«Фито»-ЛЕДы в ретро- и перспективе

Аватар пользователя ОгнеЛо

Установлено, что уже сейчас можно достаточно недорого осветить аквариум бытовыми led-лампами... А как обстоит дело с так называемыми «лампами специального назначения», например, фитолампами и всегда ли нужно их применять?..

Достоверно известно, что в природе растения осуществляют фотосинтез (листовое питание) за счёт энергии солнечного света.

Электрический санаторий / Верзилин Н.М. Путешествие с домашними растениями. — Л.: Гос. изд-во детской лит-ры, 1954. С. 323. :

Нет солнечных лучей — растения этиолируются и опыты с ними плохо удаются.

Чем и как заменить солнце?

Человек давно научился добывать свет устройством свечей, масляных, керосиновых, газовых и, наконец, электрических ламп. Но до недавнего времени это освещение было недостаточным для нормального роста растений.

В 1867 году русский учёный академик А.С. Фаминицын впервые пытался выращивать растения при свете керосиновой лампы и добился образования крахмала при этом свете у водоросли.

У нас в СССР последнее время работали по выращиванию растений на электрическом свете учёные: Н.А. Максимов, В.П. Мальчевский, Н.П. Красинский, Н. Палилов.

В лаборатории В.П. Мальчевского, а теперь Б.С. Мошкова на непрерывном электрическом свете томат стал многолетним растением, круглый год цветущим и плодоносящим. Он вырос до потолка высокой теплицы. Полуторагодовалые сосенки под влиянием электрического света имели вид семилетних.

Н.П. Красинский стал применять электрический свет для ускорения выгонки цветущих комнатных растений. Н. Палилов выращивал зимой на дополнительном электрическом освещении овощные растения.

В оранжереях Ленинградского ботанического сада под влиянием электрического освещения зацвело впервые и дало зрелые плоды дерево какао.

Академик Т.Д. Лысенко даже в поле над опытными делянками повесил электрические лампы под большими абажурами, освещая ночью посевы электричеством.

А в комнатах и кабинетах биологии в школах растения гибли, и опыты с ними не удавались. Не все имеют возможность использовать электролампы в 1000 свечей с зеркальными абажурами-отражателями и сильными вентиляторами, применяемые в наших оранжереях и лабораториях.

А не попробовать ли заменить недостающий комнатным растениям солнечный свет обычными электрическими лампочками в 100—200 ватт?

И вот, поздней осенью 1933 года стала действовать сконструированная мною фанерная лаборатория, освещаемая двумя лампочками по 100 свечей.
...[окончание цитаты см. ниже]

Дальше — больше: наряду со световыми камерами (Grow Box) и световыми палатками (Grow Tent), по мере развития Науки и Технологий, началось изучение и применение разных типов источников освещения, в т.ч. и узкоспектральных.

Вывод неверный.
Из вышеизложенного следует: достаточно обеспечить необходимые световой климат и световой поток ПОЛНОСПЕРКТРАЛЬНОГО излучения видимого диапазона. Разумеется, при обеспечении других не менее важных компонент для успешной физиологической деятельности растения.
Фотосинтез — ОДНА из функций жизнедеятельности растения.

Из вышеизложенного следует, что при соблюдении всех необходимых условий (судя по приведенным цифрам)яркость и мощность светильника значения не имеет, важен только спектр и периодичность спектрального излучения.

Начнём с основного природного источника видимого излучения — Солнца.

Видимое излучение — составная часть оптического спектра электромагнитного излучения:
787px-em_spectrum.svg_.png
14151-3_1.png

Прохождение солнечных лучей сквозь атмосферу (Источник)
eko04-01.gif

Как мы видим на рисунке, часть диапазона солнечного спектра отсекается озоновым слоем Земли.

Реальный, не рисованный, спектр Солнца в некоторой точке Земли (Источник)
01080086.jpg
01080086lllfraung.jpg

Солнечный свет бывает прямой, рассеянный и отражённый. Некоторые характеристики дневной солнечной освещённости можно посмотреть там.

3.3. Рассеянная и суммарная радиация // Полякова Л.С., Кашарин Д.В. Метеорология и климатология :

Прямая солнечная радиация, приходящаяся на горизонтальную поверхность, и рассеянная солнечная радиация вместе составляют суммарную радиацию.
Соотношение между прямой и рассеянной радиацией в составе суммарной радиации зависит от высоты Солнца, облачности и загрязненности атмосферы. С увеличением высоты Солнца доля рассеянной радиации при безоблачном небе уменьшается. Чем прозрачнее атмосфера, тем меньше доля рассеянной радиации. При сплошной плотной облачности суммарная радиация полностью состоит из рассеянной радиации. Зимой вследствие отражения радиации от снежного покрова и ее вторичного рассеяния в атмосфере доля рассеянной радиации в составе суммарной заметно увеличивается.
...
Коротковолновая радиация с длиной волны менее 4 мкм играет большую роль в жизнедеятельности растений. По биологическому воздействию на растения коротковолновую радиацию подразделяют на ультрафиолетовую, ближнюю инфракрасную и фотосинтетически активную.
Ультрафиолетовая радиация влияет преимущественно на рост растений, замедляя его.
Значение ближней инфракрасной радиации состоит в ее тепловом эффекте, оказывающем существенное влияние на рост и развитие растений.
С областью видимой радиации почти совпадает так называемая физиологическая радиация (0,35÷0,75 мкм), энергия которой имеет важное значение в жизни растений. В пределах этого участка спектра выделяется область фотосинтетически активной радиации (ФАР).
Фотосинтетически активной радиацией называется часть спектра солнечной радиации (0,38÷0,71 мкм), используемая растениями в процессе фотосинтеза. ФАР является одним из важнейших факторов продуктивности сельскохозяйственных растений.

Для приближенного расчета ФАР по данным суммарной радиации Q можно использовать переводной коэффициент CQ=0,52

Формула QФАР=Q×CQ

В настоящее время составлены карты распределения ФАР по территориям, которые используются при оценке природных ресурсов для целей сельского хозяйства.

Для растений важны такие характеристики света, как его спектральный состав, интенсивность, продолжительность (световой климат), а так же суточные и сезонные колебания этих параметров.

Особенности воздействия оптического излучения на растения :

Различные участки спектра по-разному воздействуют на растения. Ультрафиолетовое излучение, например, с длинами волн короче 295 нм угнетающе действует на растения» По этой причине в спектре ламп, применяемых для облучения растений, ультрафиолетовое излучение с длинами воля меньше 295 нм должно отсутствовать. Инфракрасное излучение при высоких уровнях облученности может вызвать перегрев растений, поэтому у используемых для облучения растений ламп оно должно составлять не более 40% от их суммарного излучения.

Физиологические процессы растений, зависящие от излучения, имеют избирательную чувствительность к излучениям различных длин волн. Из основных фотобиологических процессов растений зависимость спектральной эффективности от длины волны достаточно хорошо изучена для фотосинтеза, менее полно – для фототропизма, образования хлорофилла, фотоморфогенеза. Низкие уровни облученности приводят при искусственном облучении к этиолированию, удлинению побегов, уменьшению площади листьев и подавлению образования хлорофилла.

Напомню, что Свет, это только ОДИН из множества факторов, напрямую влияющих на процессы жизнедеятельности и, в т.ч., фотосинтеза растений.

Наиболее важное значение имеют такие факторы, как:

  • содержание доступной для растения двуокиси углерода;
  • температура окружающей среды;
  • достаточность обеспечености водой;
  • интенсивность и спектральный состав света;
  • длительность светового и бессветового периодов;
  • достаточность обеспеченности невосполнимыми питательными и минеральными веществами.
Более того, все эти факторы взаимосвязанные, но взаимонезаменяемые!

Справочно

Ой! я забыла спросить разрешения у болтунов-теоретиков "как мне писать в собственном блоге на интересующую меня тему"!

Сергей Попов :

Каким образом заголовок:

Были бы в Фэйсбуке, с удовольствием поставил бы значок (лайк)

Каким образом заголовок: "«Фито»-ЛЕДы в ретро- и перспективе" - соотносится с таким количеством текста, в котором о светодиодах не говорится ни -"му".