При выращивании растений в комнатной культуре или в условиях зимнего сада (оранжереи) трудно обойтись без искусственного освещения (хотя бы в зимнее время).
1.Обычные лампочки накаливания с вольфрамовой нитью в этом случае совершенно бесполезны. С одной стороны, они превращают в свет только 5% полученной энергии, а 95% энергии выделяется в форме тепла, на которое растения реагируют весьма болезненно. С другой стороны – спектр света этих лампочек не отвечает потребностям растений, и даже наоборот, стимулирует их вытягивание, вызывая иссушение и ожоги листьев.

Такие лампочки пригодятся лишь в некоторых случаях, например, в витрине для орхидей их можно использовать для обогрева и дополнительного освещения, однако их работу должен регулировать термостат.

Люминесцентные лампы

2. Для выращивания декоративных растений можно использовать люминесцентные лампы дневного света типа ЛБ или ЛБТ (40, 65, 80 Вт), так как они дают холодный свет. Другие марки, например, ЛД, ЛДЦ – непригодны по спектральным характеристикам, так как их спектр действует на растения угнетающе.

Поскольку лампы дневного света маломощны, их нужно монтировать по несколько штук, обязательно устанавливать отражатели, усиливающие световой поток и препятствующие проникновению в комнату неприятного для глаз мерцающего света. Общая мощность этих ламп должна составлять 140 Вт на 1 м2 площади растений. Таким образом, светильник из 2-х ламп мощностью по 80 Вт, годится для подоконника длиной 1 м. Растения должны находиться на расстоянии 15-35 см от таких ламп. Этого легко добиться, перемещая сам светильник по высоте растений, или поднимая и опуская сами растения. Недостатком ламп дневного света является малая доля излучения красной части спектра, задерживающая рост осевых органов растений.

Компактная люминесцентная лампа

3. Стоит обратить внимание на так называемые фитолампы.

Их использование для досвечивания растений более эффективно по физиологическим показателям.

Действительно, для фотосинтеза фитолюминесцентные лампы предпочтительнее и экономичнее (20 Вт потребления – 100 Вт отдачи), нежели люминесцентные лампы типа ЛБ, однако их сиренево-розовое свечение неестественно и вредно для глаз человека, может провоцировать головные боли. Поэтому применять их в жилых помещениях без внешнего зеркального отражателя нежелательно.

В продаже можно найти фитолампы «Fluora» фирмы Osram. Для освещения подоконника длиной около 1 м будет достаточно одной-двух 18-ваттных ламп. Можно использовать отечественную лампу ЛФУ-30 (30 Вт), ее хватает для освещения площади 0,4х0,7 м.

Менее раздражителен для глаз свет зеркальных фитоламп фирмы Enrich (Венгрия) мощностью 60 Вт. Они вворачиваются в обычный патрон. Однако при каждодневном включении служат эти лампы недолго – не более полугода. Обратите внимание – лампы сильно нагревают листья, что для растений нежелательно.

Перечисленных выше недостатков лишены фитолампы фирмы Paulmann мощностью 40, 60 и 100 Вт. Они также вворачиваются в обычный патрон. Их отличие от других ламп состоит в специальном слое, нанесенном на стекло лампы, а также в том, что они практически не нагреваются, а потому не вызывают перегрева листьев. Срок их службы превышает срок службы обычной лампы накаливания в 3-4 раза.

Лампа Fluora со светильником

4. Очень ярко и мощно светят дуговые ртутно-люминесцентные лампы, например ДРЛ мощностью 250 и 350 Вт. Ртутно-люминесцентную физиологическую лампу ДРЛФ-400 (400 Вт) с регулирующим устройством подвешивают на кронштейне над сеянцами и маленькими растениями на высоте 70-75 см, над подросшей рассадой и взрослыми комнатными растениями - на высоте 1,5 м. Однако использование таких ламп в жилых помещениях запрещено из-за их воздействия на глаза. Используются они в теплицах при промышленном выращивании рассады и в зимних садах и оранжереях. Срок службы этих ламп не менее 5 лет.

Лампы ДРЛ

5. Экономичны, эффективны и просты в применении разрядные натриевые металлогалогенные лампы. Спектр их света – в оранжевом и красном диапазоне - наиболее благоприятном для растений - улучшает их рост и развитие, стимулирует цветение. Некоторый дефицит синего спектра может компенсироваться естественным светом, проникающим через оконное стекло.

Лампа металлогалогенная

6. Одной из самых удачных ламп для выращивания рассады и досвечивания комнатных растений на сегодняшний день признана отечественная лампа Рефлакс марки ДнаЗ (дуговая натриевая зеркальная). Как и все натриевые лампы, она сочетает высокую радиационную эффективность со спектром, благоприятным для фотосинтеза, дает стабильный световой поток. Кроме того, лампа снабжена встроенным зеркальным отражателем, который позволяет весь свет направлять на растения. Оранжево-желтое свечение натриевых ламп («заходящее солнце») не раздражает глаза, что важно при использовании ламп в жилых помещениях.

Лампа Рефлакс

Лампы Рефлакс выпускаются мощностью 50, 70, 250, 350, 400 и 600 Вт. Самой маломощной лампы (50 Вт) при размещении ее на высоте 40-60 см достаточно для досвечивания растений на площади 2 м2. Средний срок службы лампы 5000 часов, так что при ежедневной работе по 12 часов лампа прослужит не более 13 месяцев. Практически же эксплуатировать лампу более 8 месяцев (3000 часов) нет смысла, так как ее световой поток со временем сильно уменьшается. К недостаткам лампы Рефлакс следует отнести достаточно высокую цену и необходимость установки довольно громоздкого и малоэстетичного регулирующего устройства.

Итак, наилучший эффект при выращивании комнатных растений даст использование ламп холодного дневного света типа ЛБ или ЛТБ в сочетании с лампами Рефлакс ДнаЗ - для жилых помещений, и сочетание ламп типа ДРЛФ-400 и Рефлакс ДнаЗ (250, 350, 400, 600 Вт) – для зимних садов и оранжерей.

Размещение ламп

Располагать источник света по отношению к растению можно тремя способами, каждый из которых дает различный визуальный эффект:

- Направленный свет – это свет от одной или нескольких ламп, расположенных над растением или групповой композицией. Такое освещение служит для того, чтобы создать впечатление целостной композиции и в то же время подчеркнуть ее отдельные элементы.

- Подсвечивающий свет – это свет от одной или нескольких ламп, установленных снизу растения, например на уровне пола. Такое освещение подчеркивает отдельные детали и создает тень на стене позади растения.

- Контровый свет – это свет от лампы, расположенной на уровне пола позади растения. Такое освещение акцентирует внимание на силуэте растения и создает мистическую и таинственную атмосферу. Этот вариант освещения, как правило, применяется для освещения крупных одиночно расположенных растений (солитеров).

По материалам:

1. Палеева Т. В. «Ваши цветы. Уход и лечение». М.: Эксмо, 2003.

2. Анита Паулисен «Цветы в доме». М.: Эксмо, 2004.

3. Воронцов В. В. «Уход за комнатными растениями. Практи-

ческие советы любителям цветов». М.: ЗАО «Фитон+», 2004.

4. Беспальченко Е. А. «Тропические декоративные растения для дома, квартиры и офиса». ООО ПКФ «БАО», Донецк, 2005.

5. Д. Госсе, «Даже солнцу надо помогать». «Вестник цветовода», №3, 2005.

Фито-ЭСЛ 200 Вт. Кстати пользуюсь ими уже года два и довольна, до них были Рефлаксы, 2 запускающих устройства сгорели, причем с открытым пламенем. После смены Рефлакса на ЭСЛ растения хуже расти не стали, а орхидеи даже стали лучше цвести.

Растениеводство защищенного грунта в Нидерландах немыслимо без дополнительного освещения растений на протяжении всей вегетации. Системы освещения постоянно совершенствуются, накапливается агротехнический опыт их применения. Научные исследования открывают новые перспективы выращивания растений при искусственном освещении.

С каждым годом использование «ламп роста» в тепличных хозяйствах Голландии находит все большее применение, причем не только в отношении разнообразия выращиваемых культур, но и в отношении интенсивности света и продолжительности его воздействия.
С постоянным увеличением числа производителей тепличной продукции, которые начинают выращивать растения при искусственном освещении, растет объем практических знаний, однако вместе с ним и поток вопросов.
В настоящее время исследования проводятся в нескольких точках планеты, в первую очередь это Канада и Скандинавия. Данные обобщаются и анализируются, в этой связи в июне 2005 г. в Норвегии проходил V Международный симпозиум «Современное состояние и перспективы развития светокультуры растений», по материалам которого было издано три сборника: «Мобильное освещение», «Оптимизация фотопериода» и «Об использовании светодиодов».

Мобильное освещение

Передвижные лампы активно используют в теплицах в течение последних пяти лет, и они считаются весьма эффективными. В существующих осветительных системах лампы перемещаются по рельсам назад и вперед на расстоянии друг от друга от 2-4 (близкий свет) до 25 м (дальний свет). Однако сравнительные исследования по выращиванию декоративных растений при освещении подвижными и стационарными лампами не проводились. Совсем недавно такие исследования были выполнены для нескольких культур.
При одинаковой мощности ламп продуктивность растений, выращиваемых с использованием мобильных и стационарных осветительных систем, существенно не различалась, более того при использовании дальнего света результаты были хуже, чем в случае фиксированных ламп, эксплуатация которых обходилась дешевле. Однако системы дальнего света могут быть оправданы в том случае, когда требуется низкий уровень освещенности, для чего используют небольшое число ламп. Очевидно, что фиксированный источник света не может равномерно освещать всю теплицу, поэтому перемещающиеся лампы получают определенные преимущества.

Системы близкого света

Эксплуатация установок дальнего света подсказала идею размещать подвижные лампы на небольшом расстоянии (2-4 м) — использовать так называемые мобильные установки близкого света. Показания датчиков позволяют видеть, что такие системы обеспечивают более равномерное освещение растений, по сравнению со стационарными лампами, при использовании которых одни листья постоянно освещены, а другие всегда находятся в тени. Кроме того, перемещение ламп избавляет культуру от постоянного освещения под фиксированным углом. Высота ламп над растениями, по-видимому, играет важную роль в распределении света. В то же время ряд практических примеров показывает, что лучше, когда лампы расположены ближе к растениям. Нужно только не допускать ожогов листьев и обеспечить свободное перемещение ламп в горизонтальном направлении.
Включить - выключить
Определение оптимальной длины дня при искусственном досвечивании растений важный момент — растения должны эффективно использовать каждый час облучения. Казалось бы, что наиболее эффективным вполне может оказаться круглосуточное облучение, однако большинство растений ориентировано на определенный фотопериод и только очень ограниченное число видов не нуждается в темном времени суток. Оптимальная длина дня варьирует в значительных пределах для отдельных декоративных культур. Например, оптимальной длиной дня для роз считается 20 ч, а при освещении в течение 24 ч нарушается работа устьиц, что может потом сократить продолжительность стояния цветов в вазе. Однако это также может быть связано с изменениями температуры и влажности воздуха в течение суток, а также со спектральным составом света.

Светодиоды

В подавляющем большинстве осветительных систем используются адаптированные для растениеводства натриевые лампы высокого давления. Специалисты тепличного хозяйства выбирают эти лампы в основном благодаря их высокой эффективности. Однако у них только треть затраченной энергии преобразуется в фотосинтетически активное излучение, а это означает, что вырабатывается также много лишнего тепла. Лампы роста потребляют дополнительное количество энергии, что сказывается на себестоимости продукции. В этой связи отдачу от их использования всех видов энергии нужно контролировать. В настоящее время интенсивно изучают альтернативные источники света — светодиоды, знакомые всем по красному глазку на панели телевизора или стереосистемы. Не исключено, что светодиоды окажутся весьма эффективными источниками света, во всяком случае, они производят значительно меньше тепла. Технологии производства и использования светодиодов интенсивно развиваются, однако пока они не столь эффективны как натриевые лампы высокого давления и поэтому не используются в теплицах.
Светотехники утверждают, что за последние 30 лет количество излучаемого света, продуцируемого на единицу затраченной прибором энергии, каждое десятилетие возрастало в десять раз. Если это верно и в ближайшее время тенденция сохранится, то светодиоды станут весьма перспективными для тепличного растениеводства. С их внедрением откроется много новых возможностей для использования ламп роста в овощеводстве и цветоводстве. Можно будет выбрать для ламп любой цвет, в то время как спектр натриевых ламп высокого давления ограничен. Лампы разного цвета могут быть полезны для управления культурой, в том числе процессом цветения и габитусом растений: для разных фаз развития культуры или при различной высоте растений будут использоваться лампы определенного цвета. Светодиоды также позволят освещать растения под разным углом.

Непрерывное производство

В Японии разработан проект растительной фабрики непрерывного цикла, где растения выращивают на столах и стеллажах, расположенных друг над другом, и используется только искусственный свет при полном отсутствии солнечного. В отличие от Нидерландов, где такие фабрики пока редкость, в Японии работают уже 35 коммерческих растениеводческих предприятий, выращивающих зеленные культуры и рассаду. Процесс выращивания полностью контролируется — ростом и развитием растений можно управлять в соответствии с поставленными задачами. Прогнозируется, что число подобных фабрик и в Нидерландах, и в мире будет расти. Это новый этап научно-технического прогресса в отрасли растениеводства вслед за полностью изолированной теплицей.

Автор: Галка Охапкина

Освещение растений. Часть 1: Для чего освещать растения

Комнатным растениям очень не повезло. Им приходится расти в "пещере", а все знают, что в пещерах растения не растут. Самым счастливым растениям достаются солнечные подоконники, но и подобное расположение по отношению к свету - это, скорее, аналог подлеска, под высоким деревом, когда солнце появляется только либо ранним утром, либо вечером, да и то - рассеянное листвой.

Пожалуй, самым уникальным случаем было мое предыдущее жилище, когда мы жили на восемнадцатом этаже отдельно стоящего дома. Окна были большими, почти во всю стену, никакие другие дома или деревья их не загораживали, и мои растения совершенно не нуждались в подсветке, и умудрялись цвести по 5-6 раз в год (например, бугенвиллии и каллистемоны). Но, сами понимаете, такой отдельно стоящий дом - явление довольно редко случающееся.

Обычно растениям очень не хватает света в комнатных условиях, причем не только зимой, но и летом. Нет света - нет развития, нет роста, нет цветения.

Тут и возникает вопрос о досвечивании растений, которое направлено на то, чтобы возместить недостаток освещения в условиях комнаты-"пещеры".

Иногда растения выращиваются полностью без дневного освещения, лишь за счет светильников, например, в помещении, где нет окон, либо если растения находится далеко от окна.

Прежде чем заниматься освещением растений, вам нужно определиться, собираетесь вы их досвечивать или полностью освещать. Если только досвечивать, то можно обойтись довольно дешевыми люминесцентными светильниками, почти не заботясь о спектре этих светильников.

Светильники нужно установить над растениями примерно в 20 сантиметрах от верхнего листа. В дальнейшем нужно предусмотреть возможность перемещения светильника, либо растения. Я обычно размещала светильники выше, чем положено, а растения "подтягивала" к лампам, используя перевернутые вверх дном горшки. Как только растения подрастут, горшок-подставку можно заменить на меньший или убрать.

Еще один вопрос, когда вы уже пристроили светильники: сколько часов в день досвечивать? Тропическим растениям для полноценного развития нужно 12-14 часов светового дня. Тогда они и развиваться будут, и цвести. Значит, нужно включать подсветку за пару часов до того, как на улице посветлеет, и выключать на несколько часов позже того, как стемнеет.

При полном искусственном освещении растений, нужно также учитывать еще и спектр освещения. Обычными лампами тут не обойтись. Если дневного света ваши растения не видят, то необходимо установить лампы со специальным спектром - для растений и/или аквариумов.

Очень удобно при досвечивании или полном освещении растений пользоваться таймером-реле. Удобнее всего - двухрежимным, то есть чтобы реле позволяло включиться утром на пару часов, и потом вечером.

Попробуйте досвечивать растения и вы сами заметите, насколько лучше они развиваются, когда им хватает света!

Освещение растений. Часть 2: Загадочные люмены и люксы

Основные понятия

Люмены и люксы часто являются источником путаницы. Эти величины являются единицами измерения светового потока и освещенности, которые нужно различать.

Электрическая мощность лампы измеряется в ваттах, а световой поток ("световая мощность") - в люменах (Лм). Чем больше люменов, тем больше света дает лампа. Аналогия со шлангом для полива растений - чем больше открыт кран, тем "мокрее" все будет вокруг.

Световой поток характеризует источник света, а освещенность - поверхность, на которую падает свет. По аналогии со шлангом - вам нужно знать, сколько воды попадает в ту или иную точку. От этого будет зависеть, сколь долго вам нужно поливать растения на грядке.

Освещенность измеряется в люксах (Лк). Источник света со световым потоком в 1 Лм, равномерно освещающий поверхность площадью 1 кв. м создает на ней освещенность 1 Лк.

Полезные правила

Правило обратных квадратов

Освещенность на поверхности обратно пропорциональна квадрату расстояния от лампы до поверхности. Если вы передвинули лампу, висящую над растениями на высоте полметра, на высоту одного метра от растений, увеличив расстояние в два раза, то освещенность растений уменьшиться в четыре раза. Об этом надо помнить, когда вы проектируете систему для освещения растений.

Освещенность на поверхности зависит от величины угла, под которым освещается эта поверхность. Например, солнце в летний полдень, находясь высоко в небе, создает в несколько раз большую освещенность на поверхности земли, чем солнце, низко висящее над горизонтом в зимний день. Если вы используете светильник прожекторного типа для освещения растений, то старайтесь, чтобы свет был направлен перпендикулярно растениям.

Освещенность на поверхности зависит от угла падения

Спектр и цвет

Цвет излучения лампы характеризуется цветовой температурой (CCT - Correlated Color Temperature). Это основано на принципе того, что если нагревать, например, кусок металла, то его цвет изменяется от красно-оранжевого до синего. Температура нагреваемого металла, при которой его цвет наиболее близок к цвету лампы, называется цветовой температурой лампы. Она измеряется в градусах Кельвина.

Другим параметром лампы является коэффициент цветопередачи (CRI - color rendering index). Этот параметр показывает, насколько близки цвета освещаемых объектов к истинным цветам. Эта величина имеет значение от нуля до ста. Например, натриевые лампы обладают низкой цветопередачей, все предметы под ними кажутся одного цвета. Новые модели люминесцентные ламп имеют высокий CRI. Старайтесь использовать лампы с высоким значением CRI, чтобы ваши растения выглядели привлекательней. Эти два параметра обычно указываются на маркировке люминесцентных ламп. Например, /735 - означает лампу со значением CRI=70-75, CCT=3500K - лампа тепло-белого цвета, /960 - лампа с CRI=90, CCT=6000K - лампа дневного света.

В результате процесса фотосинтеза, происходящего в растениях, энергия света превращается в энергию, используемую растением. В процессе фотосинтеза растение поглощает углекислый газ и выделает кислород. Свет поглощается различными пигментами в растении, в основном, хлорофиллом. Этот пигмент поглощает свет в синем и красном участках спектра.

Помимо фотосинтеза существуют и другие процессы в растениях, на которые свет различных участков спектра оказывает свое влияние. Подбором спектра, чередованием длительности светлого и темного периодов можно ускорять или замедлять развитие растения, сокращать вегетационный период и т.д.

Спектр поглощения хлорофилла (по горизонтали - длина волны в nm)

Например, пигменты с пиком чувствительности в красной области спектра отвечают за развитие корневой системы, созревание плодов, цветение растений. Для этого в теплицах используются натриевые лампы, у которых большая часть излучения приходится на красную область спектра. Пигменты с пиком поглощения в синей области отвечают за развитие листьев, рост растения и т.д. Растения, выросшие с недостаточным количеством синего света, например, под лампой накаливания, более высокие - они тянутся вверх, чтобы получить побольше "синего света". Пигмент, который отвечает за ориентацию растения к свету, также чувствителен к синим лучам.

Отсюда следует важный вывод: лампа, предназначенная для освещения растений, должна содержать как красные, так и синие цвета.

Многие фирмы-производители люминесцентных ламп предлагают лампы со спектром, оптимизированным для растений. Они лучше для растений, чем обычные люминесцентные, используемые для освещения помещений. Такую лампу имеет смысл использовать, если вам необходимо заменить старую. При одинаковой мощности специальная лампа дает больше "полезного" для растений света. Если вы устанавливаете новую систему для освещения растений, то не гонитесь для этими специализированными лампами, которые намного дороже обычных ламп. Установите более мощную лампу с высоким коэффициентом цветопередачи (маркировка лампы - /9..). В ее спектре будут все необходимые составляющие и света она даст намного больше, чем специальная лампа.

В этой статье будут рассмотрены типы ламп, используемые для освещения растений.
Лампы для освещения растений бывают двух видов - лампы накаливания, в которых есть спираль, и газоразрядные, где свет генерируется при электрическом разряде в смеси газов. Лампы накаливания могут прямо включаться в розетку, газоразрядные требуют специальной пускорегулирующей аппаратуры, называемой также балластом. Эти лампы нельзя включать в розетку, несмотря на то, что некоторые своими цоколями напоминают лампы накаливания. Только новые компактные люминесцентные лампы со встроенным балластом можно вкручивать в патрон.

Лампы накаливания

К этим лампам, помимо обычных ламп накаливания, которые вкручиваются в люстру на потолке, относятся и некоторые другие лампы:

Галогенные лампы, в которых внутри колбы находятся смесь газов, позволяющая увеличить яркость и срок службы лампы. Не путайте эти лампы с газоразрядными металлогалоидными, которые часто называют металлогалогенными. В новых лампах используется смесь газов криптона и ксенона. За счет этого яркость свечения спирали еще выше.

Неодимовые лампы, колбы которых изготовлены из стекла с примесью неодима (Chromalux Neodym, Eurostar Neodymium). Это стекло поглощает желто-зеленую часть спектра и освещаемые объекты визуально кажутся ярче. В действительности лампа не дает больше света, чем обычная.

Лампы накаливания не стоит использовать для подсветки растений. Они не подходят по двум причинам - в спектре отсутствуют синие цвета (в первой части написано об этом), и у них малая светоотдача (17-25 Лм/Вт). Все лампы накаливания сильно греются, поэтому их нельзя размещать вплотную к растениям, иначе растения получат ожоги. А размещение этих ламп на расстоянии более одного метра от растения практически ничего не дает. Поэтому в комнатном цветоводстве такие лампы применяются исключительно для подогрева воздуха в тепличках и оранжереях. Другое применение лампы накаливания - совместно с люминесцентной лампой, в спектре которой мало красного света. Например, комбинация лампы холодного света и лампы накаливания обладает достаточно хорошим спектром. Тем не менее, лучше использовать натриевую лампу вместо лампы накаливания.

В последнее время в продаже появились специальные лампы для подсветки растений, например OSRAM Conсentra Spot Natura со встроенным рефлектором. Эти лампы отличаются от обычных ценой (около 80-100 рублей в Москве за лампу мощностью 75-100 Вт). Но принцип действия, а, следовательно, и эффектив-ность этих ламп такая же, как и у обычных ламп накаливания.

Люминесцентные лампы общего назначения

Пример осветительной системы с использованием люминесцентных ламп

Лампы этого типа известны каждому - стандартные источники света в помещениях. Люминесцентные лампы более приспособлены для подсветки растений чем лампы накаливания. Из плюсов можно отметить высокую светоотдачу (50-70 Лм/Вт), низкое тепловое излучение и большой срок службы. Недостатком таких ламп является то, что спектр не совсем эффективен для подсветки растений. Тем не менее, если света достаточно, то спектр не столь уж важен. Для работы этих ламп требуются светильники со специальной пускорегулирующей аппаратурой (ПРА, балласт). Эта аппаратура бывает двух типов - электромагнитная (ЭМПРА - дроссель со стартером) и электронная (ЭПРА, электронный балласт). Вторая много лучше - лампы не мерцают при включении и работе, увеличивается срок службы ламп и количество света, излучаемое лампой. Некоторые электронные балласты позволяют регулировать яркость свечения ламп, например от внешнего датчика освещенности. Проблема только в одном, если простейший дроссель стоит в Москве около 200 рублей, то цены на электронные балласты начинаются от 900 рублей, а регулируемые электронные балласты стоят более 2000 рублей без регулирующего устройства, которое стоит еще от $70 до $90 (одно такое устройство может обслуживать много светильников).

Мощность лампы зависит от ее длины. Более длинные лампы дают больше света. Применять следует, по возможности, более длинные и мощные лампы, поскольку у них выше светоотдача. Иными словами, 2 лампы по 36 Вт лучше, чем 4 лампы по 18 Вт.

Лампы должны быть расположены не выше полуметра от растений. Оптимальное применение люминесцентных ламп - полки с примерно одинаковыми по высоте растениями. Лампы крепятся на расстоянии до 15 см для светолюбивых растений, и на расстоянии 15-50 см для растений, предпочитающих полутень. При этом подсветка монтируется по всей длине полки или стеллажа.

Люминесцентные лампы специального назначения

Эти лампы отличаются от ламп общего назначения только покрытием на стеклянной колбе. За счет этого спектр этих ламп приближен к спектру, который требуется растениям. В Москве можно найти лампы таких производителей как OSRAM-Sylvania, Philips, GE и т.д. Ламп российского производства с оптимизированным для подсветки растений спектром пока не существует.

Цены на специальные лампы, как минимум, вдвое выше, чем на лампы общего назначения, но иногда это себя оправдывает. В качестве примера - личный опыт одного из авторов (А. Литовкин): Когда к моим растениям подкралась первая зима, я заметил, что они стали если не чахнуть, то уж явно остановились в развитии. Решено было их подсвечивать - установлен светильник на две лампы 1200 мм. В нем сначала были установлены лампы отечественного производства с холодным белым светом. Растения заметно оживились, но в рост трогаться не торопились. Затем, примерно через месяц лампы общего назначения были заменены на OSRAM Fluora. И после этого растения, как говорится, "поперли".

Если вы устанавливаете лампу вместо старой, то имеет смысл использовать специализированную лампу для растений, поскольку при одинаковой мощности такая лампа дает больше "полезного" для растений света. Но при установке новой системы лучше поставить более мощные обычные лампы (лучше всего компактные люминесцентные большой мощности), поскольку они дают больше света, что более важно для растений, чем спектр.

Компактные люминесцентные лампы

Эти лампы бывают как со встроенным балластом, так и без него. В Москве представлены лампы ведущих мировых производителей и лампы отечественного производства (МЭЛЗ), по характеристикам почти не уступающие зарубежным аналогам, а по цене существенно дешевле.

Лампы со встроенным балластом отличаются от протяженных люминесцентных ламп общего назначения только меньшими габаритами и простотой использования - их можно вкручивать в обычный патрон. К сожалению, такие лампы выпускаются для замены ламп накаливания при освещении помещений, и их спектр похож на спектр ламп накаливания, что не оптимально для растений.

Лучше всего эти лампы использовать для подсветки нескольких, компактно стоящих растений. Для получения нормального светового потока мощность ламп должна быть не менее 20 Вт (аналог 100 Вт для лампы накаливания), а расстояние до растений не более 30-40 сантиметров.

В настоящее время в продаже есть компактные люминесцентные лампы большой мощности - от 36 до 55 Вт. Эти лампы отличаются повышенной светоотдачей (на 20%-30%) по сравнению с обычными люминесцентными лампами, долгим сроком службы, отличной цветопередачей (CRI>90) и широким спектром, в котором есть необходимые растениям красные и синие цвета. Компактность позволяет эффективно использовать лампы вместе с рефлектором, что немаловажно. Эти лампы являются оптимальным выбором для освещения растений, при небольшой мощности осветительной системы (до 200 Вт суммарной мощности). Недостатком является дороговизна и необходимость использования электронного балласта для ламп большой мощности.

Газоразрядные лампы

Газоразрядные лампы - на сегодняшний день самый яркий источник света. Они компактны по размерам. Высокая светоотдача позволяет одной лампой осветить растения, занимающие большую площадь. Вместе с этими лампами необходимо использовать специальные балласты. Следует отметить, что такие лампы имеет смысл использовать, если вам необходимо много света - при суммарной мощности менее 200-300 Вт лучшее решение - использование компактных люминесцентных ламп.

Для освещения растений используются три типа ламп: ртутные, натриевые и металлогалоидные, иногда называемые металлогалогенными.

Ртутные лампы

Наиболее исторически старый тип из всех газоразрядных ламп. Бывают лампы без покрытия, которые обладают низким коэффициентом цветопередачи (под светом этих ламп все кажется мертвенно-синим) и более новые лампы с покрытием, которое улучшает спектральные характеристики. Светоотдача этих ламп невелика. Некоторые фирмы выпускают светильники для растений, с использованием ртутных ламп, например, OSRAM Floraset. Если вы проектируете новую систему освещения, то лучше воздержаться от ртутных ламп.

На фото: Светильник для растений OSRAM Floraset, где установлена ртутная лампа с покрытием.

Натриевые лампы высокого давления

Натриевые лампы высокого давления - один из наиболее эффективных, с точки зрения светоотдачи, источников света. Спектр этих ламп воздействует преимущественно на пигменты растений красной зоны спектра, отвечающие за корнеобразование и цветение.

Из того, что предлагается в продаже, предпочтительнее всего лампы Рефлакс ООО "Светотехника" серии ДнаТ (см. фото). Эти лампы изготовлены со встроенным отражателем, допускают эксплуатацию в светильниках без защитного стекла (в отличие от других натриевых ламп) имеют весьма значительный ресурс (12-20 тыс. часов).

Натриевые лампы дают большое количество света, поэтому потолочным светильником большой мощности (250 Вт и выше) можно осветить сразу большую площадь - наилучшим решением для подсветки зимних садов и больших коллекций. Правда, в таких случаях их рекомендуется чередовать с ртутными или металлогалоидными лампами для балансировки спектра излучения.

Металлогалоидные лампы

Металлогалоидная лампа CDM (Philips)

Наиболее совершенные лампы для подсветки растений - высокая мощность, большой ресурс, оптимальный спектр излучения. К сожалению, эти лампы, особенно с улучшенным спектром излучения, дороже других ламп. В продаже есть новые лампы с керамической горелкой производства Philips (CDM), OSRAM (HCI) с повышенным коэффициентом цветопередачи (CRI=80-95). Отечественная промышленности выпускает лампы серии ДРИ. Область применения - та же, что и для натриевых ламп высокого давления.

Несмотря на то, что цоколь металлогалоидной лампы (справа) похож на цоколь лампы накаливания (слева), для нее нужен специальный патрон.

Послесловие

Вместо послесловия - что и для чего пригодится.

Если нужно дешево что-то сделать на скорую руку, то используйте лампы накаливания или компактную люминесцентную лампу со встроенным балластом, которую можно вкрутить в обычный патрон.

Несколько близко расположенных растений можно осветить несколькими способами. Десяток небольших растений примерной одной высоты (до полуметра) лучше всего осветить компактными люминесцентными лампами. Для высоких одиночных растений можно порекомендовать светильники прожекторного типа с газоразрядными лампами мощностью до 100 Вт.

Если растения примерно одинаковой высоты расположены на стеллажах или на подоконнике, то используйте протяженные люминесцентные лампы или, что еще лучше, компактные лампы большой мощности. Обязательно используйте рефлекторы с люминесцентными лампами - они значительно увеличат полезный световой поток.

Если у вас большой зимний сад, то установите потолочные светильники с газоразрядными лампами большой мощности (250 Вт и выше).

этой части мы рассказываем о расчете мощности ламп, практическом измерении освещенности и т.д.

В предыдущих частях мы говорили об основных понятиях и о различных типах ламп, используемых для освещения растений. В этой части рассказывается о том, какую систему освещения выбрать, сколько потребуется ламп для освещения того или иного растения, как померить освещенность в домашних условиях и для чего нужны рефлекторы в осветительных системах.

Свет - один из самых важных факторов успешного содержания растения. Путем фотосинтеза растения "изготавливают еду" для себя. Мало света - растение ослаблено и либо умирает от "голода", либо становится легкой добычей вредителей и болезней.

Быть или не быть

Итак, вы решили установить новую систему освещения для ваших растений. Прежде всего ответьте на два вопроса.

Чем ограничен ваш бюджет? Если на всю осветительную систему выделена небольшая сумма денег, которую вы оторвали от стипендии и вам необходимо уложиться в нее, то эта статья вам не поможет. Единственный совет - купите то, что сможете. Не тратьте силы и время на поиски. К сожалению, система освещения для растений или для аквариума - дело недешевое. Иногда, более разумной альтернативой является замена светолюбивых растений на теневыносливые - лучше иметь ухоженный спатифиллум, который не требует много света, чем сокрушаться из-за полудохлой гардении, которой катастрофически его не хватает.

Вы собираетесь просто перекантоваться до весны, по принципу "не до жиру, быть бы живу"? Тогда просто купите самую простую люминесцентную лампу. Если же вы хотите, чтобы ваши растения полноценно росли и даже цвели под лампами, тогда нужно потратить силы и средства на осветительную систему. Особенно, если вы выращиваете растения, которые круглый год растут в условиях искусственного освещения, например, аквариумные.
Если вы определились с ответами на эти вопросы и решили установить полноценную систему освещения, то тогда читайте дальше.

Что такое хорошее освещение

Три главных фактора определяют - хорошая ли система освещения или плохая:

Интенсивность света. Света должно быть достаточно для растений. Слабый свет нельзя заменить длинным световым днем. Много света в комнатных условиях не бывает. Достичь освещенности, которая бывает ярким солнечным днем (более 100 тыс. Лк) достаточно сложно.

Длительность освещения. Различные растения требуют различный световой день. Многие процессы, например, цветение, определяются длительностью светового дня (фотопериодизм). Все видели красную пуансеттию (Euphorbia pulcherrima), продающуюся на Рождество и Новый год. Этот куст растет под окном нашего дома на юге Флориды и каждый год зимой, без ухищрений с нашей стороны, "делает все сам" - у нас есть то, что необходимо для образования красных прицветников - длинные темные ночи и яркие солнечные дни.

Качество освещения. В предыдущих статьях я затрагивал этот вопрос, говоря о том, что растению необходим свет как в красной, так и синей области спектра. Как уже было сказано, необязательно применять специальные фитолампы - если вы используете современные лампы с широким спектром, например, компактные люминесцентные или металлогалоидные, то спектр у вас будет "правильным".
Помимо этих факторов, безусловно, важны и другие. Интенсивность фотосинтеза ограничивается тем, чего не хватает в данный момент. При низкой освещенности - это свет, когда света много, то, например, температура или концентрация углекислого газа и т.д. При выращивании аквариумных растений часто случается, что при сильном освещении, концентрация углекислого газа в воде становится ограничивающим фактором и более сильный свет не приводит к увеличению темпов фотосинтеза.

Сколько растениям нужно света

Растения можно разделить на несколько групп по требованиям к свету. Цифры для каждой из групп достаточно приближенные, поскольку многие растения могут себя хорошо чувствовать как на ярком свету, так и в тени, адаптируясь к уровню освещенности. Для одного и того же растения необходимо разное количество света в зависимости от того развивается ли оно вегетативно, цветет или плодоносит. С энергетической точки зрения, цветение - процесс, который расходует "впустую" большое количество энергии. Растению надо вырастить цветок и снабжать его энергией, при том, что сам цветок не вырабатывает энергии. А плодоношение еще более расточительный процесс. Чем больше света, тем больше энергии "от лампочки" растение сможет запасти для цветения, тем более красивым будет ваш гибискус, тем больше цветов будет на кусте жасмина.

Ниже приведены некоторые растения, предпочитающие те или иные световые условия. Уровень освещенности выражен в люксах. Про люмены и люксы уже было сказано во второй части. Здесь я повторю только, что люксы характеризуют насколько "светло" растениям, а люмены - характеризуют лампы, которыми вы освещаете эти растения.

Яркий свет. К этим растениям относятся те, которые в природе растут на открытом месте - большинство деревьев, пальм, суккуленты, бугенвиллия, гардения, гибискус, иксора, жасмин, плюмерия, тунбергия, кротоны, розы. Эти растения предпочитают высокий уровень освещения - не менее 15-20 тыс. люкс, а некоторые растения для успешного цветения требуют 50 и более тыс. Лк. Большинство пестролистных растений требуют высокой освещенности, иначе листья могут "вернуться" к однотонной окраске.

Умеренный свет. К этим растениям относятся растения "подлеска" - бромелиевые, бегонии, фикус, филодендрон, каладиум, хлорофитум, бругманзия, брунфельсия, клеродендрум, кроссандра, мединилла, пандорея, рутия, барлерия, тибухина. Желаемый уровень освещенности для них составляет 10-20 тыс. Лк.

Слабый свет. Понятие "тенелюбивые растения" не совсем верно. Все растения любят свет, включая стоящую в самом темном углу драцену. Просто некоторые растения могут расти (скорее существовать) при слабом освещении. Если вы не гонитесь за скоростью роста, то они будут себя хорошо чувствовать и при слабом освещении. В основном, это растения нижнего яруса - хамедорея, вайтфельдия, антуриум, дифенбахия, филодендрон, спатифиллум, эхинантус. Им достаточно от 5 до 10 тыс. люкс.

Приведенные уровни освещенности достаточно приблизительные и могут служить отправной точкой для выбора системы освещения. Еще раз подчеркну, что цифры эти для полноценного роста и цветения растения, а не для "зимовки", когда можно обойтись меньшим уровнем освещенности.

Измерение освещенности

Итак, теперь вы знаете, сколько света необходимо вашему растению и хотите проверить, получает ли оно все, что ему полагается. Все теоретические выкладки хороши, однако лучше померить реальную освещенность там, где стоят растения. Если у вас есть люксметр, то вам повезло (на фото слева). Если люксметра нет, то не отчаивайтесь. Экспонометр фотоаппарата - тот же люксметр, только вместо освещенности выдающий значения выдержки, т.е. времени, на которое нужно открыть затвор камеры. Чем меньше освещенность, тем больше время. Все просто.

Если у вас есть внешний экспонометр, то положите его в то место, где вы измеряете освещенность, так чтобы светочувствительный элемент был перпендикулярен направлению падающего на поверхность света.

Если вы используете камеру, то положите лист белой матовой бумаги перпендикулярно направлению падающего света (не надо использовать глянцевую - она даст неверные результаты). Выберите размер кадра так, чтобы лист занимал весь кадр. Фокусироваться на него необязательно. Выберите чувствительность пленки - 100 единиц (современные цифровые камеры позволяют "имитировать" чувствительность пленки).

По значениям выдержки и апертуры определите освещенность в таблице. Если установить значение чувствительности пленки в 200 единиц, то табличные значения необходимо уменьшить вдвое, если установлено значение 50 единиц, то значения увеличиваются в два раза. Переход к следующему, более высокому, диафрагменному числу также увеличивает значения в два раза. Таким способом можно примерно оценить уровень освещенности там, где стоят ваши растения.

Использование рефлектора

Использование рефлектора позволяет увеличить полезный световой поток в несколько раз

Если вы используете люминесцентную лампу без рефлектора, то вы уменьшаете полезный свет в несколько раз. Как несложно понять, только тот свет, который направлен вниз, попадает на растения. Тот свет, который направлен вверх - бесполезен. Тот свет, который слепит вам глаза, когда вы смотрите на открытую лампу, также бесполезен. Хороший рефлектор напра- вляет свет, слепящий глаза, вниз на растения. Результаты моделирования люминесцентной лампы показывают, что освещенность в центре, при использовании рефлектора возрастает почти в три раза, а световое пятно на поверхности становится более концентрированным - светильник освещает растения, а не все вокруг.

Большинство светильников, продаваемых в магазинах бытовой техники не имеет рефлектора или имеет то, что рефлектором назвать стыдно. Специальные системы для освещения растений или аквариума с рефлекторами стоят очень дорого. С другой стороны, сделать самодельный рефлектор несложно.

Как сделать самодельный рефлектор для люминесцентной лампы

Форма рефлектора, особенно для одной-двух ламп, не имеет принципиального значения - любая "хорошая" форма, у которой число отражений не более одного и возврат света в лампу минимален, будет иметь примерно одинаковую эффективность в пределах 10-15%. На рисунке показан поперечный разрез рефлектора. Видно, что его высота должна быть такой, чтобы все лучи выше граничного (луч 1 на рисунке), перехватывались рефлектором - в таком случае светильник не будет слепить глаза.

Задавшись направлением отраженного граничного луча (например, вниз или под углом), можно построить перпендикуляр к поверхности рефлектора в точке отражения (точка 1 на рисунке), который делит угол между падающим и отраженным лучом пополам - закон отражения. Таким же образом определяется перпендикуляр и в остальных точках (точка 2 на рисунке).

Для проверки рекомендуется взять еще несколько точек, чтобы не получилась ситуация, изображенная в точке 3, где отраженный луч не идет вниз. После этого можно либо сделать многоугольный каркас, либо построить плавную кривую и по шаблону выгнуть рефлектор. Не следует размещать верхнюю точку рефлектора близко к лампе, поскольку лучи будут попадать обратно в лампу. При этом лампа будет греться.

Рефлектор можно сделать либо из алюминиевой фольги, например, пищевой, которая обладает достаточно высоким отражением. Также можно покрасить поверхность рефлектора белой краской. При этом его эффективность будет практически такой же, как и для "зеркального" рефлектора. Обязательно проделайте отверстия сверху рефлектора для вентиляции.

Длительность и качество освещения

Длительность освещения обычно составляет 12-16 часов, в зависимости от вида растений. Более точные данные, а также рекомендации по фотопериодизму (например, о том, как заставить цвести упомянутую выше пуансеттию) можно найти в специальной литературе. Для большинства растений приведенной выше цифры вполне достаточно.

Про качество освещения уже говорилось не раз. Одной из иллюстраций может служить фотография растений, выращенных при освещении ртутной лампой (снимок из старой книги, в то время других ламп практически не было) и лампой накаливания. Если вам не нужны длинные и тощие растения, то не используйте лампы накаливания или натриевые лампы без дополнительной подсветки люминесцентными или газоразрядными лампами с излучением в синей области спектра.

На фото: томаты, выращенные под светом различных ламп. 1 - ртутная лампа без фильтров, 2, 3 - ртутная лампа с фильтрами, удаляющими различные части спектра. 4 - лампа накаливания.
Из книги Bickford/Dunn “Lighting for Plant Growth” (1972)

Помимо всего прочего, лампы для растений должны подсвечивать растения так, чтобы на них было приятно смотреть. Натриевая лампа в этом смысле не самая лучшая лампа для растений - на фото показано, как растения выглядят под такой лампой в сравнении с освещением металлогалоидной лампой.

Расчет мощности ламп

Итак мы подошли к самому главному - сколько взять ламп для освещения растений. Рассмотрим две схемы освещения: люминесцентными лампами и газоразрядным светильником.

Количество люминесцентных ламп можно определить, зная средний уровень освещенности на поверхности. Необходимо найти световой поток в люменах (умножив освещенность в люксах на площадь поверхности в метрах). Потери света составляют примерно 30% для лампы, висящей на высоте 30 см от растений, и 50% для ламп на расстоянии 60 см от растений. Это верно, если вы используете рефлектор. Без него потери возрастают в несколько раз. Определив световой поток ламп, можно найти их суммарную мощность, зная, что люминесцентные лампы дают примерно 65 Лм на Вт мощности.

Для примера оценим, сколько ламп потребуется для освещения для полки размером 0.5x1 метр. Площадь освещаемой поверхности: 0.5x1=0.5 кв.м. Допустим, что нам необходимо осветить растения, предпочитающие умеренный свет (15000 Лк). Осветить всю поверхность с такой освещенностью будет сложно, поэтому мы сделаем оценку, исходя из средней освещенности 0.7x15000 =11000 Лк, поставив растения, требующие больше света, под лампу, где освещенность выше средней.

Итого, необходимо 0.5х11000=5500 Лм. Лампы на высоте 30 см должна давать примерно в полтора раза больше света (потери составляют 30%), т.е. около 8250 Лм. Суммарная мощность ламп должна быть около 8250/65=125 Вт, т.е. две компактные люминесцентные лампы по 55 Вт с рефлектором обеспечат нужное количество света. Если вы хотите поставить обычные трубки по 40 Вт, то их потребуется три штуки или даже четыре, поскольку трубки, размещен- ные близко друг к другу, начинают взаимно экранировать, и эффектив- ность осветительной системы падает. Старайтесь использовать современные компактные люминесцентные лампы вместо обычных, по большей части устаревших, трубок. Если не использовать рефлектор, то в данной схеме придется брать в три или четыре раза больше ламп.

Расчет количества люминесцентных ламп

1.Выберите уровень освещенности.

2.Необходимый световой поток на поверхности:
L=0.7 x A x B
(длина и ширина в метрах)

3.Необходимый световой поток ламп с учетом потерь (при наличии рефлектора):
Lamp=L x C
(C=1.5 для лампы на высоте 30 см и C=2 для лампы на высоте 60 см)

4.Суммарная мощность ламп:
Power=Lamp/65

Для газоразрядных ламп расчет аналогичен. Специальный светильник с натриевой лампой мощностью 250 Вт обеспечивает средний уровень освещенности 15 тыс. Лк на площадке размером 1 кв.м.

Если известны светотехнические параметры светильника, то рассчитать освещенность совсем просто. Например, из фигуры слева видно, что светильник (OSRAM Floraset, 80W) освещает круг диаметром около метра на расстоянии чуть менее полуметра от лампы. Максимальное значение освещенности 4600 Лк. Освещенность к краю спадает достаточно быстро, поэтому такой светильник может быть использован лишь для растений, которым нужно не очень много света.

На фигуре слева показана кривая силы света (тот же светильник, что и выше). Чтобы найти освещенность на расстоянии от светильника, необходимо значение силы света поделить на квадрат расстояния. Например, на расстоянии полметра под лампой значение освещенности будет равно 750/(0.5x0.5)=3000 Лк.

Очень важный момент - лампы не должны перегреваться. При повышении температуры их светоотдача резко падает. В рефлекторе должны быть отверстия для охлаждения. Если используется много люминесцентные ламп, то следует использовать вентилятор для охлаждения, например компьютерный. Мощные газоразрядные светильники обычно имеют встроенный вентилятор.

Заключение

В этом цикле статей были рассмотрены различные вопросы освещения растений. Многие вопросы остались незатронутыми, например, выбор оптимальной электрической схемы включения ламп, что является важным моментом. Тем, кто интересуется этим вопросом, лучше обратится к литературе или специалистам.

Наиболее рациональная схема проектирования системы освещения начинается с определения необходимого уровня освещенности. Затем следует оценить количество ламп и их тип. И только после этого спешить в магазин, чтобы купить лампы.