Тропики на подоконнике
Выращивание тропических растений в нетропическом климате
ЗОО клуб Каталог Статьи Карта сайта Поиск О нас Контакт Аквариум TopTropicals.com

Тропики на подоконнике
Выращивание тропических растений в нетропическом климате

ЗОО клуб
Каталог
Статьи
Карта сайта
Поиск
О нас
Контакт
Аквариум
TopTropicals.com

Тропики / Статьи / Агротехнические советы

Освещение растений. Часть 4: Выбор системы освещения


См. также:
Часть 1: Для чего освещать растения
Часть 2: Загадочные люмены и люксы
Часть 3: Лампы для освещения растений

Автор: Удафф

В 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.

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:

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.

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

Большинство современных цифровых
камер выводят значения апертуры и
выдержки, упрощая процесс
измерения 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 слева: 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 справа 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

      • Выберите уровень освещенности.

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

      • 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)

      • 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.

© 2002 - TopTropicals.com

Коммерческое использование материалов без нашего письменного согласия запрещено.
При использовании материалов ссылка на UKROP.info / TopTropicals.com обязательна.