Выращивание растений в искусственных условиях

Выращивание растений в искусственных условиях

СОЗДАНИЕ АГРОЛАБОРАТОРНОЙ МИНИ-КАМЕРЫ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ В ИСКУССТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

В XXI веке недостаточно изучения только одной какой-то фундаментальной науки для решения современных и будущих задач. Ученые XXI века – это исследователи, которые владеют знаниями из различных наук и используют эти знания между собой для получения результата.

Моя научно-исследовательская работа основана на знаниях по биологии и информационных технологий, и трудно определить чего в ней больше. Но я точно знаю, что получить результат я смог только владея знаниями в этих двух областях.

В 1900 году население Земли составляло 1,6 миллиарда человек, на 1 января 2017 года население Земли составило 7,5 миллиардов человек. Тенденция роста численности населения в ближайшие годы не претерпит изменений. Перед человечеством остро встали три основные проблемы:

Для решения продовольственной проблемы ученые рассматривают несколько путей:

выращивание растений в искусственных условиях.

Выращивание растений в искусственных условиях – это сфера исследований, совмещающая понятия и методы биологии, физики, информационных технологий и других отраслей наук.

Человек издавна пытался обеспечить себя продуктами питания, создавая искусственные условия для выращивания растений. Первым этапом выращивания растений в искусственных условиях можно считать строительство теплиц и оранжерей, в которых создавались специально подобранные климатические условия (температура и влажность). Следующим этапом стала возможность выращивания растений в гидропонике (без почвы). Основой для третьего этапа послужило использование искусственного освещения. В настоящее время происходит развитие четвертого этапа – выращивание растений в космических условиях.

Для решения продовольственной проблемы в будущем следует учесть, что на Земле будет недостаточно площадей с естественным освещением и плодородной почвой, расположенных в благоприятных климатических условиях для выращивания растений.

Для эффективного выращивания растений в искусственных условиях в закрытом объёме необходимо создать комплекс оптимально сбалансированных условий. К ним относятся: температура, влажность, содержание углекислого газа в окружающей атмосферной среде и освещённость (световой поток на единицу площади). Благодаря современным технологиям, появилась возможность изучать поведение растений в полностью контролируемых искусственных условиях, создаваемых в специальных помещениях или устройствах.

При правильно подобранных условиях освещенности, актиноритмов (смены дня и ночи), температуры и влажности возможно выращивание растений в автоматизированной замкнутой системе при помощи удаленного управления процессом.

построить автоматизированную замкнутую систему на контроллере АРДУИНО;

создать удаленное управление процессом выращивания растений в автоматизированной замкнутой системе с помощью технологии Wi-Fi.

В области биологии:

вырастить растение (лук) в искусственных условиях;

подобрать оптимальные условия освещенности, актиноритмов, температуры, влажности, необходимые для нормального развития растения.

изучить литературу по данной теме;

построить замкнутую камеру, оборудованную контроллером, видеооборудованием, системой датчиков;

написать программный код на языке С++ для контроллера АРДУИНО, который содержит экспериментально подобранные контрольные значения, управляет светодиодной панелью, помпой и вентилятором посредством реле,

настроить снятие измерений датчиков и передачу значений на компьютер;

синхронизировать видеонаблюдение в камере и контрольном растении с показаниями датчиков;

настроить передачу данных с контроллера АРДУИНО через асинхронный последовательный порт COM3 в компьютер;

сохранить данные с датчиков в текстовый файл, импортировать данные в базу данных;

настроить управление процессом выращивания лука в мини-камере посредством RDP протокола.

В области биологии:

изучить литературу по данной теме;

сделать сравнительный анализ построенной камеры с уже существующими климатическими камерами;

выяснить теоретически, как влияют различные условия освещенности, актиноритмов, температуры и влажности на рост и развитие лука;

провести эксперимент по подбору наиболее оптимальных искусственных условий для выращивания лука;

проанализировать полученные результаты и сделать выводы.

Выращивание растения (лука) в агролабораторной мини-камере.

Анализ литературы по изучаемой теме, эксперимент, сравнение.

Исследовательская работа рассчитана на повышение и расширение уровня знаний по АСУ (автоматизированные системы управления) и КИП (контрольно-измерительные приборы), объектно-ориентированному программированию, монтажу слаботочных систем, биологии.

Исследование Изучение литературы

Возможность круглогодичного выращивания растений, управления длиной их вегетационного периода и величиной урожая делает весьма перспективным практическое применение искусственного освещения.

В лаборатории для выращивания растений полностью в искусственных условиях должны применяться высокоинтенсивные лучистые потоки, почти равные солнечным в полуденные часы.

Данные метод имеет ряд существенных достоинств.

1. Универсальность. Практически у любых растений в условиях достаточно интенсивного электрического освещения и соответствующего актиноритмического режима выращивания значительно ускоряется плодоношение без снижения продуктивности.

2. Эффективность. Большинство однолетних растений при электрическом освещении дает зрелые семена за 50— 70 суток. Использование искусственного освещения позволяет выращивать растения в течение круглого года. Ускорение развития при круглогодичной вегетации дает возможность получать от 5 до 7 генераций в год.

Как показывают результаты опытов, которые только и можно проводить в условиях искусственного освещения, определенные суточные чередования света и темноты (актиноритмы) имеют решающее значение для онтогенеза и продуктивности всех растений.

Не последнее место при выборе ламп для выращивания растений должен занимать спектр их излучения.

Наиболее сложной на практике была и остаётся проблема обеспечения оптимального искусственного освещения растений в процессе их выращивания. На свету происходит важнейший для развития растений процесс фотосинтеза, и даже простое увеличение освещенности позволяет продуктивно ускорить рост.

Биологические исследования и практика тепличных хозяйств показывают, что для облучения растений необходимо использовать световое излучение с преимущественным выходом в синей и красной областях.

Существующие установки выращивания растений в искусственных условиях

Климатическая камера Фитотрон разработан при участии РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева и общеобразовательной школы г. Зеленограда для применения в общеобразовательных учреждениях для учебного процесса, научных учреждениях для проведения биологических исследований и селекционных экспериментов, для частного применения.

Главное достоинство Фитотрона – использование в нём для освещения растений светодиодных панелей, укомплектованных светодиодами различного цвета: красные (620нм), глубоко-красные (660нм), зелёные (525нм), синие (460нм), глубоко-синие (440нм). Подобранная комбинация светодиодов позволяет получить оптимальное для фотосинтеза излучение панели.

Серийные модификации фитотрона:

Фитотрон ЛиА-1 — однодверный, с 2-мя светодиодными панелями. Стоимость от 735 000 рублей

Фитотрон ЛиА-2 — двухдверный, с 4-мя светодиодными панелями. Стоимость от 1 050 000 рублей

Практическая часть Описание создания агролабораторной мини-камеры

Агролабораторная мини-камера – это интеллектуальная система гибкой настройки режимов «дня» и «ночи» в течение суток, которая позволяет создать идеальные условия для выращивания растений в искусственной среде, благодаря возможности обеспечить оптимальную температуру, влажность, уровень освещенности и воздухообмена.

регулируемая светодиодная панель с оптимальным для фотосинтеза набором светодиодов, включая ультрафиолет;

автоматическое измерение «дневной» и «ночной» температуры почвы и воздуха;

автоматическое измерение влажности почвы и воздуха;

автоматическое поддержание требуемой продолжительности «дня» и «ночи»;

полив по схеме управляемой помпы;

полезная площадь – 0,06 м 2 .

Общая схема (Приложение 1)

Электрическая схема (Приложение 2)

Читайте также:  Как правильно приготовить грибы рыжики

Создание замкнутой системы под названием “Агролабораторная мини-камера” началось в июле 2017 года. За основу камеры я взял коробку из-под бумаги формата A4. Изнутри я выложил коробку алюминиевой фольгой для минимизации потерь искусственной освещенности. В качестве источника искусственного света я выбрал 12-вольтные светодиодные ленты видимого и ультрафиолетового диапазонов. Внутри коробки я установил web-камеры С210 и С615, цифровой датчик температуры и влажности воздуха DHT11.

С внешней стороны камеры(коробки) установлен программируемый контроллер АРДУИНО, блок питания 220/12, неттоп ASUS, ШИМ-контроллер L298n, адаптеры влажности почвы, вентилятор.

Коммутация датчиков, исполнительных механизмов (модули реле и ШИМ-контроллер) и контроллера АРДУИНО я выполнил через монтажную площадку.

Программный код (Приложение 3)

На языке программирования С++ я написал код для контроллера АРДУИНО, который содержит экспериментально подобранные контрольные значения, управляет светодиодной панелью, помпой и вентилятором посредством реле

В эксперименте участвуют два растения (репчатый лук).

В два одинаковых горшка с одинаковой почвенной смесью высажены луковицы.

Первое растение находится в агролабораторной мини-камере, второе находится в естественных условиях (на подоконнике).

Датчики температуры почвы, влажности почвы (верхний уровень), перелива (нижний уровень) расположены в почве в мини-камере.

Автоматический полив помпой производится для растения в мини-камере.

Искусственное освещение и смена условного дня и ночи производится для растения в мини-камере.

Видеозапись производится синхронно для обоих растений.

Один раз в секунду снимаются показания со следующих датчиков:

— датчики цифровые: 1. температуры почвы; 2. температуры и влажности воздуха;

— датчики аналоговые: 1. влажности почвы (верхний уровень);2. датчик перелива (нижний уровень).

При показаниях датчика влажности почвы ниже контрольного значения (недостаточно увлажненная почва), через модуль (реле), включается водяная помпа (насос). Поскольку полив верхний, то есть вероятность перелива воды. Для этого установлен нижний датчик перелива. При показаниях датчика влажности почвы выше контрольного значения, водяная помпа отключается.

В контрольном образце полив ручной.

011. Актиноритмический режим

После срабатывания программного таймера в контроллере АРДУИНО, через модуль (реле) включается светодиодная панель, и наступает условный день, который длится 20 часов.

Днем происходит замер температуры почвы и воздуха. Данные сравниваются с контрольным значением. При расхождении значений включается климатическая система (воздухообмен).

После условного дня наступает условная ночь, которая длится 4 часа.

100. Данные с датчиков

Данные с контроллера АРДУИНО передаются на асинхронный последовательный порт COM3 компьютера и записываются в текстовый файл. Данные из текстового файла импортируются в табличный редактор, где их удобно хранить, анализировать, и строить на основе этих данных диаграммы и графики (Приложение 4).

101. Данные видео

Для объективного контроля роста лабораторного растения и контрольного образца, ведется синхронная видеозапись. Видеозапись проводится с привязкой ко времени для синхронизации с данными датчиков. Данные видеозаписи сохраняются на внешнем накопителе (Приложение 5).

Эксперимент был начат в сентябре 2017 и продолжается по нынешний день.

Поставлена следующая перспективная цель в исследовательской работе: изучить web-технологии; создать собственный сайт; разместить на сайте ход эксперимента online; создать первую в Башкирии «автоматизированную роботизированную online ферму».

Поставленный эксперимент, изученная литература и аналогичные климатические установки доказывают возможность выращивания культурных растений в искусственных условиях. Правильно заданные условия освещенности, актиноритмов, температуры и влажности позволяют выращивать культурные растения в любых климатических условиях с высокой продуктивностью.

Замкнутые климатические системы могут использоваться в следующих сферах:

сельское хозяйство: выращивание рассады, зеленых и цветочных культур;

научная деятельность: биологические исследования, селекционные эксперименты, био и генная инженерия;

образовательные учреждения: современный и актуальный «школьный огород», наглядная демонстрация биологических исследований, высокий уровень вовлеченности учащихся в процесс контроля роста растений;

предпринимательство: рестораны, магазины, эко питание в дошкольных и школьных учреждениях.

В ходе исследовательской работы мной была построена автоматизированная роботизированная замкнутая система, управлять которой можно с любого электронного устройства, имеющего доступ к Интернету.

На основе этой системы можно на практике изготавливать школьные лабораторные комплексы для проведения биологических исследований.

Современным школьникам, как и мне, интереснее использовать передовые информационные технологии в различных областях жизнедеятельности и образования. Поэтому я считаю перспективным направлением изучение в комплексе таких дисциплин, как биология, робототехника, АСУ, программирование, web-технологии.

Созданная мной мини-камера реально может быть использована в обычных школах, потому что она не потребляет столько электроэнергии и стоимость ее компонент позволяет изготовить ее в школьных условиях, в отличие от рассмотренных аналогов.

Бинас, А.В. Биологический эксперимент в школе: кн.для учителя.- М.: Просвещение, 1999.

Верзилин, Н.М. Путешествие с домашними растениями.- Л.: Государственное Издательство Детской Литературы Министерства Просвещения РСФСР, 1954.

Мошков, Б.С. Выращивание растений при искусственном освещении.- Изд-во Колос, 1966.

Савинский И.Н “Изучение программируемых контроллеров на основе АРДУИНО” часть 2, Учебное пособие.

Степанчук, Г.В. Энергосберегающие принципы для создания светового режима, повышающие продуктивность фотосинтеза растений защищенного грунта // Научный журнал КубГАУ.-2011.-67(03).

Правильное искусственное освещение комнатных растений и цветов [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://www.vsaduidoma.com/2012/01/16/pravilnoe-iskusstvennoe-osveshhenie-komnatnyx-rastenij-i-cvetov/

Проект «Фитотрон» климатическая камера для выращивания растений [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://www.phytotron.ru

Приложение 1 Приложение 2 Приложение 3

#define DHTPIN 7

#define DHTTYPE DHT22

// подключаем помпу к 11 цифровой ноге

#define POMP_PIN 11

// свет на цифровой 12 ноге

#define Ultraviolet 12

// подключаем верхний датчик к аналоговому А0, нижний к А1, датчик воды в насосе на А2

#define up_sensor A0

#define down_sensor A1

#define vodapope A2

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

OneWire ds(2); // датчик температуры почвы на 2 цифровой ноге

// пин помпы и света в режим вых, датчики в режим входа сенсоры в режим входа (получения данных

Изобретение относится к выращиванию растений в условиях, создаваемым в замкнутом объеме. Цель изобретения — увеличение продуктивности растений, повышение эффективности утилизации вредных веществ . В предлагаемом способе растения выращивают на инертном субстрате, подавая питательный раствор к корневой части растений. Транспирационная влага, содержащаяся в воздухе, забираемом из отсека с растениями, конденсируется в холодильносушильном агрегате и направляется в герметичные емкости, заполненные природной почвой. Микроорганизмы, содержащиеся в почве, утилизируют вредные токсические вещества, перешедшие из воздуха в конденсат и связанные молекулами воды. Прошедший через емкости с почвой очищенный конденсат используют для приготовления питательного раствора и увлажнения воздуха . 1 ил.

РЕСПУБЛИК (я)5 А 01 6 7/00, 31/02

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4484175/15 (22) 15.07.88 (46) 23.11.91. Бюл. М 43 (75) l0.Н. Юдин (53) 631.51.9:58,033 (088.8) (56) Малоземов В.В. и др.. Системы жизнеобеспечения экипажей летательных аппаратов. — М.: Машиностроение, 1986, с.206. (54) СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ

В ИСКУССТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ (57) Изобретение относится к выращиванию растений в условиях, создаваемым в замкнутом обьеме. Цель изобретения — увеличение продуктивности растений, повышение эффективности утилизации вредных веИзобретение относится к выращиванию. растений в замкнутом объеме, в частности в системах жизнеобеспечения экипажей летательных или подводных аппаратов.

Читайте также:  Песочный пирог с клубничным вареньем

Цель изобретения — увеличение продуктивности растений, повышение эффективности утилизации вредных веществ, выделяемых человеком и растениями, а также исключение контакта человека с патогенной микрофлорой, утилиэирующей вредные вещества.

Известно, что почва, в которой имеют место интенсивные процессы гниения и разложения органических веществ, являются идеальным субстратом для утилизации токсических веществ, но одновременно она является источником патогенных микроорганизмов. В предлагаемом способе растения выращиваю на инертном субстрате, а утилизацию вредных веществ производят в

„„5U ÄÄ 1692376 А1 ществ, В предлагаемом способе растения выращивают на инертном субстрате, подавая питательный раствор к корневой части растений. Транспирационная влага, содержащаяся в воздухе, забираемом из отсека с растениями, конденсируется в холодильносушильном агрегате и направляется в герметичные емкости, заполненные природной почвой. Микроорганизмы, содержащиеся в почве, утилизируют вредные токсические вещества, перешедшие из воздуха s конденсат и связанные молекулами воды. Прошедший через емкости с почвой очищенный конденсат использу|от для приготовления питательного раствора и увлажнения воздуха. 1 ил. изолированном объеме, содержащем природную почву. Для этого почву помещают в несколько колонок, ограниченных сверху и снизу материалом, легко пропускающим воду (например, стекловатой) и соединенных между собой в нижней части. В верхние части колонок поочередно <через сутки или более) подают конденсат транспирационной влаги. В колонках микроорганизмы утилизируют токсические вещества, а очищенная вода поступает в емкость с водой, из которой испаряется. Полив и питание растений осуществляют любым известным способом; аэропонным, гидропонным, растения выращивают на субстрате или без него, Предлагаемый способ реализуется в устройстве, схема которого приведена на чертеже. Устройство включает камеру 1, сосуды с растениями 2, через которые проходят

45 воэдуховоды 3. Под сосудами 3 расположен вентилятор 4, эа ним установлена центрифуга 5 с питательным раствором для полива растений. Помимо того имеется резервуар (не показан) для хранения питательно о раствора. С центрифугой 5 связан водозаборник 6, служащий для подачи раствора к растениям, который включается по программе полива растений. В центрифугу 7 поступает конденсат транспирационной влаги после прохождения через колонки с почвой. Нагреватель 8 служит для повышения интенсивности испарения. воды из центрифуги 7. Двигатель 9 приводит в действие вентиляторы и центрифуги. Водовод 10 служит для подачи раствора из центрифуги 5 в сосуды 2. Колонки 11 с почвой посредством конденсатовода 12 связаны с центрифугой

7. Верхние части колонок 11 посредством конденсатовода 13 и вентилей 14 связаны с конденсатором 15, выполненным в виде тора. Колонки 11 с почвой посредством ьоздуховодов 16 связаны с камерой 1. В конденсатоводе 12 имеется вентилятор 17, обеспечивающий движение конденсата и воздуха через колонки 11. На выходе конденсатора 15 имеются нагреватели 18, В конденсаторе 15 имек>тся охлаждающие элементы 19. В камере 1 имеются воздухоотбойники 20, направляющие возду Ha рВстения, находящиеся в сосудах 2, Воздуховод 21 связывае; конденсатор 15 с камерой 1. Жилой отсек или (и) утилизатор отходов 22 служат источниками СО;> и токсических газов. Вентилятор 23 служит дл подачи воздуха из жилого отсека 22 по воздуховоду 24 в конденсатор 5. В жилой отсек

22 очищенный воздух поступает по воздуховоду 25. Отбойники 26 служат для отвода конденсата в конденсатовод 13, а воэдуховод 27 служит для подачи испарившегася и"-, центрифуги 7 конденсата в камеру 1. Кроме того, в устройстве имеетсл система освещения, высоковольтный разрядник, автоматика, которые на чертеже не показаны.

Устройство работает следующим образом.

Поступак>щий через воздуховод 25 в жилой отсек 22 насыщенный кислородом

30 чистый воздух насыщается токсическими веществами и C0z, выделяемыми людьми и оборудованием, находящимися в жилом отсеке 22. Отработанный в жилом отсеке воздух по воздуховоду 24 поступает в конденсатор 15. Одновременно по воздуховоду 21 туда же поступает воздух из камеры с растениями 1, В конденсаторе 15 транспирационная влага конденсируется на охлаждающих элементах 19 и вместе с растворенными в ней токсическими веществами под воздействием центробежной силы, возникающей при движении воздуха по тору 15, попадает в конденсатовод 13, откуда через один из вентилей 14 направляется в колонку с почвой 11, При этом токсические вещества адсорбируются в почве колонки

11, где утилизируются микроорганизмами с выделением простых соединений (COz. МНз, Hz0 и другие), поступающих с-конденсатом в центрифугу 7. В ней летучие вещества испаряются, а нелетучие (соли) скапливаются, образуя соленый раствор. Для испарения воды служит нагреватель 8. Летучие вещества по воздуховоду 27 поступают в камеру 1.

Часть воздуха по воздуховоду 25 поступает в жилой отсек 22, а основной поток воздуха проходит через воздуховоды 3 сквозь субстрат, на котором ;:астут растения.-Растения утилизируют C0z и выделяют Îz.

Способ выращивания растений в искусственных условиях, включающий подачу питательного раствора к корневой части растений, забор воздуха иэ отсека с растекиями и конденсацию содержащейся в воздухе транспирационной влаги с ее последующей очисткой, отличающийся тем, что, с целью увеличения продуктивности растений, повышения эффективности утилизации вредных веществ и исключения контакта человека с патогенной микрофлорой, конденсаттранспирационной влаги Ilo" очередно пропускают через герметичные емкости, содержащие природную почву с микроорганизмами, затем конденсат нагревают и насыщенный влагой воздух подают в отсек с растениями.

Составитель О. Зорич

Редактор А. Гратилло Техред М.Моргентал Корректор И. Муска

Заказ 4018 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Комнатные растения радуют глаз и преображают квартиру в лучшую сторону, но при этом требуют тщательного ухода. Неправильно считать, что их достаточно поливать и поставить на подоконник на солнце. Для того чтобы цветы росли, им требуется и специальная подкормка, и особый световой режим. Давайте разберёмся, какое освещение требуется для растений и как его добиться с учётом особенностей вида.

Зачем нужно дополнительное освещение

Зачем растениям нужен свет, знает каждый из школьного курса ботаники. С помощью света происходит процесс фотосинтеза, в результате которого образуются вещества, необходимые для питания и роста. Фотосинтез происходит под воздействием солнца, разве недостаточно просто поставить горшок с цветком на подоконник? К сожалению, нет, потому что растения бывают разные и климатические условия, в которых они содержатся, могут им не подходить. Поэтому искусственное освещение для комнатных растений необходимо.

В зависимости от необходимости освещения комнатные растения делятся на:

  1. Тенелюбивые — 700-1000 люкс. Это пуансеттия, плющ, калатея, маранта.
  2. Теневыносливые — 1000-2500 люкс. К ним относятся антуриум, монстера, фикус, спатифиллум, фаленопсис, диффенбахия, драцена, фуксия.
  3. Светолюбивые — от 2500 люкс. Это пелларгония, разные виды роз, гибискус, кактусы.

Несмотря на то что нижняя граница для тенелюбивых растений 700 люкс, это не значит, что они будут при таком уровне освещённости хорошо себя чувствовать и цвести. Этого уровня хватает только на поддержание жизни. То же самое касается кактусов и цитрусов. Хоть для светолюбивых и установлена планка в 2500 люкс, для завязи плодов в цветения им необходимо не менее 8000.

Саженцам необходимо круглосуточное освещение для быстрого роста. Планомерно количество света уменьшают до 15 часов в день. В среднем взрослому цветку нужен световой день длительностью 12-13 часов. Круглосуточная освещённость взрослым растениям вредна.

Читайте также:  Как ускорить перегнивание навоза

Если сравнить экземпляры, например, два одуванчика, выросших в разных условиях — в тени и на солнце, то у первого будут длинные листья, тянущиеся вверх. Второй, выросший на солнце, будет более приземистый, с широкими, густыми листьями. Это говорит о том, что световой уровень оказывает влияние даже на внешний вид цветка.

Характеристики света

Ошибочно предполагать, что цветам нужен только яркий солнечный свет. В листве кроме хлорофилла содержатся каротиноиды, которые тоже участвуют в процессе фотосинтеза. Они поглощают лучи синего и фиолетового спектра, которые преобладают в пасмурные дни.

Синий и фиолетовый цвета нужны в первую очередь взрослым растениям. А вот молодым побегам нужен больше красный и оранжевый, он же требуется для выращивания молодых побегов семян. Красный свет помогает развитию корней и созреванию плодов. Таким образом, становится понятно, что для полноценной жизнедеятельности комнатных растений им требуется дополнительное освещение, которое будет обеспечивать все цвета спектра.

Важным параметром являются уже упомянутые выше люксы (Лк), которые характеризуют уровень освещённости. Световой поток лампы измеряется в люменах (Лм), чем выше этот показатель, тем ярче лампочка. Эти показатели соотносятся следующим образом: источник света с потоком в 1 Лм, освещающий поверхность площадью 1 кв.м, создаёт освещённость 1 Лк.

Виды ламп

В зависимости от вышеуказанных показателей нужно выбирать подходящую лампу. Выращивание растений при искусственном освещении осуществляется с помощью люминесцентных, светодиодных и ламп накаливания. Сравним преимущества и недостатки каждого типа.

Лампы накаливания

Всем известные лампочки кажутся самым простым и оптимальным способом подачи дополнительного света. Однако включать их в одиночку строго запрещено. В спектре обычных лампочек нет синего и фиолетового цветов. Они создают дополнительный нагрев и пересушивают побеги. Располагать их на высоте ниже 1 м нельзя — это приведёт к ожогу листьев. Подвешивание выше 1 м тоже нецелесообразно, так необходимый уровень освещения не будет достигнут.

Существуют следующие разновидности ламп накаливания:

  • галогеновые — внутри смесь ксенона и криптона, обеспечивает более яркий свет;
  • неодимовые — внутри содержится неодим, который поглощает жёлто-зелёную часть спектра.

Подобные усовершенствования не делают лампу накаливания более эффективной для дополнительного освещения растений. К тому же, их светоотдача слишком мала — 17-25 Лм/Вт.

Люминесцентные лампы

Один из самых распространённых типов светильников среди цветоводов. Он даёт необходимые цвета спектра — синий и красный. Несомненное преимущество — долговечность в использовании и дешевизна. Существует несколько видов люминесцентных ламп:

  • общего назначения;
  • специального назначения;
  • компактные.

Лампы общего назначения используются как для света в помещениях, так и для подсветки декоративных цветов, их можно применять для подачи дополнительного света для аквариумных растений. Высокая светоотдача в 50-70 Лм/Вт, низкая нагреваемость и долговечность служит хорошей характеристикой для таких светильников.

Специальные лампочки отличаются от предыдущих тем, что на поверхность колбы нанесён особый вид люминофора, который делает свет максимально приближенным к нужному спектральному значению. Таким образом, для подсветки декоративных растений целесообразно применять именно лампы спецназначения.

Компактные лампочки подходят для подсветки отдельно взятого растения, использовать их в оранжереях нельзя. Они удобны в установке, при монтаже их достаточно просто вкрутить в плафон. Из недостатков — низкая мощность в 20 Вт, а значит, её можно использовать только для одного экземпляра, повесив на высоте около 30-40 см.

Существуют небольшие фитолампочки с усиленной мощностью, которые можно эксплуатировать вместе с рефлектором для освещения небольшой оранжереи. Их мощность — 36-55 Вт, спектр содержит красный и синий цвета. Среди недостатков — высокая цена.

Газоразрядные лампы

Отличное решение для освещения теплиц или оранжерей. Газоразрядные фитолампы высокого давления подключаются к электросети через специальный балласт. Они небольшие по размерам, но при этом дают много освещённости. Бывают трёх видов:

Ртутные лампы практически вышли из употребления среди цветоводов. Из-за специального покрытия внутри колбы они обладают неприятным синим свечением и низкой светоотдачей.

Натриевая лампа со встроенным отражателем обладает удивительной способностью освещать целую оранжерею или зимний сад. Светоотдача очень высока, а длительность непрерывной работа составляет 12-20 тыс. часов. Недостатком является преобладание красных спектральных цветов, поэтому для полноценного освещения лучше применять ещё один, компенсирующий недостачу синего цвета, светильник.

Самым оптимальным среди газоразрядных светильников считается металлогалоидный. У него подходящий для цветов спектр, высокая светоотдача и мощность. Единственный недостаток — дороговизна. К тому же для установки требуется специальный патрон.

Светодиодные лампы

Стоит сказать, что слово «лампочка» не совсем подходит к ЛЕД-светильникам. В первую очередь это твердотельный полупроводниковый прибор, абсолютно безопасный в эксплуатации, ведь в составе нет опасных газов или ртути.

Свет образуется при помощи электрического тока, который проходит сквозь установленный внутри кристалл. Вся энергия тратится на получение света, а значит, сам прибор не нагревается, что очень важно для цветов.

Светодиодное освещение комнатных растений считается оптимальным по своим характеристикам. Во-первых, длительность работы прибора может достигать нескольких лет при непрерывном включении. Во-вторых, в спектре отсутствует инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, а значит, светильник безопасен для людей и других живых существ.

Цвет зависит от помещённого внутрь прибора кристалла. Бывают такие светильники, внутри которых содержится несколько кристаллов, они одновременно обеспечивают получение нескольких спектральных цветов. Регулировать яркость отдельного светодиода можно, изменяя силу тока. Светодиодные приборы легко установить своими руками, для этого не требуется специальных знаний и умений электрика.

Единственным недостатком светодиодного освещения считается дороговизна ламп. Но этот недостаток полностью нивелируется преимуществами LED-светильников.

Каждый цветовод решает сам, какой вид дополнительной подсветки ему стоит выбрать. Знание преимуществ и недостатков каждого типа ламп поможет сделать правильный выбор. Исходя из имеющейся на данный момент информации, наиболее оптимальными среди растениеводов считаются светодиодные приборы.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector