Світлодіодне освітлення для теплиць

1. Чому рослинам в теплиці необхідно світлодіодне освітлення?
2. Яка кількість світлодіодного освітлення необхідно для вирощування рослин?
3. Згідно з вимогами до висвітлення, всі рослини можна розділити на три групи.

06.02.2017

Для швидкого росту рослин і гарного врожаю в теплиці, потрібна не тільки вода і грунт, ще одним з важливих чинників є достатній рівень освітленості. Дуже часто виробники роблять серйозну помилку встановлюючи натрієві лампи і налаштовує їх близько до рослин, лампи ДНаТ випромінюють багато тепла, крім того, лампа розташована близько до рослини може спалити листя. Світлодіодне освітлення - це новий етап розвитку тепличного освітлення який є одним з найбільш перспективних видів додаткового освітлення для теплиць, так що давайте познайомимося з ними ближче і дізнаємося які переваги у світлодіодного освітлення в порівнянні з іншими типами ламп. Недолік світла є серйозною проблемою в зимовий період, коли світловий день стає коротшим, коли сонячне світло відсутнє або його недостатньо для ефективного вирощування рослин. Вертикальні ферми або - більш широко поширені в Європі - вертикальні "ферми контейнери" є хорошими прикладами ефективного використання світлодіодного освітлення. Але про все по порядку.

Чому рослинам в теплиці необхідно світлодіодне освітлення?

Сьогодні існує кілька схем використання штучного світлодіодного освітлення:

Досвечіваніе - використовується для підвищення фотосинтезу. В цьому випадку світлодіодне освітлення використовуються в поєднанні з природним сонячним світлом;
Періодичне - додаткове світлодіодне освітлення використовується для контролю періоду денного світла;
Светокультура (повне заміщення сонячного світла) - ця схема максимально прискорить процес росту рослин, але варто відзначити, що при повній заміні денного світла, бажано використовувати приміщення з клімат-контролем навколишнього середовища, тільки за рахунок підтримки балансу, можна домогтися оптимальної швидкості росту вашого рослини . Перед установкою світлодіодного освітлення в теплиці, важливо знати які переваги у цього освітлення і як воно діє на рослину. Існує складний хімічний процес, який відбувається всередині рослини: прості молекули побудовані в гігантські органічні ланцюжка, які і формують саму рослину. Для будь-якого процесу потрібна енергія, і в реальних умовах рослини для цього використовують сонячні промені. Світловий фотон потрапляє на лист і запускає біохімічні реакції, результатом яких є ріст стебла, листя і розвиток плодів. Процес злиття атомів простих мінеральних молекул в більш складні органічні клітини з них, які развіваеются під впливом сонячного світла називається фотосинтезом. Відсутність світла означає відсутність фотосинтезу, а отже і зростання рослини, ніякого розвитку кореня, пагони не розвиваються, листя не розпускаються, бутонизация відсутня, і ви навіть можете не мріяти про плодах. Штучне освітлення повинно забезпечувати асиміляцію, котороя необхідна для росту рослин. Світлодіодна освітлення дозволяє збільшити урожай з кожного квадратного метра і скоротити період розвитку рослини, LED світло зі специфічним спектром світла є ідеальним рішенням, інші лампи не вирішують цю проблему, вони будуть випромінювати тільки тепло, що буде тільки шкодити рослини в майбутньому.

Яка кількість світлодіодного освітлення необхідно для вирощування рослин?

• У кожного виду рослини свої вимоги до рівня освітленості, яке також може відрізнятися в залежності від стадії розвитку рослини. Всі джерела світла подібні сонцю, деякі з них в більшій мірі, ніж інші. Найбільша кількість світла необхідно для пасльонових овочів, перцю і баклажанів, які потребують більше світла ніж помомідори, огірки, листові салати і зелень можна вирощувати при менш насиченим освітленні на відміну від кропу. Ключовим моментом тут є те, що для листя рослин, які вирощуються для їжі, потрібно менше світла, ніж для виращеваніе квітів і фруктов.Дополнітельное світлодіодне освітлення в теплицях дуже важливо взимку, навесні і восени, коли день короткий, самі по собі рослини фотопереодічни, а це означає, що перейти від вегетації до стадії цвітіння або плодоношення їм необхідна певна тривалість світлового дня. Тривалість дня для цвітіння повинна бути більше 12 годин, якщо ж день коротше відповідно і стадія цвітіння настає пізніше або ж не настає взагалі, але не дивлячись на це існують і рослини які обсолютно нейтральні до денного світла.
• При індивідуальному підборі джерела світла для кожного виду рослини, слід робити акцент не толь на повний потік сонячного світла, а й індивідуальну спектральну чутливість кожної рослини. Іншими словами, не кожен світлодіодний світильник підходить для додаткового освітлення рослин в теплиці. Чим більше світла випускається в правій частині спектра, до якого рослина більш вразливе, тим ефективніше це джерело світла буде впливати на розвиток рослини. Ми проводимо планування асиміляції з урахуванням характеристик системи для кожної культури окремо. Світлодіоди ростуть, система освітлення не заважає іншим системам теплиць, в тому числі, наприклад, система затінення.
• 
• Чому різні види рослин потребують різній кількості світлодіодного освітлення?
• Всі рослини сприймають світло по різному. Це слід враховувати, перед тим як ви запускаєте світлодіодне освітлення у вашій теплиці.

• Згідно з вимогами до висвітлення, всі рослини можна розділити на три групи.

• ? Світлолюбні - в природі вони ростуть у відкритому просторі, не можуть терпіти навіть легкого затінення. Рослини цієї групи вважають за краще рівень освітленості не менше 10000 LUX.
• ? Тіньовитривалі - рослини які вимагають рівня освітленості від 3000-5000 LUX.
• ? Тіньолюбні - рослини які можуть розвиватися при рівні освітленості 500-1000 LUX.
• Тому, якщо рослини погано розвиваються або не розпускаються, а саджанці витягуються, тепличникам слід додати додаткове світлодіодне освітлення. Найскладніше - зробити правильний вибір при родборе світлодіодного освітлення, так як є багато різних тепличних ламп, які відрізняються за ціною, енергоефективності, якості і спектральним характеристикам. До недавнього часу існувало загальна думка про те, що для виращеваемих рослин потрібно в основному синя частина спектра, а червона - лише для цвітіння і плодоношення. Якщо дотримуватися цієї гепотізу, то саме це і буде однією з причин для позбавлених смаку, мильних овочів і позбавленою смаку кормової зелені, такої як корм для великої рогатої худоби. І все ж рослинам потрібен повний спектр, а не монохроматичне світлодіодний світло, і це необхідно враховувати при виборі світлодіодних світильників. Рослини, які вимагають невеликої кількості світла в природних умовах, дуже скоро досягнуть точки, де збільшення кількості світла не вносить жодних змін. Недолік або надлишок освітлення може бути небезпечним для посівних культур в теплицях.
  

  Ознаки та причини нестачі світла:
  1. Першим і найвірнішим ознакою нестачі світла є скидання листя. Тепличні господарства іноді намагаються компенсувати брак світла шляхом зменшення площі листа;
  2. Необхідно також звернути увагу на режим освітлення, встановлений для вирощування рослин. Якщо він підібраний не правильно то в цьому випадку нижнє листя рослини починають жовтіти і висихати.
  3. Плодові рослини не розквітають в належний час або цвітуть, але їх квітки менше і нижче за якістю, по відношенню до норм для цього виду культур.
  4. Зазвичай яскраві і насичені листя рослини стають просто зеленими.
  5. Доказом відсутності росту рослини сведетельствует витягнуті стебла з довгими міжвузлями.

  Надлишок світла:
  1. Скидання листя;
  2. Квітуча рослина починає цвісти, як зазвичай, але цвітіння швидко проходить, так як це не типово для даної рослини;
  3. Коричневі або сірого кольору плями з'являються на листках через опіки;
  4. Листя вклонилися
  5. Листя рослин, що потребують тіні, стискаються і висихають. Звичайно, багато хто з цих симптомів також можуть бути ознакою інших проблем, тому, якщо ви хочете бути задоволеним урожаєм, до проблем подібного типу необхідно підходити різнобічно.

  Світлодіодні лампи для рослин це відносно новий вид тепличного освітлення, але тим не менше вони набирають все більшої популярності в тепличних господарствах. Як уже згадувалося раніше, світло необхідне для всіх видів рослин. Дуже часто природного денного світла недостатньо для розвитку рослин і цвітіння в теплицях, особливо в осінній та зимовий період. З цієї причини штучне освітлення використовується для додаткового освітлення. Існує ряд ламп, використовуваних для загального освітлення, але деякі з них оптимізовані для вирощування рослин в теплицях, закритих садах і вертикальних фермах. Тому для теплиць використовуються спеціальні лампи з оптимізованим спектром. Не всі світлодіодні світильники хороші для освітлення асиміляції в теплицях. Важливо враховувати довжину хвилі окремих світлодіодів, а також ставлення світлового потоку. Іншими словами, світловий спектр дуже важливий для підбору освітлення, для досвітки або заміни світла. Існує прямий зв'язок між фотосинтезом і інтегралом спектрального та денного світла (DLI) фотосинтетичного випромінювання (PAR). Найбільш ефективні довжини хвиль для фотосинтезу - червоні 660 нм, а сині 430-450 нм з великим відношенням блакитного в спектрі є кращими в переіод вегетації. Синій спектр сприяє розвитку інгібіторів росту, які стимулюють формування рослини, покращують щільність і товщину листя і стебла. Світло з великим коефіцієнтом червоного спектра, особливо з піком в 660 нм, найкраще підходить для цвітіння, плодоношення і розвитку кореневої системи. При додатковому освітленні червоні і сині частини спектра PAR найбільш ефективні для розвитку рослин і зростання, інші спектри менш ефективні для використання при вирощуванні рослин. Для різних рослин, а також для різних етапів їх розвитку необхідні різні співвідношення червоних і синіх спектрів. Зараз проводиться велика кількість досліджень для оптимізації спектрів і створення ідеальних світлових рецептів для ефективного використання світлодіодних світильників.
• 
  Як вибрати світлодіодні лампи: переваги і недоліки
• Світлодіодні світильники - це складні освітлювальні прилади, продуктивність яких багато в чому залежить від технічних характеристик. Щоб вибрати світлодіодні лампи, необхідно враховувати такі фактори, як тип рослини, який ви будетевиращівать, стадію розвитку і площа освітлення. На відміну від технології ламп ДНаТ, де світло випромінюється на 360 градусів, світлодіоди є спрямованим джерел світла. Вторинні лінзи можуть використовуватися для фокусування світла і рівномірного напрямки його на зростаючу поверхню, так як це необхідно. Це допомагає уникнути використання відбивачів великої площі і мінімізувати тінь від ламп, зменшити кількість гарячих точок і підвищити однорідність освітлення. Світлодіодне освітлення ідеально підходить для вирощування рослин.
• 
  

• Основні технічні характеристики світлодіодних ламп для рослин

  1. Фотосинтетичний потік фотонів (PPF). Це число фотонів в спектрі PAR в секунду. Він вимірюється в мкмоль / с, і це єдиний спосіб вимірювання PPF світла для рослин в інтегрує сфері від джерела світла.

• 2. Фотосинтетична щільність потоку фотонів (PPFD). Це кількість фотонів, які випромінюють світлодіодні лампи на квадратний метр поверхні в секунду. Вимірюється в мкмоль м-2 с-1. Для вимірювання цього параметра використовується спеціальний спектрофотометр. Показник PPFD багато в чому залежить від загальної кількості PPF світлодіода для рослин, оптичної системи і висоти установки від рослини.

• 3. Спектр. Як уже згадувалося раніше, деякі частини спектра PAR менш ефективні, ніж інші частини, але точний склад спектра залежить від типу рослини, його стадії розвитку і умов вирощування (без сонячного світла, або нестачі сонячного світла). Навіть при великій кількості PPF рослина може отримувати світло в менш ефективному спектрі PAR, наприклад, Зеленого і жовто-оранжевого, таким чином знижується ефективність світла для фотосинтезу.

• 4. Ефективність. Ефективність світлодіодного освітлення полягає в кількості випускаються фотонів на споживану потужність. Якісні світлодіоди можуть досягати показника до 2,7 мкмоль / Вт. Знову ж таки, важливо правильно спрямувати PPF на рослини, які вам потрібно висвітлити, тому оптична система має вирішальне значення для отримання правильного PPFD і мінімізації втрат при розсіюванні світла.

• 5. Розміри. У теплицях рослини отримують ідеальний світ від сонця, який вони використовували протягом мільйонів років для фотосинтезу, тому необхідно враховувати всі фактори при яких рослини будуть отримувати стільки сонячного світла, скільки їм необхідно. Великі громіздкі світильники ДНАТ мають великий тіньовий слід, що перешкоджають проникненню сонячного світла на поверхню рослини. Чим менше світильник тим менше його тінь відповідно і більше природних сонячних променів потрапляє на рослини. Цей параметр, однак, не так важливий для вирощування в гроубокса і приміщеннях, при яких рослина не отримує сонячного світла.

• 6. Кут освітлення. Якщо ви вирощуєте не одне рослина, то вам необхідний широкий кут випромінювання світла світлодіода, щоб рівномірно покривати більшу площу. Це можна зробити, вибравши відповідну вторинну оптику для світлодіодів з правильної кривої освітленості, і всієї схемою установки системи. Кращий спосіб прорахувати ваш проект - це надати всі деталі для розрахунків професійним компаніям, які встановлюють освітлення в теплицях.
• 7. Контроль теплообміну. Світлодіоди не випромінюють стільки світла, скільки лампи ДНаТ. Проте все ще існує проблема з нагріванням. Це не сильно впливає на рослини, але це серйозна проблема для самих ламп так як від цього безпосередньо залежить тривалість і ефективність їх роботи. Чим вище температура на світлодіоді, тим сильніше погіршується оптичне випромінювання і тривалість життя світлодіода. Для контролю тепла від світлодіода, в світильнику використовується кілька варіантів, одним з них є пасивне охолодження з використанням алюмінієвих радіаторів , Другий варіант - це активне охолодження, зазвичай це робиться за допомогою вентиляторів, але є деякі компанії, які пропонують більш екзотичні методи, такі як охолодження водою. Наша компанія представляє світильники як активного так і пасивного охолодження, хоча для великих професійних проектів ми більше розглядаємо пасивне охолодження.

• 8. Напруга. Найпоширеніше напруга яке можна зустріти - це 110-265 В змінного струму. Ця напруга мережі підходить для домашніх господарств в більшості регіонів світу.

• 9. Вологозахист (IP). Рівень IP дуже важливий для світлодіодних світильників, особливо в теплицях, де не рідко можна зустріти високу вологість і туман. Це відмінно підходить для рослин, але не підходить для електроніки. Тому важливо ретельно враховувати рівень вологозахисту при виборі світлодіодного освітлення рослин для вашого проекту. Ми рекомендуємо мінімальну рівень IP-65, так як він може забезпечити надійну роботу протягом тривалого часу, такий рівень дозволить використовувати струменеві пристрої і не дозволить комахам і пилу потрапити всередину корпусу. При активному охолодженні з використанням вентилятора практично неможливо досягти цього рівня вологозахисту, тому ми не рекомендуємо їх для професійного використання.

Наша компанія має широкий спектр професійних і просунутих серій світлодіодних світильників які ви можете придбати для ваших проектів. Потужність варіюється від 15 Вт для багаторівневих вертикальних фермерських проектів, де потрібна нижча PPFD, а також монстрів потужністю в 1600 Вт з використанням активного охолодження, які в США широко використовуються в медичній промисловості з вирощування марихуани.

Фотосинтез сильно залежить не тільки від інтенсивності і спектральних композицій, але і від графіка освітлення або співвідношення часу яке рослина проводить під світлом і в темряві. Деякими морфологічними процесами рослин можна маніпулювати наприклад вегетацією і цвітінням, змінюючи час освітлення. Збільшення денного інтеграла у рослин з коротким денним періодом освітлення, може привести до порушення стадії цвітіння. Деякі рослини нейтралізуються в денний час, наприклад, Троянди, на які не впливає період освітлення. Перед установкою світлодіодних ламп необхідно визначити вид рослин, які ви будете вирощувати, що б підібрати ідеальне освітлення для обраної вами культури.

Розміщення світлодіодного освітлення

Світлодіодні лампи можна розміщувати дуже близько до рослин, так як вони не виділяють багато тепла і не можуть спалити листя. Залежно від потужності світлодіодного підсвічування відстань може складати всього 10 см від установки, цього можна домогтися, за допомогою підвісів, мотузки або троси можуть допомогти відрегулювати необхідну відстань від рослини.

Переваги світлодіодних світильників:
- Як уже згадувалося раніше, за допомогою світлодіодів можна дозволити себ оптимізацію спектру з акцентом на червону і синю частину спектру і тонке налаштування спектра PAR від ультрофиолет до далекого червоного.
- Світлодіоди не виділяють багато тепла, що дозволяє розміщувати їх дуже близько до рослин. Очевидно що пожежонебезпека цих світильників мінімальна.
- Світлодіодні лампи не містять ртуті та інших небезпечних речовин і відповідають стандартам ROHS.
- Малий розмір, мала вага і відсутність громіздких баластів - це функції, які дозволяють використовувати світлодіоди як в парникових, так і в вертикальних фермах.
- Економія енергії до 50% в порівнянні з лампами ДНАТ. Це особливо важливо для нових проектів, оскільки економія буде також знижуватися в порівнянні з більш низьким енергоспоживанням і більш дешевими електростанціями в теплицях.

Недоліки світлодіодів ростуть:
- Не дивлячись на більш високу ефективність, на відміну від традиційних джерел світла іспользуемиех в теплицях, вони мають більш високу ціну.
- Ще не розроблені стандарти для використання в світлодіодних садівничих світильниках.
- Щодо нові технології, які будуть поліпшуватися з року в рік.

Висновок

На закінчення ми хочемо підкреслити, що теплиця являє собою складну систему, в якій освітлення відіграє важливу роль. Знаючи вимоги овочевих культур до інтенсивності світла, ви можете налаштувати його, використовуючи світлодіодні лампи. За допомогою світлодіодного освітлення в теплиці ви можете штучно збільшувати період денного світла, забезпечуючи найстабільніший і швидкий ріст рослин і, як результат отримувати оптимальний урожай.