Висвітлення рослин. Вибір системи підсвічування. Штучне досвічування. Умови зростання. Зробити самому. Інструкції.

Висвітлення рослин.

• Частина 1: Навіщо висвітлювати рослини. Загадкові люмени та люкси
• Частина 2: Лампи для освітлення рослин
• Частина 3: Вибір системи освітлення

У цій частині ми розповідаємо про розрахунок потужності ламп, практичний вимір освітленості і т.д.

У попередніх частинах ми говорили про основні поняття та різні типи ламп, що використовуються для освітлення рослин. У цій частині розповідається про те, яку систему освітлення вибрати, скільки потрібно ламп для освітлення тієї чи іншої рослини, як поміряти освітленість у домашніх умовах і для чого потрібні рефлектори в освітлювальних системах.

Світло - один із найважливіших факторів успішного утримання рослини. Шляхом фотосинтезу рослини «виготовляють їжу» собі. Мало світла — рослина ослаблена і або вмирає від «голоду», або стає легкою здобиччю шкідників та хвороб.

Бути чи не бути

Отже, ви вирішили встановити нову систему освітлення для рослин. Насамперед дайте відповідь на два питання.

• Чим обмежений ваш бюджет? Якщо на всю освітлювальну систему виділено невелику суму грошей, яку ви відірвали від стипендії, і вам необхідно вкластися в неї, то ця стаття вам не допоможе. Єдина порада – купіть те, що зможете. Не витрачайте сили та час на пошуки. На жаль, система освітлення для рослин або акваріума — справа недешева. Іноді розумнішою альтернативою є заміна світлолюбних рослин на тіньовитривалі — краще мати доглянутий спатифілум, який не вимагає багато світла, ніж журитися через напівдохлу гарденію, якої катастрофічно його не вистачає.
• Ви збираєтеся просто перекантовуватись до весни, за принципом «не до жиру, бути живим»? Тоді просто купіть найпростішу люмінесцентну лампу. Якщо ж ви хочете, щоб ваші рослини повноцінно росли і навіть цвіли під лампами, тоді потрібно витратити сили та засоби на освітлювальну систему. Особливо, якщо ви вирощуєте рослини, які цілий рік ростуть в умовах штучного освітлення, наприклад, акваріумні.

Якщо ви визначилися з відповідями на ці питання та вирішили встановити повноцінну систему освітлення, тоді читайте далі.

Що таке гарне освітлення

Три головні фактори визначають — чи хороша система освітлення чи погана:

• Інтенсивність світла. Світла має бути достатньо для рослин. Слабке світло не можна замінити довгим світловим днем. Багато світла у кімнатних умовах не буває. Досягти освітленості, яка буває яскравим сонячним днем (понад 100 тис. лк) досить складно.
• Тривалість освітлення. Різні рослини вимагають світлового дня різної тривалості. Багато процесів, наприклад, цвітіння, визначаються тривалістю світлового дня (фотоперіодизм). Всі бачили червону пуансеттію (Euphorbia pulcherrima), що продається на Різдво та Новий рік. Цей кущ росте під вікном нашого будинку на півдні Флориди і щороку взимку, без хитрощів з нашого боку, «робить все сам» — у нас є те, що необхідно для утворення червоних приквіток — довгі темні ночі та яскраві сонячні дні.
• Якість освітлення. У попередніх статтях я торкався цього питання, говорячи про те, що рослині необхідне світло як у червоній, так і синій областях спектру. Як уже було сказано, необов'язково застосовувати спеціальні фітолампи - якщо ви використовуєте сучасні лампи з широким спектром, наприклад, компактні люмінесцентні або металогалоїдні, спектр у вас буде «правильним».

Крім цих чинників, безумовно, важливі та інші. Інтенсивність фотосинтезу обмежується тим, чого не вистачає зараз. При низькій освітленості - це світло, коли світла багато, наприклад, температура або концентрація вуглекислого газу і т.д. При вирощуванні акваріумних рослин часто трапляється, що при сильному освітленні концентрація вуглекислого газу у воді стає обмежуючим фактором і сильніше світло не призводить до збільшення темпів фотосинтезу.

Скільки рослин потрібно світла

Рослини можна розділити на кілька груп за вимогами до світла. Цифри для кожної з груп досить наближені, оскільки багато рослин можуть добре почуватися як на яскравому світлі, так і в тіні, адаптуючись до рівня освітленості. Для однієї й тієї ж рослини необхідна різна кількість світла в залежності від того, чи воно розвивається вегетативно, цвіте або плодоносить. З енергетичної точки зору, цвітіння — процес, який витрачає «марну» велику кількість енергії. Рослині треба виростити квітку і постачати її енергією, при тому, що сама квітка не виробляє енергії. А плодоношення ще більш марнотратний процес. Чим більше світла, тим більше енергії «від лампочки» рослина зможе запасти для цвітіння, тим красивішим буде ваш гібіскус, тим більше квітів буде на кущі жасмину.

Нижче наведені деякі рослини, які віддають перевагу тим чи іншим світловим умовам. Рівень освітленості виражений у люксах. Про люмени та люкси вже було сказано в першої частини. Тут я повторю лише, що люкси характеризують наскільки «світло» рослин, а люмени — характеризують лампи, якими ви висвітлюєте ці рослини.

• Яскраве світло. До цих рослин відносяться ті, які в природі ростуть на відкритому місці - більшість дерев, пальм, сукуленти, бугенвілія, гарденія, гібіскус, іксора, жасмин, плюмерія, тунбергія, кротони, троянди. Ці рослини воліють високий рівень освітлення — щонайменше 15-20 тис. люкс, деякі рослини для успішного цвітіння вимагають 50 і більше тис. лк. Більшість ряболистих рослин вимагають високої освітленості, інакше листя може «повернутися» до однотонного забарвлення.
• Помірне світло. До цих рослин належать рослини «підліска» — бромелієві, бегонії, фікус, філодендрон, каладіум, хлорофітум, бругманзія, брунфельсія, клеродендрум, кросандра, медініла, пандорея, рутія, барлерія, тибухіна. Бажаний рівень освітленості їм становить 10-20 тис. лк.
• Слабке світло. Поняття «тенелюбні рослини» не зовсім правильне. Всі рослини люблять світло, включаючи драцену, що стоїть у темному кутку. Просто деякі рослини можуть рости (скоріше існувати) при слабкому висвітленні. Якщо ви не женетеся за швидкістю зростання, то вони будуть добре почуватися і при слабкому освітленні. В основному, це рослини нижнього ярусу – хамедорея, вайтфельдія, антуріум, дифенбахія, філодендрон, спатифілум, ехінантус. Їм достатньо від 5 до 10 тис. Люкс.

Наведені рівні освітленості досить приблизні і можуть бути відправною точкою для вибору системи освітлення. Ще раз підкреслю, що ці цифри для повноцінного росту і цвітіння рослини, а не для «зимівлі», коли можна обійтися меншим рівнем освітленості.

Вимірювання освітленості

Отже, тепер ви знаєте, скільки світла необхідно вашій рослині і хочете перевірити, чи вона отримує все, що їй належить. Усі теоретичні викладки хороші, проте краще поміряти реальну освітленість там, де стоять рослини. Якщо у вас є люксметр, вам пощастило (на фото зліва). Якщо люксметра немає, то не впадайте у відчай. Експонометр фотоапарата - той самий люксметр, тільки замість освітленості видає значення витримки, тобто. часу, на який слід відкрити затвор камери. Чим менше освітленість, тим більше часу. Все просто.

Якщо у вас є зовнішній експонометр, покладіть його в те місце, де ви вимірюєте освітленість, так щоб світлочутливий елемент був перпендикулярний напрямку падаючого на поверхню світла.

Якщо ви використовуєте камеру, то покладіть лист білого матового паперу перпендикулярно до напрямку падаючого світла (не треба використовувати глянсову — вона дасть невірні результати). Виберіть розмір кадру так, щоб аркуш займав весь кадр. Фокусуватися нею необов'язково. Виберіть чутливість плівки — 100 одиниць (сучасні цифрові камери дозволяють «імітувати» чутливість плівки). За значеннями витримки та апертури визначте освітленість у таблиці. Якщо встановити значення чутливості плівки 200 одиниць, то табличні значення необхідно зменшити вдвічі, якщо встановлено значення 50 одиниць, то значення збільшуються вдвічі. Перехід до наступного, вищого, діафрагмового числа також збільшує значення вдвічі. У такий спосіб можна приблизно оцінити рівень освітленості там, де стоять ваші рослини.

Використання рефлектора

Якщо ви використовуєте люмінесцентну лампу без рефлектора, ви зменшуєте корисне світло в кілька разів. Як неважко зрозуміти, тільки те світло, яке спрямоване вниз, потрапляє на рослини. Те світло, яке спрямоване вгору — марне. Те світло, яке сліпить вам очі, коли ви дивитеся на відкриту лампу, також марне. Хороший рефлектор спрямовує світло, що сліпить очі, вниз на рослини. Результати моделювання люмінесцентної лампи показують, що освітленість у центрі при використанні рефлектора зростає майже втричі, а світлова пляма на поверхні стає концентрованішою — світильник освітлює рослини, а не всі навколо.

Більшість світильників, що продаються в магазинах побутової техніки, не мають рефлектора або мають те, що рефлектором називати не варто. Спеціальні системи для освітлення рослин чи акваріума з рефлекторами коштують дуже дорого. З іншого боку, зробити саморобний рефлектор нескладно.

Як зробити саморобний рефлектор для люмінесцентної лампи

Форма рефлектора, особливо для однієї-двох ламп, не має принципового значення - будь-яка «хороша» форма, у якої кількість відбитків не більше одного і повернення світла в лампу мінімальне, матиме приблизно однакову ефективність у межах 10-15%. На малюнку показано поперечний розріз рефлектора. Видно, що його висота повинна бути такою, щоб усі промені вище граничного (промінь 1 на малюнку), перехоплювалися рефлектором - у такому разі світильник не зліпить очі.

Задавшись напрямом відбитого граничного променя (наприклад, вниз або під кутом), можна побудувати перпендикуляр до поверхні рефлектора в точці відображення (точка 1 на малюнку), який ділить кут між падаючим і відбитим променем навпіл - закон відображення. Так само визначається перпендикуляр та інших точках (точка 2 малюнку).

Для перевірки рекомендується взяти ще кілька точок, щоб не вийшла ситуація, зображена в точці 3, де відбитий промінь не йде вниз. Після цього можна зробити багатокутний каркас, або побудувати плавну криву і за шаблоном вигнути рефлектор. Не слід розміщувати верхню точку рефлектора близько до лампи, оскільки промені потраплятимуть назад у лампу. При цьому лампа грітиметься.

Рефлектор можна зробити або з алюмінієвої фольги, наприклад, харчової, яка має досить високе відображення. Також можна пофарбувати поверхню рефлектора білою фарбою. При цьому його ефективність буде практично такою самою, як і для «дзеркального» рефлектора. Обов'язково зробіть отвори зверху рефлектора для вентиляції.

Тривалість та якість освітлення

Тривалість освітлення зазвичай становить 12-16 годин, залежно від виду рослин. Точніші дані, а також рекомендації з фотоперіодизму (наприклад, про те, як змусити цвісти згадану вище пуансеттію) можна знайти у спеціальній літературі. Для більшості рослин наведеної вище цифри цілком достатньо.

Про якість освітлення вже йшлося неодноразово. Однією з ілюстрацій може бути фотографія рослин, вирощених при освітленні ртутною лампою (знімок зі старої книги, на той час інших ламп практично не було) і лампою розжарювання. Якщо вам не потрібні довгі і худі рослини, не використовуйте лампи розжарювання або натрієві лампи без додаткового підсвічування люмінесцентними або газорозрядними лампами з випромінюванням у синій області спектру.

Крім того, лампи для рослин повинні підсвічувати рослини так, щоб на них було приємно дивитися. Натрієва лампа в цьому сенсі не найкраща лампа для рослин — на фото показано, як рослини виглядають під такою лампою порівняно з освітленням металогалоїдної лампи.

Розрахунок потужності ламп

Отже, ми підійшли до найголовнішого — скільки взяти ламп для освітлення рослин. Розглянемо дві схеми освітлення: люмінесцентними лампами та газорозрядним світильником.

Кількість люмінесцентних ламп можна визначити, знаючи середній рівень освітленості на поверхні. Необхідно знайти світловий потік у люменах (помноживши освітленість у люксах на площу поверхні в метрах). Втрати світла становлять приблизно 30% для лампи, що висить на висоті 30 см від рослин, та 50% для ламп на відстані 60 см від рослин. Це вірно, якщо ви використовуєте рефлектор. Без нього втрати зростають у кілька разів. Визначивши світловий потік ламп, можна знайти їхню сумарну потужність, знаючи, що люмінесцентні лампи дають приблизно 65 Лм на Вт потужності.

Наприклад оцінимо, скільки ламп знадобиться для освітлення для полиці розміром 0.5×1 метр. Площа поверхні, що освітлюється: 0.5×1=0.5 кв.м. Припустимо, що нам необхідно висвітлити рослини, які віддають перевагу помірному світлу (15000 Лк). Висвітлити всю поверхню з такою освітленістю буде складно, тому ми зробимо оцінку, виходячи із середньої освітленості 0.7×15000 =11000 Лк, поставивши рослини, що вимагають більше світла, під лампу, де освітленість вища за середню.

Разом, потрібно 0.5х11000=5500 Лм. Лампи на висоті 30 см повинні давати приблизно півтора рази більше світла (втрати становлять 30%), тобто. близько 8250 Лм. Сумарна потужність ламп мусить бути близько 8250/65=125 Вт, тобто. дві компактні люмінесцентні лампи по 55 Вт із рефлектором забезпечать необхідну кількість світла. Якщо ви хочете поставити звичайні трубки по 40 Вт, їх потрібно три штуки або навіть чотири, оскільки трубки, розміщені близько один до одного, починають взаємно екранувати, і ефективність освітлювальної системи падає. Намагайтеся використовувати сучасні компактні люмінесцентні лампи замість звичайних трубок, здебільшого застарілих. Якщо не використовувати рефлектор, то в даній схемі доведеться брати втричі чи в чотири рази більше ламп.

Розрахунок кількості люмінесцентних ламп

1. Виберіть рівень освітлення.
2. Необхідний світловий потік на поверхні:
   L=0.7 x A x B
   (довжина та ширина в метрах)
3. Необхідний світловий потік ламп з урахуванням втрат (за наявності рефлектора):
   Lamp=L x C
   (C=1.5 для лампи на висоті 30 см та C=2 для лампи на висоті 60 см)
4. Сумарна потужність ламп:
   Power=Lamp/65

Для газорозрядних ламп розрахунок аналогічний. Спеціальний світильник з натрієвою лампою потужністю 250 Вт забезпечує середній рівень освітленості 15 тис. л на майданчику розміром 1 кв.м.

Якщо відомі світлотехнічні параметри світильника, розрахувати освітленість дуже просто. Наприклад, з фігури зліва видно, що світильник (OSRAM Floraset, 80W) висвітлює коло діаметром близько метра на відстані трохи менше півметра від лампи. Максимальне значення освітленості 4600 лк. Освітленість до краю спадає досить швидко, тому такий світильник може бути використаний лише для рослин, яким потрібно не дуже багато світла.

На фігурі зліва показана крива сили світла (той самий світильник, що й вище). Щоб знайти освітленість з відривом від світильника, необхідно значення сили світла поділити на квадрат відстані. Наприклад, на відстані півметра під лампою значення освітленості дорівнюватиме 750/(0.5×0.5)=3000 Лк.

Дуже важливий момент – лампи не повинні перегріватися. У разі підвищення температури їх світловіддача різко падає. У рефлекторі мають бути отвори для охолодження. Якщо використовується багато люмінесцентних ламп, слід використовувати вентилятор для охолодження, наприклад комп'ютерний. Потужні газорозрядні світильники мають вбудований вентилятор.

Висновок

У цьому циклі статей було розглянуто різні питання освітлення рослин. Багато питань залишилися незайманими, наприклад вибір оптимальної електричної схеми включення ламп, що є важливим моментом. Тим, хто цікавиться цим питанням, краще звернеться до літератури чи фахівців.

p align="justify"> Найбільш раціональна схема проектування системи освітлення починається з визначення необхідного рівня освітленості. Потім слід оцінити кількість ламп та їх тип. І лише після цього — поспішати до магазину, щоби купити лампи.

Окреме спасибі колективу сайту за дозвіл публікації статті на нашому ресурсі.