LED-освещение для растений: спектр и ФАР

При рассмотрении вопроса о покупке светодиодных ламп для выращивания растений, вам необходимо понять две фундаментальные вещи. Первая – какой тип света вы хотите использовать и второе – сколько его потребуется. В этой статье мы собираемся погрузиться в типы света, начав со спектра. Это критически важная концепция для получения правильного освещения для ваших растений или овощей.

Спектр света – это диапазон длин волн, излучаемых естественным источником света или светодиодной лампочкой. В данном аспекте «свет» означает длины волн электромагнитного спектра, видимые человеческим глазом в диапазоне 380-740 нанометров (нм). Инфракрасные (700-106 нм), дальнобойные (700-850 нм) и ультрафиолетовые (100-400 нм) длины волн известны как излучение. Для растениевода интерес представляют те длины волн, которые имеют отношение к растениям.

Растения способны определять длины волн, которые включают дальнее красное излучение (700-850 нм), PAR (400-700 нм), видимую часть спектра (380-740 нм) и ультрафиолетовое излучение (260-380 нм). Растительные организмы используют свет для фотоморфогенеза и фотосинтеза. Для последнего растения преимущественно используют свет в диапазоне длин волн 400-700 нм. Этот диапазон называется фотосинтетически активным излучением (радиацией) и имеет синий, красный и зелёный поддиапазоны волн. Основными фотосинтетическими пигментами являются хлорофиллы A и B, которые сильно поглощают синий свет (500-600 нм), красный свет (600-700 нм) и минимально – зелёный свет.

Растения содержат фоторецепторы, которые могут иметь различные признаки роста после активации фотонами определённой длины волны. Технология светодиодного освещения обеспечивает дополнительный свет к естественному свету для роста растений.

Важность качества излучения

Синий свет оказывает характерное влияние на цветение и рост растений. Он повышает общее качество растений в декоративных и листовых зелёных культурах в более высоких соотношениях. Для поддержания нормального развития растений необходимо минимальное количество синего света. В сочетании с красным светом он способствует выработке вторичных метаболитов, развитию корней, лучшему питанию и компактности растений. Его использование снижает потребность в химических регуляторах роста растений (PGR). Кроме того, он усиливает открытие стоматитов и накопление хлорофилла, что способствует улучшению здоровья растений. Он также способствует образованию вторичных метаболических соединений, связанных с улучшением аромата и вкуса.

Длина волны красного света также формирует довольно эффективный диапазон волн для стимулирования роста биомассы растений и фотосинтеза. При освещении только красным светом растения вырастают высокими и вытянутыми, с тонкими листьями. Это плохая модель роста. При добавлении к синему свету в правильном количестве, свет становится сбалансированным, создавая компактность растений. Он применяется в основном для вытягивания растений, когда необходимо увеличить расстояние между растениями, и для увеличения объёма растений на ранних стадиях развития.

Что такое полноспектральная лампа для выращивания?

Данный термин используется для обозначения того, что светильник или лампа для выращивания очень похожи на солнечный свет. Источник света имеет спектр с энергией в диапазоне от ультрафиолетового до инфракрасного, аналогичный естественному дневному свету. Обычно он имеет белый цвет, но не каждый светильник, излучающий белый свет, является световым источником полного спектра. Длины волн в этом диапазоне включают 4000 нм-720 нм – и видимый свет, и невидимые длины волн, в том числе, ультрафиолетовый и инфракрасный.

Что такое спектр?

Под спектром света может подразумеваться диапазон длин волн электромагнитного излучения, чувствительного для наших глаз, видимый спектр или график зависимости интенсивности света от его длины волны. Проще говоря, это несколько различных длин волн энергии, генерируемых источником света. Нанометры (нм) – это единицы измерения света. Каждый нанометр представляет собой полосу световой энергии или длину волны света.

Что такое PAR?

Термин PAR (он же – ФАР) расшифровывается как фотосинтетическая активная радиация – излучение, которое является обозначением спектра ламп для выращивания растений с цветовым диапазоном света от 400 нм до 700 нм, необходимым растениям для фотосинтеза. Измерения ФАР обычно выражаются как PPFD – плотность потока фотосинтетических фотонов в единицах мкмоль м^-2с^-1. Можно также выразить его как общий поток фотонов (PPF). Это выражение подсчитывает все фотоны в диапазоне ФАР, которые выходят из лампочки или осветительного прибора. Хотя здесь есть существенные оговорки: как правило, чем выше измерение PPFD для лампы на всей площади выращивания, тем эффективнее она способствует росту растений. Однако большое количество ФАР является бесполезным и может даже повредить растениям. Тем не менее, всё это не является проблемой при использовании искусственного освещения для выращивания растений.

В первую очередь, измерения ФАР конкретного освещения не учитывают относительную полезность определённых длин волн для растения. Даже в пределах диапазона ФАР некоторые фотоны более полезны для растения из-за преимущественного поглощения листьями различных спектров. Кроме того, высокий уровень ФАР не означает правильного роста растений под воздействием света. Необходимо учитывать спектр. Кроме того, ФАР предполагает бесполезность всех фотонов за пределами диапазона 400-700 нм в фотосинтезе.

Растения, однако, используют некоторые виды света за пределами ФАР, такие как дальнобойный красный свет, за пределами 700 нм для повышения эффективности фотосинтеза. Кроме того, ультрафиолетовый свет ниже 400 нм усиливает вторичные метаболиты, такие как ТГК, терпены, витамины и CBD. При измерении ФАР могут возникать значительные колебания в освещении. Поэтому одно только измерение PPFD не даёт достаточной информации о том, как именно свет будет выращивать растения. Только измерение ФАР по всей площади освещения на подходящем расстоянии над растениями и изучение всего спектра позволят сделать полноценное сравнение нескольких условно равноценных светодиодных светильников для фитоцелей.

Идеальный вариант для маленьких растений

Определено, что использование конкретными растениями света спектра ФАР для фотосинтеза аналогично воздействию длин волн за пределами диапазона 400-700 нм. Для маленьких растений красный и синий свет помогают ускорить цветение, увеличивают темпы роста и оптимизируют питание. Использование в качестве дополнительного или единственного (в помещении) источника светодиодных лент с правильно подобранными диодами также влияет на спектр света для выращивания. Однако наибольшую эффективность фотосинтез демонстрирует на пике синего и красного цветов, что говорит о значительном поглощении маленькими растениями именно этих спектров в процессе роста.