Типове Светлини за Вътрешна Градина (Натриеви Лампи или

По време на фотосинтезата хлорофилът абсорбира енергията на светлинното лъчение и я използва за синтеза на въглехидрати от въглероден диоксид и вода.

Хлорофилът е зелен пигмент, съдържащ се в зелените растения, цианобактериите и някои водорасли. Хлорофилът принадлежи към фотосинтетичните пигменти заедно с фикобилините и каротеноидите, които обаче имат различен цвят и абсорбират енергия от различна част на видимия светлинен спектър. Хлорофилът е зелен, защото абсорбира синята и червената част на светлинния спектър и отразява останалите. Поради това ни изглежда зелен и така определя основния цвят на всички фотосинтезиращи растения.

Фигура 2: Абсорбционен спектър на хлорофил a и b

Във фотосинтезата участват няколко вида хлорофили, при растенията най-известни са А и В. Други пигменти, участващи във фотосинтезата, са каротеноидите (те играят важна роля и при движението на растението към светлината). Хлорофилите поглъщат вълнови дължини на червената (660 nm) и синята (440 nm) светлина. Зелената до жълтата остава неизползвана поради зеления цвят на хлорофила, тъй като той я отразява.

Максималната ефективност на фотосинтезата е в областта на червеното и синьото лъчение. Този акционен спектър някои производители на светлинни източници използваха за разработване и производство на специални линейни или компактни луминесцентни и газоразрядни лампи, предназначени за осветление на растения. В спектъра на тези лампи зелено-жълтата област е силно потисната, така че емитираната светлина е пурпурна и с висока ефективност допринася за фотосинтезата.

Функции на синята светлина

Освен за фотосинтезата, растението използва синята светлина за фототропизъм – растението разпределя подходящо растежните хормони и така приспособява формата си към интензитета и посоката именно на това лъчение, за да го използва ефективно. Освен това според синьото лъчение се осъществява отварянето на устицата.

Ефект на червената светлина

Този диапазон растението използва както за фотосинтеза, така и за удължаващ растеж на стъблото (протягане към слънцето). Тук растението използва съотношението на интензивността на лъчението с дължини на вълните 660 (red)/735(far red) nm. От абсорбционната крива на хлорофила (Фигура 1) е видимо, че растението умно използва острата граница на тази крива. Ако растението се намира в сянката на друго растение, поради абсорбцията на red лъчението от хлорофила на засенчващото растение, върху растението пада минимум червено лъчение (red), но достатъчно инфрачервено лъчение (far red) и растението започва да се удължава. Дори когато растението има достатъчно изкуствено осветление и преобладава far red, растението "се изтегля" нагоре в убеждението, че е засенчено. При обратното съотношение растението отново расте на височина бавно. Затова е добре да има балансирано съотношение на тези компоненти на лъчението (подобно на слънчевото лъчение).

Изкуственото осветление за растения се използва в случаи, когато има или недостиг на естествена дневна светлина, или е необходимо допълнително осветление. Например през зимните месеци, когато дневната светлина е недостатъчна за желания растеж на растенията. Използва се следователно за удължаване на деня, за да получават растенията необходимата светлина. Недостигът на светлина причинява при растенията забавяне на растежа им и нарушения в развитието, които се проявяват например с прекомерно удължаване, тънкост на стъблата, неравномерно оцветяване и др.

Изкуственото осветление със светилници за подпомагане на растежа на растенията доказано причинява правилния им растеж и развитие, спомага за удължаване на периода на цъфтеж и увеличава добива на културите. Изкуственото осветление се опитва да осигури светлинен спектър, подобен на спектъра на слънчевото лъчение, или да достави спектър, който е пригоден за нуждите на отглежданите растения. Естествените външни условия се имитират чрез различни цветове, температури и спектрални изходи от изкуственото осветление, както и чрез промени в интензивността на осветеността на лампите. В зависимост от вида на отглежданото растение, от фазата на отглеждане (напр. фаза на покълване/вегетативна или фаза на цъфтеж/плодоносност) и продължителността на дневния и нощния период (светлина и тъмнина), изисквани от растенията, специфични диапазони на спектъра, светлинна ефективност и цветова температура са подходящи за използване с конкретни растения и времеви периоди.

Източници за осветление на растения в интериори

За отглеждане на растения на закрито е необходимо да се използва изкуствено осветление, което е комплектна система, която преобразува електрическата енергия в светлина.

Най-разпространеният тип осветление е използването на високонапорни разрядни лампи, които за работата си се нуждаят от дросел (баласт), а освен това фасунга и рефлектор.

Същото е необходимо и при отглеждане под компактни флуоресцентни лампи, които са известни под общото наименование луминесцентни лампи или специализираното CFL лампи. Някои CFL лампи вече имат вграден баласт в корпуса си, така че ще е необходим само рефлектор с фасунга.

Последният вариант са LED осветителни модули, които са комплетни и достатъчно е само да се включат в контакта.

При избора на изкуствено осветление могат да се наблюдават редица показатели. Светлинните източници трябва да отговарят на нуждите на растенията както от гледна точка на интензивността на осветлението, така и от гледна точка на спектралния състав на излъчваното лъчение. Светлината е преди всичко източник на енергия за фотосинтезата, която осигурява растежа на растенията. Този, но и всички други фотобиологични процеси на растенията зависят от вълновите дължини на абсорбираното лъчение.

От гледна точка на спектъра отглеждачът ще се интересува дали осветлението е предназначено за зелени растения или за цъфтящи растения. В съответствие с това се избира осветление или за растеж, за цъфтеж или за двете.

Жизнените прояви на растенията не се определят само от фотосинтезата, но и от други активности. Тези активности са значително по-малко енергийно взискателни. Става дума преди всичко за фотоморфогенезата, която влияе върху формирането на формата и подредбата на функционалните органи на растенията и се подпомага главно от синята област на спектъра. При някои, особено тропически или планински растения, тази активност достига до областта на ултравиолетовото лъчение. При недостиг на синя светлина растенията са разточени, интернодиите на стъблата са далеч едно от друго, листата са по-малки и имат по-светъл цвят. Друга активност е фототропизмът, който влияе върху посоката на растеж на надземните и подземните части на растенията (надземните части се обръщат към светлината, подземните обратно). При всички цъфтящи растения голямо значение има фотопериодизмът, който се влияе особено от дълговълновата част на спектъра (червена и тъмночервена). Той влияе върху индукционните процеси, т.е. формирането на пъпки и развитието на цветове. При някои цветя индукцията на пъпки зависи от продължителността на деня. Дълговремните растения цъфтят при дълги дни, краткодневните растения напротив при кратки дни.

Осветление за интериорно отглеждане

Фигура 3: LED светлините създават изкуствена среда за отглеждане на растения и зеленчуци и благодарение на високата ефективност почти не се нагряват за разлика от топлата крушка или халогенната крушка

Енергоспестяващи лампи или натриеви лампи?

Енергоспестяващите лампи осигуряват нисък разход на енергия. Свързването на лампите е лесно. Светлинният спектър на енергоспестяващите лампи за растеж и цъфтеж е подобен на този на газоразрядните лампи. Енергоспестяващите лампи са подходящи за помещения, където има проблем с излишната топлина и могат да се окачат ниско над растенията на височина около 30 см.

Газоразрядните лампи не са предназначени за директно включване в електрическата мрежа. За изграждане на осветление е необходим специален баласт, който съответства на мощността, фасунга и подходящ кабел. Газоразрядните лампи са за растеж, цъфтеж или с комбиниран светлинен спектър. Лампи за растеж – синя и бяла светлина. Лампи за цъфтеж – червено-жълта светлина. Комбинирани лампи – червена, жълта и дял от синия спектър.

Линейни луминесцентни лампи – за растеж и укореняване

Изображение 4: Линейни луминесцентни лампи

Линейната луминесцентна лампа е дълга стъклена тръба, херметично затворена на краищата с цокъл, през който в тръбата са въведени електроди. Вътре има смес от живачни пари и аргон. Луминесцентните лампи имат студена синьо-бяла или червена светлина. Синьо-бялата е много подходяща особено за фазата на растеж на растенията. При укореняване на растения отглеждачите постигат добри резултати с луминесцентни лампи, произвеждащи червена светлина. Луминесцентните лампи могат да се използват за предварително отглеждане на разсад или за отглеждане на билки (например босилек, магданоз или магданоз). Тъй като линейните луминесцентни лампи разполагат с по-ниска мощност, те са подходящи особено за растения с по-нисък растеж. За по-високите може да не са достатъчни.

Свойства:

- висока ефективност на преобразуване на електрическата енергия в светлинна, достигаща при високочестотно захранване до 104 lm/W, при едновременно висок общ индекс на цветопредаване R_a, достигащ стойност до 80,

- подходящи геометрични параметри, позволяващи конструиране на материално икономични осветителни тела с проста оптика с възможност за съставянето им в естетични непрекъснати светещи ленти или големи площи,

- много широка гама от мощности от 4 до приблизително 200 W,

- много широка гама от цветове на излъчваната светлина, характеризирана със заместваща цветова температура 2 700 до 17 000 K,

- при специални типове може да се получи R_a до 98 при много добра специфична мощност,

- високопродуктивни производствени линии, чийто капацитет достига до 4 000 бр./ч, при висока продуктивност на производствения процес; от това следва трайно ниска цена на основната гама луминесцентни лампи,

- дълъг експлоатационен живот, достигащ при някои специални типове над 20 хиляди часа при добра стабилност на светлинния поток по време на светене

Компактни луминесцентни лампи (енергоспестяващи лампи) – за малки и средни растения

Изображение 5: Компактна луминесцентна лампа

Компактните луминесцентни лампи имат от 60 до 80% по-висока енергийна ефективност в сравнение със стандартните класически крушки. Средната продължителност на живота на компактните луминесцентни лампи е повече от десет пъти по-дълга от тази на класическите крушки – компактна луминесцентна лампа около 6 000 до 20 000 часа, класическа крушка около 1 000 часа. Качествените компактни луминесцентни лампи, предназначени за потребителите, имат индекс на цветопредаване Ra > 80.

Компактните луминесцентни лампи традиционно се произвеждат с растежен, цъфтежен и двоен спектър. Тези лампи са т.нар. енергоспестяващи лампи с мощност от 85W до 250W. Функционирането на компактните луминесцентни лампи е практически идентично с функционирането на линейните луминесцентни лампи, с тази разлика, че мощността на компактните луминесцентни лампи е по-висока от мощността на линейните луминесцентни лампи. Компактните луминесцентни лампи с растежен спектър могат да се използват за предварително отглеждане на разсад, отглеждане на нецъфтящи растения или за фазата на растеж при цъфтящи растения. Компактните луминесцентни лампи с цъфтежен спектър могат да се използват за цъфтежната фаза на цъфтящите растения. Компактните луминесцентни лампи с двоен спектър могат да се използват за всички видове растения във всяка фаза на развитие. Тъй като енергоспестяващите лампи отделят по-малко топлина, те могат да се инсталират в непосредствена близост до върховете на растенията. Затова намират приложение и в малки или по-трудно проветрими пространства.

Характеристики:

- по-малки размери от линейните луминесцентни лампи

- по-голяма мощност в даденото пространство, но по-малка специфична мощност в сравнение с линейните луминесцентни лампи
- мощността варира от 5 до 55W

- луминесцентните лампи имат до 80% по-ниска консумация при същото количество светлина

- от шест до петнадесет пъти по-дълъг живот на луминесцентните лампи, което представлява среден живот от 6000 часа до цели 15000 часа

- произвеждат се в много типове и форми

- отлично цветопредаване на луминесцентните лампи Ra80

Флуоресцентни луминесцентни лампи

Фигура 6 Флуоресцентни луминесцентни лампи

Основата на светлината на флуоресцентната крушка е невидимата за човешкото око ултравиолетова светлина, която възниква при протичане на електрически ток през инертен газ. Тази ултравиолетова светлина реагира със специална смес от луминофори, която покрива вътрешната стена на луминесцентната тръба. По този начин невидимата светлина се превръща в използваема бяла светлина. Флуоресцентните крушки се нуждаят от специален източник на енергия, т.нар. баласт, който регулира работния ток на крушката и осигурява подходящо напрежение за запалване на разряда. Електронните баласти имат същата функция като остарелите магнитни баласти, но за разлика от тях работят с много висока честота. Благодарение на това се елиминира досадното премигване и шум и същевременно се увеличава мощността. Електронните баласти също могат по-лесно да се проектират така, че да позволяват по-стабилна и ефективна работа на крушката, промяна на интензивността на светлината и свързване на отделните осветителни елементи в мрежа, за да може осветлението да се регулира по модерен начин.

Флуоресцентните луминесцентни лампи са отлично решение за целево осветление в кабинети, домашни офиси и други помещения, където е необходима наистина ярка светлина. Издържат до 20 пъти по-дълго от класическите крушки и имат до 80% по-ниска консумация.

Могат да се използват луминесцентни лампи с различни размери - от тридесетсантиметрови до два метра и половина дълги, поставени в стандартни флуоресцентни осветителни тела. С такова осветление можете да отглеждате растения в мазе, килера или таванското помещение почти със същото темпо като навън през лятото. Те са перфектни за фазата на растеж. Произвеждат се с мощности от 18W, 36W и 54W. Поради ниската си мощност те са по-подходящи за вкореняване на резници или за доосветяване на долните части на растенията във фазата на растеж и цъфтеж. За тяхното включване са необходими стартер и дросел, но с много по-малки мощности от "енергоспестяващите".

Технически характеристики

- нискобарометрични живачни луминесцентни лампи

- ниската температура на светлинния източник позволява поставяне на лампите непосредствено над растенията без риск от изгаряне.

- висока начална светлинна мощност

- могат да се използват с обикновени и високочестотни баласти

- напълно рециклируеми лампи, всички компоненти могат да се използват при производството на нова лампа

- на цокъла има зелена точка, която показва, че лампата е рециклируема

LED осветителни тела - за растеж на растенията

Снимка 7: LED лампа

LED осветителните тела за подпомагане растежа на растенията са подходящи за използване предимно в ботанически градини, за селекция на растения в градински оранжерии, в интериори за осветление на растения и др.

Отглеждащите осветителни тела с LED диоди се характеризират с едно основно свойство. Полупроводниковите компоненти могат да излъчват теснолентова монохроматична светлина. При комбинация от диоди с различен цвят и регулиране на мощността позволяват създаването на произволен светлинен спектър и динамичната му промяна. Качеството на светлината може да се адаптира към нуждите на конкретния вид или развойна фаза (вегетативна фаза, генеративна фаза-индукция на цъфтеж). Най-добрите съвременни автоматични и съответно скъпи системи, предназначени за оранжерии, глезят културите например чрез имитиране на цветовото подаване на лъчите, които преобладават при изгрев и залез на слънцето. Лесна инсталация и управление на устройството, включване директно в контакт 220-240V. (Не е необходимо допълнително електрозахранване.) Светлината може да се постави директно над растенията, не излъчва никаква топлина нито вибрации. Предполагаема продължителност на осветление 10 - 18 часа дневно

Свойства:

- изключителна дълготрайност - 100 000 часа (повече от 10 години непрекъсната работа),

- ниска консумация,

- устойчивост на удари, сътресения, вибрации,

- малко отделяне на топлина,

- контролирана характеристика на излъчване,

- без инфрачервено или ултравиолетово лъчение,

- висока дълготрайност и почти нулева повредност,

- незначителна цена на консумацията на ел. енергия на година,

- минимална, съответно нулева поддръжка,

- възможност за често изключване и включване,

- висока устойчивост на повреди и на студ,

- цветово разнообразие – бяла, червена, синя, жълта, зелена,

- благодарение на високата ефективност почти не се нагрява.

Натриеви лампи

Изображение 8: Натриева лампа

Натриевите лампи са светлинни източници, в които светлината се излъчва главно от натриеви пари с работно парциално налягане в диапазона от 3 до 60 kPa. Лампите се класифицират според мощността (70W, 100W, 150W, 400W, 600W и др.), спектъра - за растеж, цъфтеж или комбиниран спектър и броя лумени. Лампите в сравнение с класическите крушки се характеризират с много икономична работа и за своя размер излъчват изключително голямо количество радиация. Натриевите лампи се отличават с двоен коефициент на преобразуване на електрическа енергия в енергия на фотосинтетично активно лъчение, в сравнение със живачните лампи. Тубуларните натриеви лампи съчетават висока ефективност на излъчване (до 150lm/W) от спектрално разпределение на енергията, което се явява най-благоприятно за различни видове закрити култури. Повишаването на налягането на натриевите пари в огнището на лъчението позволява разширяване на спектъра в червения и синия цвят и т.нар. стабилна основа в голям диапазон на дължината на вълната. Лампите не са предназначени за директно включване в мрежата - за тяхната работа се нуждаете от специален баласт. Лампите за растеж излъчват синя и бяла светлина, лампите за цъфтеж червено-жълта светлина, а комбинираните излъчват червена, жълта светлина и имат и определен дял от синия спектър.

Натриевите лампи са подходящи за осветление на оранжерии. Те са идеални за допълнително осветление в градинарството, защото стимулират асимилацията и растежа на растенията. Това е важно преди всичко при отглеждане на цветя за рязане, зеленчуци, стайни растения и разсад. За градинарството от това произтичат следните предимства: по-кратки времена за отглеждане, по-здрави растения, влияние върху времето на цъфтеж.

Характеристики

- производство на много интензивна светлина

- голяма специфична мощност lm/W

- висока дълготрайност

- стабилна производителност

- производство на голямо количество топлина, което води до необходимост от допълнително оборудване за охлаждане

- поради загряването на източника е необходимо да се контролира разстоянието на светлината от върховете на растенията

- по-висока консумация на електрическа енергия