НУЖНЫЙ СПЕКТР ДЛЯ РАСТЕНИЙ. ВЛИЯНИЕ СПЕКТРА СВЕТА СВЕТОДИОДНЫХ ФИТОЛАМП И ФИТОСВЕТИЛЬНИКОВ НА РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ
ФАКТОРЫ ВЛИЯЮЩИЕ НА ФОТОСИНТЕЗ
Существует ряд факторов, напрямую влияющих на процесс фотосинтеза растений. Прежде всего, интенсивность процесса напрямую зависит от Температуры окружающего воздуха, Достаточного обеспечения растения водой, Интенсивности света.
Однако для того, чтобы растение развивалось оптимально, важно не только наличие световой энергии, но и спектр света, а также длительность светового периода, когда растение бодрствует, и темного периода, когда оно отдыхает.
Если правильно регулировать длительность светового дня, то стадиями роста растения можно управлять. Так, у растений длинного дня можно регулировать их вегетативную стадию, а также время цветения. В свою очередь, для растений короткого дня световой период должен оставаться на определенном уровне, ведь слишком длительный период света может существенно нарушить время его цветения. Существует и категория растений, которые растут в зависимости от наличия света, но при этом продолжительность темного и светлого периода суток на них не влияет.
Таким образом, правильно регулируя свет, можно достичь качественных результатов в процессе выращивания разных видов растений.
Дополнительно освещение для растений вы можете купить прямо сейчас в нашем онлайн магазине, в разделе
ПОПУЛЯРНЫЕ СТАТЬИ
Сектор промышленных цветочных теплиц, использующий метод интенсивной светокультуры растений, является одним из самых энергоёмких (по удельным электрическим параметрам) и, одновременно, самых энергоэффекивных, среди различных областей использования искусственного освещения.
Гидропоника дает основу для получения более высокой урожайности от культивируемых растений по сравнению с обычными способами выращивания. На сегодняшний день вы найдете выращенные гидропонным методом зелень, ягоды, овощи в любом среднем или крупном супермаркете.
Какими должны быть современные Лампы для растений? В сельском хозяйстве индукционные лампы для растений широко используются в теплицах и других местах, где необходимо заменить, либо дополнить естественное солнечное освещение при выращивании различных типов сельскохозяйственных культур, таких как фрукты, овощи, зелень или цветы.
В светильнике ПРА встроенного исполнения, Конденсаторы компенсации реактивной мощности и ИЗУ расположены в едином уплотненном корпусе, состыкованным с арматурой для крепления патрона с лампой и отражателем.
Глобальное и круглогодичное выращивание необходимых растительных продуктов в условиях всевозрастающего жизнеобеспечения 7-10 миллиардного населения земли в XXI веке в значительной мере зависит от продвинутого защищенного грунта, а, следовательно, и расширения использования искусственного света в нем.
Светодиодные светильники для растений, в отличии от предыдущих источников света, имеют монохроматическое излучение, чем и обусловлена их эффективность. Возможность подбора спектра в его фитоактивной части, дает такие неоспоримые преимущества, как отсутствие излишнего теплового и ультрафиолетового излучения, соответственно нет риска ожогов и обезвоживания растений, так же исключается неусвояемый растениями зеленый и желтый цвета.
Несмотря на то, что светодиодные фитолампы сразу имеют свет с теми длинами волн, которые лучше всего подходят для подсветки растений, то есть чаще всего синего и красного света, воздействие фитосветильника на рост будет разным в зависимости от соотношения мощности излучения данных цветов.
У нас исследований воздействия светодиодных светильников для растений не много, но в мире эта тема достаточно известна, поэтому, немного теории.
Для практического применения светодиодных фитоламп и фитосветильников, значительно важнее правильное соотношение красного и синего спектров, потому что именно это соотношение формирует развитие растений.
В зависимости от того что вашим растениям необходимо, какую фазу роста и развития вы хотите подсвечивать, вы можете выбрать соответствующие светильники. При этом, несмотря на то, что реальную фотосинтетическую активную радиацию, то есть полезную энергию, которую излучают светодиоды красного и синего цвета, подсчитать достаточно трудно в связи с разной энергией квантов, общее грубое соотношение известно. Большинство производителей, говоря о нейтральном воздействии света на растения, называют соотношение 4-6 красных на 1 синий светодиод. Соответственно если вам нужно стимулировать больше вегетативное развитие, то соотношение красных и синих, должно меньше чем 4 красных на 1 синий либо полностью синие светодиоды. Если необходимо стимулировать цветение, то красного должно быть больше чем шесть к одному, или только красные светодиоды. Все вышесказанное будет полноценно работать, только если используются специальные светодиоды led grow light с соответствующими спектрами, предназначенными для подсветки растений. При правильном использовании светодиодных фитосветильников, за счет возможности эффективно воздействовать на разные фазы развития растений, можно в любое время года, независимо от естественного освещения, получить прогнозируемый результат.
Производительность всей системы выращивания определяет количественный критерий оценки – например, полезная масса сухого вещества или объем целевого экстракта из листьев/корней. Для качественной оценки можно анализировать химический состав растений и морфология (отклонение формы и размеров стебля/листьев/плода).
Для большинства культур лучший урожай и качество продукции могут быть получены при обеспечении растениям комфортных условий, где все основные физиологические потребности максимально приближены к естественным уровням.
Таким образом, в большинстве практических задач за эталон для сравнения и оценки результатов искусственного выращивания можно брать растение, выращенное в естественных условиях. Естественные условия для конкретной культуры, как правило, соответствуют климату в регионе его изначального происхождения.
ОСНОВЫ
Для комнатных растений не всегда достаточно освещения. Из-за его недостатка побеги могут развиваться медленно. Чтобы исправить эту оплошность, нужно всего лишь установить лампу для растений. Именно такой осветительный прибор может создать нужный спектр цвета.
Светодиодные осветительные приборы получили широкое применение для освещения оранжерей, в открытых садах и так далее. Они являются отличной альтернативой солнечному свету, не связаны с большими расходами и имеют длительный период эксплуатации.
Фотосинтез растений является процессом, проходящим во время достаточного освещения. Кроме того, растение может правильно развиваться благодаря необходимой окружающей температуре, достаточной влажности, спектру освещенности, продолжительности суток, наличию необходимых химических веществ.
Не существует цветов, способных полноценно расти в темное время суток. Непременно нужно кое-какое освещение. Разница состоит в его интенсивности. В основном световой день длится примерно 15 часов и не имеет значения, благодаря чему он может поддерживаться – солнечным лучам, искусственным лампам, либо и тому, и другому. Существуют виды растений, для которых определение нужного им света зависит от изменяющихся условий. Хотя есть такие, которым необходимо лишь определенное освещение. Оно не нужно цветам, которые отдыхают в ночное время суток. Для некоторых сортов рекомендовано принимать солнечные лучи и зимой.
На полноценный рост и развитие растительности влияют следующие факторы: грамотный полив, необходимая температура, оптимальная влажность, достаточная подкормка, выбор необходимых ламп для растений. Последнее нужно для выращивания с помощью искусственного света. И это отличное решение для тех видов растений, которые уже смогли адаптироваться к неяркому свету, к примеру, бегонии.
Установку осветительного прибора для комнатных растений рекомендуется выполнить правильно. Поэтому вначале выясняем, необходимо ли сильное освещение для конкретной посадки.
Затем определяем число светодиодов. Можно их подсчитать с помощью люксметра. Вы можете и самостоятельно вычислить их количество.
Спектры света для развития растений.
Рассмотрим, какие нужны спектры света для растений:
Хлорофилл – зеленый.
Каротины – желтый и красный спектры.
Кроме того, разнообразные пигменты могут поглощать свет по-разному, все лишнее они отражают.
Как утверждают ученые, источник энергии для фотосинтеза – это в основном лучи красного цвета спектра.
Фотоморфогенез является процессом, который протекает в растении под влиянием света с разным спектральным составом и насыщенностью. Тут свет – сигнальное средство, которое регулирует рост рассады. К тому же в растении имеется и пигмент фитохром. Пигмент является белком, который имеет чувствительность к некоей области белого спектра.
Особенности фитохрома состоят в том, что он принимает 2 формы с разнообразными характеристиками, под влиянием красного оттенка с длиной волны 660 нм он отличается способностью фотопревращения. К тому же поочередное свечение на короткий промежуток времени красным светом аналогично манипулированию им с помощью любого выключателя.
Эта характеристика фитохрома может обеспечить слежение за временем дня, чтобы управлять периодичностью произрастания семян. Сделать нужную лампу достаточно трудно.
Фитохром имеется также в листочках и в рассаде. Красные лучи стимулируют прорастание рассады, а дальний оттенок этого же цвета ее рост подавляет. Вероятно, по этой причине она и прорастает в ночное время суток. Однако это не закономерность для всех видов растений. Тем не менее красный свет является полезным, потому что стимулирует в растении активные жизненные процессы.
Как стало очевидно из результатов многочисленных экспериментов, красного цвета должно быть больше. Для различной рассады оптимальные пропорции могут быть самые разные. Так выясняется, что если помидоры хорошо произрастают при изобилии красного, то огурцы могут погибнуть.
Адениумы, например, представляют собой растения, которые в родных краях растут, получая достаточно много красного цвета спектра. На африканских территориях и на территории арабских стран рассвет и закат не продолжаются длительное время, солнце очень быстро заходит и встает. Кроме того, эти регионы отличаются немногочисленными пасмурными днями. То есть там мало синего света.
Результаты многочисленных экспериментов позволили прийти к выводу, что соотношение 2 красных и 1 синего светодиодов лучше для вегетационного периода созревания растений. При этом благодаря такому соотношению света вы можете намного увеличить количество плодов.
Кроме того, учитываем, в каких условиях растет растение, попадают ли на него прямые лучи солнца. Если растения выращиваются в специальном гроубоксе либо в подвальных условиях, то для их выращивания придется использовать и иные спектры. Такие спектры можно получить, если монтировать определенное количество белых светодиодов, можете добавить и ультрафиолетовые, если вы выращиваете экзотические сорта. Произрастать без ультрафиолетовых лучей способны практически все растения, однако выделить, к примеру, эфирное масло – не все. Можем посмотреть на примере укропа, который без УФ не такой ароматный.
В тепличных условиях в некоторых случаях выбирают одновременно 2 вида искусственных осветительных приборов – это натриевая лампа, в которой изобилие красного спектра, и светодиод. Чтобы монтировать на большую площадь нужное число светодиодов, потребуются огромные вложения.
Однако необходимо учитывать и такие важные моменты, как то, что в тепличных условиях доступен еще и обычный свет, который и способен компенсировать недостаток освещения.
Чтобы выращивать в закрытой почве, можно использовать соотношение 1:2 – 1:4 в зависимости от растущего растения. Выращивать можно и под единственным синего цвета спектром.
Также благодаря сочетанию разных спектров вы можете заметить проявление половых особенностей растений.
Рис. 1-12
1. Цветовая температура ламп.
2 700 К относится к теплому свету – тут больше красного спектра, который можно получить от ламп накаливания. Иные виды ламп могут дать свечение, которое близко к свету ламп накаливания. Эта разновидность свечения применяется в период цветения.
4 100 К – белый свет.
6 400 К – холодный белый свет – тут преобладает излучение синего спектра. Это может привести к наилучшему результату в течение вегетативного роста. Поэтому холодный свет так востребован.
8 000–25 000 K – ультрафиолет.
3. Длина световых волн.
В спектре лучей солнца имеются и синий, и красный оттенки. Они дают возможность растениям приобретать больше массы, а также лучше плодоносить. Если облучать лишь с помощью синего спектра, у которого длина волны примерно 450 нм, ваша рассада вырастет низкорослой. Она не порадует изобилием зеленой массы. Также вероятно, что растение не будет давать плоды.
Если обеспечить красный диапазон света с длиной волн примерно 620 нм, то хорошо начнет развиваться корневая система растения, оно будет цвести и отлично плодоносить. Из всего вышесказанного можно сделать вывод, какой свет нужен для определенных растений.
КПД, безопасность и расход энергии
В первую очередь, рядовой обыватель обращает внимание на уровень потребления электроэнергии. Чем больше у вас будет растений, тем больше потребуется светильников и лампочек для них.
Неохота платить за электричество больше стоимости урожая. Поэтому при покупке светильников, большое внимание уделяют такому параметру как КПД лампочки.
Всем известные лампочки-груши с нитью накаливания, в процессе работы очень сильно нагреваются. Связано это с тем, что в них большая часть эл.энергии преобразуется не в свет, а в бесполезное тепло.
Поэтому постепенно от них начали отказываться и стали переходить на энергосберегающие лампы. Их КПД примерно в 4 раза выше, чем у обычных.
Однако по факту, мы получили те же самые люминесцентные лампы, хоть и меньшего размера, но содержащие ртуть. Если такая лампочка разобьется, вам придется срочно принять меры безопасности и провести так называемую демеркуризацию всего помещения.
Не только сама ртуть, но и ее пары ядовиты для человека. И даже в сверхмалых концентрациях могут вызвать тяжелые последствия.
Поэтому впоследствии им на замену пришли более безопасные светодиодные источники света. А специально для растений были разработаны фитолампы.
У светодиодов также высокий КПД и минимальный нагрев. А самое главное, они по-прежнему совершенствуются и улучшают свои характеристики год от года.
Какой цвет лучше для растений
Однако как оказалось, КПД лампочки это не главное в правильном выращивании растений. Самое важное — это их спектр и насколько он отличается от естественного солнечного излучения. Ведь именно к нему привыкли все цветы, овощи, фрукты, ягоды.
Что же прячется за таким научным названием как спектр излучения? Чтобы понять это, придется вспомнить что такое свет? А свет — это не что иное, как электромагнитная волна.
Причем каждый цвет имеет определенную длину волны, отсюда и получается радуга. Однако разная длина означает не только разный цвет, но самое главное — разное количество энергии.
Волны с меньшей длиной содержат в себе больше энергии.
Если все цвета условно представить не в виде привычной прямой линии, а в виде шариков, то синий шарик будет самым большим по размеру. Зеленый поменьше, а красный окажется самым маленьким.
Все цвета всегда упрощают именно до этих трех видов R-G-B:
- красный
- зеленый
- синий
Почему синий шарик окажется самым объемным? Потому что длина его волны самая маленькая. Она меньше чем у зеленого цвета. А у зеленого в свою очередь, меньше чем у красного.
В итоге и получается, что красный цвет несет в себе меньше энергии, а синий больше всего.
И тут у многих может возникнуть логичный вопрос: "А есть ли разница в том, каким именно спектром освещать растения?" И если есть, можно ли эти знания как-то применить с пользой для дела?
Ведь если какой-то цвет окажется более эффективным, то нет ничего проще, как направить всю энергию на растение только от него. Если синий цвет самый "жирный", достаточно засвечивать растения только им и получать шикарный урожай круглый год.
Однако все оказывается не так просто. Здесь нужно учитывать еще одну характеристику света - его качественный или спектральный состав.
Поглощение света растениями и фотосинтез
Чтобы понять как отдельные цвета влияют на эффективность фотосинтеза, проводились научные эксперименты. Из целого листа выделялись отдельные чистые хлорофиллы. После чего, в течение длительного времени, их засвечивали светом различного спектра и проверяли результаты.
При этом в первую очередь, смотрели на эффективность поглощения СО2, то есть интенсивность фотосинтеза. Ниже представлен итоговый график такого эксперимента.
Из него видно, что хлорофилл в основном поглощается в синей и красной областях. В зеленой области эффективность минимальна.
Однако на этом не остановились и провели еще один эксперимент. В растениях также содержатся каротиноиды. Они хоть и играют незначительную роль, но и про них забывать не стоит.
Так вот, аналогичный опыт с каротиноидами показал, что ранее выделенные пигменты листа, поглощают в этом случае свет преимущественно в синей области спектра.
Посмотрев на это, все дружно решили что зеленый цвет абсолютно бесполезен и им можно пренебречь. Основной упор все специалисты предлагали делать только на синий и красный свет.
И соответственно более правильным считалось выбирать лампочки, которые излучают именно эти спектры больше всего.
Но как оказалось, изначальная ошибка экспериментаторов закралась в том, что они использовали не весь лист целиком, а выделяли из него пигменты и смотрели результаты только по ним.
На самом деле, в цельном листе свет очень сильно рассеивается. Провели еще опыты, но уже смотрели на весь лист и использовали разные растения. В итоге получили данные, которые более точно показывали насколько эффективно свет поглощается всем листком, а не его отдельными "кусочками".
С одной стороны, здесь опять доминируют синий и красный свет. Отдельные пики потребления фотонов доходят до 90 процентов.
Однако к удивлению многих, и зеленые лучи оказались не столь бесполезны как думали раньше. Дело в том, что благодаря своей проникающей способности, зеленый снабжает энергией более глубокие участки листвы, куда не долетают ни красный, ни синий.
Таким образом, если полностью отказаться от зеленого, вы можете ненароком погубить растение, и даже не будете понимать в чем причина.
Получается, что все цвета R-G-B нормально усваиваются листьями и нельзя выбрасывать какой-то один из них. Вот только необходимость энергии на разных цветах у разных растений не равноценна.
Какой свет больше всего нужен растениям?
Для того чтобы объяснить это более наглядно и понятнее, проведем аналогию с чем-то съедобным. Допустим у вас на столе лежит спелый персик, ягода малины и груша.
Для вашего желудка все равно что вы съедите. Он одинаково хорошо переварит все ягоды и фрукты. Но это не означает, что для вас в последствии не будет никакой разницы. Разные продукты все равно по-разному влияют на ваш организм.
Съесть 10 ягод клубники это не то же самое, что 10 груш или персиков. Вы должны найти определенный баланс.
То же самое происходит и со светом для растений. Ваша задача грамотно подобрать, насколько каждого света должно быть в общем спектре. Только таким образом можно рассчитывать на быстрый рост.
Самый главный вопрос - какой свет будет считаться лучшим? Казалось бы, что тут гадать. Лучший вариант это солнечный свет и его близкие аналоги.
Ведь миллионы лет растения именно под ним и развивались. Однако посмотрите на картинку ниже. Вот как реально выглядит интенсивность солнечного света.
Видите, насколько здесь много зеленого. А как мы выяснили ранее, он хоть и полезен, но не в такой степени как другие лучи. Когда говорят, что солнечный свет самый эффективный и нечего отступать от матушки природы, не учитывают один простой факт.
В реальной жизни, а не в экспериментах, растения адаптируются не только к солнечному свету, но также и к условиям окружающей их среды, в которой они произрастают.
Допустим на глубине водоема, где растет какая-то зелень, доминирует синий цвет. А вот в лесу под кроной деревьев, уже победителем выходит зеленый.
А вот по поводу его эффективности в отдельных случаях возникают существенные вопросы. Вот оптимальное распределение спектров для двух самых популярных у нас овощей - огурца и помидора:
Всего на этих двух элементарных примерах между огурцом и томатом хорошо видно, насколько у них разная потребность. И если одной и той же лампочкой засвечивать оба овоща сразу, то результаты будут совершенно непредсказуемыми.
Суточные ритмы
Кроме правильно подобранного спектра, важную роль играет еще два параметра - время и ритм освещения.
Все растения изначально произрастали на улице при естественном солнце. А солнце как известно не висит в зените 24 часа в сутки. Утром всходит, а вечером заходит. То есть естественная интенсивность освещения сначала постепенно растет, а во второй половине дня, достигнув своего пика, начинает падать.
Это и есть так называемый ритм. И растения его хорошо чувствуют. Измените ритм, не меняя ничего другого, и ваши овощи могут начать болеть, почувствовав себя "не в своей тарелке".
Поэтому опытные садоводы выделили три группы растений - короткого, длинного и нейтрального дня.
Вот их некоторые разновидности:
Длинный день - это когда интенсивность света наблюдается более 13 часов. Короткий - до 12 часов. Растениям для нейтрального дня все равно когда созревать, хоть при коротком, хоть при длинном.
Влияние синей части спектра на растения.
Синим светом называют часть спектра излучения с длинами волн от 400 до 500 нм. Этот диапазон волн в пределах видимого спектра, имеет относительно высокую энергию, и обладает выраженным эффектом на рост растений и цветение. Наше восприятие синего света, особенно на более коротких длинах волн (например, от 400 до 425 нм), является низкой по сравнению с зеленым и желтым.
Однако, голубой свет считается более эффективным, чем зеленый или желтый свет для процесса фотосинтеза. В то время, как синий свет может показаться нам несколько тусклыми, он имеет высокую энергию и полезен для роста растений.
Синие фотоны ускоряют фотосинтетическую реакцию, хотя и с энергетической точки зрения, можно было бы считать их менее эффективными, чем фотоны других частей спектра, из-за их высокой энергии которая усваивается не в полной мере и теряется по сравнению с фотосинтезирующими фотонами с более длинной (менее энергичной) длиной волны. Однако, по крайней мере минимальная интенсивность синего света требуется в источнике освещения в закрытом помещении для роста растений. Кроме того, синий свет регулирует открытие устьиц, которые контролируют как потери воды, так и поглощение углекислого газа. Чаще всего, низкой интенсивности синего достаточно для полнофункционального фотосинтеза. Таким образом, внутреннее освещение (например, в вертикальном сельском хозяйстве или гроубоксе) , парниковое освещение, включают в себя синюю часть спектра, в разных пропорциях.
Синий свет приостанавливает рост клеток стебля, из-за этого можно наблюдать эффект, когда растение поворачивается к свету - с той стороны, где падает свет, клетки ствола растут медленнее, чем с другой стороны. Синий свет подавляет рост вверх; растения, выращенные под синим светом, как правило, короче и имеют меньшие, более толстые и более темные зеленые листья по сравнению с растениями, выращенными без синего света . В производстве декоративных растений, эти атрибуты могут быть желательны, потому что, в сущности, синий свет может выступать в качестве регулятора роста. В некоторых случаях рост и развитие растений поддерживается исключительно под синим светом.
Рассада, выращенная в закрытом помещении с синим светом, часто короче и имеет меньше листьев, чем выращенные только под красным светом. Растения выращивали в той же фотосинтетической плотности потока фотонов (PPFD) в гроу камере .
Излучение с более короткими длинами волн (дальний синий и УФ) стимулирует выработку соединений, которые могут влиять на окраску листьев. Например, в отсутствии ультрафиолета и коротковолнового синего, растения , которые в природной среде имеют пурпурную окраску листьев, становятся зелеными. У некоторых листовых зеленых культур, таких как салат, синий / УФ также увеличивает производство полезных для здоровья соединений, таких как антиоксиданты и некоторые витамины. Таким образом, для этих культур, установка синего и в небольших количествах УФ-излучения может повысить качество урожая и улучшение таких атрибутов, как цвет листвы, запах и вкус. Аналогичным образом, в отсутствии синего и/или УФ, некоторые растения из семейства пасленовых получают маленькие опухлости, волдыри, на листьях, стеблях и черешках. Это физиологическое расстройство, как правило, уменьшается по мере увеличения дозы синего или УФ-излучения .
При низкой интенсивности освещения (1-2 мкмоль ∙ м-2 ∙ с-1), голубой свет не регулирует цветение большинства культур, чувствительных к световому дню. Тем не менее, при более высокой интенсивности ( 20 мкмоль ∙ м-2 ∙ с-1 или выше), синий свет может способствовать расцвету растений длинного дня и ингибировать цветение растений короткого дня.
Синие светодиоды стали очень эффективными и недорогими, так как они используются для изготовления белых светодиодов (теоретически они должны стоить дешевле белых). Тем не менее, из-за высокой энергии света, излучаемого из синих светодиодов, вредно смотреть прямо на синие светодиоды.
Воздействие ультрафиолета на растения.
Что такое УФ-излучение?
Ультрафиолетовое излучение (УФ) представляет собой тип солнечного излучения с длиной волны от 100 до 400 нм. Он заканчивается там, где начинаются цвета радуги.
Атмосфера поглощает все УФ-С ( < 280 нм), значительную часть УФ-В (280 - 315 нм), но передает большую часть излучения УФ-А (315-400нм).
Ультрафиолет составляет лишь около 7-9% от общего солнечного облучения, достигающего биосферы, но в отличие от других типов солнечной радиации, УФ является высоко энергетическим излучением. Это означает, что UV может вызывать реакции между молекулами, разрушая химические связи и поражая их таким образом.
Биосфера Земли защищена от вредного коротковолнового УФ озоновым слоем в стратосфере. Озоновый слой простирается от 10 км до 50 км над земной поверхностью , однако общее количество озона невелико.
Средняя концентрация составляет всего около 8 частей на миллион, 0,000008 . Если этот слой конденсировать в жидкость и равномерно распределить по Земле, он будет иметь толщину около 4 микрометров (0,000004 м).
Растения хорошо приспособлены к эффективному использованию солнечного излучения.
Свет - их источник энергии, управляющий фотосинтезом и направляющим растением от прорастания до цветения и плодоношения. Однако свет может оказывать не только положительное, но и деструктивное действие.
Поэтому хорошая приспособленность для эффективного использования солнечной радиации без причинения вреда, имеет решающее значение для растений. Это особенно важно для УФ диапазона, ведь в отличии от большинства живых организмов, у растений нет возможности спрятаться от вредного излучения.
Поражающими целями УФ в любой живой клетке являются ДНК, липиды и белки. Тем не менее, в повреждении ДНК есть не только плохая сторона . UV был важной эволюционной силой, порождающей мутации, приводящей к новым чертам , стимулируя развитие видового разнообразия. Мутации, правда, были главным образом отрицательными, ингибируя жизненно важные клеточные процессы и приводя к нарушению клеточной функции, иногда даже клеточной смерти.
Интересно, как растения используют голубые и ультрафиолетовые волны для управления процессами восстановления ДНК. Исследования показали, что ДНК повреждения, вызванные UV лучами, в основном устраняется путем последующего воздействия света в голубом или УФ-диапазоне спектра. Это потому, что синий свет или УФ-А активирует фермент (фотоляза), который восстанавливает поврежденные последовательности ДНК. Красота этой системы заключается в том, что когда растения подвергаются воздействию UV, всегда присутствует много синего света.
Участие голубого или УФ-света в этом процессе известно как фотореактивация.
Фотореактивация является основной защитой от ультрафиолетового излучения у растений. Помимо фотореактивации, растения приобрели множество других приспособлений, чтобы справиться с UV за время их эволюционной истории.
Солнечный UV вряд ли наносит серьезный ущерб большинству растений. Скорее, растения узнали, как воспринимать (видеть) UV и использовать эту информацию для контроля собственного роста. Растения развили способность чувствовать качество, интенсивность, продолжительность и направление света. Помимо обнаружения видимого света, такого как синий и красный , растения также используют «датчики» для УФ-В излучения. Восприятие UV позволяет растениям не только включать защиту от чрезмерного воздействия , но также и физиологически регулировать его. Например, исследования показали, что UV индуцирует
морфогенные реакции (т.е. изменение формы растений и химического состава), которые опосредованы специальным датчиком УФ-В, фоторецептором UVR8.
UV запускает производство УФ-поглощающих фильтров в растениях
Одной из наиболее последовательных морфогенных реакций растений на солнечный UV является синтез и накопление УФ-поглощающих соединений. Разнообразие и сложность этих веществ в растениях возрастали в ходе эволюции. УФ-защитные соединения в растениях включают микоспориноподобные аминокислоты (MAA), которые встречаются в водорослях и в различных фенольных веществах, синтезируемых в сосудистых растениях. Фенольные вещества (фенолы) являются вторичными метаболитами растений, составляющими около 8000 встречающихся в природе соединений, обладающих одной общей структурной особенностью - фенольное (ароматическое) кольцо. Концентрация и тип этих соединений обычно зависят от группы организмов и уровня УФ-В. Помимо фотозащиты, фенолы имеют много других функций: они обеспечивают защиту от травм, инфекции и стресса (мороз,высокие температуры, засуха), защищают растения от травоядных и улучшают выживание растений в почвах, богатых токсичными металлами. Поскольку УФ поглощающие вещества накапливаются в поверхностных слоях растительной ткани, они могут значительно изменить оптические свойства органов растений, включая фрукты, цветы и листья. Наличие этих веществ в растительной ткани также является одной из причин того, что почва темно-коричневого цвета, потому что фенолы в мертвом растительном материале в конечном итоге образуют почву.
Воздействие УФ на растения может уменьшить негативное воздействие других экологических ограничений.Несколько исследований показали, что обработка растений УФ может увеличивать устойчивость растений к засухе и наоборот, растения, которые больше приспособлены к засухе, также, скорее всего, оказываются более терпимыми к УФ. Также UV может уменьшать уровень заражения растений патогенами, поскольку грибы и бактерии обычно более чувствительны к повреждению UV, чем более высокие растения.
Кроме того, многие из УФ-индуцированных фенольных веществ также имеют антимикробную активность.
Зрение опылителей и оптические свойства цветов - результат продолжительной коэволюции.
Восприятие света людьми раскрывает очень красочный мир. Но цвет мира для некоторых других организмов не похож на наш. Зрение пчел, бабочек и некоторых других насекомых, например, распространяется в ультрафиолетовом диапазоне. Поэтому многие насекомые могут видеть накопление УФ-поглощающих пигментов растениями. Похоже, что растения могут использовать зрение животных в УФ диапазоне для рекламы своих цветов и наоборот, насекомые получили дополнительные приспособления, чтобы увидеть цветочные узоры, которые видны только в диапазоне УФ. Во многих цветах ультрафиолетовый свет раскрывает секретные пути и «посадочные полосы», которые ведут к вкусной еде. Эти маркировки видны только избранным насекомым, в то время как они скрыты от большинства других животных и людей. Таким образом, в ходе эволюции цветного зрения некоторых насекомых и спектральных свойств цветов развились специфические характеристики. Преимуществами коэволюции растений и насекомых являются эффективное воспроизводство растений и наличие высокоэнергетического питания для опылителей. Однако некоторые плотоядные растения используют эти ультрафиолетовые маркировки для более зловещей причины. Они привлекают опылителей к их ловушкам для насекомых, имитируя УФ-видимые узоры цветов.
Растения производят большое количество важных защитных веществ и витаминов, которые необходимы для человека, поскольку наш организм не может самостоятельно синтезировать их.
Свет – это видимая часть солнечного излучения. Каждому цвету соответствует определённая длина волны:
― ультрфиолет – 380-420nm
― синий – 430-490nm
― зелёный – 500-560nm
― жёлтый – 570-600nm
― оранжевый – 610-620nm
― красный – 620-680nm
― дальный красный(ИК) – 700-750nm
Каждый спектр электромагнитного излечения несёт определённую энергию, распределение её в солнечном спектре неравномерно и зависит от высоты стояния солнца над горизонтом, чем выше тем больше ультрафиолета и синих лучей, чем ниже тем больше красных, так же разный диапазон свечения имеет различную поглощаемость растениями.
По спектру всю солнечную энергию можно подразделить на три основные части:
a)ультрафиолетовые лучи (100-400nm)
b)видимое излучение (400-760nm)
c)инфракрасное излучение (более 700nm)
По физиологическому действию на растения, определённые участки спектра различаются следующий образом:
1) лучи с длиной волны до 280nm – угнетают и убивают растения
2) лучи с длиной волны 280-315nm – так же губительны для большинства растений
3) лучи с длиной волны 315-400nm – выполняют регулятору роль, растение становится короче, а листья толще
4) лучи с длиной волны 400-500nm – второй максимум поглощения хлорофиллом
5) лучи с длиной волны 500-600nm – зона спектра более слабого фотосинтеза
6) лучи с длиной волны 600-700nm – зона максимального поглощения хлорофиллом и максимальной фотосинтетической активности
7) лучи с длиной волны 700-750nm – выполняют регуляторную роль.
Длина волны ультрафиолетовых лучей, доходящих до земли, в которых растение испытывает потребность, колеблется в пределах 280-400nm.
Важную роль в влияния освещения растений играет возможность поглощать энергию которая находится в электромагнитном излучении.
Эффективность энергии фотона и поглощаемость этой энергии растениями :
- УФ-ультрафиолет(400-410nm) имеет эффективность фотона всего 35-40% и такую же поглощаемость 35-40%
- синий(430-440nm) имеет высокую эффективность фотона 70-75% и еще более высокую поглощаемость 80-85%
- королевский синий(450-460nm) имеет высокую эффективность фотона 70-75% и очень высокую поглощаемость 95-97%
- синий(460-470nm) имеет высокую эффективность фотона 65-70% но более низкую поглощаемость 35-40%
- зеленый(520-530nm) имеет высокую эффективность фотона 70-75% но очень низкую поглощаемость 20-25%
- оранжевый(610-620nm) имеет очень высокую эффективность фотона 95-98% и поглощаемость 35-40%
- красный(630-640nm) имеет очень высокую эффективность фотона 95-98% и поглощаемость около 50%
- красный(640-650nm) имеет очень высокую эффективность фотона 90-92% и высокую поглощаемость 65-70%
- глубокий красный(650-660nm) имеет очень высокую эффективность фотона 80-85% и очень высокую поглощаемость 80-85%
- глубокий красный(670-680nm) имеет очень высокую эффективность фотона 80-82% и высокую поглощаемость 75-80%
- ИК-инфракрасный(720-730nm) имеет очень низкую эффективность фотона всего 15-20% и настолько же низкую поглощаемость около 20%
Из чего можно сделать вывод что самым полезным для растений будут два диапазона синий(430-440nm по 450-460nm) и красный(630-680nm), так же хороший результат могут дать синий(460-470nm) благодаря высокой эффективности фотонов и оранжево-красный(610-630nm) благодаря максимальной эффективности фотонов и умеренной усвояемость.
УФ и ИК могут быть использовании разве что как дополнительный досвет на стадии цветения, ИК и зелено-оранжевый могут быть использованы в небольшом количестве и разве что для лучшей усвояемости дальнего красного(650-660nm), ИК благодарю эффекту Емерсона, а зелено-оранжевый благодаря умению пробивать лист и доносить энергию до низних ярусов растений
Красный спектр в большей мере влияет на цветение плодов, вытягивание растений и получения готовыми хлоропластами энергии для фотосинтеза, синие спектры активируют белковый синтез в растении и образование хлоропластов , а так же закладка новых побегов.
Однако растения воспринимают не только красные и синие спектры, хоть они и являются самыми эффективными, но остальные спектры тоже несут свою определенную и важную функцию в полноценном росте растений.
Рассмотрим какой спектр света какую функцию выполняет для фотосинтеза :
- лучи от 400nm до 500nm нужны для фотосинтеза биомассы и регуляции растений(405nm первый пик фитохромной реакции(ФДК) \ 440nm первый пик поглощения хлорофилла А \ 460mn первый пик поглощения хлорофилла В и фотосинтетическое образование аминокислот, белков и b-каротина)
- лучи от 600 до 700nm так же необходимы для фотосинтеза, развития и регуляции процессов в растении(630nm второй пик поглощения хлорофилла В \ 660nm второй пик фотохромной реакции(ФК) и поглощения хлорофилла А)
- инфракрасные лучи от 700 до 750nm выполняют регуляторную роль и увеличивают скорость обмена веществ, стимулируя процесс течения ауксинов в корневую массу, преобразования глюкозы и крахмала в углеводные соединения, что ускоряет процесс как вегетативного роста так и цветения(730nm второй пик фитохромной реакции(ФДК))
- лучи от 500 до 600nm менее важны, однако они полезны для фотосинтеза листьев нижних ярусов и густых посевов(585nm спектр поглощения ферментами фикоэритрин и фикоцианин что повышают плотность соцветий)
Белые светодиоды так же можно использовать для подсветки растений, светодиоды теплого белого цвета 2700-3500К имеют преимущественно красные и зелено-оранжевые спектральные составляющие и меньшее количество синих составляющих, холодные белые 6000-8000К наоборот имеют преимущественно синие и зелено-оранжевые составляющих спектра и мало красного, нейтральные 4000-5000К самые приближений к солнечному свету спектр с более равномерным распределением красного-синего-зеленого спектра, светодиоды 2700К-14000К помогут компенсировать нехватку второстепенных спектров, их лучше всего использовать вместо зеленых, желтых или оранжевых светодиодов.
Главным показателем эффективности света для растений является фотосинтетически активная радиация(ФАР), тогда как люмен это всего лишь единица восприятия светового потока человеческим глазом и для светодиодов показатель lux/lum понятие относительно, например зеленый светодиод спектра 540nm имеет высокий показатель в 118lux, но по показателю ФАР(umol) он очень слабый, а например синий светодиод спектра 440nm может давать всего 30-50lux люксов, но ФАР(umol) у него будет в несколько раз больше чем у 540nm, или взять красный диод спектра 650nm он всего 30-40lux, но показатель ФАР(umol) у него еще выше чем у синего 440nm.
Свет с разной частотой излучения по разному влияет на рост и развитие растений ― фотосинтез.
В основном растения поглощают синий и красный цвет, а зеленый отражают или пропускают. В результате зеленый свет используется листьями наименее эффективно, но не менее важен чем синий и красный. Восприятие цветовых составляющих света растениями и человеческим глазом сильно отличается, поэтому люксметры для точного измерения облучения поверхности не подходят, особенно в случаях использования светодиодов.
Свет солнечный или от специальных ламп, применяемых для выращивания овощей, не является однородной субстанцией, а представляет собой соединение электромагнитных волн с различной длиной, плавно переходящих друг в друга. Соединение это носит название спектра света, а составляющие - спектральные части.
На растения свет воздействует прямо или косвенно всеми частями спектра - видимыми глазом и невидимыми. Видимый свет носит название белого, а невидимые составляют инфракрасную и ультрафиолетовую части. Весь видимый свет с ближними отрезками считается физиологически (или фотосинтетически) активной радиацией (ФАР).
Каждая часть солнечного спектра имеет свою длину волны, которая измеряется в миллимикронах, или нанометрах (нм). Ультрафиолетовая часть лежит ниже 380 нм, фиолетовая - в зоне 380-430 нм, синяя - 430-490 нм, зеленая - 490-570 нм, желтая - 570-600 нм, красная - 600-780 нм, инфракрасная - выше 780 нм. Кроме видимой части (380-780 нм) на рост и развитие растений оказывают существенное влияние ультрафиолет до 295 нм и инфракрасные лучи до 2500 нм.
С увеличением высоты Солнца происходят изменения в процентном отношении отдельных составляющих спектра. Так, увеличивается количество лучей ультрафиолетовых и снижается количество инфракрасных. В видимом свете все части растут, а красная часть резко сокращается. В начальной стадии подъема Солнца над горизонтом в его лучах отсутствует свет от синего до ультрафиолетового.
Овощные растения в любом месте возделывания испытывают на себе постоянно меняющийся спектральный количественный и качественный состав света. Более полный свет во всех отношениях получают культуры в открытом грунте. В теплицах света по количеству может быть до 30% меньше, из-за ограждающих материалов и степени их чистоты. Через стекло не проходят лучи с длиной волны менее 340 нм, а пленка пропускает длинноволновые инфракрасные лучи.
Попытки улучшить световые условия под пленками выражались созданием специальных материалов, окрашенных в синий и красный цвета. Широкого применения такие пленки не нашли.
Затруднительно точно спрогнозировать урожаи разных культур от получаемого ими света. Это связано с постоянно меняющимися по интенсивности и спектру его характеристиками. Если одну и ту же овощную культуру выращивать в разных условиях среды, то минимальный урожай будет в открытом грунте. Здесь, кроме резких изменений освещенности, накладываются дополнительно и не менее резкие колебания температуры, влажности, скорости ветра. В теплицах урожаи всегда будут выше, так как можно отчасти регулировать другие параметры микроклимата, хотя и при общем ослаблении освещенности. На максимально возможные урожаи можно рассчитывать только в специальных камерах искусственного климата, где в течение светового дня стабильны интенсивность освещения и спектр света растениеводческих ламп. К этому добавляется ежесуточная однотипность других показателей среды.
Камеры для овощей не нашли до сих пор распространения в силу не только дорогостоящего по сравнению с любыми теплицами оборудования, но и потому, что даже самые эффективные лампы имеют КПД не более 40%, а остальная электроэнергия не преобразуется в световой поток, а теряется в оборудовании. Кроме того, требуется дополнительно тратить энергию на понижение температуры от нагревательного действия ламп.
Спектр естественного света изменяется не только в течение дня, но и от разной облачности. Свет, проходящий через легкие облака, бывает беден ультрафиолетовой, сине-фиолетовой и инфракрасной радиацией. В рассеянном свете гораздо больше, чем в прямом, оранжево-красных лучей. Такой свет является более полезным для фотосинтеза растений.
Для тепличных огурцов в целом свет более благоприятен от южных районов к северным. Именно в северной зоне, включая приполярную, теоретически и практически возможно получение более высоких урожаев огурцов.
Это объясняется тем, что в северных широтах преобладает свет рассеянный. Хотя его количество составляет одну десятую часть интенсивности прямых солнечных лучей, зато он поглощается растениями почти полностью. От такого света нет перегрева листьев, стабильны фотосинтез, дыхание и транспирация растений.
Каждому участку спектра света предназначена своя роль в жизнедеятельности растений.
Ультрафиолетовое излучение менее 280 нм является гибельным для растений. От 10-15 мин такого воздействия теряют структуру растительные белки и прекращают деятельность клетки. Внешне это проявляется в пожелтении и побурении листьев, скручивании стеблей и отмирании точек роста. Но солнечная часть жесткого ультрафиолета не достигает земной поверхности, задерживаясь озоновым слоем. Такое облучение растения могут получить только от треснувших облучательных ламп.
Длинные ультрафиолетовые лучи (315-380 нм) необходимы для обмена веществ и роста растений. Они задерживают вытягивание стеблей, повышают содержание витамина C и других. Средние лучи (280-315 нм) действуют наподобие пониженных температур, способствуя процессу закаливания растений и повышая их холодостойкость. На хлорофилл ультрафиолетовые лучи практически не действуют, но у растений, перемещенных из темноты на свет (этиолированных), он интенсивно образуется.
Лучи фиолетовые и синие тормозят рост стеблей, листовых черешков и пластинок, формируют компактные растения и более толстые листья, позволяющие лучше поглощать и использовать свет в целом. Эти лучи стимулируют образование белков, органосинтез растений, переход к цветению короткодневных растений, замедляют развитие растений длиннодневных. Сине-фиолетовая часть спектра света почти полностью поглощается хлорофиллом, что создает условия для максимальной интенсивности фотосинтеза.
Зеленые лучи практически проходят через листовые пластинки, не поглощаясь ими. Последние под их действием становятся очень тонкими, а осевые органы растений вытягиваются. Уровень фотосинтеза - самый низкий.
Красные лучи в сочетании с оранжевыми представляют собой основной вид энергии для фотосинтеза. Наиболее важной является область 625-680 нм, способствующая интенсивному росту листьев и осевых органов растений. Этот свет очень полно поглощается хлорофиллом и увеличивает образование углеводов при фотосинтезе. Зона красно-оранжевого света имеет решающее значение для всех физиологических процессов в растениях.
Ученые установили особенность красных лучей (600-690 нм) низкой интенсивности (не выше 620 лк) активно воздействовать на физиологические процессы в растениях, чувствительных к смене света темнотой и обратно (фотопериодических). Это в первую очередь относится к тепличным томатам и огурцам. При облучении их в вечерние сумеречные часы указанным светом специальных ламп был получен эффект ускорения развития, усиления ростовых процессов и повышения урожайности.
Инфракрасные лучи различно воздействуют на растения. На ближний инфракрасный свет (до 1100 нм) слабо реагируют томаты и довольно сильно огурцы. Этот диапазон света действует на растяжение подсемядольного колена, стеблей и побегов. Ближнее излучение при низких температурах может частично поглощаться хлорофиллом и не перегревать лист, что будет полезно для фотосинтеза. Более длинные лучи только повышают температуру листа. По мере возрастания их длины лист начинает завядать с конечным результатом его гибели, как и всего растения.
Точно зная действие каждого участка солнечного спектра на овощные и другие культуры, ученые создают растениеводческие лампы с оптимизированным светом для выращивания рассады в теплицах и культур в условиях камер.
Спектр дневного света
Из школьного курса физики известно, что знаменитая формула: Каждый Охотник Желает Знать - Где Сидит Фазан описывает очередность расположения в спектре белого цвета семи основных цветов, если перечислять их в обратной последовательности (справа - налево).
В нанометрах (нм).
Количественно цвет или спектральная составляющая характеризуется длиной волны, которая измеряется в нанометрах (нм). Белый свет занимает область длин волн от 400 до 800 нм. При этом фиолетовый расположен в левой (короткие волны) части (400 нм), а красный - в правой (длинные волны)части диапазона (800 нм).
В левой части - переход в область ультрафиолетового излучения, в правой - в область инфракрасного (теплового) излучения.
Замечу сразу, что применительно к жизни растений принято красный свет делить на просто красный (660 нм) и дальний красный (730 нм). В чем их разница - об этом чуть ниже. Но это очень важные участки спектра.
Совсем детский вопрос: почему днем свет - белый, а окружающий нас мир - цветной? Почему какие-то поверхности, предметы, объекты имеют тот или иной цвет?
Ответ прост: если поверхность непрозрачного предмета (частицы, его составляющие) отражает, например, красную часть спектра, а остальные - поглощает, то мы будем видеть ее тоже красной. Аналогично и с другими цветами или их комбинациями.
Фотосинтез
Представим себе уже достаточно взрослое растущее зеленое растение.
Главные условия его жизни: солнце, воздух и вода (плюс минеральное питание из почвы). Солнечный свет - источник энергии, диоксид углерода (углекислый газ) воздуха - источник углерода (главного строительного материала) и вода - источник кислорода, входящего в ее состав (на молекулярном уровне).
И все эти три жизненные силы объединены процессом фотосинтеза, при котором происходит образование органических веществ (углеводов) благодаря энергии света при участии фотосинтезирующего пигмента - хлорофилла.
Днем, на свету вода разделяется на кислород и водород и запасается энергия. Ночью, в темноте углекислый газ соединяется благодаря запасенной энергии с водородом, и образуются молекулы углеводов.
Заметим, что выделяющимся в результате световой фазы фотосинтеза кислородом дышит все живое на Земле.
Как же влияет на фотосинтез спектральный состав солнечного или иного света?
Давайте вспомним - почему лист растения зеленый? Правильно, именно потому, что его поверхность отражает (а значит - не поглощает) зеленый свет. А это свойство объясняется именно присутствием в зеленом листе пигмента хлорофилла. И поглощает хлорофилл свет (а значит и энергию) из красной и синей областей спектра дневного света.
Отсюда вывод применительно к фотосинтезу: желто-зеленая составляющая дневного света практически бесполезна для роста и жизни растения, а нужен ему - красный и синий свет.
Бубновский: "Устал повторять! Если начали ныть колени и тазобедренный суставы, уберите из рациона..."
Мясников: Я уже устал повторять! Если болит колено или сустав, срочно убери из пищи...
Но давайте все же не забывать, что все сказанное про фотосинтез относится к взрослому (или достаточно подросшему) растению. А нас интересуют особенно первые дни или даже часы жизни растения, прорастающего из семени.
И оказывается, что здесь есть свои законы, возможно даже более сложные, чем процессы фотосинтеза. Который не происходит по той простой причине, что в проростке пока еще нет хлорофилла, без которого фотосинтез, а значит, рост и сама жизнь растения - невозможны. Как же разорвать этот порочный круг?
И тут появляется новое понятие - фотоморфогенез.
Фотоморфогенез
Фотоморфогенез - это процессы, происходящие в растении под влиянием света различного спектрального состава и интенсивности. В них свет выступает не как первичный источник энергии, а как сигнальное средство, регулирующее процессы роста и развития растения. Можно провести некую аналогию с уличным светофором, автоматически регулирующим дорожное движение. Только для управления природа выбрала не "красный - желтый -зеленый", а другой набор цветов: "синий - красный - дальний красный".
И первое проявление фотоморфогенеза возникает в момент прорастания семени.
Про строение семени и особенности прорастания я уже рассказывал в статье про рассаду. Но там были опущены подробности, связанные с сигнальным действием света.Восполним же этот пробел.
Итак, семя проснулось от спячки и начало прорастать, находясь при этом под слоем почвогрунта, т.е в темноте. Замечу сразу, что мелкие семена, посеянные поверхностно и не присыпанные ничем, тоже прорастают в темноте ночью.
Кстати, по наблюдениям, вообще вся раасада, стоящая в светлом месте, прорастает ночью и увидеть массовые всходы можно утром.
Но вернемся к нашему несчастному проклюнувшемуся семени. Проблема заключается в том, что даже появившись на поверхность почвы, росток об этом не знает и продолжает активно расти, тянуться к свету, к жизни, пока не получит специального сигнала: стоп, можно дальше не спешить, ты уже на свободе и будешь жить. (Мне кажется, люди не сами придумали красный стоп-сигнал для водителей, а украли его у природы...:-).
И такой синал он получает не от воздуха, не от влаги, не от механического воздействия, а от кратковременного светового излучения, содержащего красную часть спектра.
А до получения такого сигнала проросток находится в так называемом этиолированном состоянии. В котором он имеет бледный вид и крючковатую согбенную форму. Крючок - это вышедший наружу эпикотиль или гипокотиль, нужный для защиты почечки (точки роста) при продирании через тернии к звездам, и он сохранится, если рост продолжится в темноте и растение будет оставаться в этом этиолированном состоянии.
Для вывода растения из такого состояния достаточно ежедневного кратковременного освещения продолжительностью от 5 до 10 минут.
Красный свет
Почему это происходит - еще немного теории. Оказывается, кроме хлорофилла, в любом растении есть еще один замечательный пигмент, имеющий название - фитохром. (Пигмент - это белок, имеющий избирательную чувствительность к определенному участку спектра белого света).
Особенность фитохрома заключается в том, что он может принимать две формы с разными свойствами под воздействием красного света (660 нм) и дальнего красного света (730 нм), т.е. он обладает способностью к фотопревращению. Причем поочередное кратковременное освещение тем или другим красным светом аналогично манипулированию любым выключателем, имеющим положение "ВКЛ-ВЫКЛ", т.е. всегда сохраняется результат последнего воздействия.
Это свойство фитохрома обеспечивает слежение за временем суток (утро-вечер), управляя периодичностью жизнедеятельности растения. Более того, светолюбивость или теневыносливость того или иного растения также зависит от особенностей имеющихся в нем фитохромов. И, наконец, самое главное - цветением растений также управляет... фитохром! Но об этом - в следующий раз.
Врачи в шоке! Хрящи восстанавливаются, а боль уходит если на ночь приложить обычный советский...
Пугачева: "Галкин бросил меня, как только мне удалили папилломы и извлекли 17-метровую..."
А пока вернемся все же к нашему проростку (ну почему ему так не везет...) Фитохром, в отличие от хлорофилла, есть не только в листьях, но и в семени. Участие фитохрома в процессе прорастания семян для некоторых видов растений таково: просто красный свет стимулирует процессы прорастания семян, а дальний красный - подавляет прорастание семян. (Возможно, что именно поэтому семена и прорастают ночью). Хотя, это и не является закономерностью для всех растений. Но в любом случае, красный спект более полезен (он стимулирует), чем дальний красный, который подавляет активность жизненных процессов.
Но предположим, что нашему семечку повезло и оно проросло, появившись на поверхности в этиолированном виде. Теперь достаточно кратковременного освещения проростка, чтобы запустить процесс деэтиоляции: скорость роста стебля снижается, крючок распрямляется, начинается синтез хлорофилла, семядоли начинают зеленеть.
И все это, благодаря красному свету. В солнечном дневном свете обычных красных лучей больше, чем дальних красных, поэтому днем высока активность растения, а ночью оно переходит в неактивную форму.
Как же различить эти два близких участка спектра "на глаз" для источника искуственного освещения? Если вспомнить, что красный участок граничит с инфракрасным, т.е. тепловым излучением, то можно предположить, что чем теплее "на ощупь" излучение, тем больше в нем инфракрасных лучей, а значит и дальнего красного света. Подставьте руку под обычную лампочку накаливания или под люминесцентную лампу дневного света - и почувствуете разницу.
Синий свет
Ну вот, с красным светом немного разобрались. А теперь вернемся к нашим баранам, точнее - фазанам из знаменитой формулы, которые олицетворяют собой фиолетово-синюю область спектра. И попытаемся разобраться, как же влияет на жизнь проростка синий свет. Заметим, что желто-зеленая часть спектра практически никак не влияет: ни холодно от него - ни жарко.
Итак, синий свет - чем же он хорош или плох. На самом деле - синий цвет играет также важную роль в жизни растений, благодаря другому пигменту - криптохрому, который реагирует на синий свет в диапазоне от 400 до 500 нм.
Для взрослых растений синий цвет, в частности, регулирует ширину устьиц листьев, управляет движением листьев за солнцем, угнетает рост стеблей.
Применительно к прорастающему растению очень важна роль синего света в сдерживании роста стебля и гипокотиля, т.е. в ограничении "вытягивания" рассады. Синий свет также угнетает прорастание семян.
Кроме того, синий свет управляет изгибом проростка и стебля: со стороны источника синего света рост клеток тормозится, поэтому стебль изгибается в сторону источника света. Наверное, все наблюдали рассаду, согнутую в сторону окна - это из-за синего света. Название этого явления - фототропизм.
Синий свет (а к нему можно отнести и ультра-фиолетовую часть спектра) стимулирует деление клеток, но тормозит их растяжение. Кстати, именно поэтому для альпийских растений, растущих на высокогорных лугах с большим процентом ультрафиолета, характерна розеточная, низкорослая форма. А при недостатке синего света (например, в загущенных посадках или под стеклом) растения вытягиваются.
Жирный живот не от еды!Он сгорит за 3 дня, натощак пей крепкий советский..
Плохо пахнет изо рта? На утро из вас выйдет огромный ком паразитов и глистов, если выпить 8 капель советского...
Практические выводы
Можно ли из всего сказанного выше сделать какие-то практические выводы применительно к выращиванию рассады? Давайте попробуем.
При этом нас будет интересовать выращивание рассады ранней весной в квартире в условиях короткого светового дня, требующего применения источников искусственного освещения. Здесь рассаду поджидает много неприятностей, связанных с особенностями освещения, поэтому вмешательство человека и его правильное поведение чрезвычайно важны. Гораздо проще дело обстоит в более поздее время года и в условиях открытого воздуха (в саду) - там регулирующую роль берет на себя солнце.
Первый вопрос - где лучше проращивать рассаду: на свету или в темноте?
На свету, на подоконнике.
Положительная сторона - сразу же после прорастания проростки гарантированно получат дозу света, тот самый сигнал, который выведет их из состояния прорастания. Отрицательная сторона - возможно тормозящее, угнетающее воздействие красных и синих лучей на прорастание семян.
В темноте или закрытом от света месте.
Положительная сторона - больше шансов на прорастание, т.к. исключено угнетающее действие света.
Отрицательная сторона - если вовремя не отреагировать на появившиеся всходы, то велика вероятность получения вытянутой рассады.
Из практических соображений первый вариант более предпочтителен в тех случаях, когда не всегда есть возможность регулярного контроля за состоянием рассады.
Но мне кажется, что возможен еще и компромиссный, хотя и менее удобный вариант: днем плошки с посеянными семенами держать в темном месте, а на ночь выставлять их на подоконник к свету. Тогда и волки сыты будут и овцы - целы... Семена ночью прорастут, а утром - солнышко вот оно.
Ну и самый экзотический вариант (когда погода пасмурная или окна северные)- утром, обнаружив проростки, в течениие 10 минут светить на них достаточно ярким белым светом с помощью какого-либо светильника.
Второй вопрос - чем подсвечивать взошедшую, уже растущую рассаду?
При выборе светильника в первую очередь нужно обращать внимание на его спектральную характеристику. При этом яркость и мощность решающего значения не имеют.
К сожалению, информация о спектре большинства бытовых светильников отсутствует, поскольку не входит категорию нормируемых параметров. А приводимая иногда в рекламе информация с трудом поддается проверке из-за сложности спектральных измерений, к тому же требующих специальных измерительных приборов.
Замечу, что речь не идет о специальных профессиональных светильниках, а лишь только о бытовой осветительной продукции.
Тем не менее, минимальная информация качественного характера общеизвестна и из ее анализа можно сделать какие-то предположения.
Обычные лампы накаливания не годятся, т.к. в их спектре много желтого и инфракрасного излучения, но мало синего света.
Более удачно применение люминесцентных светильников дневного света, спектр свечения которых более равномерен и не содержит инфракрасных (тепловых) лучей.
И хотя в нем есть какая-то доля излучения желто-зеленой части спектра, но она, хотя и не дает пользы, но и вреда особого не приносит, т.к. хлорофилл просто-напросто отражает этот свет. В то же время присутствие синей составляющей в их излучении будет способствовать торможению роста стеблей, тем самым препятствуя вытягиванию рассады.
Естественно, любые искусственные светильники разумно использовать только в вечерние и ранне-утренние часы, днем лучше пользоваться естественным освещением от окна.
И в заключение - немного собственного опыта (совсем свежего).
В этом году появилось желание сдвинуть посевную кампанию на месяц-полтора в более раннюю сторону (январь-февраль) с тем, чтобы освободить апрель для аналогичной деятельности в саду в открытом грунте.
Сказано - сделано. И в середине-конце января с интервалом в неделю было засеяно семенами некоторое количество плошек. Ну, а дальше события развивались по сценарию, описанному выше. Единственной проблемой было только то обстоятельство, что эту вот статью я тогда еще не успел прочитать, по той простой причине, что еще не написал ее. Поэтому все делалось практически вслепую.
И тем не менее сейчас (в начале апреля) на подоконнике днем, и на столе под лампой - вечером красуется примерно 20-30 плошек с неплохо выглядящей цветочной рассадой. А шесть штучек пеларгоний (по UNWINS"овской терминологии - гераней) чернолистных уже стоят распикированными в горшочки и уже с фигурными листьями (правда, пока еще не черными).
Но оставим хвастовство и вернемся к лампе. Это просто настольная лампа дневного света, по всей видимости - люминесцентная, но бездроссельная, а потому - совершенно бесшумная. Куплена в обычном магазине, торгующем бытовыми светильниками.
Лампа имеет массивное основание, на котором крепится кронштейн со светильником. Светильник - прямоугольной (овальной) формы, лампа - U-образная трубка люминесцентная. У кронштейна очень много степеней свободы, поэтому светильник легко и просто перемещается в пространстве и принимает любое положение. Освещает достаточно равномерно и без подогрева площадь примерно в половину квадратного метра. Прошлой весной такой одной лампы хватило, чтобы вырастить с добрую сотню видов растений рассадой. Ну а в межсезонье ее можно использовать по прямому назначению.
В частности, для экрана компьютера нужен полумрак, а при работе с бумажными текстами очень помогает такая настольная лампа, в том числе и для написания статьи про неё саму.
Врачи поражены, но это вмиг убивает грибок без таблеток и мазей! Почему все молчали? Смочите палец в
Жители г. Тамбов, не покупайте эти продукты! У 91 % россиян наблюдается накопление паразитов в ...
Всем нам из школьного курса биологии известно о важности света для роста и развития растений.
Свет - один из основных источников питания всех растений. Ведь световая энергия является движущей силой процесса фотосинтеза (процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды на свету при участии хлорофилла растений).
В результате поглощения света хлорофиллами растения происходит реакция воды и углекислого газа, в результате которой образуются углеводороды - органические соединения, обеспечивающие рост зеленой части растения.
Однако далеко не все знают, что растениям не все равно, каким светом "питаться". Для нормального развития растений необходимо воздействовать на него строго определенным цветом спектра.
Естественное солнечное излучение не является однородным по спектральному составу: он содержит свет разного цвета (разной длины волны), лучи видимого и невидимого спектров.
Видимый свет мы воспринимаем как белый, а невидимый - это инфракрасная и ультрафиолетовая части. Весь видимый свет с ближними отрезками считается физиологически (или фотосинтетически) активной радиацией (ФАР).
Каждая часть солнечного спектра имеет свою длину волны, которая измеряется в миллимикронах, или нанометрах (нм). Ультрафиолетовая часть лежит ниже 380 нм, фиолетовая - в зоне 380-430 нм, синяя - 430-490 нм, зеленая - 490-570 нм, желтая - 570-600 нм, красная - 600-780 нм, инфракрасная - выше 780 нм.
В настоящее время известно более десяти видов хлорофилла. Практически все растения содержат в своем составе хлорофилл А и Б - это наиболее важные для растений формы хлорофилла, обеспечивающие их основное развитие. Хлорофилл a поглощает свет в фиолетовой, голубой и красной частях спектра, отражая в основном зелёный цвет, что и придаёт ему характерную окраску. Хлорофилл b жёлтого цвета и поглощает свет преимущественно синей части спектра.
Итак, хотя максимум непрерывного спектра солнечного излучения расположен в «зелёной» области 550 нм, хлорофилл поглощает преимущественно синий и красный свет солнечного спектра, то есть длины волн 440-470 нм и 630-670 нм. Зеленый же свет вообще практически не используется растениями (они его отражают, именно поэтому мы и видим их зелеными).
Самые нужные цвета световых лучей для растений - оранжевые (620-595 нм) и красные (720-600 нм). Эти лучи являются поставщиками энергии для процесса фотосинтеза, а также регулируют процессы, влияющие на скорость развития растения. Например, пигменты растений с пиком чувствительности в красной области спектра отвечают за развитие корневой системы, созревание плодов, цветение растений.
Также в фотосинтезе непосредственное участие принимают синие и фиолетовые лучи (490-380нм). Кроме того они играют важную роль в стимулировании образования белков. Пигменты с пиком поглощения в синей части спектра отвечают за развитие листьев, рост растения и т.д.
Желтые и зеленые лучи практически не участвуют в регулировании жизнедеятельности растений.
Что касается невидимой ультрафиолетовой части спектра солнечного излучения оно делится на коротковолновое (200-290 нм), средневолновое (290-350 нм) и длинноволновое (350-400 нм). Коротковолновый и длинноволновый ультрафиолет для растений является вредоносным.
Инфракрасное излучение оказывает только тепловое воздействие.
Таким образом далеко не весь свет полезен для растений, и это необходимо учитывать при создании условий для их комфортного роста и развития.
Комнатные растения нуждаются в достаточном количестве света, без которого они не могут правильно развиваться. Чтобы организовать их правильное освещение, необходимо использовать специальные светодиодные светильники.
Лампа с диодами является самым эффективным способом обеспечения необходимого цветового спектра светокультурных растений. Чаще всего оно используется для , в оранжереях, аквариумах, закрытых садах и для комнатных цветов.
LED-светильники стали самой лучшей альтернативой естественного освещения, так как отличаются экономичностью и длительным сроком эксплуатации.
Недостаточное освещение способствует замедлению естественного развития растения.
Ствол цветка утончается, между листочками увеличивается шаг, а появившееся листья не достигают нормальных размеров (пеларгония). Листья, которые располагаются у земли становятся вялыми, желтеют и опадают (фикусы и плющ).
По цвету растения видно, что ему не хватает света: оно блекнет, разноцветные листья становятся более зеленными для фотосинтеза. Комнатные цветы, которые выкинули бутоны, не способны развить полноценный цветок. Они мелкие и быстро увядают.
При излишнем освещении растения также испытывают стресс, даже если их хорошо поливают. Чаще всего, комнатный цветок выглядит вялым, а его листья по краям начинает покрываться желтизной. Если не уменьшить поток света направленного на него, то со временем оно засохнет.
Оптимальным решением такого вопроса является светодиодное освещение. Оно способно учесть различные факторы, от которых зависит выращивание светокультурных растений, а также:
1. Обеспечивает процесс фотосинтеза.
2. Предоставляет оптимальное световое облучение.
На рынке сегодня представлен широкий ассортимент светодиодных ламп для растений
Для подсветки небольшой домашней оранжереи используют подобные светильники
"Светодиодные лампы способны предоставлять 400-700 нм света, что вполне достаточно для правильного развития и роста комнатного цветка. Чтобы они хорошо цвели, а корневая система нормально развивалась необходим синий цвет с волной 420-435 нм. Красный цвет с волной 650-657 нм способствует хорошему росту растения и его листьев. Листья, которые находятся на нижнем уровне, нуждаются в зеленом цвете – 450-600 нм. Спектр других цветов не нужен для роста растения."
Фотосинтез – основной процесс, который происходит в каждом растении. Для такого процесса необходимо достаточное освещение. Световой поток поглощается листьями, что способствует дальнейшему росту всего цветка.
Стоит отметить, что фотосинтез также во многом зависит от:
- внешней температуры;
- количества полива;
- долготы дня и ночи;
- светового спектрального состава;
- интенсивности светового потока;
- наличия двуокиси углерода.
Аквариумные растения требуют к себе особого отношения. О том как правильно подобрать LED светильники для аквариума читайте в .
"Оптимальное световое насыщение растение получает при наличии солнечного света, который представляет собой белый свет. Он включает в себя все спектральные цвета, которые можно увидеть. Светодиодные лампы способны создавать белый свет, который так необходим для правильного цветения светокультур."
Пристальное внимание стоит уделить светолюбивым цветам. Для них необходимо:
1. Интенсивность освещения – 140-220 Вт/м2.
2. Спектральное насыщение: зеленого цвета – 490-600 нм; красного цвета – 600-700 нм; синего цвета – 380-490 нм.
Кроме основных биологических потребностей, должны удовлетворяться условия светового насыщения различных светокультур. Основными требованиями для растения являются:
- тепловой режим;
- продолжительность светового дня;
- наличие искусственного светового освещения;
- световой спектр.
Полноспектральная светодиодная фитолампа
Важную роль в том, какое количество света будет получать растение, играет высота подвесного освещения. При правильном расположении светодиодной лампы можно создать естественные условия для роста и цветения светокультур дома.
"Для полноценного процесса фотосинтеза необходимо, чтобы длина волны была от 400-700 нм - PAR-диапазона."
Особое значение в освещении играет диапазон спектрального цвета, который нужен для фотосинтеза. Отталкиваясь от этого показателя, определяется количество ламп, их высота над цветами. При использовании люминесцентных добиться полноспектрального свечения практически не возможно
Cтоит учесть, что существуют волны, которые не участвуют в фотосинтезе. Они могут провоцировать быстрое старение, появление излишних побегов и разрастанием. К таким волнам относят инфракрасный свет и ультрафиолет.
Наиболее важными волнами, которые помогают комнатным цветам правильно расти, являются синие и
красные.
"Диодный светильник не накаливается и обладает свойством равномерно распространять синий и красный цвет. Он может излучать фиолетово-синий и красно-оранжевый цвет. Это позволяет интенсивно развиваться растению с фитобиологической стороны."
Мощность светодиодного освещения рассчитывается в ваттах на м2. Для определения количества ламп учитывают:
- площадь освещения;
- высоту лампы;
- вид светокультуры.
"Подача света может быть: периодической, по циклам, постоянной."
Как выбрать оптимальный вариант
Для комнатных цветов следует использовать следующие режимы освещения:
1000 -3000 лк - для растущих в затемненном помещении, далеко от окна;
3000 – 4000 лк - для нуждающихся в рассеянном потоке света;
4000 – 6000 лк - для нуждающихся в прямом освещении;
6000 – 12 000 лк - для экзотических видов, плодоносящих.
"Красные светодиоды необходимы растениям, когда они плодоносят или цветут. Существует две волны красного светодиода: слабопоглащаемая и дальняя. Способствует образованию хлорофилла группы А. В диодных светильниках используют больше ламп красного цвета, чем белого или синего."
Проверенными и надежными российскими производителями являются:
Оптоган;
Оптрон;
Артледс.
Мировыми производителями:
Agilent Technologies – компания, которая не первый год выпускает светодиодные лампы высокого качества. Производитель дает гарантию на лампы не менее 10 лет и выпускает светильники с различной комбинацией ламп.
Optek Technology – производитель высокого уровня. На мировом рынке прочно занял свое место в изготовлении светодиодного освещения. Выпускает различные лампы отличного качества.
Edison – известный производитель, который ничем не уступает своим конкурентам. Изготавливает специализированные светодиодные лампы широкого круга использования: в медицине, косметологии, а также для выращивания палисадников.
Philips Lumileds – за многие годы, эта компания завоевала доверие у многих покупателей. Выпускает лучшие лампы для светодиодного освещения. Предоставляет длительную гарантию на всю продукцию.
Toshiba – компания, которая успешно изготавливает различной конфигурации и видов светодиодные лампы. Качество товара на высшем европейском уровне.
Опыт применения
Ярослав, 26 лет. Санкт-Петербург. «Я установил светильник с двумя рядами светодиодов: красными и синими лампами. Был доволен результатом: растения стали более сильными и плодоносными. Рекомендую такие лампы для светокультур».
Светлана, 42 года. Нижний-Новгород «Занимаюсь разведением светокультурных растений. Специально установила светильник с синими и красными лампами производителя Артледс. Уже через несколько дней заметила, что цветы приобрели более сочный цвет, стебли стали более крепкими и листья перестали желтеть по краям».
Ирина, 22 года. Москва «Специально занимаюсь выращиванием цветов на продажу. Для большей эффективности установила светодиодные лампы, которые помогают цветам всегда быть в отличном состоянии. Советую всем цветочникам не экономить на правильном освещении».
Андрей, 34 года, Тюмень «Используя светодиодные лампы уже не первый год. Сначала относился скептически, но на собственном опыте убедился в результативности такого освещения. Главное правильно расположить светильник и своевременно поливать цветы».
Искусственное светодиодное освещение способно благотворно влиять на рост и цветение комнатных цветов в зимний период , а также в помещениях, где свет плохо проникает.
"Большое значение в освещении играет: спектр, высота подвеса и режим подсветки растений."
Если хотите, чтобы комнатные цветы были здоровыми и красивыми, необходимо учесть световые параметры и потребность определенных видов растений в искусственном светодиодном освещении.
Каждый Фазан Сидит там, Где Зеленеет Овес .
Многие из садоводов-цветоводов, пробовавших выращивать рассаду, сталкивались с таким неприятным явлением, как вытягивание рассады в условиях недостаточной освещенности при посеве ранней весной.
Попробуем разобраться в причинах и попытаемся понять, как его предотвратить.
Ну, а для начала — немного теории.
Спектр дневного света
Из школьного курса физики известно, что знаменитая формула: Каждый Охотник Желает Знать — Где Сидит Фазан описывает очередность расположения в спектре белого цвета семи основных цветов, если перечислять их в обратной последовательности (справа — налево):
Количественно цвет или спектральная составляющая характеризуется длиной волны, которая измеряется в нанометрах (нм).
Белый свет занимает область длин волн от 400 до 800 нм:
фиолетовый расположен в левой (короткие волны) части (400 нм),
красный — в правой (длинные волны) части диапазона (800 нм).
В левой части — переход в область ультрафиолетового излучения, в правой — в область инфракрасного (теплового) излучения.
Замечу сразу, что применительно к жизни растений принято красный свет делить на просто красный (660 нм) и дальний красный (730 нм). В чем их разница — об этом чуть ниже. Но это очень важные участки спектра.
Совсем детский вопрос: почему днем свет — белый, а окружающий нас мир — цветной? Почему какие-то поверхности, предметы, объекты имеют тот или иной цвет?
Ответ прост: если поверхность непрозрачного предмета (частицы, его составляющие) отражает, например, красную часть спектра, а остальные — поглощает, то мы будем видеть ее тоже красной. Аналогично и с другими цветами или их комбинациями.
Фотосинтез
Представим себе уже достаточно взрослое растущее зеленое растение.
Главные условия его жизни: солнце, воздух и вода (плюс минеральное питание из почвы). Солнечный свет — источник энергии, диоксид углерода (углекислый газ) воздуха — источник углерода (главного строительного материала) и вода — источник кислорода, входящего в ее состав (на молекулярном уровне).
И все эти три жизненные силы объединены процессом фотосинтеза, при котором происходит образование органических веществ (углеводов) благодаря энергии света при участии фотосинтезирующего пигмента — хлорофилла.
Днем, на свету вода разделяется на кислород и водород и запасается энергия. Ночью, в темноте углекислый газ соединяется благодаря запасенной энергии с водородом, и образуются молекулы углеводов.
"Заметим, что выделяющимся в результате световой фазы фотосинтеза кислородом дышит все живое на Земле."
Как же влияет на фотосинтез спектральный состав солнечного или иного света?
Давайте вспомним — почему лист растения зеленый? Правильно, именно потому, что его поверхность отражает (а значит — не поглощает) зеленый свет. А это свойство объясняется именно присутствием в зеленом листе пигмента хлорофилла. И поглощает хлорофилл свет (а значит и энергию) из красной и синей областей спектра дневного света.
"Отсюда вывод применительно к фотосинтезу: желто-зеленая составляющая дневного света практически бесполезна для роста и жизни растения, а нужен ему — красный и синий свет."
Но давайте все же не забывать, что все сказанное про фотосинтез относится к взрослому (или достаточно подросшему) растению. А нас интересуют особенно первые дни или даже часы жизни растения, прорастающего из семени.
И оказывается, что здесь есть свои законы, возможно даже более сложные, чем процессы фотосинтеза. Который не происходит по той простой причине, что в проростке пока еще нет хлорофилла, без которого фотосинтез, а значит, рост и сама жизнь растения — невозможны.
Как же разорвать этот порочный круг?
И тут появляется новое понятие — фотоморфогенез.
Фотоморфогенез — это процессы, происходящие в растении под влиянием света различного спектрального состава и интенсивности. В них свет выступает не как первичный источник энергии, а как сигнальное средство, регулирующеепроцессы роста и развития растения.
Можно провести некую аналогию с уличным светофором, автоматически регулирующим дорожное движение. Только для управления природа выбрала не «красный — желтый -зеленый», а другой набор цветов: «синий — красный — дальний красный».
И первое проявление фотоморфогенеза возникает в момент прорастания семени.
Итак, семя проснулось от спячки и начало прорастать, находясь при этом под слоем почвогрунта, т.е в темноте. Замечу сразу, что мелкие семена, посеянные поверхностно и не присыпанные ничем, тоже прорастают в темноте ночью.
"Кстати, по моим наблюдениям, вообще вся раасада, стоящая в светлом месте, прорастает ночью и увидеть массовые всходы можно утром."
Но вернемся к нашему несчастному проклюнувшемуся семени. Проблема заключается в том, что даже появившись на поверхность почвы, росток об этом не знает и продолжает активно расти, тянуться к свету, к жизни, пока не получит специального сигнала: стоп, можно дальше не спешить, ты уже на свободе и будешь жить. (Мне кажется, люди не сами придумали красный стоп-сигнал для водителей, а украли его у природы…:-).
"И такой сиuнал он получает не от воздуха, не от влаги, не от механического воздействия, а от кратковременного светового излучения, содержащего красную часть спектра."
А до получения такого сигнала проросток находится в так называемом этиолированном состоянии. В котором он имеет бледный вид и крючковатую согбенную форму. Крючок — это вышедший наружу эпикотиль или гипокотиль, нужный для защиты почечки (точки роста) при продирании через тернии к звездам, и он сохранится, если рост продолжится в темноте и растение будет оставаться в этом этиолированном состоянии.
"Для вывода растения из такого состояния достаточно ежедневного кратковременного освещения продолжительностью от 5 до 10 минут."
Красный свет
Почему это происходит — еще немного теории. Оказывается, кроме хлорофилла, в любом растении есть еще один замечательный пигмент, имеющий название — фитохром. (Пигмент — это белок, имеющий избирательную чувствительность к определенному участку спектра белого света).
Особенность фитохрома заключается в том, что он может принимать две формы с разными свойствами под воздействиемкрасного света (660 нм) и дальнего красного света (730 нм), т.е. он обладает способностью к фотопревращению. Причем поочередное кратковременное освещение тем или другим красным светом аналогично манипулированию любым выключателем, имеющим положение «ВКЛ-ВЫКЛ», т.е. всегда сохраняется результат последнего воздействия.
Это свойство фитохрома обеспечивает слежение за временем суток (утро-вечер), управляя периодичностьюжизнедеятельности растения. Более того, светолюбивость или теневыносливость того или иного растения также зависит от особенностей имеющихся в нем фитохромов. И, наконец, самое главное — цветением растений также управляет…фитохром! Но об этом — в следующий раз.
А пока вернемся все же к нашему проростку (ну почему ему так не везет…) Фитохром, в отличие от хлорофилла, есть не только в листьях, но и в семени. Участие фитохрома в процессе прорастания семян для некоторых видов растений таково: просто красный свет стимулирует процессы прорастания семян, а дальний красный — подавляет прорастание семян. (Возможно, что именно поэтому семена и прорастают ночью). Хотя, это и не является закономерностью для всех растений. Но в любом случае, красный спект более полезен (он стимулирует), чем дальний красный, который подавляет активность жизненных процессов.
Но предположим, что нашему семечку повезло и оно проросло, появившись на поверхности в этиолированном виде. Теперь достаточно кратковременного освещения проростка, чтобы запустить процесс деэтиоляции: скорость роста стебля снижается, крючок распрямляется, начинается синтез хлорофилла, семядоли начинают зеленеть.
И все это, благодаря красному свету. В солнечном дневном свете обычных красных лучей больше, чем дальних красных, поэтому днем высока активность растения, а ночью оно переходит в неактивную форму.
Как же различить эти два близких участка спектра «на глаз» для источника искуственного освещения? Если вспомнить, что красный участок граничит с инфракрасным, т.е. тепловым излучением, то можно предположить, что чем теплее «на ощупь» излучение, тем больше в нем инфракрасных лучей, а значит и дальнего красного света. Подставьте руку под обычную лампочку накаливания или под люминесцентную лампу дневного света — и почувствуете разницу.
Синий свет
Ну вот, с красным светом немного разобрались. А теперь вернемся к нашим баранам, точнее — фазанам из знаменитой формулы, которые олицетворяют собой фиолетово-синюю область спектра. И попытаемся разобраться, как же влияет на жизнь проростка синий свет. Заметим, что желто-зеленая часть спектра практически никак не влияет: ни холодно от него — ни жарко.
Итак, синий свет — чем же он хорош или плох. На самом деле — синий цвет играет также важную роль в жизни растений, благодаря другому пигменту — криптохрому, который реагирует на синий свет в диапазоне от 400 до 500 нм.
Для взрослых растений синий цвет, в частности, регулирует ширину устьиц листьев, управляет движением листьев за солнцем, угнетает рост стеблей.
Применительно к прорастающему растению очень важна роль синего света в сдерживании роста стебля и гипокотиля, т.е. в ограничении «вытягивания» рассады. Синий свет также угнетает прорастание семян.
Кроме того, синий свет управляет изгибом проростка и стебля: со стороны источника синего света рост клеток тормозится, поэтому стебль изгибается в сторону источника света. Наверное, все наблюдали рассаду, согнутую в сторону окна — это из-за синего света.
"Название этого явления — фототропизм."
Синий свет (а к нему можно отнести и ультра-фиолетовую часть спектра) стимулирует деление клеток, но тормозит их растяжение. Кстати, именно поэтому для альпийских растений, растущих на высокогорных лугах с большим процентом ультрафиолета, характерна розеточная, низкорослая форма. А при недостатке синего света (например, в загущенных посадках или под стеклом) растения вытягиваются.
Практические выводы
Можно ли из всего сказанного выше сделать какие-то практические выводы применительно к выращиванию рассады? Давайте попробуем.
При этом нас будет интересовать выращивание рассады ранней весной в квартире в условиях короткого светового дня, требующего применения источников искусственного освещения. Здесь рассаду поджидает много неприятностей, связанных с особенностями освещения, поэтому вмешательство человека и его правильное поведение чрезвычайно важны. Гораздо проще дело обстоит в более поздее время года и в условиях открытого воздуха (в саду) — там регулирующую роль берет на себя солнце.
Первый вопрос — где лучше проращивать рассаду: на свету или в темноте?
1. На свету, на подоконнике.
Положительная сторона — сразу же после прорастания проростки гарантированно получат дозу света, тот самый сигнал, который выведет их из состояния прорастания.
Отрицательная сторона — возможно тормозящее, угнетающее воздействие красных и синих лучей на прорастание семян.
2. В темноте или закрытом от света месте.
Положительная сторона — больше шансов на прорастание, т.к. исключено угнетающее действие света.
Отрицательная сторона — если вовремя не отреагировать на появившиеся всходы, то велика вероятность получения вытянутой рассады.
Из практических соображений первый вариант более предпочтителен в тех случаях, когда не всегда есть возможность регулярного контроля за состоянием рассады.
Но мне кажется, что возможен еще и компромиссный, хотя и менее удобный вариант: днем плошки с посеянными семенами держать в темном месте, а на ночь выставлять их на подоконник к свету. Тогда и волки сыты будут и овцы — целы… Семена ночью прорастут, а утром — солнышко вот оно.
Ну и самый экзотический вариант (когда погода пасмурная или окна северные)- утром, обнаружив проростки, в течениие 10 минут светить на них достаточно ярким белым светом с помощью какого-либо светильника.
Второй вопрос — чем подсвечивать взошедшую, уже растущую рассаду?
При выборе светильника в первую очередь нужно обращать внимание на его спектральную характеристику. При этом яркость и мощность решающего значения не имеют.
К сожалению, информация о спектре большинства бытовых светильников отсутствует, поскольку не входит категорию нормируемых параметров. А приводимая иногда в рекламе информация с трудом поддается проверке из-за сложности спектральных измерений, к тому же требующих специальных измерительных приборов.
"Замечу, что речь не идет о специальных профессиональных светильниках, а лишь только о бытовой осветительной продукции."
Тем не менее, минимальная информация качественного характера общеизвестна и из ее анализа можно сделать какие-то предположения.
Обычные лампы накаливания не годятся, т.к. в их спектре много желтого и инфракрасного излучения, но мало синего света.
Более удачно применение люминесцентных светильников дневного света, спектр свечения которых более равномерен и не содержит инфракрасных (тепловых) лучей.
И хотя в нем есть какая-то доля излучения желто-зеленой части спектра, но она, хотя и не дает пользы, но и вреда особого не приносит, т.к. хлорофилл просто-напросто отражает этот свет. В то же время присутствие синей составляющей в их излучении будет способствовать торможению роста стеблей, тем самым препятствуя вытягиванию рассады.
"Естественно, любые искусственные светильники разумно использовать только в вечерние и ранне-утренние часы, днем лучше пользоваться естественным освещением от окна."
И в заключение — немного собственного опыта (совсем свежего).
В этом году появилось желание сдвинуть посевную кампанию на месяц-полтора в более раннюю сторону (январь-февраль) с тем, чтобы освободить апрель для аналогичной деятельности в саду в открытом грунте.
Сказано — сделано. И в середине-конце января с интервалом в неделю было засеяно семенами некоторое количество плошек. Ну, а дальше события развивались по сценарию, описанному выше. Единственной проблемой было только то обстоятельство, что эту вот статью я тогда еще не успел прочитать, по той простой причине, что еще не написал ее. Поэтому все делалось практически вслепую.
И тем не менее сейчас (в начале апреля) на подоконнике днем, и на столе под лампой — вечером красуется примерно 20-30 плошек с неплохо выглядящей цветочной рассадой. А шесть штучек пеларгоний (по UNWINS’овской терминологии — гераней) чернолистных уже стоят распикированными в горшочки и уже с фигурными листьями (правда, пока еще не черными).
Но оставим хвастовство и вернемся к лампе. Это просто настольная лампа дневного света, по всей видимости — люминесцентная, но бездроссельная, а потому — совершенно бесшумная. Куплена в обычном магазине, торгующем бытовыми светильниками.
Лампа имеет массивное основание, на котором крепится кронштейн со светильником. Светильник — прямоугольной (овальной) формы, лампа — U-образная трубка люминесцентная. У кронштейна очень много степеней свободы, поэтому светильник леко и просто премещается в пространстве и принимает лбое положение. Освещает достаточно равномерно и без подогрева площадь примерно в половину квадратного метра. Прошлой весной такой одной лампы хватило, чтобы вырастить с добрую сотню видов растений рассадой. Ну а в межсезонье ее можно использовать по прямому назначению.
В частности, для экрана компьютера нужен полумрак, а при работе с бумажными текстами очень помогает такая настольная лампа, в том числе и для написания статьи про неё саму.
Как устроены растения
В мире существует более 280 тысяч различных видов растений, от мельчайших одноклеточных водорослей д...
Кроме минерального питания из почвы, растения усваивают солнечный свет, который отвечает за процессы фотосинтеза. Солнечный свет состоит из нескольких спектров, и не все они одинаково воздействуют на растительный организм. Лучи, имеющие разную длину волны, неоднородны по спектральному составу. Так красные лучи имеют длину 720-600 нм, оранжевые 620-595 нм, желтые 595-565 нм, зеленые 565-490 нм синие и фиолетовые 490-380 нм, ультрафиолетовые 380-218 нм. Наибольшее значение для развития растения имеют красные и синие лучи. Они являются основными поставщиками энергии для фотосинтеза. Красный свет нужен растениям, чтобы они начали цвести и плодоносить. Синий способствует развитию корневой системы, укреплению стеблей и листьев. Он важен на стадии роста. В тоже время переизбыток синего света приводит к вытягиванию растения. Ультрафиолетовые лучи с длиной волны 380-315 нм задерживают рост стебля в длину и стимулируют синтез некоторых витаминов. А УФ-свет с длиной волны 315-280 нм формирует у растения холодостойкость. Зеленый и желтый свет хлорофиллом не поглощаются, а отражаются, этим обусловлена преимущественно зеленая окраска растений. Для того, чтобы не посадить растение на монодиету и не кормить его каким-либо одним спектром, в растениеводстве используются фитолампы.
Влияние света
Солнечный свет — один из наиболее важных для жизни растений экологических показателей. Он поглощается хлорофиллом и используется при построении первичного органического вещества.
Основными характеристиками света являются его спектральный состав, интенсивность, суточная и сезонная динамика.
По спектральному составу солнечный свет неоднороден. В него входят лучи, имеющие различную длину волны. Из всего спектра для жизни растений важна фотосинтетическая активная (380-710 нм) и физиологически активная радиация (300-800 нм).
Причем, наибольшее значение имеют красные (720-600 нм) и оранжевые лучи (620-595 нм). Именно они являются основными поставщиками энергии для фотосинтеза и влияют на процессы, связанные с изменением скорости развития растения (избыток красной и оранжевой составляющей спектра задерживает переход растения к цветению).
Синие и фиолетовые (490-380нм) лучи, кроме непосредственного участия в фотосинтезе, стимулируют образование белков и регулируют скорость развития растения. У растений, живущих в природе в условиях короткого дня, эти лучи ускоряют наступление периода цветения.
Ультрафиолетовые лучи с длиной волны 315-380 нм задерживают «вытягивание» растений и стимулируют синтез некоторых витаминов, а ультрафиолетовые лучи с длиной волны 280-315 нм повышают холодостойкость.
Лишь желтые (595-565 нм) и зеленые (565-490 нм) не играют особой роли в жизни растений.
Учет потребностей растений в определенном спектральном составе света необходим при правильном подборе источников искусственного освещения. В комнатных условиях в качестве таковых наиболее удобно использовать люминесцентные лампы ЛБ и ЛДЦ.
Почти все комнатные растения светолюбивы, т.е. лучше развиваются при полном освещение, но различаются по теневыносливости. Принимая во внимание отношение растений к свету, их принято подразделять на три основные группы: светолюбивые, теневыносливые и тенеиндифферентные.
Как и все живые организмы, растения обладают способностью адаптироваться к изменяющимся условиям. Эта способность различна у разных видов. Есть растения, довольно легко приспосабливающиеся к достаточному или избыточному свету, но встречаются и такие, которые хорошо развиваются только при строго определенных параметрах освещенности. В результате адаптации растения к пониженной освещенности несколько меняется его облик. Листья становятся темно-зелеными и немного увеличиваются в размерах (линейные листья удлиняются и становятся уже), начинается вытягивание междоузлий стебля, который при этом теряет свою прочность. Затем их рост постепенно уменьшается, т.к. резко снижается производство продуктов фотосинтеза, идущих на посторенние тела растения. При недостатке света многие растения перестают цвести.
При избытке света хлорофилл частично разрушается, и цвет листьев становится желто-зеленым. На сильном свету рост растений замедляется, они получаются более приземистыми с короткими междоузлиями и широкими короткими листьями.
Появление бронзово-желтой окраски листьев указывает на значительный избыток света, который вреден растениям. Если срочно не принять соответствующие меры, может возникнуть ожог.
Важными характеристиками светового режима является суточная и сезонная динамика.
Длина светового дня меняется в течение года. В умеренных широтах самый короткий день равен 8 ч., а самый длинный — более 16 ч.
Расположение окон и количества света
В помещениях растения получают односторонний свет — из окон. Даже на одном окне условия освещенности неодинаковы. Правая сторона окна, обращенного на запад, получает больше света, чем левая.
На подвесной полке у верхней фрамуги освещение только боковое, а на подоконнике отчасти и верхнее.
Количество прямого солнечного света, попадающего в комнату, зависит от расположения окон. Больше всего солнечных лучей проникает в так называемые «фонари» с трехсторонним освещением, затем в угловые комнаты с окнами на восток и на юг или на запад.
Дольше всего солнце находиться на южных (открыты к солнцу в течение 6-9 часов и пропускают максимум солнечного света), затем на юго-восточных и юго-западных окнах; окна, обращенные на восток, освещаются солнцем с утра до полудня, западные — только во второй половине дня.
Окна, обращенные на север, пропускают ровный, почти неизменной интенсивности свет в течение всего дня.
В условиях нашей географической широты большую часть дня растения освещаются не прямым, а рассеянным солнечным светом.
Количество рассеянного солнечного, попадающего в комнату, определяется размерами части неба, видного через окно (или окна). Если окна выходят на большие открытые пространства (набережные, широкие улицы и т.д.), то в такие помещения попадает гораздо больше света, чем в те, через окна которых видны только стены соседних домов. Часть солнечного света, особенно если в комнате темные обои и мебель, поглощается.
В светлых комнатах с окнами, обращенными на юг, восток или запад, можно успешно выращивать любые комнатные растения.
Положение к источнику света
Многие растения очень чувствительны к перемене положения по отношению к источнику света (особенно зигокактус, герани, фуксии). Поэтому, после того как растению будет отведено в комнате постоянное место, следует избегать перестановок.
Цветы и травы тянутся к свету и поворачивают к нему свои листья, в результате в комнатах они принимают однобокую форму. Вечнозеленые декоративно-лиственные растения, если их постепенно поворачивать к свету, разрастаются равномерно во все стороны.
Для закладывания цветочных почек, цветения и созревания плодов большинству растений нужен солнечный свет, но есть и такие, которым необходима темнота.
По степени отношения к световому режиму выделяют растения длинного дня, которые могут расти, цвести, и плодоносит круглый год, темнота им совершенно не нужна. В средних широтах (гортензия, глоксиния, сенполия, кальцеолярия, цинерария т.д.) цветут с ранней весны, (т.е. с наступлением длинного дня и короткой ночи), до начала осени.
Растениям короткого дня (зигокактус, каланхое и др.), для того чтобы зацвести, необходим 8-10 часовой световой день.
Растения, не требовательные к длине дня, цветут как при длинном, так и при коротком световом дне (розы, бегония семперфлоренс, комнатный клен и др.)
Растения чередования длинных и коротких дней зацветают лишь после того, как короткие зимние дни сменяются длинными весенними дня (пеларгония крупноцветковая) или требуют обратного чередования, т.е. цветут только зимой (камелия, цикламен).
Теневыносливые растения
К теневыносливым видам отнесены растения, приспособленные к существованию в условиях слабой освещенности, где интенсивность освещения составляет 0,25-0,5% от полного дневного света. Это, в основном, выходцы из влажно-тропических областей.
Abelia chinesis
Alocasia odora
Aphelandra sguarrosa
Asparagus densiflorus
A. setaceus
Aspidistra elatior
Asplenium vivparum
Aucuba japonica
Begonia
Boehmeria macrophylla
Brunfelsia macrophylla
Chloronthus spicatus
Cinnamomum camphora
Cissus antarctica
Clivia miniata
Cordyline terminalis
Ctenanthe compressa
Cupressus sempervirens var. sempervirens
Curculigo recurvata
Diffenbachia maculata
Epiphyllum hybridum
Eucharis gradiflora
Euphorbia pulcherrima
Fatshedera lizei
Fatsia japonica
Ficus henjamina
F. elastica
F. sagittata
Hedera helix
Hibiscus rosa-sinensis
Philodendron scandens
Leucothoe axillaris
Ligustrum lucidum
Maranta leuconeura
Metrosideros kermadecensis
Monstera deliciosa
Nephrolepis exaltata
Ophiopogon japonicus
Osmanthus fortunei
Pasilota mannii
Peperomia caperata
P. obtusifolia
P.tithymaloides
Pittosporum tobira
Ruellia solitaria
Ruscus aculaetus
Saintpaulia iomantha
Sanchesia noblis
Saxifraga sarmentosa
Scindapsus pictus
Trachycarpus fortunei
Viburnum truncatus
наверхнаверх
Светолюбивые растения
К светолюбивым видам отнесены растения, произрастающие на открытых пространствах.
Abutilon hybridum
Aechmea facsiata
Agave americana
Agapanthus
Aloe arborescens
A. variegata
Begonia heracleifolia
Billbergia nutans
Bryophyllum daigremontianum
Chamaerops humilis
Chlorophytum comosum
Citrus limon
C. paradisi
Codiaeum variegatum
Coleus blumei
Cordyline australis
Crassula arborescens
Crinum grandiflorum
Dracaenadraco
Eriobotrya japonica
Haemanthus katharinae
Hoya carnosa
Jasminum sambac
Ligustrum ovalifolium
Macleania angulata
Metrosideros excelsa
Nerium oleander
Ochna multiflora
Pandanus veitchii
Setcreasia purpurea
Phoenix canariensis
Pittosporum crassifolium
Rhoeo spathecea
Sansavieria trifasciata
Sedum morganianum
S. stricta
Strelitzia reginae
Syzgium paniculatum
Zanteschia aethiopica
Zebrina pendula
Индифферентные растения
Из теневыносливых видов к таким растениям принадлежат:
Cinnamomum camphora
Clivia miniata
Cupressus sempervirens var. semscandens
Epiphyllum hibridum
Eucharis grandiflora
Ficus elastica
Hedera helix
Hibiscus rosa-sinensis
Metrosideros kermadecensis
Monstera deliciosa
Philodendron pervirens
Ruscus aculeatus
Scindapsus pictus
Thuja occidentalis
Trachycarpus fortunei
Viburnum tinus
Zygocactus truncatus
Среди светлолюбивых в этом отношении следует отметить:
Chlorophytum comosum
Eriobotrya japonica
Dracaena draco
Hoya carnosa
Sansevieria trifasciata
Strelitzia reginae
Иногда при оформлении интерьера правила эстетики требуют определенного размещения растений, которое совершенно не соответствует требованиям к освещенности. В этих случаях подбирают такие виды растений, которые более продолжительное время могут выдерживать отсутствие света, или же через какое-то время одни растения заменяют другими.
В зимнее время нужно особенно внимательно относиться к размещению растений. В теплых комнатах температура 20-30℃ способствует быстрому их росту, а отсутствие света препятствует этому. Таким образом, нарушается равновесие, в результате чего растения часто гибнут. Поэтому зимой все растения, даже теневыносливые, надо стараться размещать на самых светлых местах.
Весной с каждым днем поступает все больше света, однако прямые солнечные лучи могут обжечь растение, поэтому необходимо слегка притенить их (я притеняю их калькой, наклеенной на окно; свет есть, но не яркий). Многие светолюбивые растения можно все лето держать на балконе. Привыкать к обилию солнечного света они должны постепенно: нельзя комнатное растение сразу выставить на балкон на солнце — оно получит солнечный ожог!
В статье были использованы материалы:
"1000 + 1 совет по уходу за комнатными растениями" / Автор — сост. Е.Манжос. — М.: АСТ; Мн.: Харвест, 2005. — 432с.
Сааков С.Г. Оранжерейные и комнатные растения и уход за ними. -Л.: Наука, 1985. — 621с.
Палеева Т.В. Определитель болезней и вредителей растений. — М.: Изд-во Эксмо, 2004. — 192 с., ил.
Спектр света - для растений.
Свет солнечный или от специальных ламп, применяемых для выращивания овощей, не является однородной субстанцией, а представляет собой соединение электромагнитных волн с различной длиной, плавно переходящих друг в друга. Соединение это носит название спектра света, а составляющие – спектральные части.
На растения свет воздействует прямо или косвенно всеми частями спектра – видимыми глазом и невидимыми. Видимый свет носит название белого, а невидимые составляют инфракрасную и ультрафиолетовую части. Весь видимый свет с ближними отрезками считается физиологически (или фотосинтетически) активной радиацией (ФАР).
Каждая часть солнечного спектра имеет свою длину волны, которая измеряется в миллимикронах, или нанометрах (нм). Ультрафиолетовая часть лежит ниже 380 нм, фиолетовая – в зоне 380-430 нм, синяя – 430-490 нм, зеленая – 490-570 нм, желтая – 570-600 нм, красная – 600-780 нм, инфракрасная – выше 780 нм. Кроме видимой части (380-780 нм) на рост и развитие растений оказывают существенное влияние ультрафиолет до 295 нм и инфракрасные лучи до 2500 нм.
С увеличением высоты Солнца происходят изменения в процентном отношении отдельных составляющих спектра. Так, увеличивается количество лучей ультрафиолетовых и снижается количество инфракрасных. В видимом свете все части растут, а красная часть резко сокращается. В начальной стадии подъема Солнца над горизонтом в его лучах отсутствует свет от синего до ультрафиолетового.
Овощные растения в любом месте возделывания испытывают на себе постоянно меняющийся спектральный количественный и качественный состав света. Более полный свет во всех отношениях получают культуры в открытом грунте. В теплицах света по количеству может быть до 30% меньше, из-за ограждающих материалов и степени их чистоты. Через стекло не проходят лучи с длиной волны менее 340 нм, а пленка пропускает длинноволновые инфракрасные лучи.
Попытки улучшить световые условия под пленками выражались созданием специальных материалов, окрашенных в синий и красный цвета. Широкого применения такие пленки не нашли.
Затруднительно точно спрогнозировать урожаи разных культур от получаемого ими света. Это связано с постоянно меняющимися по интенсивности и спектру его характеристиками. Если одну и ту же овощную культуру выращивать в разных условиях среды, то минимальный урожай будет в открытом грунте. Здесь, кроме резких изменений освещенности, накладываются дополнительно и не менее резкие колебания температуры, влажности, скорости ветра. В теплицах урожаи всегда будут выше, так как можно отчасти регулировать другие параметры микроклимата, хотя и при общем ослаблении освещенности. На максимально возможные урожаи можно рассчитывать только в специальных камерах искусственного климата, где в течение светового дня стабильны интенсивность освещения и спектр света растениеводческих ламп. К этому добавляется ежесуточная однотипность других показателей среды.
Камеры для овощей не нашли до сих пор распространения в силу не только дорогостоящего по сравнению с любыми теплицами оборудования, но и потому, что даже самые эффективные лампы имеют КПД не более 40%, а остальная электроэнергия не преобразуется в световой поток, а теряется в оборудовании. Кроме того, требуется дополнительно тратить энергию на понижение температуры от нагревательного действия ламп.
Спектр естественного света изменяется не только в течение дня, но и от разной облачности. Свет, проходящий через легкие облака, бывает беден ультрафиолетовой, сине-фиолетовой и инфракрасной радиацией. В рассеянном свете гораздо больше, чем в прямом, оранжево-красных лучей. Такой свет является более полезным для фотосинтеза растений.
Для тепличных огурцов в целом свет более благоприятен от южных районов к северным. Именно в северной зоне, включая приполярную, теоретически и практически возможно получение более высоких урожаев огурцов.
Это объясняется тем, что в северных широтах преобладает свет рассеянный. Хотя его количество составляет одну десятую часть интенсивности прямых солнечных лучей, зато он поглощается растениями почти полностью. От такого света нет перегрева листьев, стабильны фотосинтез, дыхание и транспирация растений.
Каждому участку спектра света предназначена своя роль в жизнедеятельности растений.
Ультрафиолетовое излучение менее 280 нм является гибельным для растений. От 10-15 мин такого воздействия теряют структуру растительные белки и прекращают деятельность клетки. Внешне это проявляется в пожелтении и побурении листьев, скручивании стеблей и отмирании точек роста. Но солнечная часть жесткого ультрафиолета не достигает земной поверхности, задерживаясь озоновым слоем. Такое облучение растения могут получить только от треснувших облучательных ламп.
Длинные ультрафиолетовые лучи (315-380 нм) необходимы для обмена веществ и роста растений. Они задерживают вытягивание стеблей, повышают содержание витамина C и других. Средние лучи (280-315 нм) действуют наподобие пониженных температур, способствуя процессу закаливания растений и повышая их холодостойкость. На хлорофилл ультрафиолетовые лучи практически не действуют, но у растений, перемещенных из темноты на свет (этиолированных), он интенсивно образуется.
Лучи фиолетовые и синие тормозят рост стеблей, листовых черешков и пластинок, формируют компактные растения и более толстые листья, позволяющие лучше поглощать и использовать свет в целом. Эти лучи стимулируют образование белков, органосинтез растений, переход к цветению короткодневных растений, замедляют развитие растений длиннодневных. Сине-фиолетовая часть спектра света почти полностью поглощается хлорофиллом, что создает условия для максимальной интенсивности фотосинтеза.
Зеленые лучи практически проходят через листовые пластинки, не поглощаясь ими. Последние под их действием становятся очень тонкими, а осевые органы растений вытягиваются. Уровень фотосинтеза – самый низкий.
Красные лучи в сочетании с оранжевыми представляют собой основной вид энергии для фотосинтеза. Наиболее важной является область 625-680 нм, способствующая интенсивному росту листьев и осевых органов растений. Этот свет очень полно поглощается хлорофиллом и увеличивает образование углеводов при фотосинтезе. Зона красно-оранжевого света имеет решающее значение для всех физиологических процессов в растениях.
Ученые установили особенность красных лучей (600-690 нм) низкой интенсивности (не выше 620 лк) активно воздействовать на физиологические процессы в растениях, чувствительных к смене света темнотой и обратно (фотопериодических). Это в первую очередь относится к тепличным томатам и огурцам. При облучении их в вечерние сумеречные часы указанным светом специальных ламп был получен эффект ускорения развития, усиления ростовых процессов и повышения урожайности.
Инфракрасные лучи различно воздействуют на растения. На ближний инфракрасный свет (до 1100 нм) слабо реагируют томаты и довольно сильно огурцы. Этот диапазон света действует на растяжение подсемядольного колена, стеблей и побегов. Ближнее излучение при низких температурах может частично поглощаться хлорофиллом и не перегревать лист, что будет полезно для фотосинтеза. Более длинные лучи только повышают температуру листа. По мере возрастания их длины лист начинает завядать с конечным результатом его гибели, как и всего растения.
Точно зная действие каждого участка солнечного спектра на овощные и другие культуры, ученые создают растениеводческие лампы с оптимизированным светом для выращивания рассады в теплицах и культур в условиях камер.
Цветовая температура для растений — обоснование оптимального спектра
При выращивании рассады овощевод стремится создать максимум удобств для растений. Тепловые и влажностные режимы достигаются просто. Достаточно разместить подопечных в надлежащих условиях. При решении проблем с освещением часто трудно потворствовать запросам зеленых «друзей». Обычные лампы не гарантируют получение естественного солнечного освещения. Нужно определиться с тем, как правильно создавать свет в помещении.
Каждый осветительный прибор выдает определённый спектр. Разные световые волны оказывают стимулирующее действие на различные части растительности. Есть и часть потока, которая не влияет на рост и развитие. Имея необходимые знания, можно создать именно те условия освещения, которые дадут растениям максимум удобств для роста и развития.
Введение в теорию фотосинтеза
Если у комнатных растений наблюдается дефицит освещения, то его недостаток вызовет снижение скорости развития побегов. Нужно подобрать способ освещения, при котором будут созданы доставочные условия.
Всем известно, что в солнечном свете ультрафиолетовый поток достаточно интенсивный. В утренние часы, когда часть тепловых лучей отражается от атмосферы, а УФ-лучи не изменяют своей мощности. Они равномерно распространяются в окружающей среде.
Рис. 10-01
Процесс можно представить в виде простой схемы. Солнечный свет попадает на листовую поверхность растительности. Из воздуха происходит поглощение углекислоты (СО₂), от корней приходит питание вместе с водой (Н₂О). В результате образуются кислород (О₂) и сахароза (С₆Н₁₂О₆).
Человеческий глаз воспринимает определенный диапазон световых волн. В нем различаются предметы и их окраска. Но сами растения используют падающее световое излучение в несколько ином диапазоне.
Рис. 10-02
Из приведенной схемы видно, человек видит только небольшую часть излучения. Растение усваивает более широкую часть света. Есть определенные особенности:
- ультрафиолетовая и синяя часть воздействует на рассаду;
- основной видимый диапазон растение не усваивает. Зеленые лучи отражаются от поверхности листьев;
- начиная с оранжевых оттенков, и вплоть до красных и инфракрасных лучей, воспринимаются и используются растительностью.
Как организовать освещение в темном помещении
На подрастающую рассаду каждый световой оттенок действует по-своему.
1. Для проращивания семян, а также для стимулирования процесса образования цветов и формирования завязей необходимы красные цвета.
2. Рост зеленой массы в начальный период роста, образование стеблей и листьев зависят от интенсивности всех оттенков синего цвета.
3. Привычные для художников желтые и зеленые оттенки хороши только для людей. Растения их не «видят» и не используют.
На основании изложенного следует.
1. Нужно дифференцированно регулировать световой поток комнатные растения (в теплице и иных условиях искусственного освещения).
2. В начале выращивания для активизации развития зеленой массы и образования скелетных ветвей нужно смещать поток в зону синих цветов.
3. В момент начала цветения, а также образования завязей следует увеличить интенсивность красных оттенков в спектре освещения.
Способ повысить эффективность светового потока
На основании изучения законов освещения (физика 10 класс) установлено:
1. Наибольшая освещенность наблюдается при падении лучей под углом 90 ⁰.
2. Чем меньше расстояние между источником света и освещаемой поверхностью, тем больший поток улавливается на ней.
Что следует из подобных зависимостей? – могут задать овощеводы. Здесь определяется важное условие для максимального усвоения излучения. Необходим рефлектор, который преобразует рассеянное излучение от источника в направленный поток.
Создав отражающие поверхности, можно добиться получения максимума света, не прибегая к повышению мощности на световом приборе.
Необходимо использовать отражатели, которые оборудованы зеркальной поверхностью. Возможно использование фольги (алюминиевый раскатанный лист). Вся часть, обращенная против растений, перекрывается отражателями. Сама поверхность отражения строится в виде полусферы или по эллипсоиду.
Дополнительно для улавливания отраженных лучей, которые прошли мимо выращиваемых растений, ставят отражатели вокруг стенок. Весь световой поток будет использован максимально.
Рис. 10-03
Необходим подобный рефлектор при организации ультрафиолетового потока, тогда он не будет попадать в глаза овощеводу при обслуживании растений. Теплое облучение тоже не очень полезно для зрения человека.
Устанавливая ящики с рассадой у окна, нужно заднюю стенку оснащать фольгированным рефлектором. Тогда свет из окна будет использован лучше.
Оптимизация высоты размещения светильника
Чтобы удобнее регулировать интенсивность получаемого света приспосабливают разные устройства, помогающие при выращивании растений
Основные способы регулирования:
1. Если лампа подвешена на заданной высоте, то ящики можно приподнимать или опускать, подкладывая вспомогательные опоры: дощечки, пустые горшки, небольшие табуреты и другие предметы. По мере роста зеленой массы ящик опускается ниже.
2. При неподвижной установке ящика с выращиваемой рассадой регулируется высота подвеса лампы. Гибкий подвес облегчит регулировку.
Рис. 11-01
Влияние отдельных частей светового спектра на развитие растений
Спектральная часть света большинства осветительных приборов довольно узкая, и возникает вопрос, какие предпочтительнее, как лучше сделать систему освещения. Вопросу влияния монохромного света на развитие растений посвящено множество научных работ. Эксперименты показали, что каждый участок светового спектра определенным образом оказывает воздействие на посадки.
Спектр поглощения хлорофилла (по горизонтали – длина волны в нанометрах).
Ультрафиолетовые лучи дают возможность растениям закалиться, они предупреждают вытягивание растений, повышают в них содержание витаминов.
Фиолетовые и синие лучи спектра способствуют более интенсивному протеканию фотосинтеза, формируются более крепкие саженцы.
Зеленая часть спектра негативно влияет на интенсивность фотосинтеза. При зеленом освещении стебель вытягивается, а листочки истончаются.
Красные и оранжевые лучи крайне необходимы для нормального протекания фотосинтеза. В этом спектре света растения активно развиваются, наращивая зеленую массу.
Суть ряда научных рекомендаций по вопросам светового режима заключается в том, что в определенные периоды жизни растения его следует освещать только «нужной» частью спектра. На стадии всходов – это ультрафиолет и синяя часть спектра. На стадии вегетации, завязывания бутонов – только красная. Эксперименты показали, как в лучшую сторону меняются количественные показатели. Качественные показатели остаются пока под вопросом.
«Спектральный состав света и его влияние на растение»
Для оценки спектра различных источников искусственного освещения оцени-вают доли следующих частей спектра:
СПЕКТРАЛЬНЫЙ СОСТАВ СВЕТА и ЕГО ВЛИЯНИЕ НА РАСТЕНИЕ
• Большая доля ультрафиолетового, синего и фиолетового света в спектре, характерна для высокогорных растений, – короткие волны. Длинноволновая часть ультрафиолетового спектра (300-400нм) необходима растениям в очень незначительных дозах – стимулирует обмен веществ и процессы роста.
• Зеленая часть видимого спектра поглощается меньше всего. Из-за малого поглощения листьями зеленая часть спектра практически не оказывает влияния на растения.
• Сине-фиолетовая и красная область спектра наиболее важны для растений. Меняя спектральный состав света можно оказывать влияние на растения. Слабая интенсивность синего света воспринимается растениями как темнота. Растения короткого дня быстрее переходят к цветению под светом, в котором преобладает синяя часть спектра.
• На красном свету в растениях формируется углеводный тип метаболизма, а на синем свету – белковый тип.
• Красный свет ускоряет цветение растений длинного дня (пшеница, салат, редис, шпинат) и задерживает цветение растений короткого дня (фасоль, огурец, некоторые сорта томатов, баклажаны, перец)
• Ближнее инфракрасное излучение (780-1100 нм) оказывает сильное формообразовательное влияние на растение, которое проявляется в растяжении осевых органов (стебель, подсемядольное колено). Но не все растения одинаково реагируют на длинноволновое излучение (700-1100 нм). Томаты – очень слабо, огурцы – очень сильно
• Инфракрасное излучение 750 - 1200 нм тоже играет роль. Если получить урожай быстро – следует стремиться к увеличению уровня инфракрасной радиации. Если вегетация может быть длительной – (медленно, но большой урожай), следует снижать долю инфракрасного освещения
Подробные инструкции и полный обзор всех лекций по углекислотным подкормкам в тепличном овощеводстве вы сможете получить заказав книгу этого атвора: Н.В. Пухальская "Углекислотные подкормки в тепличном овощеводстве".
Лекции для специалистов закрытого грунта. Книга высылается наложным платежом по предварительной заявке. Заявку присылать на Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript. Стоимость 350 руб + доставка почтой
Влияние света на растения
Всем нам из школьного курса биологии известно о важности света для роста и развития растений.
Свет - один из основных источников питания всех растений. Ведь световая энергия является движущей силой процесса фотосинтеза ( процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды на свету при участии хлорофилла растений).
Рис. 12-01
В результате поглощения света хлорофиллами растения происходит реакция воды и углекислого газа, в результате которой образуются углеводороды - органические соединения, обеспечивающие рост зеленой части растения.
Однако далеко не все знают, что растениям не все равно, каким светом "питаться". Для нормального развития растений необходимо воздействовать на него строго определенным цветом спектра.
Естественное солнечное излучение не является однородным по спектральному составу: он содержит свет разного цвета (разной длины волны), лучи видимого и невидимого спектров.
Видимый свет мы воспринимаем как белый, а невидимый - это инфракрасная и ультрафиолетовая части. Весь видимый свет с ближними отрезками считается физиологически (или фотосинтетически) активной радиацией (ФАР).
Каждая часть солнечного спектра имеет свою длину волны, которая измеряется в миллимикронах, или нанометрах (нм). Ультрафиолетовая часть лежит ниже 380 нм, фиолетовая - в зоне 380-430 нм, синяя - 430-490 нм, зеленая - 490-570 нм, желтая - 570-600 нм, красная - 600-780 нм, инфракрасная - выше 780 нм.
Рис. 12-02
В настоящее время известно более десяти видов хлорофилла. Практически все растения содержат в своем составе хлорофилл А и Б - это наиболее важные для растений формы хлорофилла, обеспечивающие их основное развитие. Хлорофилл a поглощает свет в фиолетовой, голубой и красной частях спектра, отражая в основном зелёный цвет, что и придаёт ему характерную окраску. Хлорофилл b жёлтого цвета и поглощает свет преимущественно синей части спектра.
Итак, хотя максимум непрерывного спектра солнечного излучения расположен в «зелёной» области 550 нм, хлорофилл поглощает преимущественно синий и красный свет солнечного спектра, то есть длины волн 440-470 нм и 630-670 нм. Зеленый же свет вообще практически не используется растениями (они его отражают, именно поэтому мы и видим их зелеными).
Самые нужные цвета световых лучей для растений - оранжевые (620-595 нм) и красные (720-600 нм). Эти лучи являются поставщиками энергии для процесса фотосинтеза, а также регулируют процессы, влияющие на скорость развития растения. Например, пигменты растений с пиком чувствительности в красной области спектра отвечают за развитие корневой системы, созревание плодов, цветение растений.
Также в фотосинтезе непосредственное участие принимают синие и фиолетовые лучи (490-380нм). Кроме того они играют важную роль в стимулировании образования белков. Пигменты с пиком поглощения в синей части спектра отвечают за развитие листьев, рост растения и т.д.
Желтые и зеленые лучи практически не участвуют в регулировании жизнедеятельности растений.
Что касается невидимой ультрафиолетовой части спектра солнечного излучения оно делится на коротковолновое (200-290 нм), средневолновое (290-350 нм) и длинноволновое (350-400 нм). Коротковолновый и длинноволновый ультрафиолет для растений является вредоносным.
Инфракрасное излучение оказывает только тепловое воздействие.
Таким образом далеко не весь свет полезен для растений, и это необходимо учитывать при создании условий для их комфортного роста и развития.
Какая цветовая температура лучше для растений? Влияние спектра света светодиодных фитоламп и фитосветильников на рост и развитие растений.
Комнатные растения нуждаются в достаточном количестве света, без которого они не могут правильно развиваться. Чтобы организовать их правильное освещение, необходимо использовать специальные светодиодные светильники. Но к сожалению, не все знаю .
Лампа с диодами является самым эффективным способом обеспечения необходимого цветового спектра светокультурных растений. Чаще всего оно используется для , в оранжереях, аквариумах, закрытых садах и для комнатных цветов.
LED-светильники стали самой лучшей альтернативой естественного освещения, так как отличаются экономичностью и длительным сроком эксплуатации.
Как подобрать искусственное освещение
Недостаточное освещение способствует замедлению естественного развития растения.
Ствол цветка утончается, между листочками увеличивается шаг, а появившееся листья не достигают нормальных размеров (пеларгония). Листья, которые располагаются у земли становятся вялыми, желтеют и опадают (фикусы и плющ).
По цвету растения видно, что ему не хватает света: оно блекнет, разноцветные листья становятся более зеленными для фотосинтеза. Комнатные цветы, которые выкинули бутоны, не способны развить полноценный цветок. Они мелкие и быстро увядают.
При излишнем освещении растения также испытывают стресс, даже если их хорошо поливают. Чаще всего, комнатный цветок выглядит вялым, а его листья по краям начинает покрываться желтизной. Если не уменьшить поток света направленного на него, то со временем оно засохнет.
Оптимальным решением такого вопроса является светодиодное освещение (часто используют ). Оно способно учесть различные факторы, от которых зависит выращивание светокультурных растений, а также:
1. Обеспечивает процесс фотосинтеза.
2. Предоставляет оптимальное световое облучение.
На рынке сегодня представлен широкий ассортимент светодиодных ламп для растений
Рис. 13-01
Для подсветки небольшой домашней оранжереи используют подобные светильники
"Оптимальное световое насыщение растение получает при наличии солнечного света, который представляет собой белый свет. Он включает в себя все спектральные цвета, которые можно увидеть. Светодиодные лампы способны создавать белый свет, который так необходим для правильного цветения светокультур."
Пристальное внимание стоит уделить светолюбивым цветам. Для них необходимо:
Интенсивность освещения – 140-220 Вт/м2.
Спектральное насыщение: зеленого цвета – 490-600 нм; красного цвета – 600-700 нм; синего цвета – 380-490 нм.
Кроме основных биологических потребностей, должны удовлетворяться условия светового насыщения различных светокультур. Основными требованиями для растения являются:
- тепловой режим;
- продолжительность светового дня;
- наличие искусственного светового освещения;
- световой спектр.
Рис. 13-02
Полноспектральная светодиодная фитолампа
Характеристики LED ламп
Важную роль в том, какое количество света будет получать растение, играет высота подвесного освещения. При правильном расположении светодиодной лампы можно создать естественные условия для роста и цветения светокультур дома.
"Для полноценного процесса фотосинтеза необходимо, чтобы длина волны была от 400-700 нм – PAR-диапазона."
Особое значение в освещении играет диапазон спектрального цвета, который нужен для фотосинтеза. Отталкиваясь от этого показателя, определяется количество ламп, их высота над цветами. При использовании люминесцентных добиться полноспектрального свечения практически не возможно
Cтоит учесть, что существуют волны, которые не участвуют в фотосинтезе. Они могут провоцировать быстрое старение, появление излишних побегов и разрастанием. К таким волнам относят инфракрасный свет и ультрафиолет. Поэтому не рекомендуется использовать для выращивания растений.
Наиболее важными волнами, которые помогают комнатным цветам правильно расти, являются синие и красные.
"Диодный светильник не накаливается и обладает свойством равномерно распространять синий и красный цвет. Он может излучать фиолетово-синий и красно-оранжевый цвет. Это позволяет интенсивно развиваться растению с фитобиологической стороны."
Мощность светодиодного освещения рассчитывается в ваттах на м2. Для определения количества ламп учитывают:
- площадь освещения;
- высоту лампы;
- вид светокультуры.
"Подача света может быть: периодической, по циклам, постоянной."
Современный LED светильник позволяет размещать комнатные растения в любом уголке квартиры
Как выбрать оптимальный вариант
Для комнатных цветов следует использовать следующие режимы освещения:
1000 -3000 лк – для растущих в затемненном помещении, далеко от окна;
3000 – 4000 лк – для нуждающихся в рассеянном потоке света;
4000 – 6000 лк – для нуждающихся в прямом освещении;
6000 – 12 000 лк – для экзотических видов, плодоносящих.
Красивые цветы – залог уюта в вашем доме
Найти подробную информацию о свойствах и правилах выбора фитоламп для рассады можно .
"Красные светодиоды необходимы растениям, когда они плодоносят или цветут. Существует две волны красного светодиода: слабопоглащаемая и дальняя. Способствует образованию хлорофилла группы А. В диодных светильниках используют больше ламп красного цвета, чем белого или синего."
Производители светодиодов
Проверенными и надежными российскими производителями являются:
- Оптоган;
- Оптрон;
- Артледс.
Мировыми производителями:
Agilent Technologies – компания, которая не первый год выпускает светодиодные лампы высокого качества. Производитель дает гарантию на лампы не менее 10 лет и выпускает светильники с различной комбинацией ламп.
Optek Technology – производитель высокого уровня. На мировом рынке прочно занял свое место в изготовлении светодиодного освещения. Выпускает различные лампы отличного качества.
Edison – известный производитель, который ничем не уступает своим конкурентам. Изготавливает специализированные светодиодные лампы широкого круга использования: в медицине, косметологии, а также для выращивания палисадников.
Philips Lumileds – за многие годы, эта компания завоевала доверие у многих покупателей. Выпускает лучшие лампы для светодиодного освещения. Предоставляет длительную гарантию на всю продукцию.
Toshiba – компания, которая успешно изготавливает различной конфигурации и видов светодиодные лампы. Качество товара на высшем европейском уровне.
хороший способ благотворно влиять на рост и цветение комнатных цветов в зимний период , а также в помещениях, где свет плохо проникает.
"Большое значение в освещении играет: спектр, высота подвеса и режим подсветки растений."
Если хотите, чтобы комнатные цветы были здоровыми и красивыми, необходимо учесть световые параметры и потребность определенных видов растений в искусственном светодиодном освещении.
Каждому опытному цветоводу известно, какую огромную роль играет правильно подобранное освещение комнатных растений. Наравне с поливом и почвой, свет является незаменимой составляющей, от которой напрямую зависит успешный рост. Не секрет, что в естественной среде одни растения прекрасно себя чувствуют в затенённых местах, а другие – не могут развиваться без прямого воздействия солнечных лучей. В домашних условиях ситуация выглядит аналогично. О том, как грамотно сделать искусственное освещение для комнатных растений, поговорим детально.
Декоративная подсветка и освещение для роста растений
Лампа для выращивания комнатных растений – это прекрасный способ продления светового дня. Ведь много комнатных цветов имеют тропическое происхождение, а значит, ежедневно испытывают нехватку солнечной энергии, особенно в зимний период. Для эффективного роста растений продолжительность светового дня должна быть около 15 часов. В противном случае они ослабевают, перестают цвести и подвергаются разным заболеваниям.
Планируя будущую подсветку комнатных цветов, важно не упустить и эстетическую составляющую. Фитосветильник должен стать частью интерьера, своеобразным элементом декора. В продаже есть огромное количество светильников с настенным креплением разной формы, под любую энергосберегающую лампу: КЛЛ или светодиодную. В зависимости от размеров домашнего цветника, подсветка может быть выполнена из нескольких спот светильников, направленных непосредственно на каждого зелёного любимца, или из трубчатых люминесцентных ламп с отражателем. Подключив собственную фантазию, можно сделать оригинальный светодиодный фитосветильник самостоятельно.
Важнейшая составляющая роста – спектр света
Для того чтобы понять, насколько неоднородным является свет от разных электрических источников и солнца, необходимо взглянуть на их спектральный состав. Спектральная характеристика представляет собой зависимость интенсивности излучения от длины волны. Кривая излучения солнца носит непрерывный характер во всём видимом диапазоне со снижением в УФ и ИК областях. Спектр искусственных источников света в большинстве случаев представлен отдельными импульсами разной амплитуды, что в результате придаёт свету определённый оттенок.
В ходе экспериментов было установлено, что для успешного развития растения используют не полный спектр, а лишь его отдельные части. Наиболее жизненно важными считаются следующие длины волн:
640–660 нм – бархатно-красного цвета, необходимые всем взрослым растениям для репродуктивного развития, а также для укрепления корневой системы;
595–610 нм – оранжевого цвета для цветения и созревания плодов;
440–445 нм – фиолетового цвета для вегетативного развития;
380–400 нм – ближнего УФ диапазона для регулировки скорости роста и образования белков;
280–315 нм – среднего УФ диапазона для повышения морозостойкости.
Освещение только перечисленными лучами подходит не для всех растений. Каждый представитель флоры уникален по своим «волновым» предпочтениям. Это означает, что полноценно заменить энергию солнца с помощью ламп невозможно. Но искусственное освещение растений в утренние и вечерние часы сможет значительно улучшить их жизнь.
Признаки недостатка света
Существует ряд признаков, по которым несложно выявить нехватку света. Нужно лишь внимательно присмотреться к своему цветку и сравнить его с эталоном. Например, найти аналогичный вид в интернете. Явный недостаток освещённости проявляется следующим образом. Растение замедляет свой рост. Новые листья имеют меньший размер, а стебель становится тоньше. Нижние листья желтеют. Цветок либо полностью перестаёт цвести, либо количество сформированных бутонов меньше среднестатистического показателя. При этом считается, что полив, влажность и температура воздуха находятся в норме.
Сколько нужно света?
Дать однозначный ответ на этот вопрос невозможно. Как человек может жить в разных частях земного шара, так и комнатный цветок может расти на подоконнике с выходом на север, юг, запад или восток. Растение в течение всей жизни будет стремиться адаптироваться под текущие условия: вытягиваться вверх от недостатка освещённости или, наоборот, подставлять солнечным лучам очередной распустившийся бутон.
Наблюдая за внешним видом стеблей и листьев, размером и количеством цветков, можно определить достаточность уровня освещения. При этом не стоит забывать о том, на каком этапе развития находится комнатный цветок: вегетация, цветение, созревание семян. На каждом из этапов он берёт от солнца свет той длины волны, который ему необходим в данный момент. Поэтому при организации дополнительной подсветки важно учесть качественную составляющую светового потока.
Длительное воздействие яркого света солнца и ламп с уровнем освещённости более 15 тыс. лк любят те комнатные цветы, которые в естественной среде обитания произрастают под открытым небом. Это многими любимая крассула, герань, каланхоэ, бегония. Искусственное освещение для растений данного типа в вечернее время пойдёт им на пользу.
К представителям флоры, которые комфортно себя чувствуют при освещённости в 10–15 тыс. лк, относится спатифилум, кливия, сенполия, традесканция и драцена. Листья этих видов комнатных цветов не любят жарких солнечных лучей, но и не переносят ранние сумерки. Поэтому идеальным местом для них будет подоконник с выходом на запад, где в вечернее время их листья получат необходимую энергию от уходящего солнца.
Так называемые тенелюбивые растения могут цвести и развиваться вдали от оконного проёма, довольствуясь освещённостью до 10 тыс. лк. Однако это не означает, что они погибнут, если их поставить в более светлое место. Просто они меньше нуждаются в прямых солнечных лучах. К ним относятся некоторые виды фикуса и драцены, филодендрон, а также тропические лианы.
Досветка растений и искусственные источники освещения
В большинстве случаев комнатные растения нуждаются в дополнительной подсветке. Цветы, которые на первый взгляд имеют ярко-зелёные сочные листья и регулярно цветут, будут выглядеть ещё лучше, если на них начать воздействовать фитолампой. Если кто-то считает иначе, то он имеет прекрасный шанс убедиться в ошибочности своего мышления и собрать . Для продления светового дня используют различные источники искусственного света. Рассмотрим каждый из них и разберемся, какой свет лучше подходит для растений.
Какой свет лучше для роста?
Безусловно, идеальным источником света является солнечная энергия. В квартирах с окнами на юго-восток и юго-запад можно выращивать любые цветы, размещая их в разных точках комнаты. Но не стоит расстраиваться тем, у кого вид из окна только на северную сторону. Люминесцентные и светодиодные лампы для освещения растений компенсируют отсутствие лучей солнца.
Лампы для растений дневного света – это бюджетный вариант, проверенный временем. Они подходят тем, кто старается создать для цветка нормальные условия при небольших капиталовложениях. Светодиодные фитолампы для тех, кто стремится форсировать события и достичь наилучших результатов в короткие сроки, несмотря на цену в несколько тысяч рублей.
1. Перед покупкой очередного «лиственного питомца» следует узнать, насколько он светолюбив. Возможно, отведённое место в комнате не сможет обеспечить ему полноценное развитие.
2. Недорогой вариант подсветки светолюбивых растений можно сделать из лампы дневного света 18 Вт и лампы накаливания 25 Вт.
3. Превалирующее излучение в жёлтой области видимого спектра тормозит рост стеблей. Подсветка драцены (и других древовидных) тёплым светом придаст ей компактную форму.
4. Если растение с пёстрой листвой теряет свой оригинальный окрас и становится однотонным, то ему явно не хватает света. Вернуть цветку прежнюю привлекательность поможет светодиодная фитолампа.
5. Свет от красных и синих светодиодов ускоряет утомляемость глаз. В связи с этим следует исключить зрительную работу в зоне их действия.
Подводя итоги
Надеемся, что прочитанный материал помог читателю овладеть базовыми знаниями по организации освещения для цветов в доме и на балконе. Ещё раз хочется подчеркнуть экономичность и высокую эффективность светодиодных ламп для выращивания растений, массовый переход на которые уже не за горами. Пусть каждый цветовод, имеющий возможность сегодня приобрести фитосветильник на светодиодах, оценит его мощность и оставит свой отзыв для других читателей в комментариях ниже.
Читайте так же
Как известно, всем растениям для их правильного развития и хорошего роста требуется свет, которого в зимний период критически не хватает. Чтобы рассада выросла полноценной, сильной, плодоносящей, а комнатные радовали цветением, необходима дополнительная эффективная подсветка, которую можно организовать с помощью светодиодных фитоламп.
Светодиодные лампы для растений обладают наиболее подходящими для выращивания интенсивностью и спектром света. К их преимуществам также можно отнести длительный срок эксплуатации, энергосбережение, возможность регулировки интенсивности освещения, они не перегреваются, могут работать в разных температурных режимах (от -25 до +40). Лампы этого типа используют в самых разных помещениях: частный дом, квартира, теплица.
Виды светодиодных ламп для растений
В зависимости от того, какое количество растений необходимо подсвечивать, какова площадь ими занимаемая, используется ли подсветка в целях личного выращивания, или в целях производства, различают светодиодные фитолампы, имеющие следующие формы:
1. Труба . Такая форма лампы подходит для освещения «зеленых», расположенных длинными узкими рядами. Идеально при использовании на подоконниках.
2. Точечный одиночный светильник . Применяется в основном для малого количества растений: несколько цветов, ящик рассады.
3. Светодиодная панель . Представлена большими прямоугольниками или квадратами. Больше относится к профессиональному освещению, например, больших стеллажей с рассадой.
4. Светодиодная лента . Достаточно распространена, поскольку имеется возможность устроить свет по своему усмотрению, в определенном количестве и с определенной стороны, применяя необходимую комбинацию. Такая подсветка собирается собственноручно.
5. Прожекторы . Также подходят больше для профессионального использования. Освещает большую площадь с большого расстояния.
При выборе светодиодной лампы необходимо ознакомиться с ее инструкцией по применению, где будет указано точное количество освещаемой ею площади, с какого расстояния такая площадь охватывается, эффективность освещения.
Какие светодиоды выбрать для освещения?
Не всякий свет эффективен при выращивании культур. Светодиоды для фитоламп различают по спектру, или цвету подсвечивания, который и влияет на развитие, рост и цветение.
Определенные спектры воздействуют на растение следующим образом:
1. Синий, сине-фиолетовый спектр (430-490 нм.) Он способствует вегетации, плотности, укреплению, правильному формированию корневой системы. Такой свет более интенсивно используют на стадии первоначального роста, например, при выращивании саженцев.
2. Красный, красно-оранжевый спектр (600-780 нм.) Он благоприятен на стадии цветения, отвечает за развитие плодов, наращивание листьев.
Все остальные спектры – зеленый, желтый – практически не имеют влияния на растения, а ультрафиолет бывает даже вреден.
Для эффективного освещения «зеленых» необходимо выбирать светодиоды синих и красных спектров, правильно их комбинируя на каждом этапе развития культуры. Такая комбинация зависит во многом от характеристик выращиваемого растения – что именно ему нужно в тот или иной промежуток времени в процессе его развития. Поэтому надо досконально ознакомиться с требованиями культуры к освещенности.
Практически универсальным выбором является светодиод полного спектра, который основан на комбинации красного и синего цветов:
- светодиодные ленты для растений выпускают соотношениями 10:3, 15:5, 5:1 синего к красному соответственно.
Наиболее оптимальными признаны ленты с соотношение 5 синих светодиодов к 1 красному, но только в случае, если зеленые питомцы находятся на подоконнике и получают достаточно света извне.
- светодиодные фитолампы имеют в своем составе, как правило, 60-80% красного и 40-20% синего цвета. Достаточной для большинства растений считается лампа с 75% красного излучения и 25% синего.
Стоит отметить, что светодиоды также отличаются по мощности освещения.
Время освещения
Чтобы светодиодные лампы в качестве подсветки давали максимальный результат, необходимо не только учесть подходящий спектральный анализ конкретных растений, но и необходимые им соотношения свет-темнота. При недостатке света они будут плохо развиваться, но его переизбыток тоже не несет ничего хорошего.
К регулированию продолжительности светового дня подходить нужно грамотно. Для растений с коротким световым днем хватит и 12 часов освещения, а вот культурам, которым требуется продолжительный день, может не хватить и 14.
Некоторые варианты времени освещения для определенных категорий:
1. Рассада . На первоначальном этапе она требует к себе круглосуточного светового внимания, поэтому лампы светят целые сутки. Затем этот показатель постепенно снижают до 16-14 часов.
2. Растения с зимним анабиозом , к которым относят , . Они предпочитают в зимнее время небольшое количество света, им будет вполне достаточно 10 часов.
3. Цветы, любящие рассеянную тень. К ним относят , папоротники, традесканция. Они хорошо растут при освещенности 10-12 часов в день.
4. Растения, для успешного роста и цветения которых требуется яркое и продолжительное освещение . Это представители роз, а также мирт, эвкалипт, жасмин. Им требуется 14-16 часов освещения зимой. Иногда это показатель может доходить до 18 часов.
5. Существуют и средние по светолюбивости культуры , которым особых условий освещенности не требуется.
И еще один важный факт: женские типы растений более требовательны к продолжительности света, чем мужские.
Как располагать светодиодные фитолампы?
Светодиодные лампы являются узконаправленными. Благодаря тому, что они имеют линзу, поток света сконцентрирован в одном направлении. Поэтому располагать такие фитолампы лучше всего близко к растениям. Для получения эффективного результата это расстояние варьируется от 15 до 30 см. Того, что культуры могут «сгореть» можно не опасаться, ведь светодиоды не нагреваются и не выделяют тепло.
При организации расположения ламп необходимо учесть следующие моменты:
- Высота растений . Для равномерного действия света на каждый кустик, необходимо, чтобы они были примерно одного роста. Иначе до кого-то свет может и не дойти. Как вариант, используют поставки для низкорослых, чтобы сравнять с более высокими.
- Расстановка растений . Ее следует производить в зависимости от интенсивности освещения.
В центре освещенности, которую дает лампа, свет более мощный, интенсивный, поэтому именно сюда ставят более светолюбивые и привередливые культуры, а по краям располагают остальные.
количество квадратных метров.
Например, для выращивания рассады , требующих не менее 5000 лк., на подоконнике размером 0,6 кв. м., нужно 3 000 люменов света (5 000 * 0,6).
Не стоит забывать о расстоянии, при увеличении которого растут потери эффективности. Их приблизительно учитывают в процентном соотношении. Если расстояние от куста до лампы – 30 см, то и потери составят около 30%, а, значит, именно на эти проценты следует прибавить требуемое количество люменов.
Размер светового потока, выдаваемый определенной маркой светодиодной лампы, обязательно должен быть указан на ее упаковке либо в инструкции к применению. Исходя из этого, рассчитывают количество ламп на требуемое общее количество люменов. На упаковке будут напечатаны и другие технические характеристики, которые помогут определиться с углом освещенности, а также оптимальным расстоянием.
В большинстве случаев для одного стандартного подоконника с рассадой, хватает освещенности в 2 лампочки по 5 Вт.
Большую часть года, света для растений очень мало. И те, кто выращивают их круглогодично в закрытых помещениях, а не по сезонно на улице, сталкиваются из-за этого с большими проблемами.
Единственный выход их решить — это использовать искусственные источники света. Какие из них лучше выбрать и на что ориентироваться?
Какой цвет лучше для растений
Однако как оказалось, КПД лампочки это не главное в правильном выращивании растений. Самое важное — это их спектр и насколько он отличается от естественного солнечного излучения. Ведь именно к нему привыкли все цветы, овощи, фрукты, ягоды.
Что же прячется за таким научным названием как спектр излучения? Чтобы понять это, придется вспомнить что такое свет? А свет — это не что иное, как электромагнитная волна.
Рис. 13-10
Причем каждый цвет имеет определенную длину волны, отсюда и получается радуга. Однако разная длина означает не только разный цвет, но самое главное — разное количество энергии.
Волны с меньшей длиной содержат в себе больше энергии.
Если все цвета условно представить не в виде привычной прямой линии, а в виде шариков, то синий шарик будет самым большим по размеру. Зеленый поменьше, а красный окажется самым маленьким.
Все цвета всегда упрощают именно до этих трех видов R-G-B:
- красный
- зеленый
- синий
Почему синий шарик окажется самым объемным? Потому что длина его волны самая маленькая. Она меньше чем у зеленого цвета. А у зеленого в свою очередь, меньше чем у красного.
Рис. 13-11
В итоге и получается, что красный цвет несет в себе меньше энергии, а синий больше всего.
И тут у многих может возникнуть логичный вопрос: "А есть ли разница в том, каким именно спектром освещать растения?" И если есть, можно ли эти знания как-то применить с пользой для дела?
Ведь если какой-то цвет окажется более эффективным, то нет ничего проще, как направить всю энергию на растение только от него. Если синий цвет самый "жирный", достаточно засвечивать растения только им и получать шикарный урожай круглый год.
Рис. 13-12
Однако все оказывается не так просто. Здесь нужно учитывать еще одну характеристику света - его качественный или спектральный состав.
Поглощение света растениями и фотосинтез
Рис. 13-13
Чтобы понять как отдельные цвета влияют на эффективность фотосинтеза, проводились научные эксперименты. Из целого листа выделялись отдельные чистые хлорофиллы. После чего, в течение длительного времени, их засвечивали светом различного спектра и проверяли результаты.
Рис. 13-14
При этом в первую очередь, смотрели на эффективность поглощения СО2, то есть интенсивность фотосинтеза. Ниже представлен итоговый график такого эксперимента.
Рис. 13-15
Из него видно, что хлорофилл в основном поглощается в синей и красной областях. В зеленой области эффективность минимальна.
Однако на этом не остановились и провели еще один эксперимент. В растениях также содержатся каротиноиды. Они хоть и играют незначительную роль, но и про них забывать не стоит.
Так вот, аналогичный опыт с каротиноидами показал, что ранее выделенные пигменты листа, поглощают в этом случае свет преимущественно в синей области спектра.
Рис. 13-16
Посмотрев на это, все дружно решили что зеленый цвет абсолютно бесполезен и им можно пренебречь. Основной упор все специалисты предлагали делать только на синий и красный свет.
И соответственно более правильным считалось выбирать лампочки, которые излучают именно эти спектры больше всего.
Рис. 13-17
Но как оказалось, изначальная ошибка экспериментаторов закралась в том, что они использовали не весь лист целиком, а выделяли из него пигменты и смотрели результаты только по ним.
На самом деле, в цельном листе свет очень сильно рассеивается. Провели еще опыты, но уже смотрели на весь лист и использовали разные растения. В итоге получили данные, которые более точно показывали насколько эффективно свет поглощается всем листком, а не его отдельными "кусочками".
Рис. 13-17
С одной стороны, здесь опять доминируют синий и красный свет. Отдельные пики потребления фотонов доходят до 90 процентов.
Однако к удивлению многих, и зеленые лучи оказались не столь бесполезны как думали раньше. Дело в том, что благодаря своей проникающей способности, зеленый снабжает энергией более глубокие участки листвы, куда не долетают ни красный, ни синий.
Таким образом, если полностью отказаться от зеленого, вы можете ненароком погубить растение, и даже не будете понимать в чем причина.
Рис. 13-18
Получается, что все цвета R-G-B нормально усваиваются листьями и нельзя выбрасывать какой-то один из них. Вот только необходимость энергии на разных цветах у разных растений не равноценна.
Какой свет больше всего нужен растениям
Для того чтобы объяснить это более наглядно и понятнее, проведем аналогию с чем-то съедобным. Допустим у вас на столе лежит спелый персик, ягода малины и груша.
Рис. 13-19
Для вашего желудка все равно что вы съедите. Он одинаково хорошо переварит все ягоды и фрукты. Но это не означает, что для вас в последствии не будет никакой разницы. Разные продукты все равно по-разному влияют на ваш организм.
Съесть 10 ягод клубники это не то же самое, что 10 груш или персиков. Вы должны найти определенный баланс.
То же самое происходит и со светом для растений. Ваша задача грамотно подобрать, насколько каждого света должно быть в общем спектре. Только таким образом можно рассчитывать на быстрый рост.
Самый главный вопрос - какой свет будет считаться лучшим? Казалось бы, что тут гадать. Лучший вариант это солнечный свет и его близкие аналоги.
Рис. 13-20
Ведь миллионы лет растения именно под ним и развивались. Однако посмотрите на картинку ниже. Вот как реально выглядит интенсивность солнечного света.
Рис. 13-21
Видите, насколько здесь много зеленого. А как мы выяснили ранее, он хоть и полезен, но не в такой степени как другие лучи. Когда говорят, что солнечный свет самый эффективный и нечего отступать от матушки природы, не учитывают один простой факт.
В реальной жизни, а не в экспериментах, растения адаптируются не только к солнечному свету, но также и к условиям окружающей их среды, в которой они произрастают.
Допустим на глубине водоема, где растет какая-то зелень, доминирует синий цвет. А вот в лесу под кроной деревьев, уже победителем выходит зеленый.
Рис. 13-22
Рис. 13-23
и ритм освещения.
Рис. 13-24
Поэтому опытные садоводы выделили три группы растений - короткого, длинного и нейтрального дня.
Вот их некоторые разновидности:
Рис. 13-25
Длинный день - это когда интенсивность света наблюдается более 13 часов. Короткий - до 12 часов. Растениям для нейтрального дня все равно когда созревать, хоть при коротком, хоть при длинном.
Рис. 13-26
Светодиодные светильники для растений, в отличии от предыдущих источников света, имеют монохроматическое излучение, чем и обусловлена их эффективность. Возможность подбора спектра в его фитоактивной части, дает такие неоспоримые преимущества, как отсутствие излишнего теплового и ультрафиолетового излучения, соответственно нет риска ожогов и обезвоживания растений, так же исключается неусвояемый растениями зеленый и желтый цвета.
Несмотря на то, что светодиодные фитолампы сразу имеют свет с теми длинами волн, которые лучше всего подходят для подсветки растений, то есть чаще всего синего и красного света, воздействие фитосветильника на рост будет разным в зависимости от соотношения мощности излучения данных цветов.
У нас исследований воздействия светодиодных светильников для растений не много, но в мире эта тема достаточно известна, поэтому, немного теории.
Фотосинтез – процесс, при котором растения превращают воду и углекислый газ в органические соединения, используя энергию света. Для этого они используют два типа хлорофилла а и b, с достаточно узким диапазоном поглощения света в красном и синем спектре. Для хлорофилла a пик поглощения это 430нм и 662нм, для b соответственно 453нм и 642нм. Для роста и развития растения более важен хлорофилл a, хлорофилл b только помогает увеличить диапазон спектра поглощения. При этом точность спектра синего света не так важна, растения могут использовать более широкий диапазон, в отличии от красного света. На самом деле многие производители led grow светильников, используя светодиоды, прекрасно понимают, что такой точности в длине волны добиться практически невозможно, при этом экспериментально, эффективность фитоламп высокая, так как свет все равно, расположен вблизи от пика поглощения и практически полностью усваивается растениями. Поэтому правильнее будет говорить о диапазоне используемого света, при этом спектры 430-460 нм для синего и 640-660 нм для красного света можно считать вполне подходящими для выращивания большинства растений. Иногда производители источников света для растений еще добавляют светодиоды с длиной волны 612 нм, то есть оранжевого света, но этот свет не участвует в процессе фотосинтеза, он используется бактериями, грибами и растениями только для синтеза каратиноидов, и поэтому влияние его незначительное. Более подробное описание процесса можно найти здесь - http://en.wikipedia.org/wiki/Photosynthesis
Для практического применения светодиодных фитоламп и фитосветильников, значительно важнее правильное соотношение красного и синего спектров, потому что именно это соотношение формирует развитие растений.
Синий свет с длинами волн 430-460 нм необходим для вегетативной стадии роста, в целом способствуя укреплению растений, развитию корневой системы, стебля, листьев. Для начала развития растения, безусловно, синий свет имеет большее значение, чем красный. При недостатке в спектре синего света растения начнут рано вытягиваться, будут иметь слабый стебель с длинными междоузлиями. При этом на данной фазе роста фотопериод, то есть время и ритм освещенности не имеет большого значения, главное чтобы растению хватало света для собственного развития, то есть можно подсвечивать практически 24 часа в сутки.
Красный свет необходим растениям для цветения и плодоношения. Как только растение определяет, что в освещении превалируют красный свет, это становится сигналом к ускоренному росту, развитию и цветению. Большое количество красного света в спектре в природе возникает при затенении растений и эволюционно в ответ на развитие конкурентов растения начинали бурный рост и плодоношение. Для этой фазы развития растений становится важен фотопериодизм, для каждого вида растения он свой, чаще 12-16 часов. Важно для активации цветения и плодоношения создавать суточный ритм, близкий к природному для данного растения, с достаточным количеством энергии света.
В зависимости от того что вашим растениям необходимо, какую фазу роста и развития вы хотите подсвечивать, вы можете выбрать соответствующие светильники. При этом, несмотря на то, что реальную фотосинтетическую активную радиацию, то есть полезную энергию, которую излучают светодиоды красного и синего цвета, подсчитать достаточно трудно в связи с разной энергией квантов, общее грубое соотношение известно. Большинство производителей, говоря о нейтральном воздействии света на растения, называют соотношение 4-6 красных на 1 синий светодиод. Соответственно если вам нужно стимулировать больше вегетативное развитие, то соотношение красных и синих, должно меньше чем 4 красных на 1 синий либо полностью синие светодиоды. Если необходимо стимулировать цветение, то красного должно быть больше чем шесть к одному, или только красные светодиоды. Все вышесказанное будет полноценно работать, только если используются специальные светодиоды led grow light с соответствующими спектрами, предназначенными для подсветки растений. При правильном использовании светодиодных фитосветильников, за счет возможности эффективно воздействовать на разные фазы развития растений, можно в любое время года, независимо от естественного освещения, получить прогнозируемый результат.