Какие лампы используются в растениеводстве. Освещение в гидропонике

Некоторые начинающие гроверы (особенно из южных регионов) недооценивают важность темы освещения растений. Они ошибочно полагают, что на подоконнике их питомцы получат достаточное количество света. «В крайнем случае, можно будет установить люминесцентную лампу», - думают новички. Результат известен заранее – через некоторое время они начинают искать информацию о фитолампах, чтобы спасти положение.

Еще раз напомним: гидропоника – это всего лишь часть садоводческой системы, которая способна заменить растению естественные условия жизни. И если многие представители флоры довольно неприхотливы, то светолюбивые растения вашу квартиру вряд ли оценят. Ваши питомцы не будут хорошо расти и тем более плодоносить – им попросту не хватит освещения.

Фитолампы и их характеристики

Ученые давно обнаружили, что некоторые диапазоны солнечного спектра особенно важны для растений.

• Ультрафиолет (315-380 нм) повышает холодоустойчивость, замедляет процесс «вытягивания» растений и защищает их от вредителей и бактерий.
• Фиолетовый, синий (380-490 нм) ускоряют рост и стимулируют образование белков, поэтому свет этого диапазона особенно необходим на начальной (вегетативной) стадии развития.
• Зеленый (490-565 нм), желтый (565-600 нм) практически бесполезны для растений.
• Оранжевый (595-620 нм), красный (620-720 нм) критично важны для фотосинтеза, что делает их необходимыми на репродуктивной стадии (цветение и плодоношение).

С учетом этих данных и были разработаны фитолампы. Они отличается от обычных тем, что интенсивнее выделяет именно тот спектр, который нужен растениям на определенном этапе роста. По виду испускаемого света лампы для гидропоники условно делятся на три типа: биколорные (красный и синий цвета), мультиспектральные (биколорные с добавлением дополнительных участков спектра) и Full Spectrum.

Фитолампы бывают люминесцентные, натриевые, металлогалогеновые и светодиодные.

Люминесцентные

Источник света, в котором разряд в парах ртути создает ультрафиолетовое излучение. Люминофор преобразовывает его в видимый спектр, в результате чего получается лампа Full Spectrum с небольшим пиком в районе голубого. Благодаря этой особенности широко применяется в теплицах для проращивания семян и молодых сеянцев.

Нужно упомянуть об основной сложности при использовании люминесцентных ламп – им требуются особые условия подачи напряжения и контроля силы тока, что делает невозможным подключение к сети напрямую. Поэтому вместе с лампой придется приобрести пускорегулирующий аппарат (ПРА), которые бывают двух видов – электромагнитные (ЭМПРА) и электронные (ЭПРА). Первые стоят меньше, однако они достаточно громоздки и в среднем работают не более двух лет. Электронные более компактны, имеют более высокий КПД и более продолжительный срок работы (3-4 года).

Новое поколение ламп дневного света отличается небольшими размерами, наличием встроенного в цоколь ПРА и очень низким энергопотреблением, из-за чего в названии прижилась аббревиатура ЭСЛ (энергосберегающие лампы). Они популярны у начинающих гроверов по причинам дешевизны и малого тепловыделения, благодаря этому их можно использовать без вентиляционной системы. К сожалению, на этом достоинства заканчиваются.

Основными недостатками ЭСЛ являются: довольно слабая мощность, относительно малое время работы (до 12 000 часов), при этом интенсивность выделяемого ими светового потока со временем ослабевает.

Натриевые лампы высокого давления

Тоже газоразрядный источник света, только вместо ртутных паров здесь используются пары натрия (они светятся ярким желто-оранжевым светом). Соответственно, эти фитолампы более эффективны на репродуктивной стадии роста.

Маркируются ДНаТ (дуговые натриевые трубчатые) и ДНаЗ (дуговые натриевые зеркальные). Как видно из названия, отличие между ними только в том, что колба у последних зеркальная. Хорошо зарекомендовали себя в гидропонике, и до сих пор являются одними из самых востребованных у гроверов. Среди плюсов: невысокая цена, неплохой КПД (в световую энергию преобразовывается до 30 процентов электроэнергии) и достаточно большой срок работы (до 20 000 часов).

Минусы: сложности с подключением (как и люминесцентным, натриевым лампам требуется ПРА). Высокий коэффициент теплоотдачи, из-за чего их невозможно устанавливать близко от растений без мощной системы охлаждения. Также сильный нагрев влияет на фактор безопасности – без постоянного присмотра за ДНаТ не исключена вероятность пожара.

Металлогалогеновые

Газоразрядный источник света высокого давления, где в роли светящегося тела выступает разряд в парах ртути. Отличаются от люминесцентных ламп тем, что коррекция разряда осуществляется при помощи галогенидов некоторых металлов.

Маркируются аббревиатурой ДРИ (Дуговая Ртутная с Излучающими добавками). Идеальны для теплиц, поскольку имеют большую мощность, а их спектр наиболее близок к солнечному.

Однако эти лампы имеют достаточно минусов: малый срок службы (до 10 000 часов), обязательная вентиляция из-за сильного нагрева, высокая потребляемая мощность. Самый главный недостаток ДРИ – практически гарантированный взрыв лампы при попадании на нее влаги, поэтому обращаться с ними нужно очень осторожно.

Светодиодные

Как видно из названия, источником света в данных лампах являются светодиоды. В результате при составлении из них различных комбинаций можно создать абсолютно любой светильник – от биколорного до Full Spektrum.

Маркировка – LED (сокращенное от light-emitting diode). Появились относительно недавно, однако благодаря своим плюсам быстро завоевали любовь гроверов. Большое время работы (до 50 000 часов), мизерное тепловыделение, ровный световой поток, экологичность и т.д. По большому счету, лед лампы для гидропоники имеют только один недостаток – достаточно высокую цену.

Подытожим:

Расчет интенсивности освещения

После покупки лампы у новичка-гровера сразу же появляется вопрос: на каком расстоянии от растения ее нужно крепить? Не слишком далеко, чтобы максимально эффективно использовать ее мощность, и не слишком близко, чтобы не обжечь растение. Общая рекомендация выглядит так – от 15 см для светолюбивых, и от 55 см для теневыносливых. В любом случае высота крепления должна быть регулируемой для дальнейшей корректировки.

Немного теории: интенсивность света, падающего на поверхность, измеряют в люксах. Один люкс – это освещенность площади в 1 кв.м при световом потоке в 1 люмен. В наших широтах в солнечный полдень освещенность достигает 100 000 люкс, однако свет имеет тенденцию к сильному рассеиванию. К примеру, летом на подоконнике южного окна интенсивность будет около 3 000 – 5 000 люкс, а в двух-трех метрах от окна – около 500 люкс.

При манипуляциях с расстоянием от лампы до растения необходимо учитывать закон обратных квадратов. Применительно к оптике он звучит так: интенсивность света в данной точке пространства обратно пропорциональна квадрату расстояния до источника излучения. Несмотря на сложную формулировку, вывод очень простой – при увеличении расстояния между растением и фитолампой в два раза освещенность уменьшается в четыре. Соответственно, если отдалить лампу в три раза, освещенность уменьшится в девять раз.

Сама формула выглядит так:

И (интенсивность) = С (Свет) / Р (Расстояние в квадрате).

Тем не менее, вопрос остался открытым: на каком расстоянии от растения лампа должна находиться изначально? Естественно, это зависит от ее мощности. Рекомендуемые величины: 250-ваттная – на расстоянии 15 см, 400 Вт – 30 см, 600 Вт – 45 см, 1000 Вт – 60 см. Подчеркну еще раз – это данные приблизительны, оптимальное расстояние вы определите сами экспериментальным путем.

Мощность лампы и освещаемая площадь

Как вы догадались, площадь гроубокса напрямую зависит от мощности задействованных фитоламп. Однако этот показатель бывает разным в зависимости от типа источника света. В нижеприведенной таблице указаны значения применительно к лампам ДНаТ.

Отражатели

Новички-гроверы часто повышают мощность системы за счет увеличения количества ламп. Однако результат иногда оказывается совершенно противоположным желаемому – растения начинают усыхать и вянуть. Дело в том, что абсолютно все лампы выделяют тепло. В результате можно легко достигнуть критического значения, когда не спасет даже вентиляция. Что делать? Сократить количество ламп за счет установки отражателей для ламп. К тому же газоразрядные лампы имеют угол свечения 360 градусов, в результате чего часть энергии теряется, уходя вверх и в стороны. Таким нехитрым способом можно существенно сократить энергопотери, а также увеличить интенсивность светового потока.

В-основном гроверы используют алюминиевые и зеркальные рефлекторы из-за большого коэффициента отражения (80% у алюминиевых и 90% у зеркальных). Опытным путем установлено: правильно подобранный рефлектор в сочетании с отражающими стенами может увеличить площадь выращивания в два раза.