Светодиодные фитолампы
В последние годы растет популярность фитолпамп, в которых используют светодиоды. Долгое время они считались «хорошими, но дорогими», но несколько лет назад светодиоды резко подешевели. В спектре таких фитолап есть и синий, и красный, их называют биколорными. На упаковке обычно размещается спектограмма, которая показывает длину волн и в синем спектре, и в красном. Оптимальной для рассады считается длина волн:
- в синем спектре — 440-450 нм,
- в красном спектре – 650-660 нм.
На FORUMHOUSE вопрос о спектакльном соотношении для досветки рассады и для освещения зимних садов дискутировался несколько лет. Кажется, теперь в этом вопросе поставлена точка, и оптимальная картина выглядит так:
Соотношение цветов в спектре фитолампы | Применение |
Синий 2, красный 5 | Досвечивание растений в оранжереях и зимних садах на протяжение всего срока их жизни. Большое количество красного цвета стимулирует рост зеленой массы, ускоряет и облегчает цветение, повышает урожайность. |
Синий 1, красный 4 | Обеспечивает быстрое прорастание и цветение, идеально подходит для выгонки луковичных. |
Синий 1, красный 1. | Для выращивания зелени и листовых зеленых овощей. Красный цвет в спектре обеспечивает быстрый рост зеленой массы, синий тормозит цветение и наращивает корневую массу. |
Синий 3, красный 1 | Для выращивания рассады томатов и перцев. Благодаря высокому содержанию синего, развивается корневая система, а рост зеленой массы тормозиться. Рассад получается коренастой, с короткими междуузлиями. Такие лампы применяют и для того, чтобы затормозить вытягивание рассады. |
Простая светодиодная лампа и фитолампа – в чем разница?
Разница между светодиодной лампой, предназначенной для бытового освещения, и фитолампой видна невооружённым взглядом. Корпус качественной LED-лампы для растений изготовлен из алюминия ребристой формы, одновременно являясь радиатором. Только так можно эффективно рассеивать мощность более 10 Вт. Обычные светодиодные лампы бытового назначения делают в перфорированном корпусе из пластмассы или из тонкого алюминия, покрытого теплопроводящим пластиком.
Излучающая поверхность корпуса светодиодной лампы для подсветки цветов и растений плоская, благодаря чему свет распространяется в одном направлении. Угол рассеивания светодиодов для растений, как правило, составляет 60 или 90°, что достигается за счёт индивидуальных фокусирующих линз. В обычных LED-лампах, наоборот, устанавливают рассеиватель, чтобы получить угол более 200°.
светодиодных лампах для домаSMD 3528
- красным – тёплый белый 3 тыс. К;
- фиолетовым – нейтральный белый 4 тыс. К;
- синим – холодный белый 6 тыс. К.
Все три экземпляра имеют пик в фиолетовой области (около 450 нм), затем провал в синей и очередной рост начиная с зелёной (520 нм) и заканчивая красной (650 нм) зоной спектра. Активность излучения в других зонах не превышает 40% (0,4 ед. на графике). Получается, что регулировка интенсивности фиолетового, зелёного и оранжевого излучения в результате даёт светодиод с разной температурой цвета
При этом в лампах для освещения большое внимание уделяется индексу цветопередачи
У светодиодов для растений график выглядит иначе, что отмечено на втором рисунке. В данном случае спектр излучения представлен двумя участками с максимумами в синий области (440–445 нм) и красной (640–660 нм), а также со смещением в инфракрасную (ИК) зону. Данный люминофор не пропускает свет в зелёной области. Однако это не означает, что все светодиоды для растений имеют аналогичную характеристику. Существуют экземпляры, в спектр которых добавлен ближний ультрафиолет для стабилизации химических процессов на этапе фотосинтеза. Кроме этого, чтобы уйти от раздражающего пурпурного света биколорных фитоламп, в суммарный спектр добавляют немного зелёных лучей. В результате получается светодиодная лампа для растений с полным спектром.
Огромный плюс профессиональных LED-ламп для растений в том, что интенсивностью их излучения можно управлять. Например, в светильнике с разделённой системой управления синими и красными светодиодами, можно регулировать мощность каждого цвета, что позволяет добиться наибольшего эффекта от каждой стадии развития растений.
Выбираем спектр света
Под разные задачи нужно выбирать соответствующий им цветовой диапазон. Поэтому различные модели работают в строго определенных спектрах:
Биколорные – смешивают красное и синее свечение. Универсальный вариант – если планируете подсвечивать фитолампой рассаду на подоконнике, то правильным будет выбрать как раз такой вариант. Его спектр подходит и зелени, и комнатным растениям.
Мультиспектральные – в них в красно-синий спектр подмешивается теплый белый. Такое устройство подходит для растений с густыми и плотными листьями, для комнатных культур в стадии цветения.
Полноспектральные – комплексная замена солнечного света. Позволяет растить рассаду даже при нулевой естественной освещенности. Недостаток такого свечения – оно раздражает глаза. Поэтому используются такие системы досвечивания преимущественно в нежилых помещениях.
Самый продвинутый вариант- полноспектральные лампы типа Fullx2. В их цветовой диапазон добавляется теплый белый спектр. Это снижает нагрузку на глаза. Главный недостаток – стоят такие лампы существенно дороже.
Можно ли использовать для подсветки рассады лампы накаливания?
После описания самых распространенных и наиболее подходящих ламп для выращивания рассады хочется чуточку отвлечься и рассказать о тех ошибках, которые огородники допускают, игнорируя все советы более опытных овощеводов, и пытаются, используя обычные лампы накаливания, вырастить полноценную рассаду.
Уважаемые огородники, добиться получения качественной, полноценно развитой рассады, имеющий солидный запас иммунитета, используя стандартные лампы накаливания, невозможно. Кроме того, вы потратите довольно большую сумму денег для оплаты электроэнергии, поскольку такие лампочки потребляют ее немало, и вдумайтесь: по последним данным ученых, лишь 4,68 % из всего выделяемой ими энергии — это световой поток, а более 95 % — это банальное тепло.
Можно сказать, что такая лампочка — миниатюрный обогреватель, и обжечь ей рассаду очень легко. Но и это еще не все: те 4,68 % света совершенно не соответствуют необходимым для рассады цветовым спектрам; а то, что рассада будет хорошо «освещена», и не более, слишком мало.
Расчет драйверов и выбор основы
Линейный светодиодный драйвер
Блок питания является обязательной частью лампы. Он выравнивает напряжение на выходе и подает на светодиоды оптимальное питание.
В документации к ленте указывается значение падения напряжения на разной величине силы тока. Это значение нужно умножить на число диодов. Из полученного параметра выбирается оптимальное количество драйверов.
Рекомендации, которые помогут при установке и подключении:
- Лучший вариант драйверов – на 50 Вт. Более мощные устройства будут греться и стоят дороже. По силе тока оптимальный выбор источника на 600 мА.
- Во время расчетов драйвера следует учитывать реальную, а не максимальную мощность светодиодов. Рассчитывается она как ток используемого источника, умноженный на падение напряжения.
Выбору драйвера нужно уделить особое внимание. Без этого элемента невозможна нормальная работа фитолампы
В качестве поверхности лампы может использоваться любой материал. Часто фитолампы делают из фанеры, доски, но в этом случае обязательно нужно продумать охлаждающую систему. Лучше брать алюминий – тогда тепло будет отводиться от поверхности и прибор прослужит дольше.
Как узнать, сколько нужно ламп и какой мощности
Перейдем к выбору мощности и количества светильников для рассады. Для нормального развития растениям в зависимости от вида необходима освещенность 6-10 тысяч люкс. Если лампа испускает 1 000 люмен и освещает при этом 1 м², то она создаст на этой площади освещенность 1 000 люкс. То есть для освещения одного квадратного метра растений необходима лампа, создающая световой поток 6 000-10 000 лм.
Светоотдача светодиодов составляет 80-120 лм/Вт. Значит, чтобы осветить 1 м2, необходима мощность 60 Вт (среднее значение освещенности). Фитолампа со стандартным углом рассеивания 120° покроет 1 м2, если будет подвешена на высоте 1 м.
Но согласно разделу «Как использовать подсветку» (см. ниже) максимальное расстояние до растений не превышает 25-30 см. При этом освещаемая площадь составит круг диаметром 40-50 см. То есть все люмены будут сосредоточены не на квадратном метре, а на относительно небольшом кружочке. Соответственно увеличится освещенность этого участка. Для нормального освещения рассады в домашних условиях достаточно 15-20-ваттных ламп.
Теперь о количестве ламп. Заполняем пересекающимися кругами соответствующего диаметра (для нашего случая радиусом 40-50 см) желаемую зону засветки так, чтобы в промежутках между ними не было неосвещенных зазоров, как на рисунке:
Сколько кругов, столько и ламп. Ну и напоследок видео по подбору мощности ламп, которое может пригодиться.
Устройство системы освещения
Выбирая, какая система будет обеспечивать искусственное освещение растений, размещение светильников, следует ориентироваться и на размеры флоры:
- Компактные люминесцентные лампы с балластом станут хорошим выбором для создания нормальных условий для группы расположенных рядом небольших растений.
- Отдельно стоящим высоким экземплярам лучше всего подойдут прожекторные светильники с газоразрядными лампами, например, натриевыми.
- Растениям примерно одной высоты, установленным на подоконниках и стеллажах, стоит обеспечить основное или дополнительное освещение, применяя все те же люминесцентные компактные источники света высокой мощности. При необходимости большой интенсивности производительность ламп можно повысить без увеличения мощности — с помощью рефлектора.
- Освещать большие оранжереи и зимние сады стоит, используя потолочные светильники с металлогалоидными или натриевыми источниками с эффективной мощностью не менее 250 Вт.
Светодиодные источники подходят для любого варианта. Причем, учитывая их безопасность для растений, расстояние до флоры от них может быть любым и подбирается с помощью замеров освещенности — так же как и для других вариантов.
При выборе расположения источников стоит учесть, что освещение будет неравномерным. Поэтому, если, например, для получения значения в 3000 лк потребуется повесить 200-ваттную лампу накаливания (50-ваттную люминесцентную или блок светодиодных на 30 Вт) на расстоянии 1 м от растения, то на расстоянии полуметра от центра светового пятна освещенность будет уже недостаточной. А значит, источники требуется распределять равномерно, и иногда обеспечивать большее значение освещенности для того, чтобы получить нормальное количество света в любой точке освещаемого участка.
Как фотосинтез влияет на развитие растений: кратко
В процессе фотосинтеза образуются углеводы из неорганических веществ под действием энергии солнечного облучения. Из них формируются органические клетки.
Процесс протекает по химической формуле при последовательном чередовании двух фаз:
- световой, когда из воды выделяется кислород и водород;
- темновой — происходит поглощение углекислого газа с образованием углеводов.
Для своего развития растения нуждаются в обеих фазах, но действие спектра естественного солнечного света в зимний период очень короткое.
Поэтому при выращивании рассады дополнительная подсветка искусственными источниками благоприятно сказывается на ее развитии.
Важно представлять, что спектр излучения и его мощность необходимо подбирать оптимально, ведь современные электрические лампы создаются большим ассортиментом с различными техническими характеристиками. Их параметры следует тщательно анализировать под все этапы развития рассады, учитывать влияние спектра
Их параметры следует тщательно анализировать под все этапы развития рассады, учитывать влияние спектра.
Цвет лампы | Влияние на рост и развитие |
Красный (Red) | Ускоряет развитие семян, формирование ростков, улучшает цветение, способствует образованию завязи. |
Оранжевый (Orange) | Обеспечивает лучшее плодоношение. |
Желтый (Yellow) и зеленый (Green) | Оказывают влияние на рост. |
Фиолетовый (Purple) и синий (Blue) | Стимулируют развитие корней, ускоряют фазу цветения |
Ультрафиолет (Ultraviolet) | В небольших количествах ограничивает избыточный рост, но его повышенные дозы вызывают ожоги листьев и стеблей. |
Виды фитоламп
В магазинах можно встретить широкий ассортимент фитоламп полного спектра. Светильники подразделяются на следующие виды.
Зеркальные
Зеркальные фитолампы чаще всего приобретают для комнатных орхидей. На стекле наклеена плёнка неодима, который поглощает жёлто-зелёный спектр. Такой вид освещения не сильно пользуется популярностью, потому что у фитолампы маленький процент эффективности, значительно ниже люминесцентной.
Энергосберегающие
Энергосберегающие фитолампы — это разновидность люминесцентных приборов. Их выделяют на фоне других из-за того, что они имеют низкое потребление электроэнергии и не сжигают своими лучами рассаду. Светильники имеют длительный срок службы. В большинстве случаев их приобретают для подсветки уже взрослых сформировавшихся растений и цветов.
Натриевые
Натриевые лампы практические не содержат синего спектра. Они являются источником оранжево-красного света. Использовать такие фитолампы нельзя в домашних условиях из-за большой мощности, зачастую их используют для промышленных теплиц.
Светодиодные
Такие фитолампы излучают самые оптимальный спектр света для выращивания комнатных растений. Свет самостоятельно регулируется, не обжигает саженцы и имеет компактную форму, что очень удобно для расположения на подоконнике. Если вы готовы заплатить за 50 тысяч часов работы прибора, то будьте готовы к хорошим растратам. Стоимость такой фитолампы самая высокая.
Какую подсветку для рассады использовать.
Давайте попробуем разобраться какие лампы использовать для подсветки рассады. Дело в том, что растениям необходим свет в определённом диапазоне светового спектра.
Учёные выделили два спектра, необходимых для фотосинтеза растений и обеспечивающие их жизнедеятельностью. Длинна волн этих диапазонов составляет: короткие (400-500 нм) – сине-фиолетовая часть спектра и длинные (600-700 нм) – красная часть спектра. Короткие волны светового спектра оказывают хорошее воздействие на развитие корневой системы и не даёт растениям вытягиваться. Длинные волны светового спектра необходимы для получения здоровой и качественной зелёной массы.
Исходя из этих данных можно определиться в источниках света для рассады, а именно:
Какие лампы подходят для освещения растений и рассады, а какие нет?
- Лампы накаливания — эти лампы излучают весь диапазон светового спектра, но их недостаток в том, что они имеют низкий КПД и одна лампа даст только 5% необходимого света для рассады, а вся остальная энергия преобразуется в тепло. Так что используя такие лампы мы быстрее сварим рассаду, чем обеспечим её необходимым световым потоком.
- Люминесцентные лампы — иногда их называют лампами дневного света. Хороший вариант если Вы используйте лампы с обозначением ЛД – 6500 К (дневной) применение ламп с маркировкой ЛТБ – 2800 К (теплый белый), ЛБ – 4200 К (белый) или ЛХБ – 4800 К (холодный белый) не дадут ни какого эффекта. Это чисто офисные лампы и совершенно не излучают необходимого для растений светового спектра. Существенный недостаток использования люминесцентных ламп дневного света, это малая светоотдача, к примеру чтобы в полной мере осветить рассаду площадью 1 м.кв., потребуется 6 ламп ЛД-80 с общим потреблением электроэнергии 480 Вт/ч.
- Натриевые лампы — идеально подходят для подсвечивания любых растений, довольно экономичные, имеют высокую светоотдачу и равномерное рассеивание по поверхности. Единственный недостаток это довольно высокая стоимость этих ламп.
- Светодиодные фитолампы — пожалуй самый лучший вариант для подсветки рассады. Промышленностью выпускаются светодиоды работающие в диапазоне светового спектра 400-500 нм. и 600-700 нм. Сейчас в продаже есть много фитосветильников и фитоламп сделанных с использованием данных светодиодов. Несомненное достоинство подобных ламп это малое энергопотребление, большой срок службы и высокая эффективность.
Чтобы выбрать лампы для подсветки рассады помимо их спектральных особенностях, нужно учитывать и количество света которое они будут излучать.
В описании ламп часто можно встретить люмены и люксы. Люди часто путают между собой эти единицы измерения. В люменах измеряют количество света излучаемое лампой. А в люксах измеряют степень освещения какого либо предмета. У нас есть лампа излучающая 1000 люмен, если расположить ее над столом площадью 1 квадратный метр, на таком расстоянии, что весь ее свет будет падать на стол, то освещенность стола будет равняться около 1000 люкс.
Так сколько же света нужно на один квадратный метр для рассады и растений?
Для рассады площадью 1 квадратный метр рекомендуется использовать лампы с общим световым потоком 3000 — 4000 люменов в световом спектре 400-500 нм. и 600-700 нм, что обеспечит искусственным светом растения в полной мере, даже если отсутствует естественное освещение.
Какие УФ лампочки можно выбрать для роста цветов?
Светодиодные
Это самый эффективный вид подсветки.
Они обладают высокой мощностью при небольшом потреблении, у них слабый нагрев и длительный срок службы.
Лучшим для комнатных растений является мультиспектральный вариант. В такие устройства добавлено несколько дополнительных спектров, существенно влияющих на цветение многих комнатных растений, в том числе привередливых орхидей.
Люминесцентные
Еще один вид — люминесцентные. Их отличает равномерное освещение по всей длине, возможность регулировки яркости свечения.
Однако, внутри таких ламп содержатся ядовитые ртутные пары. А для работы системы потребуется специальный пускорегулирующий механизм.
Натриевые
Если вы не переносите специфический ярко-фиолетовый свет, стоит обратить внимание на натриевые фитолампы. Они излучают теплое желтое свечение, поэтому будут уместны в жилой комнате
Обладают высокой мощностью (может хватить даже одной), экономичные и долго служат.
Есть и минусы:
- Они сильно нагреваются, могут взорваться от попадания воды на поверхность колбы.
- Им также требуется пускорегулирующий механизм, что увеличивает и так немаленькие затраты.
Как выбрать: виды, характеристики, особенности, плюсы и минусы
Виды фитоламп:
Люминисцентные
Плюсы:
- Отлично отдают свет
- Практически не нагреваются
- Стоят весьма бюджетно
Минусы:
- Спектр свечения вреден для человека и животных
- Могут вызывать головные боли и аллергию
Люминесцентное освещение для подсветки комнатных растений используется уже второе десятилетие
Газоразрядные
Существует несколько видов лампочек газоразрядного типа для освещения цветов:
Лампы на основе натрия являются лидерами среди различных люминисцентных ламп, так как обладают рядом больших преимуществ:
- Обладают спектром, максимально приближенным к свету солнца.
- Имеют высокую отдачу света.
- Обладают высоким сроком службы.
- Свечение красноватого оттенка ускоряет цветение и плодоношение.
- Являются экономичными и обладают небольшой стоимостью.
Мнение эксперта
Бородина Галина Валерьевна
Фитолампы на основе ртути чаще используются в теплицах, чем в квартирах. Их свечение особо подходит для растений во время вегетации и формирования плодов.
Преимущества ртутных ламп:
- Ускоряют созревание и плодоношение.
- Обладают компактными размерами.
Недостатки ртутных ламп:
- Высокая степень облучения ультрафиолетом.
- Опасность ртутного заражения при разбитой колбе.
Для обустройства теплиц садоводы предпочитают использовать металлогалогенные светильники, которые обычно монтируются на расстоянии не менее полуметра от растений.
Плюсы металогалогенных ламп:
- Дают отличное количество света.
- Достаточно сильное нагреваются, отдавая тепло растениям.
Минусы металогалогенных ламп:
- Вероятность взрыва при попадании влаги.
- Маленький эксплуатационный срок.
- Высокая стоимость.
Светодиодные светильники
Диодное освещение выполняет все необходимые для комнатных цветов функции
Этот вариант является наиболее безопасным и комфортным для освещения домашних растений. Так как один светильник использует одновременно диоды различных спектров, растения получают все необходимые компоненты для нормального роста и формирования плодов.
Преимущества светодиодных фитоламп:
- Отличная отдача света и эффективность.
- Незначительное нагревание.
- Экономичность.
- Простота в использовании.
- Экологичность.
Мнение эксперта
Бородина Галина Валерьевна
Основным минусом данной разновидности лампочек является их высокая стоимость. Но, если учитывать тот факт, что служат они гораздо дольше других, окупят свою цену они в краткие сроки.
Также лампы для выращивания растений подразделяются по цветовому спектру на:
Лампочки с холодным спектром отлично подходят для вегетативного роста растений, так как данная гамма ускоряет развитие рассады.
Теплый спектр ускоряет период цветения и стабилизирует высокий показатель формирования плодов.
Спектр дневного освещения подходит для любой стадии выращивания и может быть использован как самостоятельный светильник для комнатных или тепличных растений.
Подойдут ли обычные лампы белого цвета
Прежде чем решить этот вопрос, выясним, какой спектр поглощают растения. Бытует мнение, что это в основном красный и синий спектры. Именно с ними лампы для подсветки рассады покупаются пачками и используются большинством из нас.
Немного правды про спектр ламп подсветки
Обратимся к научным статьям и исследованиям. На рисунке ниже представлены три разных растения, причем на каждом слева – получавшее полный спектр излучения, а справа – только красно-синий.
В каждой паре растение слева выращено под белыми светодиодными фитолампами, справа – под красно-синими (исследования И. Г. Тараканова, кафедра физиологии МСХА им. Тимирязева)
Результат очевиден. Кроме того, в подписи к рисунку есть фраза «белые фитолампы». Получается, есть и такие? Зачем они, если растения интересуют только красный и синий спектры, как считают многие огородники?
Начнем с того, что зеленый спектр растениями якобы не усваивается. Но, как показали исследования, хлорофилл in vitro, выделенный и очищенный, действительно поглощает только красный и синий свет. В живой клетке пигменты поглощают свет во всем диапазоне 400-700 нм и передают его энергию хлорофиллу. Взглянем на диаграмму ниже:
На диаграмме обозначены следующие графики:
- V(λ) – видимый человеком спектр;
- RQE – эффективность для растения;
- σr и σfr – поглощение листом красного и дальнего красного света соответственно;
- B(λ) – поглощение листом синего света.
Из диаграммы видно, что, во-первых, «зрение» растения охватывает больший диапазон, чем человеческое. Во-вторых, и это самое главное, – энергоэффективность света почти не зависит от спектра излучения. Лист отлично поглощает весь диапазон – от дальнего красного до синего – практически без провалов и превращает его в энергию для роста.
Зеленый спектр важен еще и тем, что он в состоянии пройти сквозь лист и осветить нижние ярусы растения, давая ему дополнительную энергию. Остальной спектр будет поглощаться листьями верхнего яруса и не пробьется ниже.
Здесь можно возразить, что согласно диаграмме синий и красный поглощаются лучше. Значит, нужно светить именно этими спектрами. Ужасное заблуждение. Чтобы выдержать линейность графика RQE, все наоборот – то, что усваивается растением лучше, должно иметь более низкую силу излучения. Таким образом, перераспределение части энергии из красного диапазона в зеленый энергетическую функцию света иногда усиливает.
Чем же грозит подсветка растений только красным и синим? Исследования биофака МГУ показали, что, к примеру, рост китайской капусты при таком освещении угнетается, снижается синтез сахаров, отсутствует цветение. Салат при красном свете набирает большую массу, но в листьях значительно меньше хлорофилла, полифенолов и антиоксидантов. То есть продукт получается красивым, но малополезным. Зато его много, чем нередко злоупотребляют поставщики в ущерб качеству.
Вернемся к светодиодам
Теперь о светодиодах. Взглянем на диаграмму ниже:
Из диаграммы видно, что светодиоды белого цвета свечения имеют сильный завал в красном диапазоне. Если сравнивать спектр солнечного света с разными типами ламп, то лучше использовать для подсветки лампы накаливания, поскольку красный спектр для развития растения важнее синего. Получается, светодиоды для подсветки растений не годятся? Нужны накаливания? Но они прожорливы в плане энергопотребления.
Для самостоятельной подсветки белые светодиоды не подходят. Поэтому в продаже представлены фитолампы с красным и синим спектрами излучения.
Если такие цветные светильники использовать для дополнительной подсветки к белым (для чего они и предназначены), то можно добиться относительно линейного спектра, что и требуется растениям.
Бочка Либиха
Фундаментальный закон экологии, который был назван «бочка Либиха», гласит: развитие ограничивает фактор, сильнее других отклоняющийся от нормы.
Например, если растение не имеет недостатка в воде, минеральных веществах, тепле и углекислом газе, но интенсивность освещения составляет 40% от оптимального значения, то оно даст не более 40% максимально возможного урожая. А теперь посмотрим, как спектр освещения влияет на потребление растениями азота и фосфора, и применим к этому закон Либиха.
Из диаграммы видно, что растению для полноценного развития необходим полный спектр светового излучения. Стоит срезать любой его участок, и сработает закон Либиха – растение недополучит необходимые вещества и не разовьется в полной мере. И это только в смысле потребления питательных компонентов, не считая развития листовой массы, являющейся, по сути, генератором энергии, стойкости к болезням и проч. Это то же самое, что снять половину клавиш с рояля и попробовать сыграть на нем что-то серьезное.