Тепличное освещение – единство биологического и технического.
Главная > Информационный раздел > Тепличное освещение> Тепличное освещение – единство биологического и технического.
Научные исследования и повседневная практика в области растениеводства показывают прямую зависимость урожайности культур, выращиваемых в условиях теплиц, от количества получаемого ими света. Так, недостаток получаемого света вызывает замедление роста растения, отклонения в его развитии, что выражается в видоизменении стебля (удлинение, хрупкость), порче листьев, неправильном и несвоевременном созревании плода и т.д. Соответственно, оптимально подобранное освещение и его функциональный режим вызывает положительные изменения в динамике и качестве роста растений. Использование возможностей искусственного оптического излучения для улучшения роста растений требует понимания физиолого-биохимических механизмов влияния интенсивности и спектрального состава света на растения.
Фотосинтез и фотоморфогенез.
Свет для растений является необходимым условием жизни, поскольку он обуславливает процессы фотосинтеза и фотоморфогенеза. Источником питания растений являются сложные органические соединения – углеводороды. При этом природа позволила растениям самим вырабатывать эти вещества в процессе фотосинтеза из воды и углерода. Необходимым условием этого процесса выступает световая энергия, поглощать которую из окружающей среды растениям помогает хлорофилл – особый фотосинтезирующий пигмент, содержащийся в листьях. На свету вода распадается на кислород и водород, накапливается энергия. В темноте углекислый газ соединяется благодаря накопленной энергии с водородом, в результате чего образуются молекулы углеводов. Выделяющийся в результате световой фазы фотосинтеза кислород необходим для дыхания всего живого на Земле.
Интенсивность фотосинтеза растения непостоянна и зависит от множества факторов, среди которых световая активность, температура воздуха, увлажненность. Что касается света, то здесь важно учитывать не только количество поступающего света, но и спектр оптического излучения, а также периодизацию наличия и отсутствия света. Примечательно, что каждый вид растения, каждая культура специфично воспринимает соотношение указанных факторов, реагирует на внешние условия.
Что удивительно, свет начинает участвовать в жизни растения еще до того, как оно на этот самый свет появляется. Росток пробивается из семени и тянется на поверхность в так называемом этиолированном состоянии, в бледном виде в крючковатой форме. И так продолжается пока он не столкнется с красным светом (по аналогии со светофором) – элементом светового спектра, дающим растению сигнал для перехода на новую стадию развития. Процессы, происходящие в растении под влиянием света различного спектрального состава и интенсивности получили название фотоморфогенеза.
Спектральный состав света особым образом влияет на процесс фотосинтеза. Тот факт, что здоровый лист большинства растений имеет зеленый цвет (то есть его поверхность отражает, а не поглощает зеленый свет) означает, что желто-зеленая составляющая света практически бесполезна для жизни растения. Установлено, что растение испытывает потребность в световой энергии из красной и синей областей спектра. Ультрафиолетовое и инфракрасное излучение хотя и не участвуют в процессе фотосинтеза, но все же оказывают побочное влияние на фотоморфогенетические процессы и явления, происходящие в растениях: рост побегов, цвет листьев, цветение, старение и гибель растений.
 |
 |
Светильник, свет, созревание.
Итак, активность роста и развития растений, зависит от параметров светового излучения. В практическом смысле это сводится к количеству излучаемой световой энергии, которая приходится на единицу поверхности. Следовательно, активность роста растений обусловливается количеством, расположением и мощностью источников света для тепличных растений. Речь идет о тепличных светильниках и используемых в них лампах.
Интенсивность искусственного освещения, в том числе и тепличного представляет собой количественный уровень фотонов или частиц, которые несут элементарный заряд энергии - квант. Именно эти кванты и потребляют растения в процессе фотосинтеза. С учетом чувствительности растений к свету важно помнить, что при планировании освещения теплиц имеет значение не только суммарный световой поток, но и состав его спектра. Иными словами, тепличные светильники тем эффективнее будут стимулировать рост и развитие растений, чем большее количество энергии будут излучать в той части спектра, к которой максимально восприимчиво растение.
С учетом периодизации освещения выделяют два типа освещения теплиц при помощи искусственного света. Первый – дневное, обеспечивающее нужное потребление света для фотосинтетических реакций. Второй – фотопериодическое освещение теплиц ночью, состоящее в организации искусственного освещения растений в малых дозах излучения с целью удлинения их светового дня, что позволяет управлять временем цветения. Для некоторых тепличных культур оптимальным методом может стать краткосрочное, цикличное освещение в конкретные промежутки времени.
 |
Наиболее эффективными источниками света при тепличном освещении признаются натриевые лампы высокого давления. Высокий энергетический КПД, наилучший спектральный состав излучения, относительно небольшая стоимость делают натриевые лампы высокого давления максимально удобными и универсальными источниками света для ассимиляционного освещения теплиц. Конструкция специальных натриевых ламп для тепличных светильников предполагает увеличенное давление паров натрия, обеспечивающее смещение светового спектра к зоне красного и синего излучения. В результате такого воздействия повышается интенсивность процесса фотосинтеза, а соответственно и эффективность освещения. Отметим, что все активнее развиваются технологии применения светодиодного освещения. В том числе и в теплицах. |
Особенно хороший результат при подсветке растений обеспечивает применение современных ламп с зеркальной колбой типа ДНаЗ, получивших название Рефлакс.
Не менее важным компонентом системы тепличного освещения выступают сами светильники, обеспечивающие оптимальные условия работы источников света – ламп. Кроме того, тепличные светильники призваны наилучшим образом распределять световую энергию в пространстве за счет специально подобранных рефлекторов (отражателей), равномерно подающих свет на всю освещаемую поверхность. Это позволяет максимально компактно и мобильно размещать светильники в теплице.
По сложившейся номенклатуре условного обозначения светильников наиболее популярные тепличные светильники имеют наименование ЖСП (Ж – тип лампы, натриевая; С – способ установки, подвесной; П – назначение, производственное).
Разнообразие моделей современных тепличных светильников, конструктивные особенности способов их крепления, высокие степени защиты, возможность применения ламп различной мощности и соответствующей пускорегулирующей аппаратуры (ЭПРА, ЭмПРА) открывают широкий простор для использования светильников в теплицах и оранжереях, создают оптимальные условия функционирования тепличных производств, способствуют повышению их эффективности.