Сколько люменов нужно комнатным растениям

Искусственное освещение растений

Выращивать дома растения несложно. Овощи, в целом, более требовательны к условиям, чем обычные комнатные цветы (просто потому, что важен результат, а не процесс). Им нужен правильный полив, подкормка, температурный режим, влажность, длительность светового дня и, собственно, свет. Почти за всеми этими параметрами понятно как уследить, кроме света. Я часто сталкивался с полным непониманием проблемы (на уровне «вроде нужно больше ламп, наверное красных, или синих»), поэтому излагаю для чайников то, что мне удалось понять, изучив чужой опыт, теорию и применив это на практике.

Да, для нетерпеливых: люминесцентные лампы пригодны для освещения овощей. Они потребляют столько же электричества, стоят значительно дешевле и они несоизмеримо доступнее красно-синих светодиодных лент. Но лампы надо правильно выбирать.

leaf.jpg

Нужна освещённость 6 тысяч люкс или выше.

Красная часть спектра отвечает за рост корней, цветение и созревание плодов, синяя отвечает за вегетативный рост. Остальные части тоже нужны, но в гораздо меньших дозах и за что они отвечают — не так очевидно.

Теория. С помощью фотосинтеза растения превращают воду и углекислый газ в сахар. Нет света — нет питания для растений, как их ни поливай и удобряй. В доме — особенно зимой — света недостаточно, хотя бы потому, что световой день составляет не 12-16 часов, а иногда меньше 8. Растения от этого вытягиваются, хиреют, дохнут. Выживают только те, у которых припасен сахар в семенах или луковицах, например — лук. Но даже он при истощении запаса дохнет.

У освещения есть несколько параметров: продолжительность (тут поможет розетка с таймером, есть в большинстве хозяйственных магазинов), интенсивность (зависит от количества и мощности ламп, измеряется в люксах на принимающей и в люменах на испускающей стороне), и длины испускаемых волн, то есть спектр (считается, что свет — это электромагнитное излучение).

Интенсивность света в солнечный летний день составляет около 100,000 люкс, но растениям для жизни достаточно 6-10 тысяч. Это уровень освещённости, который надо получить. На светильниках пишут интенсивность светового потока, которую светильник может испустить, и она указана в люменах. Люмен — это люкс на квадратный метр. Если лампа испускает 1,000 люмен, и освещает при этом площадь в 1 м² — получится освещённость в 1,000 люкс. Чем выше поднят светильник — тем по большей площади рассеивается свет, тем выше потери. Считается, что при подъёме на 30 см интенсивность падает на 30%. Таким образом, чтобы получить освещённость в 6,000 люкс на одном квадратном метре, нужно светильников на 7,800 люмен. И не стоит забывать про световой день: он зимой краток, поэтому закладывать в целях экономии какие-то приходящие через окно люмены не стоит — зря выбросите деньги, света всё равно не хватит.

Читайте также:  Оригинальные названия цветов растений

Со спектром испускаемого света сложнее всего: его не проконтролировать на глаз, если вы не овощ, а для растений спектр очень важен. (Говорят, можно собрать спектроскоп на коленке.) В целом, растения усваивают синюю и красную часть спектра, в идеале — 440 и 660 нм; сами они зелёные — то есть зелёный свет они отражают. Считается, что красный свет нужен для развития корней, цветения и созревания плодов, а синий — для вегетативного роста. Если лампа слабо излучает синий или излучает не совсем тот синий свет — мощность придётся увеличить (что-то ведь она излучает, но мало). При невозможности достать подходящие светильники можно идти этим путём.

strip-dnat.jpg

Для подсвечивания растений есть три основных решения. Одно из самых эффективных — газоразрядные натриевые лампы. Они очень яркие, светоотдача достигает 200 люмен/Ватт — это важно, когда нужно экономить электричество, например, при подсветке в промышленных масштабах. Они испускают правильный свет. Минус их в том, что эти лампы сложно найти в провинции, и они считаются пожароопасными (хотя опытные читатели этой заметки эту информацию опровергают). Опыта работы с этими лампами у меня нет.

strip-led.jpg

Самый модный способ освещения — красно-синие светодиоды. Главный рекламируемый плюс светодиодов в том, что они излучают в очень узкой части спектра. Можно взять светодиоды на 440 и 660 нм, набрать их нужное количество (посчитать люмены) и спокойно и уверенно выращивать любые растения.

Один из минусов светодиодов — низкая доступность. В провинции обычный светодиод ещё можно наковырять в выключателе освещения, а мощные красно-синие диоды придётся заказывать почтой, вероятно в Китае. Ещё один минус — неестественный для человека свет. Людям привычен белый свет, красно-синий их обычно раздражает. Если растения находятся на видном месте, их много и свет яркий, то долго находиться в таком помещении будет тяжело. Придётся устраивать какое-то ограждение, а это дополнительно удорожает конструкцию. В тоже время белый свет, если его в помещении много — это только хорошо.

Но главный минус светодиодов — их высокая цена. Ниже будет сводная таблица, но в целом освещение на светодиодах выходит в 3-5 раз дороже, чем на описанных ниже люминесцентных лампах, при аналогичном энергопотреблении. Светодиоды можно купить поштучно (понадобится умение паять), в виде одноцветных лент или в виде готовых красно-синих лент (умение паять всё равно пригодится). Понадобится также блок питания («драйвер» на жаргоне ботаников). Если всё это сложить и поделить, получается примерно 2,85 люмен на рубль. То есть чтобы на 1 м² домашнего дендрария вылить 13,000 люмен придётся выложить 4560 рублей. Я ещё не учёл стоимость металлической подложки, выполняющей роль радиатора — для этого можно использовать подручные средства, например, кусок ненужной микроволновой печи.

Читайте также:  Определите способы распространения семян этих растений череда

Бывают готовые светильники, с цоколем E27, как на фотографии выше. Их цена ещё выше, в два с лишним раза выше самодельных ленточных светильников (1,14 люмен на рубль). Также при выборе диодов и лент стоит проверять их характеристики на сайте производителя самих диодов («чипов» на китайском жаргоне) и ориентироваться на самые низкие показатели: продавцы склонны завышать световой поток в полтора раза.

Соотношение красных и синих светодиодов зависит от желаемых результатов. Наиболее фанатичные овощеводы регулируют это соотношение в зависимости от фазы растения. Но обычно используют 4 красных на 1 синий. Кстати, потребляемая мощность и излучаемый световой поток у казалось бы одинаковых светодиодов разного цвета отличаются, это следует учитывать при покупке.

strip-lum.jpg

Люминесцентные лампы — самые эффективные. Они бывают длинные трубчатые («линейные») и компактные («энергосберегающие»). Они дешёвые, яркие и есть везде. Далеко не все лампы подходят растениям, но даже в нашем райцентре есть из чего выбрать.

У люминесцентных ламп есть такой параметр, как индекс цветопередачи, её достоверности. Это Ra-индекс, со значением от 0 до 100 (растениям нужно 80 или больше). На большинстве люминесцентных ламп указан либо Ra-индекс и температура цвета, либо трёхзначный CRI индекс (например, Osram выносит его прямо в название лампы: «L 36W/840»). Расшифровывается индекс так: первая цифра — это Ra-индекс поделенный на 10 (8 из примера = 80. 90), остальные две — температура цвета: 827 = 2700K (жёлтый), 840 = 4000K (холодный белый), 865 = 6500K (дневной). По спектрограмме с сайта производителя видно, что в синем спектре лампа светит на 50% мощности, а в красном — на 90%. То есть такие лампы больше подходят для цветения и плодоношения, чем для вегетативного роста. Лампы с индексом 865 и 880 в этом отношении лучше и ещё лучше, соответственно, но в нашей провинции таких не найти.

osram_l36w_840_spectrum.jpg

Ещё бывают совсем специальные, растительные лампы (например, популярны лампы Osram Fluora), которые дают вдвое меньше света (1400/3100 люмен, 2.21×) и стоят в пять раз дороже (110/580 рублей, 5.27×). Действительно ли они в двенадцать раз эффективнее — я пока не знаю, но цифры не сходятся. Судя по спектрограмме, лампы Fluora действительно лучше подходят для цветущих и плодоносящих растений. Они выдают 100% красного (против 50% обычной лампы с индексом 840). То есть, если взять две обычные лампы, это даст тот же результат, но в шесть раз дешевле.

osram_l36w_77_fluora.jpg

Плюс линейных ламп в их дешевизне и в отдельном «балласте» (дроссель со стартером): дохнут чаще всего сами лампы, а они стоят в нашей провинции 110 рублей в розницу; у компактных чаще дохнет балласт, но менять приходится всё изделие. Плюс компактных ламп — в простоте использования и установки. Как это ни удивительно, стоимость в пересчёте на люмены выходит практически одинаковой.

Читайте также:  Основные функции листьев вегетативного растения

Минус этих ламп в том, что они светят во все стороны, в отличие от светодиодов, у которых направленность составляет обычно 120°. Если растений немного — можно добавить ещё пару ламп. Чаще эту проблему решают изготовлением специального закрытого ящика, «grow box» на жаргоне ботаников. Стены этого ящика покрывают фольгой (35 р/м² в нашем райцентре), эффективность использования света резко повышается. Причём используют такие ящики даже при освещении светодиодами. Кроме лучшего улавливания света ящик позволяет лучше контролировать микроклимат (влажность и температуру).

Итоговая сравнительная таблица параметров разных типов освещения:

Светильник Цена Вт лм руб/Вт лм/руб лм/Вт руб/м² (7,800 лм) отношение
LED лампы по 5W с патроном 183 3.6 180 50.83 0.98 50.00 7,959 7.92
LED лента 4R1B 5м с драйвером 2,100 72.0 6,000 29.16 2.85 83.33 2,737 2.73
LED поштучно с учётом драйвера 67 3.0 70 22.33 1.83 22.66 4,262 4.25
Osram Lumilux L 36W/840 T8 c балластом 400 36.0 3,100 11.11 7.75 86.11 1,006 1.00
Osram Lumilux L 36W/880 T8 c балластом 590 36.0 2,350 16.38 3.98 86.11 1,960 1.95
Osram L 36W/77 Fluora T8 с балластом 870 36.0 1,400 24.16 1.60 38.89 4,875 4.85
Navigator NCLP-SF-25-840-E27 с патроном 180 25.0 1,400 7.20 7.77 56.00 1,004 1.00
Osram NAV-T E40 ДНАТ с пусковым устройством
нужна принудительная вентиляция
3,673 150.0 15,000 24.49 4.08 100.00 1,911 1.90
LED Grow панель ES-45W-GP 5,000 45.0 1,300 111.11 0.26 28.89 30,000 29.88

Выводы: если нужна максимальная светоотдача на рубль — люминесцентные лампы лидируют, если важен расход электричества — лидируют натриевые лампы.

Ближе к весне я дополню эту заметку результатами экспериментов этого года. Оставшиеся вопросы:

  • Когда пишут, что растениям нужно 6000 люкс, что это значит? Значит ли это по 6000 красного и синего, или 4800 красного и 1200 синего?

PS: несмотря на то, что освещение — очень важный фактор для успешного выращивания растений, влажность воздуха и подкормка важны не меньше. Разница лишь в том, что техника и параметры подкормки вызывают гораздо меньше непонимания.

Почтовая рассылка поможет следить за нашим блогом. В неё приходит 1-2 письма в месяц, не больше. Это сообщения о новых заметках в блоге и некоторая другая важная информация.

Источник

Оцените статью