofylliä, polyfenoleja ja antioksidantteja. Ja Moskovan osavaltion yliopiston [2] biologian laitos havaitsi, että kiinalaisen kaalin lehtiä kapeakaistaisella punaisella ja sinisellä valolla (verrattuna natriumlampulla valaistuihin) sokerien synteesi vähenee, kasvu estyy ja kukintaa ei tapahdu..


Kuva. 1 Leanna Garfield, Tech Insider - Aerofarmit

Millaista valaistusta tarvitaan, jotta saadaan täysin kehittynyt, iso, aromaattinen ja maukas kasvi, jolla on kohtuullinen energiankulutus?

Kuinka arvioida lampun energiatehokkuutta?

Tärkeimmät mittarit fytolight-energiatehokkuuden arvioinnissa:

  • Fotosynteettinen fotonivirta (PPF) mikromoleina joulua kohti, toisin sanoen 1 J sähköä kuluttaneen lampun lähettämien valokvanttien lukumäärällä alueella 400-700 nm.
  • Saanto Photon Flux (YPF), tehokkaina mikromoleina joulea kohden, ts. Kvantisummina 1 J sähköä kohden, ottaen huomioon tekijä - McCree-käyrä.

PPF osoittautuu aina hiukan korkeammaksi kuin YPF (McCree-käyrä normalisoidaan yhdeksi ja suurimmassa osassa aluetta on vähemmän kuin yksi), joten valaisimien myyjien on hyödyllistä käyttää ensimmäistä mittaria. Toinen mittari on ostajille kannattavampaa käyttää, koska se arvioi energiatehokkuuden paremmin.

Suuret maatilat, joilla on laaja kokemus ja laskevat rahaa, käyttävät edelleen natriumlamppuja. Kyllä, he ovat valmiita ripustamaan heille toimitetut LED-lamput kokeneiden sänkyjen päälle, mutta eivät suostu maksamaan niistä.

Kuv. Kuvio 2 osoittaa, että natriumlampun hyötysuhde riippuu voimakkaasti tehosta ja saavuttaa maksimiarvon 600 W. Tyypillinen optimistinen YPF-arvo 600–1000 W natriumlampulle on 1,5 eff. μmol / J. 70-150 W natriumlampuilla on puolitoista kertaa vähemmän tehokkuutta.

Kuva. 2. Kasvien natriumlampun tyypillinen spektri (vasen). Tehokkuus lumeneissa / watti ja tehokkaissa mikromoleissa Cavita-, E-Papillon-, Galad- ja Reflax-sarjan natriumlampuissa kasvihuoneille (oikea)

Mikä tahansa LED-valaisin, jonka hyötysuhde on 1,5 eff. μmol / W ja kohtuullinen hinta, voidaan pitää natriumlampun arvokkaana korvauksena.

Punaisen-sinisen fytolamppujen kyseenalainen tehokkuus

Tässä artikkelissa emme esitä klorofyllin absorptiospektriä, koska on väärin viitata niihin keskustelussa valonvuon käytöstä elävässä kasvissa. Klorofylli in vitro, eristetty ja puhdistettu, todella absorboi vain punaista ja sinistä valoa. Elävässä solussa pigmentit absorboivat valoa koko alueella 400–700 nm ja siirtävät energiansa klorofylliin. Arkin valon energiatehokkuus määritetään "McCree 1972" -käyrällä (kuva 3).

Kuva. 3. V (λ) - ihmisen näkyvyyskäyrä; RQE, kasvin suhteellinen kvantitehokkuus (McCree 1972); σR ja σFR - fytokromin punaisen ja kaukana punaisen valon absorptiokäyrät; B (λ) - sinisen valon fototrooppinen hyötysuhde [3]

Huomaa: punaisen alueen maksimitehokkuus on puolitoista kertaa suurempi kuin vihreän minimitehokkuus. Ja jos hyötysuhde keskitetään mille tahansa leveälle kaistalle, ero muuttuu vielä vähemmän havaittavaksi. Käytännössä osan energian uudelleenjakautuminen punaisesta alueesta valon vihreään energiafunktioon joskus päinvastoin päinvastoin kasvaa. Vihreä valo kulkee lehtien paksuuden läpi alempiin kerroksiin, kasvin tehokas lehtipinta-ala kasvaa dramaattisesti ja esimerkiksi salaatin sato kasvaa [2].

Kasvien valaistus valkoisilla LEDillä

Kasvien valaistuksen energista toteutettavuutta tavallisilla LED-valkoisilla LED-lampuilla tutkittiin julkaisussa [3].

Valkoisen LEDin spektrin ominaismuoto määritetään:

  • lyhyiden ja pitkien aaltojen tasapaino korreloidessa värilämpötilaan (kuva 4, vasen);
  • spektrin täyttöaste, korreloiva värintoiston kanssa (kuva 4, oikea).

Kuva. 4. Valkoisen LED-valon spektrit, joissa on yksi värintoisto, mutta eri värilämpötila CCT (vasen) ja yksi värilämpötila ja erilainen värientoisto R(oikealla)

Erot valkoisten diodien spektrissä yhdellä värintoisto- ja yhdellä värilämpötilalla ovat hienoisia. Siksi voimme arvioida spektristä riippuvaisia ​​parametreja vain värilämpötilan, värintoiston ja valotehokkuuden perusteella - parametrit, jotka on kirjoitettu tavanomaisen valkoisen valon lampun etikettiin..

Sarjavalkoisten LED-valojen spektrien analyysitulokset ovat seuraavat:

1. Kaikkien valkoisten merkkivalojen spektrissä, jopa alhaisissa värilämpötiloissa ja suurimmalla värintoisto-ominaisuudella, kuten natriumlamppuissa, on hyvin vähän kaukana punaista (kuva 5).

Kuva. 5. Valkoisen LEDin spektri (LED 4000K R= 90) ja natriumvaloa (HPS) verrattuna kasvien siniselle (B), punaiselle (A_r) ja kaukana punaiselle valolle (A_fr) alttiiden spektrifunktioihin

Luonnollisissa olosuhteissa jonkun toisen lehtien katosten varjuttama kasvi saa enemmän punaista kuin läheinen, mikä laukaisee valoa rakastavissa kasveissa "varjovälitysoireyhtymän" - kasvi venyy ylöspäin. Esimerkiksi tomaattien, kasvuvaiheessa (ei taimien!), Etäisyys punaisesta tarvitaan ojentamiseksi, kasvun lisäämiseksi ja käytössä olevan kokonaispinta-alan vuoksi, ja näin ollen sato tulevaisuudessa.

Vastaavasti valkoisten ledien ja natriumvalon alla kasvi tuntuu avoimen auringon alla ja ei veny..

2. Sinistä valoa tarvitaan reaktiolle, joka "seuraa aurinkoa" (kuva 6).


Kuva. 6. Fototropismi - lehtien ja kukien kääntäminen, varret venytettäessä valkoisen valon siniseen komponenttiin (kuva Wikipediasta)

Yhdessä watissa 2700K valkoista LED-valoa on fytoaktiivista sinistä komponenttia kaksinkertainen kuin yhdellä watti natriumvaloa. Lisäksi fytoaktiivisen sinisen osuus valkoisessa valossa kasvaa suhteessa värilämpötilaan. Jos esimerkiksi koristekukkia on käännettävä ihmisiä kohti, niitä tulisi valaista tältä puolelta voimakkaalla kylmällä valolla, ja kasvit paljastuvat.

3. Valon energia-arvo määritetään värilämpötilan ja värintoiston avulla, ja se voidaan määrittää 5% tarkkuudella kaavalla:


missä on valoteho lm / W, yleinen värintoistoindeksi, korreloitu värilämpötila Kelvin-asteina.

Esimerkkejä tämän kaavan käytöstä:

A. Arvioidaan valkoisen valon parametrien perusarvoja, minkä valaistuksen tulisi olla, jotta saadaan esimerkiksi 300 virtausvirta tietylle värintoisto- ja värilämpötilalle. μmol / s / m2:

Voidaan nähdä, että lämpimän valkoisen valon käyttö, jossa on korkeaväriset renderöinnit, mahdollistaa hieman alhaisemman valaistuksen käytön. Mutta jos otamme huomioon, että korkean värintoiston lämpimän valon LEDien valovoima on hiukan alhaisempi, käy selväksi, että värilämpötilan ja värintoiston valinta ei voi olla energisesti merkitsevä voittaakseen tai menettääkseen. Voit säätää vain fytoaktiivisen sinisen tai punaisen valon osuutta.

B. Arvioi tyypillisen yleiskäyttöisen LED-valaisimen soveltuvuus mikroviljojen kasvattamiseen.

Olkoon 0,6 × 0,6 m valaisin kuluttava 35 W, värilämpötila 4000 K, värintoisto Ra = 80 ja valoteho 120 lm / W. Silloin sen hyötysuhde on YPF = (120/100) ⋅ (1,15 + (35 - 80 - 2360) / 4000) eff. μmol / J = 1,5 eff. μmol / J. Se kerrottuna kuluneella 35 W: llä on 52,5 eff. μmol / s.

Jos tällainen lamppu lasketaan riittävän matalalle mikrokasvien sängylle, jonka pinta-ala on 0,6 × 0,6 m = 0,36 m 2, ja siten vältetään valohäviöt sivuille, valaistustiheys on 52,5 eff. μmol / s / 0,36 m 2 = 145 eff. μmol / s / m 2. Tämä on noin puolet yleisesti suositelluista arvoista. Siksi valaisimen teho on myös kaksinkertaistettava..

Erityisen tyyppisten valaisimien fytoparametrien suora vertailu

Vertaillaan tavallisen, vuonna 2016 valmistetun toimistokatto-LED-valaisimen fytoparametreja erikoistuneisiin fyto-valaisimiin (kuva 7).

Kuva. 7. Kasvihuoneiden tyypillisen 600 W natriumlampun, erikoistuneen LED-kasvilampun ja yleisen huonevalaistuksen lampun vertailuparametrit

Voidaan nähdä, että tavanomaisella yleisvalaisimella, jossa on irrotettu hajotin, kun kasveja valaistaan, energiatehokkuus ei ole huonompi kuin erikoistuneella natriumlampulla. Voidaan myös nähdä, että punaisen sinisen valon fytolamppu (valmistajaa ei tarkoituksella nimetä) on valmistettu alemmalle teknologiselle tasolle, koska sen kokonaistehokkuus (watteissa olevan valovirran tehon suhde verkosta kulutettuun energiaan) on huonompi kuin toimistovalaisimen tehokkuus. Mutta jos puna-sinisen ja valkoisen lampun hyötysuhteet olisivat samat, fytoparametrit olisivat myös suunnilleen samat!

Spektreistä voidaan myös nähdä, että punainen-sininen fytolamppu ei ole kapeakaistainen, sen punainen kumpu on leveä ja sisältää paljon kauempana punaista kuin valkoisessa LEDissä ja natriumlampussa. Tapauksissa, joissa vaaditaan kaukana punaista, tällaisen valaisimen käyttö yksinään tai yhdessä muiden vaihtoehtojen kanssa voi olla suositeltavaa..

Arvio valaistusjärjestelmän energiatehokkuudesta kokonaisuutena:

Kirjoittaja käyttää Intech Engineeringin toimittamaa UPRtek 350N -käsispektrometriä (kuva 8).


Kuva. 8. Kasvien valaistusjärjestelmän auditointi

UPRtekin seuraava malli - PG100N -spektrometri, mittaa valmistajan mukaan mikromoleja neliömetriä kohti, ja mikä tärkeintä, valovirta watteina neliömetriä kohti.

Valonvuon mittaaminen watteina on hieno ominaisuus! Jos valaistu alue kerrotaan valonvuon tiheydellä watteina ja verrataan valaisimen kulutukseen, valaistusjärjestelmän energiatehokkuus tulee selväksi. Ja tämä on nykyään ainoa kiistaton tehokkuuskriteeri, joka käytännössä erilaisissa valaistusjärjestelmissä eroaa suuruusluokalla (eikä toisinaan tai jopa enemmän prosenteilla, kuinka energiateho muuttuu, kun spektrin muoto muuttuu).

Esimerkkejä valkoisen valon käytöstä

Esimerkkejä valaisevien vesiviljelylaitosten valaistamisesta sekä punaisella-sinisellä että valkoisella valolla kuvataan (kuva 9).

Kuva. 9. Vasemmalta oikealle ja ylhäältä alas maatilat: Fujitsu, Sharp, Toshiba, Etelä-Kalifornian lääkekasvi

Maatilojen Aerofarms-järjestelmä on hyvin tunnettu (kuva 1, 10), joista suurin on rakennettu New Yorkin lähellä. Aerofarms kasvattaa yli 250 tyyppisiä vihanneksia valkoisten LED-lamppujen alla, sato yli kaksikymmentä satoa vuodessa.

Kuva. 10. Maatilojen aerofarmit New Jerseyssä ("Puutarhojen osavaltio") New Yorkin rajalla

Suorat kokeilut, joissa verrataan valkoista ja puna-sinistä LED-valaistusta
Valkoisen ja punaisen sinisen merkkivalon alla kasvatettujen kasvien vertaamiseksi suorien kokeiden julkaistuja tuloksia on hyvin vähän. Esimerkiksi, Moskovan maatalouden akatemia näytti näennäisen tuloksen. Timiryazeva (kuva 11).

Kuva. 11. Kummassakin parissa vasemmalla oleva kasvi on kasvatettu valkoisilla merkkivaloilla, oikealla - punaisella ja sinisellä merkkivalolla (esittelijä I. G. Tarakanov, kasvien fysiologian laitos, Moskovan Timiryazevin maatalousakatemia)

Vuonna 2014 Pekingin ilmailu- ja avaruusyliopisto julkaisi laajan tutkimuksen tulokset erityyppisillä LEDillä viljellyistä vehnistä [4]. Kiinalaiset tutkijat päättelivät, että on suositeltavaa käyttää valkoisen ja punaisen valon sekoitusta. Mutta jos tarkastellaan artikkelin digitaalista tietoa (kuva 12), huomaat, että erityyppisten valaistustyyppien parametrierot eivät ole mitenkään radikaaleja..

Kuva 12. Tutkittujen tekijöiden arvot vehnän kasvun kahdessa vaiheessa punaisella, punaisella-sinisellä, punavalkoisella ja valkoisella LEDillä

Nykyään tutkimuksen pääpaino on kuitenkin kapeakaistaisen punaisen-sinisen valaistuksen haitojen korjaamisessa lisäämällä valkoista valoa. Esimerkiksi japanilaiset tutkijat [5, 6] ovat havainneet salaattien ja tomaattien massan ja ravintoarvon lisääntymisen, kun valkoista lisätään punaiseen valoon. Käytännössä tämä tarkoittaa, että jos kasvin esteettinen vetovoima kasvun aikana ei ole tärkeää, ei ole välttämätöntä luopua jo ostetuista kapeakaistaisista puna-sinisistä lampuista, lisäksi voidaan käyttää valkoisia valovalaisimia.

Valon laadun vaikutus tulokseen

Ekologian peruslaissa "Liebigin tynnyri" (kuva 13) sanotaan: kehitystä rajoittaa tekijä, joka poikkeaa normista enemmän kuin muut. Esimerkiksi, jos vesi, mineraalit ja CO toimitetaan kokonaan 2, mutta valovoimakkuus on 30% optimaalisesta arvosta - kasvi antaa enintään 30% suurimmasta mahdollisesta saannosta.


Kuva. 13. Esimerkki rajoittavasta tekijästä YouTube-opetusohjelmasta

Laitoksen reaktio valoon: kaasunvaihtonopeus, ravintoaineiden kulutus liuoksesta ja synteesiprosessit määritetään laboratoriomenetelmillä. Vastaukset kuvaavat fotosynteesin lisäksi myös maun ja aromin kannalta välttämättömien aineiden kasvu-, kukinnan-, synteesiprosesseja..

Kuvassa 1 Kuvio 14 esittää kasvin vastetta valaistuksen aallonpituuden muutokselle. Ravintoliuoksen natriumin ja fosforin saannin intensiteetti mitattiin mintulla, mansikoilla ja salaatilla. Tällaisissa kaavioissa olevat piikit ovat merkkejä tietyn kemiallisen reaktion stimulaatiosta. Kaaviot osoittavat, että joidenkin alueiden poissulkeminen koko spektristä talouden vuoksi on kuin joidenkin pianonäppäimien poistaminen ja melodian soittaminen jäljellä olevilla.

Kuva. 14. Valon stimuloiva vaikutus typen ja fosforin kulutukseen minttuissa, mansikoissa ja salaateissa (tiedot toimittanut Fitex)

Rajoittavan tekijän periaate voidaan ulottaa koskemaan yksittäisiä spektrikomponentteja - täysimääräisen tuloksen saavuttamiseksi joka tapauksessa tarvitaan koko spektri. Joidenkin alueiden poistaminen koko spektristä ei johda energiatehokkuuden huomattavaan lisääntymiseen, mutta Liebig-tynnyri saattaa toimia - ja tulos on negatiivinen.
Esimerkit osoittavat, että tavallisella valkoisella LED-valolla ja erikoistuneella ”puna-sinisellä valonheittimellä” on suunnilleen sama energiatehokkuus kasveja valaistettaessa. Mutta laajakaistavalkoinen tyydyttää kattavasti kasvin tarpeet, jotka ilmaistaan ​​paitsi fotosynteesin stimulaatiossa.

Vihreän poistaminen jatkuvasta spektristä niin, että valo muuttuu valkoisesta purppuraan, on markkinointikeino ostajille, jotka haluavat "erikoisratkaisun", mutta eivät ole päteviä asiakkaita.

Valkoisen valon korjaus

Yleisimmillä yleiskäyttöisillä valkoisilla LEDillä on matala värisävy Ra = 80, mikä johtuu pääasiassa punaisen puutteesta (kuva 4).

Punaisen puute spektrissä voidaan korvata lisäämällä punaiset LEDit lamppuun. Tällaista ratkaisua edistää esimerkiksi CREE. "Liebig-tynnyrin" logiikka viittaa siihen, että tällainen lisäaine ei haittaa, jos se todellakin on lisäaine, eikä energian uudelleenjakauma muista alueista punaisen hyväksi..

IBMP RAS [7, 8, 9] teki vuosina 2013–2016 mielenkiintoisen ja tärkeän työn: siellä he tutkivat kuinka valon lisääminen kapeakaistaisilla 660 nm: n punaisilla LEDillä 4000 K / Ra = 70 valkoisen LEDin valoon vaikuttaa kiinalaisen kaalin kehitykseen.

Ja sai selville seuraavan:

  • LED-valossa kaali kasvaa samalla tavalla kuin natriumvalossa, mutta se sisältää enemmän klorofylliä (lehdet ovat vihreämpiä).
  • Sadon kuivapaino on melkein verrannollinen kasvin vastaanottaman moolien valon kokonaismäärään. Lisää valoa, enemmän kaalia.
  • Kaalin C-vitamiinipitoisuus kasvaa hiukan valaistumisen lisääntyessä, mutta kasvaa merkittävästi lisäämällä punaista valkoiseen valoon.
  • Punaisen komponentin osuuden merkittävä lisääntyminen spektrissä lisäsi merkittävästi nitraattien pitoisuutta biomassassa. Minun piti optimoida ravinneliuos ja tuoda osa typpestä ammoniumimuodossa, jotta ei ylitetä nitraattien MPC: tä. Mutta puhtaassa valkoisessa valossa oli mahdollista työskennellä vain nitraattimuodossa..
  • Samaan aikaan punaisen osuuden kasvulla kokonaisvalovirrassa ei ole melkein mitään vaikutusta sadon painoon. Toisin sanoen puuttuvien spektrikomponenttien täydentäminen ei vaikuta sadon määrään, vaan sen laatuun..
  • Punaisten LED-merkkivalojen korkeampi hyötysuhde moolia kohti watteja tarkoittaa, että punaisen lisääminen valkoiseen on myös energiatehokasta..

Siksi punaisen lisääminen valkoiseksi on suositeltavaa tietyssä kiinakaalin tapauksessa ja täysin mahdollista. Tietysti biokemiallisella valvonnalla ja lannoitteiden oikealla valinnalla tietylle sadolle.

Punaisen valon spektrin rikastusvaihtoehdot

Kasvi ei tiedä mistä valkoisen valonspektrin kvantti tuli ja mistä “punainen” kvantti tuli. Yhdessä LEDissä ei tarvitse tehdä erityistä spektriä. Ja sinun ei tarvitse paistaa punaista ja valkoista valoa tietystä erityisestä kasvivalaisimesta. Riittää, kun käytetään yleiskäyttöistä valkoista valoa ja valaistaan ​​kasvi erillisellä punaisella valolampulla. Ja kun kasvin vieressä on henkilö, punainen valo voidaan sammuttaa liiketunnistimella, jotta kasvi näyttää vihreältä ja kauniilta.

Mutta päinvastainen päätös on myös perusteltu - kun olet valinnut fosforin koostumuksen, laajenna valkoisen LEDin hehkuspektriä kohti pitkiä aaltoja tasapainottamalla sitä siten, että valo pysyy valkoisena. Ja saat erittäin korkeavärisen valkoisen valon, joka sopii sekä kasveille että ihmisille.

Voit tunnistaa kauko- ja lähellä olevan punaisen valon suhteen roolin ja "varjovälitysoireyhtymän" käytön tarkoituksenmukaisuuden eri kulttuureissa. On mahdollista väittää, mihin osaan analyysissä on suositeltavaa hajottaa aallonpituusasteikko.

Voidaan keskustella siitä, tarvitseeko kasvi stimulaatiota tai säätelytoimintoa varten alle 400 nm vai yli 700 nm aallonpituuksia. Esimerkiksi on olemassa yksityinen raportti, jonka mukaan ultraviolettivalo vaikuttaa merkittävästi kasvien kuluttajaominaisuuksiin. Punalehdet salaattilajikkeita kasvatetaan muun muassa ilman ultraviolettisäteilyä, ja ne kasvavat vihreäksi, mutta ennen myymistä säteilytetään ultraviolettivalolla, muuttuvat punaisiksi ja menevät tiskille. Ja onko uusi PBAR (kasvien biologisesti aktiivinen säteily) -metriikka, joka on kuvattu julkaisussa ANSI / ASABE S640, Kasvien (fotosynteettiset organismit) sähkömagneettisen säteilyn määrät ja yksiköt, oikein, siinä määrätään ottamaan huomioon alue 280-800 nm.

Ketjukaupat valitsevat kypsemmät lajikkeet, ja sitten ostaja äänestää rupalla kirkkaampien hedelmien puolesta. Ja melkein kukaan ei valitse makua ja tuoksua. Mutta heti kun saamme rikkaampia ja alamme vaatia lisää, tiede tarjoaa heti oikeat lajikkeet ja reseptit ravinneratkaisulle..

Ja jotta kasvi syntetisoisi kaiken, mitä maun ja aromin kannalta tarvitaan, tarvitaan valaistus spektrillä, joka sisältää kaikki aallonpituudet, joihin kasvi reagoi, toisin sanoen yleisessä tapauksessa jatkuva spektri. Ehkä perusratkaisu olisi korkeavärinen renderöinti.

Kiitokset
Kirjoittaja ilmaisee vilpittömän kiitoksen avusta artikkelin valmistelussa Venäjän federaation valtion tutkimuskeskuksen työntekijälle - IBMP RAS Ph.D. n. Irina Konovalova; Tatjana Trishina, Fitex-projektin päällikkö; CREE-asiantuntija Mihhail Chervinsky

Valkoinen valo kasveille

Punainen, valkoinen, sininen sininen? Valitse mikä tahansa itsellesi!

Fotosynteesi ja valo

Auringonvalo on välttämätöntä kasveille missä tahansa kehitysvaiheessa. Valon pääominaisuudet ovat sen spektrinen koostumus, intensiteetti, päivittäinen ja vuodenajan dynamiikka. Valon puute - vähentyneet päivänvaloajat ja heikko valon voimakkuus - johtavat kasvin kuolemaan. Valo on ainoa energialähde, joka tarjoaa vihreän organismin toiminnot ja tarpeet. Kasvien lisävalaistuksella kompensoidaan auringonvalon puute. Yleisimmät työkalut ovat HPS-lamput ja LED-valaisimet..

Fotosynteesi on kasvien elämän perusta. Valokvanttien energia muuntaa kasvin vastaanottamat epäorgaaniset aineet orgaanisiksi.

Eri aallonpituuksilla oleva valo vaikuttaa fotosynteesin nopeuteen eri tavoin. Ensimmäiset tätä aihetta koskevat tutkimukset suoritti vuonna 1836 V. Daubeny. Fyysikko päätteli, että fotosynteesin voimakkuus on verrannollinen valon kirkkauteen. Tuolloin kirkkaimpia säteitä pidettiin keltaisina. Erinomainen venäläinen kasvitieteilijä ja kasvien fysiologi K.A. Timiryazev 1871-1875 havaitsi, että vihreät kasvit absorboivat intensiivisimmin aurinkospektrin punaisen ja sinisen osan säteitä eikä keltaisia, kuten aiemmin ajateltiin. Imeyttämällä spektrin punaista ja sinistä osaa, klorofylli heijastaa vihreitä säteitä, minkä vuoksi se näyttää vihreältä. Näiden tietojen perusteella saksalainen kasvien fysiologi T. V. Engelman kehitti vuonna 1883 bakteerimenetelmän hiilidioksidin assimilaation tutkimiseksi kasveilla, mikä vahvisti, että hiilidioksidin hajoamista (ja siten hapen vapautumista) vihreissä kasveissa havaitaan myös tärkeimpien väri (ts. vihreä) säteet - punainen ja sininen. Nykyaikaisista laitteista saadut tiedot vahvistavat täysin Engelmanin yli 130 vuotta sitten saamat tulokset..

Kuva 1 - Vihreiden kasvien fotosynteesin voimakkuuden riippuvuus valon aallonpituudesta

Fotosynteesin enimmäisintensiteetti on punaisessa valossa, mutta pelkästään punainen spektri ei riitä kasvin harmoniseen kehitykseen. Tutkimukset osoittavat, että punaisessa valossa kasvatetuissa salaateissa on enemmän vihreää massaa kuin punaisen-sinisessä yhdistelmävalaistuksessa kasvatetuissa salaateissa, mutta niiden lehdissä on huomattavasti vähemmän klorofylliä, polyfenoleja ja antioksidantteja.

PAR ja sen johdannaiset

Fotosynteettisesti aktiivinen säteily (PAR, PPF - fotosynteettinen fotonivirra) on se osa aurinkoa säteilystä, joka pääsee kasveihin, jota ne käyttävät fotosynteesiin. Mitattu μmol / J. PAR voidaan ilmaista energiayksikköinä (säteilyvoimakkuus, W / m 2).

Fotosynteettinen fotonivirran tiheys (PPFD) - sekunnissa emittoitujen fotonien kokonaismäärä aallonpituusalueella 400 - 700 nm (μmol / s).

PAR-arvo ei ota huomioon eroa eri aallonpituuksien välillä välillä 400 - 700 nm. Lisäksi käytetään likiarvoa, että tämän alueen ulkopuolella olevilla aalloilla ei ole fotosynteettistä aktiivisuutta..

Jos tarkka emissiospektri tunnetaan, voidaan arvioida assimiloitunut fotonivuo (YPF - Yield Photon Flux), joka on PAR, painotettuna fotosynteesin tehokkuuden mukaan jokaisella aallonpituudella. YPF on aina hieman pienempi kuin PPF, mutta antaa mahdollisuuden arvioida paremmin valonlähteen energiatehokkuutta.

Käytännön tarkoituksiin riittää, että otetaan huomioon, että riippuvuus on melkein lineaarinen ja PPF 3000 K: lla on enemmän kuin YPF noin 10% ja 5000 K: lla - 15%. Mikä tarkoittaa noin 5% enemmän energian arvoa lämpimän valon kasvelle verrattuna kylmään valoon, jonka valaistus on yhtä suuri luksissa.


Valkoisten ledien tehokkuus

Eristetty ja puhdistettu klorofylli in vitro absorboi vain punaista ja sinistä valoa. Elävässä solussa pigmentit absorboivat valoa koko alueella 400-700 nm ja siirtävät energiansa klorofylliin.

Muutamia faktoja valkoisista LEDistä:

1. Kaikkien valkoisten merkkivalojen spektrissä, jopa alhaisissa värilämpötiloissa ja suurimmalla värintoisto-ominaisuudella, kuten natriumlamppuissa, on hyvin vähän kaukana punaista (kuva 2).

Kuva. 2. Valkoisen LEDin (LED 4000K Ra = 90) ja natriumvalon (HPS) spektri

verrattuna kasvin siniselle herkkyyden spektrifunktioihin (B),

punainen (Ar) ja voimakas punainen valo (Afr)

Luonnollisissa olosuhteissa jonkun toisen lehtien katosten varjuttama kasvi saa enemmän punaista kuin läheinen, mikä laukaisee valoa rakastavissa kasveissa "varjovälitysoireyhtymän" - kasvi venyy ylöspäin. Esimerkiksi tomaatit, kasvuvaiheessa (ei taimi!), Etäällä olevaa punaista tarvitaan venymään, lisäämään kasvua ja viljeltyä kokonaispinta-alaa ja siten satoa tulevaisuudessa. Valkoisissa LED-valoissa ja HPS-lampuissa kasvi tuntuu avoimen auringon alla ja ei veny.

2. Sininen valo tarjoaa fototropismia - "auringon seurantaa" (kuva 3).


Kuva. 3. Fototropismi - lehtien ja kukien kääntäminen, varren venyttely

valkoisen valon siniseen komponenttiin

Yhdessä watissa 2700K valkoista LED-valoa on fytoaktiivista sinistä komponenttia kaksinkertainen kuin yhdellä watti natriumvaloa. Lisäksi fytoaktiivisen sinisen osuus valkoisessa valossa kasvaa suhteessa värilämpötilaan. Jos asetat lampun voimakkaaseen kylmään valoon kasvin viereen, se kääntää kukinnot kohti lamppua.

3. Valon energia-arvo määritetään värilämpötilan ja värintoiston avulla, ja se voidaan määrittää 5% tarkkuudella kaavalla:

[eff.mmol / J],
missä η - valoteho [Lm / W],

Ra - värintoistoindeksi,

CCT - korreloiva värilämpötila [K]

Tätä kaavaa voidaan käyttää valaistuksen laskemiseen, jotta saadaan vaadittu YPF-arvo tietylle värintoisto- ja värilämpötilalle, esimerkiksi 300 eff.mol / s / m2:

Taulukko 1 - Valaistus (lx), joka vastaa 300 eff.mol / s / m2

Taulukko osoittaa, että mitä matalampi värilämpötila ja mitä korkeampi värintoistoindeksi, sitä alhaisempi valaistuksen tarve on. Koska lämpimän valon LEDien valoteho on kuitenkin jonkin verran alhaisempi, on selvää, että värilämpötilan ja värintoiston valinta ei voi olla energisesti merkitsevä voittaakseen tai menettääkseen. Voit säätää vain fytoaktiivisen sinisen tai punaisen valon osuutta.

4. Käytännön tarkoituksiin voit käyttää sääntöä: 1000 lm: n valovirta vastaa PPF: tä = 15 μmol / s, ja 1000 luksin valaistus vastaa PPFD: tä = 15 μmol / s / m2.

Voit laskea PPFD: n tarkemmin kaavalla:

PPFD = [μmol / s / m 2],

missä k on valovirran käyttökerroin (kasvien lehtien putoamisen valaistusjärjestelmän valovirran osuus)

F - valovirta [klm],

S - valaistu alue [m 2]

Mutta k on epävarma arvo, mikä lisää arvion epätarkkuutta..

Mieti mahdollisia arvoja päätyyppisille valaistusjärjestelmille:

Piste- ja linjalähteet.

Pistelähteen paikallisella alueella luoma valaistus laskee käänteisesti tämän alueen ja lähteen välisen etäisyyden neliön kanssa. Lineaaristen laajennettujen lähteiden luoma valaistus kapeiden sänkyjen yli laskee käänteisessä suhteessa etäisyyteen. Eli mitä suurempi etäisyys lampusta kasviin, sitä enemmän valoa putoaa lehtien ulkopuolelle. Tästä syystä ei ole taloudellisesti mahdollista käyttää yli 2 metrin korkeudessa olevia valaisimia yhden pidennetyn sängyn valaistamiseen. Linssien käytön avulla voit kaventaa lampun valovirtaa ja ohjata suuren osan valosta kasveille. Valaistuksen voimakas riippuvuus etäisyydestä ja optiikan käytön vaikutuksen epävarmuus eivät kuitenkaan salli käyttökertoimen k määrittämistä yleisessä tapauksessa.

Käytettäessä suljettuja tilavuuksia, joissa on täydellisesti heijastavat seinät, koko valovirta putoaa kasville. Spesulaaristen tai valkoisten pintojen todellinen heijastuskyky on kuitenkin vähemmän kuin yksi. Kasviin tulevan valonvuon osuus riippuu pintojen heijastavista ominaisuuksista ja tilavuuden geometriasta. K: n määrittäminen on yleensä mahdotonta.

Suuret lähteiden ryhmät suurten laskualueiden yli

Suuret kohdevalojen ryhmät tai viivavalot suurten istutusalueiden yli ovat energiatehokkaita. Missä tahansa suunnassa emittoitu kvantti putoaa lopulta joillekin kasveille, kerroin k on lähellä yksikköä.


Joten epävarmuus kasveihin päästävän valon osuudesta on suurempi kuin PPFD: n ja YPFD: n välinen ero, ja korkeampi kuin virhe, jonka määrittelee tuntematon värilämpötila ja värintoisto. Siksi PAR-intensiteetin käytännön arvioimiseksi on suositeltavaa valita valaistuksen arvioimiseksi melko karkea menetelmä, jossa näitä vivahteita ei oteta huomioon. Ja jos mahdollista, mittaa todellinen valaistus luksimittarilla.

Sopivin arvio valkoisen valon fotosynteettisesti aktiivisesta vuosta saadaan, jos valaistus E mitataan luxmetrillä ja spektriparametrien vaikutus kasvin valon energiaarvoon jätetään huomioimatta. Siten valkoisen LED-valon PPFD voidaan estimoida kaavalla:

PPFD = [μmol / s / m 2]

Arvioidaan DS-Office 60 LED -toimistolampun soveltuvuus salaatin ja sen PPFD-viljelyyn yllä olevien kaavojen avulla.

Valaisin kuluttaa 60 W, värilämpötila on 5000 K, värintoisto Ra = 75 ja valoteho 110 lm / W. Lisäksi sen tehokkuus on

YPF = (110/100) (1,15 + (3575 - 2360) / 5000) eff. μmol / J = 1,32 eff. μmol / J,

joka kerrottuna kuluneella 60 W: llä on 79,2 eff. μmol / s.

Jos valaisin sijoitetaan 30-50 cm: n korkeuteen sängyn yläpuolelle, jonka pinta-ala on 0,6 × 0,6 m = 0,36, valaistustiheys on 79,2 eff. μmol / s / 0,36 m 2 = 220 eff. μmol / s / m 2, mikä on 30% alempi kuin suositeltu indikaattori 300 eff. μmol / s / m 2. Tämä tarkoittaa, että lampun tehoa on lisättävä 30%..

PPFD = 15 × 0,110 lm / L × 60 W / 0,36 m 2 = 275 μmol / s / m 2

DS-FitoA 75 -fytovalon hyötysuhde (75W, 5000K, Ra = 95, 102 lm / W):

YPF = (102/100) (1,15 + (3595 - 2360) / 5000) eff. μmol / J = 1,37 eff. μmol / J tai 102,75 eff. μmol / s. Samanlaisella sijainnilla sängyn yläpuolella valaistustiheys on 285 eff. μmol / s / m2, joka on arvoltaan lähellä suositeltua tasoa.

PPFD = 15 × 0,102 lm / L × 75 W / 0,36 m 2 = 319 μmol / s / m 2

HPS: n tehokkuus

Maatalouden teollisuuskompleksit ovat konservatiivisia kasvihuonevalaistuksessa ja käyttävät mieluummin aikatestattuja natriumlamppuja. HPS: n hyötysuhde riippuu tehosta ja saavuttaa maksimiarvon 600 W. YPF on 1,5 eff. μmol / J. (kuva 4). 1000 lumenia valovirtaa vastaa PPF =

12 μmol / s, ja valaistus 1000 lx - PPFD =

12 μmol / s / m 2, mikä on 20% vähemmän kuin vastaavat valkoisen LED-valon indikaattorit. Nämä tiedot tekevät mahdolliseksi laskea uudelleen DNaT-arvot μmol / s / m2 ja käyttää kokemusta teollisuuskasvihuoneiden valaistuslaitoksista..

Kuva. 4. Kasvien natriumlampun spektri (vasen). Natrium-kasvihuonekaasuvalojen tehokkuus (lm / W ja eff.mol / J) (oikea)

Mikä tahansa LED-valaisin, jonka hyötysuhde on 1,5 eff. μmol / W, on arvokas vaihtoehto HPS-lampulle.

Kuva. 5. Kasvihuoneiden tyypillisen 600 W natriumlampun, erikoistuneen LED-kasvilampun ja toimistovalaisimen vertailuparametrit.

Tavanomainen yleinen valaistusvalaisin kasvien lisävalaistukseen ei ole energiatehokkaampaa kuin erikoistunut natriumlamppu ja puna-sininen lamppu. Spektrit osoittavat, että punainen-sininen fytolamppu ei ole kapeakaistainen, sen punainen kumppa on leveä ja sisältää paljon enemmän punaista kuin valkoisessa LEDissä ja natriumlampussa. Tapauksissa, joissa vaaditaan kaukana punaista, tällaisen valaisimen käyttö yksinään tai yhdessä muiden vaihtoehtojen kanssa voi olla suositeltavaa..

Tällä hetkellä vesiviljelylaitoksen valaistusta käytetään sekä puna-sinisen että valkoisen valon kanssa (kuva 6-8).

Kuva 6 - Fujitsun viheriötila

Kuva. 7 - Toshiban vesiviljelylaitos

Kuva 8 - Suurin pystysuora Aerofarms -tila, joka toimittaa yli 1 000 tonnia vihanneksia vuodessa

Valkoisen ja punaisen sinisen merkkivalon alla kasvatettujen kasvien vertaamista koskevien suorien kokeiden julkaistuja tuloksia on erittäin vähän..

Tutkimuksen pääpaino on nykyään kapeakaistaisen punaisen-sinisen valaistuksen haitojen korjaamisessa lisäämällä valkoista valoa. Japanilaisten tutkijoiden kokeet osoittavat salaatin ja tomaattien massa- ja ravintoarvon lisääntymisen, kun valkoista lisätään punaiseen valoon..

Kuva. 9. Jokaisessa parissa vasemmalla oleva kasvi on kasvatettu valkoisilla merkkivaloilla, oikealla punaisen sinisellä

(I. G. Tarakanovin esityksestä, Timiryazevin nimeltä Moskovan maatalousakatemian kasvien fysiologian laitokselta)

Fitex-projekti esitti kokeilun tulokset eri viljelykasvien viljelystä samoissa olosuhteissa, mutta erilaisen spektrin valossa. Koe osoitti, että spektri vaikuttaa sadon parametreihin. Voit verrata kasveja, jotka on kasvatettu valkoisessa valossa, HPS-valossa ja kapeakaistaisessa vaaleanpunaisessa kuvassa. kymmenen:

Kuva. 10 Salaattia, jota kasvatetaan samoissa olosuhteissa, mutta erilaisella valonspektrillä.

Kuvia videosta, jonka "Fitex" -hanke julkaisi maaliskuussa 2018 pidetyn "Technologies of Agrophonics" -konferenssin materiaaleissa.

Numeeristen indikaattorien suhteen ensimmäisen sijan otti ainutlaatuinen ei-valkoinen spektri kauppanimellä Rose, joka muodoltaan ei eroa paljon testatusta lämpimästä valkoisesta valosta, jolla on korkeavärinen renderointi Ra = 90. Se eroaa vielä vähemmän lämpimän valkoisen valon spektristä, jolla on erittäin korkea väritys Ra = 98. Tärkein ero on siinä, että Rosessa pieni osa energiasta on poistettu keskiosasta (jaettu uudelleen reunoihin) (kuva 11):

Kuva 11 - Erittäin korkeavärisen lämpimän valkoisen valon ja ruusuvalon spektrijakauma

Säteilyenergian uudelleenjakautuminen spektrin keskustasta reunoihin ei vaikuta kasvien elämäprosesseihin, mutta valo muuttuu vaaleanpunaiseksi.


Valon laadun vaikutus tulokseen

Laitoksen vaste valolle - kaasunvaihtonopeus, ravinteiden kulutus ja synteesiprosessit - määritetään laboratoriomenetelmillä. Vastaukset kuvaavat paitsi fotosynteesiä myös maun ja aromin kannalta välttämättömien aineiden kasvu-, kukinnan-, synteesiprosesseja (kuva 12).

Kuva 12 - Auringon spektrin tiettyjen värien vaikutus

kasvien kehityksen eri vaiheissa

Säännöllinen valkoinen LED-valo ja erikoistunut punainen-sininen, kun valaisevilla kasveilla on suunnilleen sama energiatehokkuus. Laajakaistainen valkoinen edistää kuitenkin kasvien monimutkaista kehitystä, joka ei rajoitu fotosynteesin stimulointiin. Vihreän poistaminen koko spektristä purppurauksen saamiseksi valkoisesta ei ole muuta kuin markkinointikirjoittamista.

Puna-sinistä, vaaleanpunaista LED-valoa tai keltaista HPS-valoa voidaan käyttää teollisuuskasvihuoneissa. Mutta jos kasvien lisävalaistus tapahtuu jatkuvan ihmisen ollessa läsnä, tarvitaan valkoista valoa, joka ei ärsytä näkö- ja hermosoluja..

LED-lampun tai HPS-lampun tyypin valinta riippuu tietyn sadon viljelyyn liittyvistä ominaisuuksista, mutta joka tapauksessa on otettava huomioon:

· Fotosynteettinen fotonivuo PPFD ja vastaava fotonivuo YPF. Nyt nämä indikaattorit voidaan laskea itsenäisesti, tietäen lampun valovirta, värintoistoindeksi ja värilämpötila.

Suositeltu YPF-arvo = 300 eff. μmol / s / m 2

· Valaisimen rungon suojaustaso pölyltä ja kosteudelta. IP: n lämpötilassa alle 54 maaperän hiukkasia, siitepölyä ja vesipisaroita voi päästä sisälle kastelun aikana, mikä johtaa lampun vioittumiseen.

· Ihmisten läsnäolo huoneessa työlamppujen kanssa. Vaaleanpunainen, violetti valo väsyttää silmiä ja voi aiheuttaa päänsärkyä, keltainen valo vääristää esineiden värejä.

· HPS-lamput kuumenevat käytön aikana. Ne on ripustettava huomattavaan korkeuteen palovammojen ja kuivan maaperän välttämiseksi. Poistolamppujen valovirta vähenee 1,5–2 vuoden käytön jälkeen.

Pätevästi valittu valo varmistaa kasvien nopean ja oikean kehityksen - vahvistaa juurijärjestelmää, lisää vihreää massaa, runsasta kukintaa ja hedelmien nopeaa kypsymistä. Teknologinen kehitys vie kasvinviljelyn seuraavalle tasolle - käytä hedelmiä!

Top