Выращивание растений с помощью фитоламп

Последние тенденции развития мирового сельского хозяйства свидетельствуют о том, что все больше надежд возлагается на выращивание продуктов питания растительного происхождения внутри помещений. Речь идет как об увеличении площадей традиционных тепличных хозяйств, так и о создании фабрик по выращиванию зелени, которые позволят увеличить интенсивность производства в разы. Эти процессы подтолкнули развитие технологий искусственного освещения, без которого реализация подобных проектов была бы просто невозможна. Чтобы понять необходимость использования фитоламп при выращивании растений внутри помещения, обратимся к основам физики, которая поможет нам разобраться в этом вопросе.

Ультрафиолет, известный также как УФ-лучи, оказывает на фауну огромное влияние. Он является типом электромагнитного излучения солнечного света. Ультрафиолетовое свечение в зависимости от длины волны делится на:

• UVA = 400-315 нанометра (нм);

• UVB = 315-280 нм;

• UVC = 280-100 нм.

В то время как UVC-лучи задерживаются озоновым слоем земной атмосферы, UVA и UVB играют ключевую роль для жизни на Земле. УФ-лучи активизируют в живых растительных организмах естественные защитные механизмы, в результате которые производится 15 разнообразных протеинов, выполняющих роль своеобразного “солнцезащитного экрана”. Эти протеины не только предотвращают губительное влияние солнечной радиации, но и улучшают качество продукции, которая приобретает свойственный ей вкус, запах, цвет и резистентность болезнетворным микроорганизмам. 

Растительность, выращиваемая не под открытым небом, имеет гораздо более пресные вкусовые характеристики и ценится гораздо меньше, чем так называемые “грунтовые” плоды. Поэтому, если перед вами стоит задача вырастить полноценный урожай, досвечивание закрытых плантаций является не опцией, а необходимостью.

Ультрафиолет благотворно воздействует на формирование зелени и плодов еще на стадии семян, ускоряя процесс проращивания и закладывая развитие сильного и устойчивого организма в целом. УФ-облучение рассады определяет ее устойчивость к солнечному свету высокой интенсивности. 
Эти процедуры издавна практиковались в народе, когда “закаливание” всходов было обязательным подготовительным этапом перед высадкой в грунт. Это знание предков, формировавшееся в течении столетий, а в XX-XXI вв. получило научное обоснование и применение: в интенсивном сельском хозяйстве с использованием закрытых площадей стали активно применяться искусственные источники подсветки.

С правильным досвечиванием в помещении можно вырастить практически любую зелень. Самое главное для успеха - знать потребность каждой конкретной культуры в инсоляции. К примеру, комнатные растения и папоротники не нуждаются в том количестве УФ-лучей, которое необходимо салатам или кухонным пряным травам. В то же время томаты, орхидеи и любые цветущие культуры требуют интенсивного освещения. 
Наиболее распространенной ошибкой является неадекватная инсоляция, при которой пытаются покрыть максимальную площадь минимально доступным количеством фитолампочек. Стоит помнить, что на меньшем участке при адекватной подсветке вы можете получить более значительный урожай, нежели на большем при отсутствии должного досвечивания.

Что отличает фитолампу от обычной лампочки, которая освещает наш дом? Традиционные осветительные элементы не помогают растительности развиваться, создавая две главные проблемы: диапазон света и нагрев. Подобные источники досвечивания имеют слишком малую мощность, чтобы производить световые волны нужной длины в диапазоне, который мы обозначили в начале статьи. Кроме того, некоторые лампочки, используемые для освещения, слишком сильно греют воздух, высушивая его, и по сути медленно поджаривая чувствительную зелень избыточным теплом.

Таким образом, для досвечивания нужно использовать именно фитоэлементы, которые бывают нескольких типов.

Лампы накаливания. Они не слишком изменились со времени изобретения в 1879 г. Они недороги и доступны. Но при этом наименее эффективны. Для развития зелени нужна голубая часть спектра, в то время как лампы накаливания генерируют в основном желтый и оранжевый диапазон, который хорош для плодов, но губителен для листьев. 

Флуоресцентные. Популярный выбор садоводов и огородников, практикующих производство растений в помещениях. В сравнении с лампами накаливания производят больше энергии, выделяют меньше тепла, работают дольше и продуцируют световые лучи более широкого диапазона. Но имеют свою специфику в роли фитолампочек. Флуоресцентные источники подсветки хороши для проращивания семян, производства рассады, молодой зелени, пряных трав и другой растительности, которая нуждаются в инсоляции низкой или средней интенсивности. При этом они неэффективны для плодоносящих культур, например, томатов.

Существует два вида флуоресцентных элементов, которые обычно используются как фитолампы:
T5, T8 и T12 - длинные, цилиндрообразные, отличающиеся различным диаметром, которые производят максимальное количество энергии с минимальными энергетическими затратами. Так как не выделяют много тепла, могут инсталлироваться близко к грядкам.
Компактные флуоресцентные (CFLs) - по размеру, а иногда и по внешнему виду, похожи на лампочки накаливания, но имеют значительно большую эффективность. Наиболее полезны при индивидуальном точечном досвечивании отдельных растений или рассады

Газоразрядные (High-intensity Discharge (HID)
HID-лампы чаще всего используются для значительных площадей. Продуцируя более интенсивную радиацию, они эффективнее флуоресцентных осветителей. Но они также занимают больше места и дороже обходятся, что делает их менее популярным выбором для выращивания зеленых культур в закрытых пространствах.

Существует несколько типов HID-излучателей:
Металлогалогенные дающие холодный белый свет, который лучше всего подходит для культур, дающих обильную зелень.
Натриевые, излучающие тепло окрашенные лучи, которые, будучи использованными самостоятельно, а не в комбинации с другими приборами, приводят к вытягиванию растений.
Газоразрядные излучатели - это выбор между листьями и плодами. Поэтому, если вы примете решение использовать HID-фитолампы, стоит обзавестись как первыми, так и вторыми, чтобы обеспечить потребность в досвечивании всех видов.

Светодиодные (Light-emitting Diode (LED)
LED-осветители сравнительно недавно стали использоваться при выращивании агрокультур в закрытых помещениях. Но они уже зарекомендовали себя как невероятно яркие, компактные и эффективные. Светодиодные лампы уже широко используются даже в быту, поэтому неудивительно, что они начали вытеснять все перечисленные выше фитолампы.

Каковы же преимущества LED-ламп?

• они небольшого размера, поэтому их дизайн позволяет экономить пространство как на размещении самих приборов, так и вспомогательного оборудования; 

• они обладают оптимизированным спектром излучения. Технология LED позволяет настраивать диапазон облучения для того, чтобы получать волны разного цвета на разных этапах развития саженцев. Энергия может быть сконцентрирована на определенной частоте, чтобы не было необходимости тратить ее на производство света в бесполезном диапазоне. Подобная гибкость не характерна для лампочек накаливания, флуоресцентных и газоразрядных осветительных элементов;

• этот тип экономически выгоден, так как потребляет существенно меньше электроэнергии;

• еще одно преимущество состоит в долговечности светодиодных осветителей. Средний срок их службы колеблется в пределах 50-100 тысяч часов работы;

• LED-лампы не генерируют много тепла, что хорошо не только для растительности, но и для вашего кошелька, так как отпадает нужда в дополнительных охлаждающих, вентилирующих и увлажняющих комплексах в помещении, где выращивается продукция. 

Светодиодные приборы на данный момент являются оптимальным выбором и постепенно занимают лидирующие позиции среди фитоламп.
Но тем не менее, они не являются панацеей: каждый вид растений уникален по своим потребностям. И если мы дифференцируем подходы во внесении удобрений в зависимости от потребностей агрокультур, то почему бы не обеспечить их также разным светом, излучаемым различными типами лампочек?

Фауна поглощает свет, превращая солнечную энергию в химическую благодаря фотосинтезу. Поговорка о том, что мы - это то, что мы едим, абсолютно справедлива также и для растительности. Поэтому все характеристики фитоламп важны: при выборе не стоит пренебрегать ни их диапазоном, ни мощностью.

На что следует обратить внимание при выборе фитолампы?

Правильный излучаемый спектр

Следует изучить особенности фотосинтеза агрокультур, прежде чем приобретать фитолампу. Общее правило гласит, что элементы с цветовой температурой выше 5000 Кельвинов дают холодный, белый свет голубого диапазона, а ниже 3000 Кельвинов - теплый, от желтого до красного спектра. Это важно, поскольку разное излучение является триггером различных химических процессов - голубой способствует вегетации, теплый - цветению и плодообразованию. В любом случае вы можете остановить свой выбор на универсальном LED-осветителе, который обеспечит полный спектр. 

Правильная интенсивность
Растительный мир имеет не только спектральные предпочтения. Он также обладает потребностью в разной интенсивности подсвечивания. Недостаток ультрафиолета приведет к появлению тонких вытянутых стеблей. Но с другой стороны, поместить их под высокоинтенсивный прибор и ждать отличного результата - тоже не выход. Обычно представители тропической фауны и тенистых лесов нуждаются в приборах меньшей мощности, в то время как уроженцы сухих, солнечных мест, таких как Мексика или страны, расположенные в бассейне Средиземного моря - в увеличенном. Потому базилику нужно большее количество ватт, чем, к примеру, бегонии.

Правильная длительность инсоляции
Никому не пойдет на пользу 24-часовое освещение. Независимо от того, какой вид растет у вас в домашнем саду, все они нуждаются в отдыхе. В темное время суток ваши питомцы "отдыхают" и “дышат”, в светлое же наращивают объем зеленой массы. Баланс времени отдыха и активного роста необходим для многих биологических процессов, включая закладывание почек и созревание плодов. Поэтому важно знать, какой тип фауны вы выращиваете, чтобы подобрать правильный фитоприбор, от которого потребуется работать 12 или даже 18 часов к ряду.

Правильное количество элементов
После того как вы соотнесли характеристики растений с характеристиками осветителей, стоит просчитать оптимальное количество световых волн, которое вам нужно для грамотной инсоляции помещения, в котором выращиваются агрокультуры. Обычно эта величина колеблется в пределах 10-20 Вт на м².
Хотя нет прямой зависимости между ценой и качеством фитолампочек, обычно срабатывает правило - дешевое освещение чаще всего оказывается дорогим в обслуживании.

Многие садоводы и огородники убедились на собственном опыте, что даже солнце иногда нуждается в помощи, когда речь заходит о грамотной инсоляции агрокультур. Ультрафиолета может не доставать по многим причинам: механическим (характеристики покрытия теплиц), климатическим (долгие темные зимы), биологическим (короткий вегетационный период). Использование фитоламп поможет решить эти проблемы. Конечно же, урожай всегда зависит от множества факторов. Но без правильного освещения даже самые современные агрокультуры не смогут проявить всех ожидаемых от них качеств.