Натрієві лампи високого тиску для освітлення рослин

Будь-які культиваційні споруди, будь то теплиці, або парники накривають матеріалом, проникним сонячні промені, щоб рослини могли здійснювати процес фотосинтезу. Одні покриття справляються з цим завданням краще, інші гірше. При розведенні культур в літній період, а також в кінці весни і початку осені освітлення рослинам цілком вистачає. А ось якщо з'явилася необхідність почати експлуатувати споруду раніше, наприклад, з початку березня, то без додаткового штучного освітлення і натрієвих ламп високого тиску обійтися навряд чи вдасться. Будь-які сільськогосподарські культури для повноцінного розвитку потребують дванадцятигодинний світловому дні.

Російський ботанік, академік Імператорської Академії наук Санкт-Петербурга А.С. Фамінцин був першим вченим, який довів, що процес фотосинтезу може здійснюватися не тільки під впливом денного світла, а й при штучному освітленні. У його наукової лабораторії для вивчення процесів використовували водорості і гасові лампи. Саме його дослідження поклали початок застосуванню штучних джерел світла для сільськогосподарських цілей, численні різновиди яких ми використовуємо сьогодні.

Саме його дослідження поклали початок застосуванню штучних джерел світла для сільськогосподарських цілей, численні різновиди яких ми використовуємо сьогодні

Натрієві лампи дають тепле оранжево-жовте освітлення

У природному середовищі, тобто під відкритим небом, стебла, а в більшій мірі листя, поглинають з повітря вологу, вуглекислий газ, а тому в атмосферу віддають кисень. Сонячне світло використовується рослинами для фотосинтезу. Частина світла поглинається землею, за рахунок чого вона прогрівається. Світло є головним джерелом енергії для рослин. Для фотосинтезу більшість культур використовують електромагнітні випромінювання в діапазоні чотириста-сімсот нанометрів. Для рослин непридатні УФ-випромінювання (нижче 380 нм) і ІК-випромінювання (вище 780 нм).

Червоні, жовті та оранжеві частини спектра впливають на цвітіння, плодоношення, корнеобразование і розвиток рослини в довжину. Холодний синій спектр стимулює розвиток кущуватості стебел і листя, а також зростання в ширину. Для вирощування рослин необхідно збалансоване висвітлення. Виходить, що, вибираючи джерела штучного світла, потрібно звертати увагу на спектральні характеристики приладу.

Виходить, що, вибираючи джерела штучного світла, потрібно звертати увагу на спектральні характеристики приладу

Збалансоване висвітлення на основі LED-ламп і НЛВД

Колірна температура у різних джерел світла різна, наприклад:

  • полум'я свічки має температуру 1900 К,
  • Cолнце - 5000-5500 К,
  • небо в ясний день 10000-20000 К.

Сонячне світло, необхідний рослинам, не постійний, його температура варіюється і залежить від часу дня, тому для його імітації найчастіше використовуються комбіновані освітлювальні прилади. Сонце, яке перебуває:

  • біля горизонту під час заходу має температуру 3400 К,
  • ранковий і обідній сонце - 4300-4500 К,
  • в зеніті - 5000 К.
  • в сутінках освітлення холодну - 7500-8500 К.

Яскраве світло необхідний світлолюбних рослин, які в природному середовищі ростуть або вирощуються на добре освітленій місцевості. Їм потрібно освітленість не менше 15000-20000 люкс. Рослини, які задовільно відчувають себе в півтіні, вимагають від 10000 до 15000 люкс. Освітлення нижче 5000 люкс недостатньо навіть для тіньовитривалих і тіньолюбних культур. Щоб визначити освітленість, потрібно використовувати спеціальний прилад - люксметр. Також існують зручні комбіновані апарати, які одночасно можуть вимірювати вологість і кислотність грунту плюс освітленість.

Також існують зручні комбіновані апарати, які одночасно можуть вимірювати вологість і кислотність грунту плюс освітленість

Прилад 3-в-1 для вимірювання кислотності, вологості і освітленості

Виробники освітлювальних приладів вказують на упаковці наступні характеристики:

  • Світлова віддача, яка характеризується відношенням кількості світлового потоку до одержуваної лампою потужності і вимірюється в лм / Вт. Іншими словами світлова віддача - це подібність ефективності або ККД, значення яких залежать від потужності приладу. Лампи розжарювання мають 13,8-15 лм / Вт, світлодіоди від 10 до 300 лм / Вт, лампи натрієві високого тиску (НЛВД) 90-150 лм / Вт.
  • Колірна температура (од. Виміру - Кельвіна (К)). Вона показує, в якій частині спектра дає випромінювання лампа. Теплий жовтий світло лампи натрієвої ВД - 2000 К, лампа розжарювання має температуру 2200-2800 К, люмінесцентна білого світла - 3500 К, а холодного - 4000 К.
  • Індекс передачі кольору дає можливість оцінити, наскільки відтінок кольору лампи близький до природного світла Сонця.

кольорова температура

Рослинам потрібна певна освітленість (вимірюється в люменах і люксах) - це та кількість світла, яке потрапляє на поверхню. У фізиці освітленість - зорове поняття. Для того, щоб охарактеризувати потреби рослини в світлі, використовуються інші величини:

  • опромінення - по іншому енергетична освітленість або фотометрія, яка вимірюється в Вт / м2
  • або фотосинтетичний активна радіація, яка вимірюється в микромоль · фотонах / сек · м2. Іноземні виробники пишуть назву терміна англійською мовою: Photosynteticaly Active Radiation (PAR).

Опромінення, іншими словами, є потужністю випромінювання, що досягає поверхні. ФАР - частина сонячної радіації, що знаходиться в діапазоні 400-700 нанометрів і використовувана зеленими рослинами для фотосинтезу.

- Лампи розжарювання мають невелику світлову віддачу, сильно гріються і витрачають багато електричної енергії. Для досвітки рослин вони малопридатні, єдине, що у них є позитивне - низька вартість.

- Лампи газорозрядні високої інтенсивності. Усередині таких виробів знаходяться колби з галогеном у вигляді газу. До групи входять три види ламп:

  • натрієві (типу ДНАТ (англійською HPS)
  • металогалогенні (типу МН-МГ)
  • ртутні (ДРЛ).

Ртутні найбільш дешеві, але мають найгірший спектр випромінювання, світять вони слабо. Для порівняння ртутна лампа (175 Вт) дає 8000 люменів (лм), а натрієва (150 Вт) - близько 15000, тобто більше в два рази. Виходить, що натрієві лампи вдвічі ефективніше, ніж ртутні. При використанні світильників з рефлекторами світловий потік натрієвої лампи можна збільшити ще на 30%.

Лампи металогалогенні, крім ртутної пари, містять йодиди металів. Вони мають збалансований спектр червоною і синьою області. Світло таких ламп більш хороший для вегетативного розвитку рослин, ніж світло натрієвих, але менш ефективний (на 10-15%).

Натрієві лампи містять всередині колби ртутні і натрієві. Їхнє світло теплий: жовто-оранжевий. Він відповідає полуденного сонячного світла. Світло натрієвих ламп більше підходить для підсвічування рослин в період цвітіння.

Світло натрієвих ламп більше підходить для підсвічування рослин в період цвітіння

Конструкція лампи натрієвої ВД

Існують ще люмінесцентні лампи, по суті це ті ж газорозрядні, але низького тиску. Їх використання в побуті більш безпечно. Светоотдача приладу залежить від довжини виробу. Більш ефективним вважається використання однієї довгої лампи замість кількох коротких.

Найбільш доступними штучними джерелами світла вважаються лампи натрієві ВД (високого тиску). Їх найчастіше застосовують в тепличних господарствах. Спектр їх випромінювання посилений в блакитному і червоному діапазоні, ряд виробників випускає досить збалансовані вироби.

НЛВД мають найбільший коефіцієнт корисної дії ФАР (фотосинтетичної радіації), який досягає 25-35%. Вони також характеризуються довшим терміном служби. Ці лампи доцільно застосовувати на більш пізніх етапах розвитку рослин (репродуктивних). Якщо застосовувати фітолампи цього типу для освітлення розсади, вона може витягнутися, рослини будуть розлогі з довгими міжвузлями. У томатів, наприклад, кисті з плодами закладаються через кожні два-три міжвузля, тому використання НЛВД для освітлення розсади дасть небажаний результат: в подальшому на рослині висотою в 150-180 см замість п'яти-шести кистей буде дві-три. Урожайність знизиться.

Для НЛВД потрібні спеціальні світильники з відбивачами

А ось досвечивать дорослі рослини в період визрівання плодів, або цвітіння натрієвими лампами ефективно. Їхнє світло сприяє прискоренню цвітіння і зав'язування плодів. Використання світильників з НЛВД дозволяє збирати більш високі врожаї овочів, фруктів і трав, декоративні рослини під таким освітленням цвітуть рясніше.

У порівнянні з лампами розжарювання, що мають схожу колірну температуру, НЛВД мають більш тривалий термін служби, їх світловіддача більше в шість разів на кожен Вт електроенергії. В якості додаткового освітлення НЛВД використовують в теплицях середньої смуги і в більш південних регіонах. У таких зонах недостатній діапазон синього світла рослини отримують природним способом. У більш північних областях недостатність освітленості більш тривала, тому НЛВД необхідно комбінувати з іншими світловими джерелами, щоб забезпечити рослини всім необхідним.

Світло НЛВД приваблює комах, як запилювачів, так і шкідників. При їх використанні необхідно контролювати температурний режим в культиваційних спорудженні, так як НЛВД випромінюють багато тепла. Підвищена температура також здатна викликати витягування стебел.

Висоту установки штучно освітлення необхідно розраховувати

Для довідки: виробники ламп часто вказують такий параметр, як світловий потік, використовуючи одиницю виміру люмен. Це кількість світла, яке дає джерело світла в загальному, а яка його частина досягне рослин, залежить від того, наскільки далеко від поверхні розташовується світильник. Щоб рослини отримували максимальну кількість світла, світильники з НЛВД розташовують ближче до посадкам і використовують рефлектори, що дозволяють направляти світлове випромінювання. Оскільки натрієві лампи нагріваються при роботі, відстань занадто маленьке робити не варто, щоб рослинам не було жарко.

Нові лампи світять оранжево-жовтим світлом, а в кінці терміну експлуатації спектр зміщується до темно-помаранчевому, а потім до червоного. Такі лампи експлуатувати не можна, їх слід замінювати на нові.

Ряд зарубіжних і вітчизняних виробників випускає спеціальні НЛВД для застосування в тепличних господарствах і для домашньої досвітки рослин.

  • Компанія Philips виробляє серію під назвою 'Son Т Agro', подібні лампи є і в асортименті General Electric - 'Lucalox'. Потужність стандартна 250, 400 або 1000 Вт. Наприклад, лампи в 400 Вт - це досить потужні джерела світла, які можна застосовувати в невеликих оранжереях. Під впливом їх освітлення стебла рослин добре гілкуються. Термін служби ламп цих виробників 10000-12000 годин. Вони дають світловий потік 55000-65000 люменів. Натрієва лампа для рослин Son Т Agro від Philips
  • Лампи ДНаТ (дугові натрієві трубчасті) випускають багато виробників, причому, існують спеціально призначені для розведення рослин: в їх спектрі світіння з'єднуються два піки (синього і червоного кольору). Такі лампи можуть використовуватися під час всього циклу вирощування, а не тільки на стадії цвітіння, або плодоношення.
  • Фірма OSRAM розробила лінійку натрієвих ламп 'Plantastar' (потужність 250, 400 або 600 Вт) для використання в теплицях. Їхні вироби мають підвищену міцність, завдяки застосуванню металокераміки в розрядної трубці. Лампи 'Plantastar' можуть використовуватися в умовах підвищеної вологості. За 12000 годин роботи світловий потік не знижується нижче 90%. Є серія OSRAM Plantastar 250W Inter, розроблена для бокового освітлення дорослих рослин, такі джерела світла підвішують між рядами. Світло ламп стимулює процес цвітіння. Світловий потік 55000-60000 люменів.

Натрієва лампа для теплиць - OSRAM Plantastar