Светильники для растений

Ремантантная земляника, плодоношение которой поддерживается в зимнее время за счет досветкиКомнатные растения, в особенности их плодоносящие виды, для нормального развития, цветения и плодоношения нуждаются в специальном режиме освещения. Даже при условии их размещения в наиболее светлой части помещения – на подоконниках, получаемое растениями естественное освещение значительно слабее природного и отличается от него по спектру (за счет пропускающих свойств оконного стекла). Например, в условиях открытого грунта дневная освещенность на листьях растений может составлять от 5000 до 100000 люкс, в то время как уже около окна она падает до 200 – 1000 люкс. Правильное развитие растений возможно только при организации искусственной досветки, компенсирующей спад естественного света и продлевающей световой день.

Различные виды растений "предпочитают" разные спектры и интенсивности освещения, в зависимости от климатической зоны первоначального (исторического) обитания. Вместе с тем есть несколько общих правил, подходящих практически для любого вида. Например, красные и инфракрасные составляющие спектра благоприятны для роста растения, а синие действуют угнетающе. Чрезмерное тепловое излучение лампы при недостаточном уровне освещенности приводит к формированию неправильных пропорций стеблей и листьев. Наконец, вопреки распространенному заблуждению, ультрафиолетовое излучение вовсе не способствует развитию растения, а наоборот – в зависимости от длины волны способно даже разрушать живые клетки. Наиболее благоприятные условия освещения в домашних условиях могут быть созданы только с использованием разрядных ламп, имеющих улучшенный баланс теплового и светового излучения и обеспечивающих высокую экономичность.

Светильник опытной серии FP-111 (2000 г.)Начиная с 2000 года, автором данного сайта было разработано несколько серий светильников и систем для создания максимально комфортных условий освещения комнатных растений. Остановимся на них подробнее. Идея, заложенная в конструкцию первого типа светильников – FP-111 – оказалась настолько удачной, что с незначительными изменениями используется до сих пор и в новых разработках. Собственно световая арматура представляет собой швеллер, отштампованный из стального листа, с установленным внутри патроном G23 для компактной люминесцентной лампы типа TC-S (макс. 11 Вт). За счет небольших размеров современной лампы удалось сделать корпус светильника максимально "плоским". Световой элемент устанавливается на двух деревянных Т-образных поддерживающих опорах, на одной из которых смонтирована пускорегулирующая аппаратура и клеммная колодка для подключения к сети 220 В. Таким образом, обеспечивается освещение цветочных горшков, находящихся в пространстве между двумя опорами светильника. С учетом падения естественного света сбоку (через окно) в светлое время суток светильник практически не затеняет освещаемые растения, а значит, может быть отключен с целью экономии электроэнергии.

Отдельно необходимо сказать о режиме освещения. Некоторые цветоводы ошибочно полагают, что чем дольше будет работать искусственное освещение, тем лучше для растения. На самом деле растениям, так же как и животным, и людям, необходим ежесуточный период покоя, размер которого опять же определяется исходной для вида климатической зоной. Именно поэтому применяется термин «досветка», подчеркивающий, что искусственный свет не заменяет естественный, а лишь дополняет и продлевает его действие. Использование досветки предполагает соблюдение достаточно четкого режима ее включения и отключения. Простейший способ управления досветкой заключается в подключении светильников через простейший (например, электромеханический) таймер. Казалось бы, такое решение вполне закрывает проблему выбора режима освещения. Однако на практике все обстоит несколько сложнее.

«Виноградные» помидоры (cherry), рассада которых была выращена с помощью досвечиванияДело в том, что растения неблагоприятно воспринимают резкие перепады в уровнях освещенности. Например, если досветка включается, когда на улице уже полностью стемнело, нарушается уже начавшийся переход растения к периоду отдыха, что представляет собой определенный стресс. Злоупотребление стрессами может свести на нет весь положительный эффект, получаемый от использования досветки. Рациональным решением здесь может служить включение освещения цветов по сигналам фотоавтомата, отслеживающего изменение уровня естественной освещенности с некоторой задержкой. Задержка необходима, чтобы фотоэлемент не реагировал на кратковременные колебания естественного света, вызванные сменой облачности и прочими второстепенными явлениями. Вместе с тем, как уже отмечалось выше, время действия искусственного освещения должно быть строго ограничено. Например, в условиях Москвы, окон с северо-восточной (неблагоприятной) стороны и средним затенением (3-6 этажи) можно рекомендовать "продление светового дня" не более чем до 23:00. Таким образом, для успешного управления досветкой необходимо включение освещения по сигналу фотоавтоматики и его отключение по команде таймера.

Светильники FP-218 (2002 г.)Подобная автоматическая система была создана автором данного сайта в 2001-2002 годах. В тот же период было произведено дооборудование светильников FP-111 для работы с данной системой управления. К концу 2002 года был накоплен опыт успешного применения этих сравнительно маломощных светильников для освещения тропических растений (в первую очередь кактусов). Это позволило реализовать следующий, более продуманный, проект – разработку серии тандемных (сдвоенных) светильников FP-218. В процессе создания конструкции были учтены основные недостатки серии FP-111: едва достаточная мощность ламп, сравнительно небольшая освещаемая зона, недостаточная прочность конструкции, слишком низкое расположение светящего элемента, большие потери в индивидуальной пускорегулирующей аппаратуре. Нетрудно догадаться, что тандемные светильники FP-218 свободны от всех этих недостатков.

Высота расположения светящей арматуры в этих светильниках была выбрана достаточно большой, чтобы не препятствовать освещению многих взрослых растений, жесткость и устойчивость конструкции при этом значительно повышены. В электрической схеме применен высокоэффективный групповой пускорегулирующий аппарат, а также изначально предусмотрены средства подключения системы автоматического управления. В дополнение светильники получили продуманный, законченный дизайн, хорошо вписывающийся в традиционные подоконники. Светильники были укомплектованы высококачественными стартерами S2 производства Philips и лампами специального спектра для растений серии Fluora производства Osram.

Опытная эксплуатация светильников FP-218 в зимний период 2002-2003 годов показала их эффективность для выращивания ремантантной земляники: последние плоды были получены под Новый год, а первое цветение началось уже в конце февраля следующего года. При этом признаков обычного зимнего увядания у растений практически не наблюдалось. Ради справедливости следует отметить, что в этом результате не следует искать особых заслуг ламп Fluora: аналогичные результаты были получены и при использовании обычных отечественных ламп типа ЛБ18-1, а также стандартных ламп Philips цвета 33 (холодно-белых). Позднее светильники данной серии были успешно использованы для весенней досветки рассады помидоров «виноградных» (комнатных) сортов.

Светильники FP-318 в алюминиевых корпусах (спецзаказ 2003 г.)По специальному заказу в октябре 2003 года автором данного сайта было изготовлено два светильника, получивших обозначение серии FP-318. По требованию заказчика, в силу значительной высоты освещаемых растений, было предусмотрено крепление светящего элемента к вертикальной поверхности (оконной раме); светильники были выполнены двухламповыми. Каркас светильников был изготовлен из алюминиевого уголка шириной 30 мм, в качестве ребер жесткости применены корпуса групповых пускорегулирующих аппаратов. Отражающая поверхность сформирована из дюралюминиевого листа, который для обеспечения требуемого внешнего защитного угла согнут под углом 90°. Данный защитный угол при установке светильника прямо на окно ограничивает нежелательную засветку наружного пространства. Светильники FP-318 уже успели хорошо себя зарекомендовать в зимней досветке таких светолюбивых растений, как европейские герань и фиалка.

Успех серии FP-218, применимой на сравнительно длинных (от 1,4 м) подоконниках и полках, заставил разработчика задуматься над созданием более коротких версий таких светильников. Появившаяся в октябре 2004 года серия получила название FP-118 и унаследовала от предшественницы большинство конструктивных решений, признанных удачными. Из отличий можно отметить полностью односторонний ввод проводов (один из торцов светильника абсолютно гладкий), несколько увеличенная за счет изменения конструкции опор освещаемая зона и расположение всех компонентов электрической схемы с внешней стороны опор светильников (в серии FP-218 стартерные патроны были размещены с внутренней стороны опор, что вызывало справедливые нарекания). Светильники изначально оборудованыСветильник серии FP-118 (2004 г.) уже де-факто ставшими стандартом средствами подключения к системе автоматического управления. Для удобства крепления фотодатчика системы управления на их корпусах может быть предусмотрена специальная съемная скоба.

Все рассмотренные выше светильники были рассчитаны на разрядные лампы низкого давления (люминесцентные). Известно, что при помощи люминесцентных ламп можно получить освещенность, не превышающую определенного предела. Например, если такая лампа практически касается поверхности освещаемого растения, освещенность на нем не превысит 6000-8000 люкс. Вместе с тем, в практике комнатного цветоводства бывают ситуации, когда растению необходима имитация настоящего солнечного света. Например, подобная светотерапия необходима при появлении признаков болезни растения, его пересыхании или ошибочном чрезмерном поливе. Освещенности, приближенные к солнечной (от 10000 люкс и выше), можно создать при помощи ламп высокого давления, однако они обычно обладают слишком высокой мощностью и тепловыделением (от 125-150 Вт) для использования в жилом помещении. Кроме этого, спектр такой досветки может заметно диссонировать с обычным внутренним освещением и вызывать дискомфорт в квартире.

Натриевый светильник NP-050 (2002 г.)Решение было найдено нами в 2002 году. Для интенсивной светотерапии растений был предложен опытный образец светильника NP-050 с маломощной натриевой лампой высокого давления. Лампа мощностью всего 50 ватт производства Sylvania обладает высокой светоотдачей и, что немаловажно, значительной концентрацией светового потока, что обеспечивает требуемую освещенность на листьях растений. Светильник NP-050, созданный с использованием конструктивных решений серии FP-118/218, успешно применялся для лечения различных заболеваний молодых пальмовых растений, а также для первоначальной выгонки рассады комнатных помидоров вместо естественного освещения. Богатый желтыми и красными составляющими спектр натриевой лампы эффективно стимулирует рост и развитие растений, формирование новой листвы. При этом умеренное тепловое излучение лампы не способствует развитию диспропорций в структуре растений, как это наблюдалось бы при использовании эквивалентной по световому потоку лампы накаливания.

Исследования и разработки в области искусственного освещения растений, осуществляемые профессиональным светотехником – автором данного сайта – продолжаются. Их основные направления – улучшение экономичности световых приборов, оптимизация спектра освещения, минимизация стресса, испытываемого растениями в условиях совмещенного освещения. В перспективе мы не исключаем возможности организации мелкосерийного производства сертифицированных световых приборов для растений.