События
10.11.2015    Новая эра в технике освещения и облучения в теплицах и оранжереях: на помощь приходят цветные и белые светодиоды


Воздействие на растения оптических излучений - ультрафиолетовых, видимых (световых) и тепловых (инфракрасных) весьма разнообразно.

  • Средний ультрафиолет (λ = 280-320 нм): оказывает вредное действие;
  • Крайняя синяя область и ближний ультрафиолет (λ = 320-400 нм): регуляторная роль, необходимо только несколько % в общем спектре;
  • Синяя компонента (λ = 400-500 нм): необходима для фотосинтеза и регуляции роста;
  • Зелёная зона излучений (λ = 500-600 нм): благодаря высокой проникающей способности полезна для фотосинтеза оптически плотных листьев, листьев нижних ярусов, густых посевов растений;
  • Красная компонента (λ = 600-700 нм): ярко выраженное действие на фотосинтез, развитие и регуляцию процессов;
  • Дальняя красная зона (λ = 700-750 нм): интенсивное регуляторное действие, достаточно несколько % в общем спектре.
  • Инфракрасное излучение (λ = 1200-1600 нм): поглощается внутри- и межклеточной водой, увеличивает скорость тепловых биохимических реакций.

Относительная спектральная интенсивность фотосинтеза (усреднённая кривая)

Фотосинтез – это процесс усвоения растением углекислоты и воды, образования из них органических веществ, обеспечивающих рост растений, и выделение свободного кислорода. Анализируя известные спектральные кривые основных физиологических функций растений (фотосинтез, развитие растения, размер листа) можно сделать вывод, что наиболее существенной для образования хлорофилла является оранжево-красная зона спектра (λ = 600 - 670 нм). Хлорофилл, поглощая энергию падающего на растение излучения, вступает в окислительно-восстановительную реакцию с СО2 и Н2О, в результате которой образуются углеводы и свободный кислород, выделяемый растением в окружающую среду. Не менее важна и голубая компонента (λ = 440-460 нм).

Спектральные кривые взаимодействия светового излучения и зеленой массы растений. Максимумы поглощения световых излучений приходятся на λ = 445 нм – синяя часть спектра и на λ = 660 нм – оранжево-красная часть спектра.

Фотоморфогенез — это процессы ростовых и формативных изменений, происходящих в растениях под влиянием света различного спектрального состава и интенсивности.
Хлорофилл – природное соединение, именно он определяет зеленую окраску листьев у растений. Роль этого соединения в жизни растений исключительно велика: с его помощью в растениях протекает процесс фотосинтеза: при действии дневного или искусственного света они синтезируют из СО2 и Н2О углеводы, выделяя при этом в воздух столь необходимый для нашего дыхания О2.
В результате процесса фотосинтеза, происходящего в растениях, энергия света превращается в энергию, используемую растением. При фотосинтезе растение поглощает углекислый газ и выделает кислород. Свет поглощается различными пигментами в растении, в основном, хлорофиллом. Этот пигмент поглощает свет преимущественно в синем и красном участках спектра.
Помимо фотосинтеза существуют и другие процессы в растениях, на которые свет различных участков спектра оказывает своё влияние. Подбором спектров излучения источников света, чередованием длительности светлого и тёмного периодов можно ускорять или замедлять развитие растений, сокращать вегетационный период и т.д.
Например, пигменты с пиком чувствительности в красной области спектра отвечают за развитие корневой системы, созревание плодов, цветение растений. Для этого в теплицах часто используются натриевые лампы высокого давления, у которых большая часть излучения приходится на оранжево-красную область спектра. Концерном Philips ,были созданы натриевые лампы с повышенной голубой компонентой излучения (примерно на 40% по сравнению со стандартными типами).
Пигменты с пиком поглощения в синей области отвечают за развитие листьев, рост растения и т.д. Растения, выросшие при недостаточности синей компоненты, например, при свете ламп накаливания, более высокие – они тянутся вверх, «стараясь» получить побольше «синего света». Пигмент, который отвечает за ориентацию растения к свету, также чувствителен к синей.
В практике освещения теплиц и оранжерей в «досветодиодный» период широко использовались такие источники света с «агроспектром», как люминесцентные лампы «Osram Fluora 77 (36 и 58 Вт)» и натриевые лампы высокого давления «Philips Master Green Power» (400 и 600 Вт); «Philips SON-T PIA Agro» (400 Вт).
Сколь различными, но тем не менее эффективными (для интенсификации развития растений), могут быть спектры источников света, проиллюстрировано ниже.



Спектр излучения люминесцентной лампы «Osram Fluora 77 / 58W» (световой поток – 2250 лм, срок службы – 13 тыс. ч)

Спектр излучения натриевой лампы высокого давления «Philips SON-T PIA Agro 400 W» (cветовой поток – 55 000 лм, срок службы – 32 тыс. ч).


Светодиодные приборы теперь уже частично заменяют (или дополняют) традиционные источники света, использовавшиеся в течение многих десятилетий (люминесцентные и ртутные лампы – типа HQL, HPL, ДРЛ, а также и натриевые лампы высокого давления, например, типа SON-T Agro).
В зависимости от конкретной ситуации (высота оранжереи или теплицы, необходимая облучённость и др.) светодиодные приборы могут:
• полностью заменять старые светильники, расположенные на достаточно большой высоте над грунтом с растениями,
• или использоваться для так называемой локализованной «досветки», располагаясь ближе к растениям и дополняя старую систему общего освещения.

Комбинируя в одном облучательном приборе различные по цвету излучения светодиоды, теперь относительно просто подобрать оптимизированный для выращивания данной культуры спектр излучения.
Такие спектры могут отличаться например, для освещения различных овощей (томатов, огурцов и пр.) зеленных культур (петрушки, укропа, кориандра, базилика и др.) и фруктов.

Спектр излучения красных светодиодов характеризуется доминирующей длиной волны λ = 660 нм, что дает возможность эффективно использовать облучательные приборы с такими светодиодами в плодоовощных теплицах и цветочных оранжереях. К красным светодиодам в определенной пропорции могут быть добавлены голубые, так как излучение в области λ = 450 нм также важно для роста, овощей, фруктов, цветов.

Значительных успехов в реализации светодиодных систем освещения оранжерей и теплиц в последнее 10-летие достиг концерн PHILIPS, о чем свидетельствуют приводимые ниже фотографии. Преимущественно – это оранжереи и теплицы в городах Нидерландов.

Ориентировочно, экономия, достигаемая при использовании светодиодов за счёт их высокой светоотдачи, позволяет улучшить энергетический баланс оранжерей и теплиц: примерно на 40% снижается расход электроэнергии и исключается избыточное тепло.
Значительные преимущества даёт (с точки зрения снижения эксплуатационных расходов) большой полезный срок службы светодиодов – по данным ряда ведущих производителей он уже значительно превышает 50 000 ч (по критериям L70/B30 или L80/B10).

Компания Fionia Lighting A/S (Дания) – одна из первых в Европе применила цветные светодиоды в оранжерейной практике


Ассортимент светодиодных осветительных и облучательных приборов концерна PHILIPS, специально разработанных для оранжерей и теплиц.
• Green Power LED String
• Green Power TLED
• Green Power LED toplighting module
• Green Power LED interlighting module
• Green Power LED flowering lamp
• Green Power LED research module


возврат к списку статей

версия для печати
 
Компания Точка опоры
Design by ErDM.  Разработка сайта UNISOFT
музейное освещение, светильники музеи, свет в музее, галерея светильники, выставочное освещение, освещение выставок, освещение выставочных залов, освещение галереи, освещение галерей, освещение залов, освещение экспозиции, подсветка картины, современный музей, музейные технологии, эрарта, музей воды, освещение метро, светильники метрополитен, люстры для метро, реконструкция освещения метро, тоннельные светильники, архитектурное освещение метро, реставрация светильников для метро