Подсветка растений: Подсветка для рассады: искусственное освещение изготовим самостоятельно

alexxlab

Содержание

Подсветка для рассады: искусственное освещение изготовим самостоятельно

Многие огородники начинают сажать рассаду еще в разгар зимы — время, когда световой день очень короткий. Поэтому проклевывающимся росткам необходимо обеспечить дополнительное освещение, особенно это важно, если окна, на которых она размещена, выходят на северную сторону либо они расположена на нижнем этаже дома. Искусственную подсветку растениям обязательно надо включать по утрам и вечерам. Для этого используют специальные фитолампы, но цена их так высока, что в сочетании с остальными затратами на самостоятельное выращивание овощей огородничество становится нерентабельным занятием, а полученный урожай — «золотым».

Какой же выход можно придумать в этой ситуации? Конечно же, стоит попытаться соорудить искусственное освещение для рассады самостоятельно, используя инструменты вашей домашней мастерской. При современном доступе ко всяческой полезной информации сделать это реально и не так уж сложно, но для начала следует разобраться, что такое световой спектр, конус, светодиоды и т.

п.

Даже не слишком опытным огородникам понятно, что дает рассаде дополнительная подсветка. Лучи света стимулируют фотосинтез растений, при недостаточной же освещенности этот процесс протекает вяло, ростки развиваются медленно, чересчур вытягиваются, сеянцы болеют. Нужно знать, что у каждой овощной культуры свой излюбленный спектр освещения, при этом естественный дневной свет подходит по своим составляющим всем растениям. Производители поставляют на рынок самые разные виды ламп, с помощью которых можно подобрать для каждого вида огородных культур искусственное освещение, оказывающее эффективное воздействие, стимулирующее быстрый рост здоровых и сильных растений.

Какой спектр полезен

Говоря о «полезности» спектра, сразу уточним, что многие огородники часто заблуждаются, считая, что рассада не нуждается в зеленом свете, который отражает. Зеленые лучи светового спектра также участвуют в различных важных жизнедеятельных процессах. Но, безусловно, самый полный спектр имеет солнечный свет.

Он состоит из световых волн различного цвета и длины, каждая из которых оказывает особое воздействие на растущие растения. К примеру, лучи синего и фиолетового цвета стимулируют рост клеток, препятствуют вытягиванию стеблей. Ростки под такими лучами получаются короткими коренастыми крепышами. Красный свет благотворно воздействует на процесс прорастания семян и ускоряет цветение рассады. Конечно, при всем прогрессе современной науки искусственное освещение пока еще недостаточно приблизилось по качеству к своему природному аналогу — солнечному свету. Спектр разных ламп имеет значительные смещения в сторону того или иного цвета. Поэтому для большей эффективности подсветки нужно использовать отражатель, а для того чтобы отраженный свет был «диффузным», то есть рассеянным, лучше остановиться на матовом экране. Рассеянные лучи гораздо лучше прямых усваиваются растениями.


Светильник светодиодный LED Navigator 61 633 NEL-FITOMG01-15

Какой тип ламп купить для обустройства подсветки

Показатель оптимальной освещенности для растений составляет 8 000 лк, дополнительно используемые лампы позволят приблизиться к идеальному параметру. Для обустройства эффективной подсветки растений можно применить:

  • Фитолампы – эти светильники лучше всего обеспечивают качественное освещение рассады. Они очень эффективны, при этом компактны по размеру, безопасны экологически, экономны, имеют большой эксплуатационный ресурс. Лучшими в этой категории считаются фитолампы торговой марки Paulmann – они не нагревают и тем более не перегревают ростки. Единственный недостаток фитоламп – излучение сиренево-розового света, который провоцирует появление у людей головной боли. Чтобы с вами этого не случилось, установите внешние зеркальные отражатели.
  • Лампы дневного света — они же люминесцентные, они же ЛБТ— наиболее распространенный вариант. Стоят недорого, не нагревают воздух в помещении, просто монтируются и меняются. Но при этом есть и существенные недостатки — чересчур маленькая мощность, из-за чего для подсветки нужно подключать 3, а то и 4 лампы на каждый сравнительно небольшой ящик рассады, это удовольствие оказывается энергоемким, и счет за электроэнергию за месяц подсветки вас не обрадует. Вдобавок ко всему спектр излучения подобных ламп содержит ничтожно мало красного света. Поэтому такие лампы монтируют на близком расстоянии от растений и окружают отражателями из фольги, чтобы не потерять ни одного луча красного спектра. Есть и другие виды люминесцентных ламп, но для подсветки подходят только ЛБТ и ЛБ, а лампы типа ЛД и ЛДЦ использовать с этой целью нельзя, их свет будет иметь обратный эффект — угнетать рассаду.
  • Натриевые металлогалогенные лампы – светильники этого типа излучают оранжево-желтое свечение, весьма эффективны и достаточно экономичны. Кроме того, они просты в использовании, но у них есть существенный недостаток — дефицит лучей синего спектра. Выбирая этот тип ламп, лучше ставить несколько разновидностей. Например, ДНаЗ имеет встроенный зеркальный отражатель, у ДНаТТ такого отражателя нет, ДРиЗ отличается стабильным потоком света. Лучшего эффекта можно добиться путем их комбинирования. Металлогалогенные лампы не раздражают глаза. Стоят они недешево, к тому же, нуждаются в дополнительной установке регулирующего устройства.
  • Светодиодные лампы — пожалуй, лучшее решение на сегодняшний день, — экономичные, имеющие огромный эксплуатационный ресурс. Стоимость подобных ламп высока, но окупятся затраты многократно. Срок службы светодиодной лампы при штатном использовании составляет десятилетие и более, причем даже при круглосуточном применении. Такие лампы экономно потребляют электроэнергию. Например, по сравнению с люминесцентными лампами, их энергопотребление меньше в 3,5 раза. Лампы светодиодного типа отлично подходят для искусственного освещения рассады, они излучают очень яркий и равномерный световой поток, причем в его спектре присутствуют такие необходимые для растений цвета, как красный и синий, равно как и другие цвета спектра.

Лампы накаливания хоть и устарели морально, многими из нас все еще используются в быту. Применять их в качестве дополнительного освещения не стоит. Они неэффективны, да еще и потребляют много электричества. Лишь 5% потребляемой энергии они преобразуют в свет, оставшиеся 95% становятся тепловыми лучами.

Рассада от подобной подсветки может вытянуться и даже получить ожоги.


Светильник линейный светодиодный UNIEL д/рассады и цветения 18Вт IP40 корпус белый

Как сделать искусственное светодиодное освещение самостоятельно

Разрабатываем схему подсветки

Светодиоды оптимально подходят для сооружения самодельной подсветки. Эти лампы можно разместить по той схеме, которая, на ваш взгляд, наиболее эффективно решит задачу дополнительного освещения растений. Лучше расположить их в две линии, так можно добиться равномерного освещения каждого ростка в ящике или контейнере для рассады. Учтите также, что лучи у светодиодов расходятся в виде светового конуса под углом в 70-120, поэтому светильники следует закрепить так, чтобы лучи световых конусов охватывали всю площадь ящиков, не оставляя неосвещенных участков.

Светодиодные лампы обычно выбирают опытные огородники, хорошо изучившие все потребности растущей рассады и возможности разного типа ламп. Светодиодное освещение – логичный и предсказуемый выбор экономичного варианта, потребляющего минимум электроэнергии. К тому же, светодиодные светильники дарят огородникам возможность составления собственного, наиболее эффективного, по их мнению, спектра.


Лампа инфракрасная для растений и животных ЭРА 250Вт E27 зеркальная рефлектор

Для получения хорошей рассады с толстыми крепкими стеблями полезно для разных сроков и этапов вегетации использовать различные световые спектры, а именно:

  • До проведения пикировки всходов оптимальные результаты дает использование синих и красных светильников для изготовления подсветки в пропорции 2:1. Синий обеспечивает стимуляцию роста корневой массы, но несколько тормозит развитие стебля, чтобы растение развивалось не в высоту, а по ширине. Стебель в этом случае будет крепким, а интервалы между листочками – маленькими.
  • По завершении пикировки рекомендуется снизить интенсивность подсвечивания, на этом этапе сеянцы переживают стресс, им нужен отдых и покой после экстремальной процедуры. Поэтому около месяца следует досвечивать ростки синими и красными лампами, соблюдая соотношение 1:1.

Этапы изготовления подсветки

Начать нужно с приобретения несколько светодиодов. Например, красных 3GR-R с длиной волны в 650-660 Нм нужно приобрести 30 штук, белых 3HP2С 3800-4300 K — 10 шт. и 4800-5300 K – тоже десяток. Первые будут имитировать свет солнца в полдень, остальные – утреннее. Кроме того, нужно приобрести 20 синих светильников 3GR-B 445-452Нм и купить драйверы HG2217 и RLD10 ШИМ. Перечисленное оборудование легко заказать в интернет-магазинах.

Схема монтажа светильников должна предусматривать возможность включения светодиодов в разных вариантах, например, по 20 штук синих и белых. Корпусом подсветки может служить стандартный промышленный двухламповый светильник. Из него нужно просто извлечь старую начинку. Светодиоды можно прикрепить термоклеем непосредственно к алюминиевой поверхности короба светильника. Затем устанавливаются вентиляторы – вполне подойдут и те, которые остаются от старых блоков питания.


Лампа светодиодная д/растений ФИТО ЭРА T8 18Вт G13 сине-красный спектр

А можно соорудить светодиодную подсветку для рассады и более простым способом. Для этого вам нужны:

  • блок питания на 24 В и 2 А постоянного тока;
  • блок питания 12 В для кулера;
  • охлаждающий компьютерный кулер;
  • лента анодированного алюминия – она будет отводить вырабатываемое тепло от диодов;
  • синяя светодиодная матрица 10W Integrated High power LED;
  • пара красных светодиодных матриц 10W Integrated High power LED;
  • провода;
  • термоклей;
  • эпоксидный клей.

Дальнейший алгоритм действий таков:

  1. Зачищаем концы отрезков проводов, покрываем слоем расплавленного припоя.
  2. Припаиваем к концам диодные матрицы таким образом, чтобы совместить «+» и «-» соседних диодов.
  3. К оставшимся крайними концам припаиваем провода, присоединяющие блок питания. Важно соблюдать правило, что суммированное рабочее напряжение всех не должно превышать рабочее напряжение блока. То есть если блок 24 В, то и общее напряжение диодов должно быть не больше этого значения.
  4. Дальше работаем с алюминиевой лентой. На ее краях делаем два «уха», на которые термоклеем крепится кулер.
  5. Клеим на алюминиевую ленту цепь светодиодов, используя эпоксидный клей.
  6. Изгибаем края алюминиевой полосы, превращая ее в отражатель.
  7. Включаем подсветку в розетку, чтобы испытать, как она работает.

Как видите, собрать простенькую подсветку может почти каждый. Если самостоятельно схему составить затрудняетесь, можно найти готовую в сети, а также посмотреть видеоролики на эту тему. Закрепить собранную подсветку можно на простеньком деревянном каркасе над ящичком. Тем, кто выращивает много рассады или имеет недостаточно места для ее размещения на подоконниках, можно сделать вместительный многоярусный стеллаж, над каждой полкой которого смонтировать подсветку.


Светильник светодиодный д/растений ФИТО LED ЭРА 12Вт полноспектральный

Еще один важный аспект размещения подсветки — расстояние, на котором она размещена. Оно не должно быть одинаковым на всем протяжении использования искусственного освещения. Расположение подсветки зависит от стадии роста рассады. К примеру, после посева расстояние до подсветки должно составлять примерно 12-14 сантиметров. Когда растения подрастут, подсветку надо будет постепенно поднимать, доведя высоту до традиционных 20-25 сантиметров и выше.

Режим работы подсветки, время ее подключения и отключения подскажут сами растения, просто нужно за ними внимательно наблюдать. Вечером, например, их листочки вытягиваются кверху и как бы смыкаются. Каждый вид и сорт растения должен получать необходимую именно ему дозу света. Большинству овощных культур достаточно 13 часов, но некоторые из них особенно светолюбивы — им требуются все 17. Подсветку рекомендуется включать не только утром и вечером, но и в пасмурные дни, когда проникающего через окно дневного света растениям не хватает.

Как определить, нужно ли дополнительно освещать рассаду в конкретный момент или можно обойтись без подсветки? Это сделать очень просто. Включите подсветку в сеть, и если вы заметили, что в комнате стало заметно светлее, то пусть она поработает. Если же разница не ощущается так явно, значит, дневного света на данном этапе растениям вполне достаточно, и искусственное освещение можно пока отключить.

критерии выбора и виды ламп

Люди, серьезно занимающиеся выращиванием различных комнатных цветов, знают, что освещение играет очень важную роль. В естественных условиях один цветок отлично себя чувствует в тени, а другой не может нормально расти без воздействия прямых солнечных лучей. В квартирах ситуация аналогичная. А зимой любые домашние цветы нуждаются в дополнительном освещении. Давайте рассмотрим, какой должна быть подсветка для цветов в квартире.

Как выбрать освещение для комнатных цветов

Чтобы подобрать полноценный аналог солнечного света, следует знать, что свет имеет две важных характеристики – это спектр и мощность или интенсивность светового потока. Рекомендуется верно подобрать освещение по этим характеристикам, учитывая этапы развития конкретных растений. Особенно важно освещение для комнатных растений, если это еще совсем молодые саженцы. Свет положительно влияет на процессы деления, растяжения, а также формирования клеток у цветка.

Если нужно прорастить семена или вырастить рассаду, то выбирают источники искусственного освещения с синим спектром. Только такой свет способен обеспечивать процесс активного фотосинтеза, а это качественный рост. Красный свет делает молодые побеги более крепкими, значительно ускоряется цветение. Мощность на данных этапах роста и развития может быть совсем небольшой – для начала достаточно 200 Вт.

Спектры не рассматривают по отдельности. Хлорофилл при влиянии различных частей спектра может поглощать свет, превращая его в энергию. Источник света должен максимально соответствовать спектру естественного дневного света.

Признаки недостаточного освещения

Определить, что растению недостаточно света, можно по следующим признакам:

  • вытянутые побеги;
  • маленькие листья бледного цвета;
  • редкие цветки или полное их отсутствие у цветущих растений;
  • длинные междоузлия;
  • засохшие листья снизу, опавшие или желтые листья;
  • листья пестрых оттенков темнеют и со временем становятся зелеными.

Если наблюдаются эти признаки, то цветку недостаточно естественного освещения, и он требует дополнительной подсветки. Поэтому подсвечивают любимые цветочки, особенно в зимнее время.

Можно измерить количество света, который поступает в помещение, при помощи специального прибора – люксометра. Он даст очень точные показания, исходя из которых можно правильно подобрать нужный уровень освещенности.

Какой уровень освещенности необходим цветам?

При организации освещения для цветов в квартире появляются вопросы об интенсивности и количестве дополнительного освещения. Лучше всего применить люксометр. Но можно пользоваться и научно доказанной информацией.

Для разных домашних растений нужен определенный световой поток (в люксах):

  • тенелюбивым – от 700 до 1000 Лк;
  • теневыносливым – от 1000 до 2000 Лк;
  • светолюбивым – от 2500 Лк и выше.

Естественно, это минимальные уровни, которых будет достаточно для поддержания жизнедеятельности в зимнее время. Если у цветка началось цветение, то освещенность увеличивают вплоть до 9000 Лк.

Последствия нарушения светового режима

Если света недостаточно, то это может серьезно испортить внешний вид цветка. Признаки уже описаны выше – это есть те самые последствия. При их обнаружении стоит всерьез задуматься о правильной организации подсветки. В этом случае главное не думать, что чем больше света, тем лучше. Это большое заблуждение, нередко по этой причине многие растения также погибают.

Какой свет лучше для роста?

Существует масса различных вариантов для подсветки. Но свет неоднороден, он бывает с разным спектральным составом. Спектральный состав – это зависимость мощности излучения от длины волны. Солнце имеет непрерывную характеристику в видимом диапазоне, а снижается характеристика только в ультрафиолетовом спектре и инфракрасном.

Спектр любого осветительного прибора представляет собой импульсы с различной амплитудой, что придает этому свету различные оттенки.

Была проведена масса экспериментов, в ходе которых установили, что для успешного роста и развития растениям не требуется полный спектр. Нужно лишь несколько частей спектра.

Жизненно важны для растений определенные длины волн:

  • 640-660 нм – бархатно-красный цвет, необходимый каждому взрослому растению для репродуктивных процессов, а также для развития и укрепления корневой системы;
  • 595-610 нм – оранжевый спектр для процессов цветения и созревания, если растение плодовое;
  • 440-445 нм – фиолетовый цвет нужен для вегетативного развития растения;
  • 380-480 нм – ближний ультрафиолетовый диапазон для регулирования роста и развития белков;
  • 280-315 нм – средний ультрафиолетовый диапазон, повышающий морозостойкость.

Такая подсветка комнатных растений подходит не для каждого цветка. Каждое отдельное растение обладает своими особенностями и уникально по предпочтениям спектра. Это значит, что полностью заменить характеристики дневного света не получится. Но несколько лампочек в утренние и верчение часы в зимнее время облегчат жизнь цветочков на подоконнике.

Выбор осветительного прибора

Самым предпочтительным вариантом являются специальные фитолампы. Они имеют оптимальную световую температуру для большинства растений. Этот светильник генерирует фотоны не в широком, а в более узком диапазоне, что особенно благоприятно для процесса фотосинтеза. Изделие выдает свет синего и красного цветов – синий стимулирует рост, а красный приблизит период цветения и созревания плода.

Но необязательно покупать готовое устройство. Можно сделать подходящую систему своими руками – она будет освещать растения так же хорошо, как и промышленный вариант. Сейчас есть масса изделий, которые можно для этого использовать.

Размещение и установка света

Растения лучше растут, если свет установить над ними. Если поток будет подаваться сбоку, то это может привести к искривлению стеблей. Самое оптимальное расстояние – 15-30 см от верхней части цветка. Также обязательно учитывают размеры и мощность ламп.

Следует помнить, что люминесцентные лампы по краям дают большую мощность, чем в центральной части. Растения, любящие свет, ставят непосредственно под светильником.

Наиболее удобным будет такое крепление освещения, которое можно двигать. В данном случае прибор можно использовать в разных ситуациях – интенсивность света легко меняется, в зависимости от нужд растения.

Есть простое правило: чем больше расстояние от растения до лампы, тем меньше интенсивность света. Так, если расстояние превысить в два раза, мощность снизится в четыре. Но и высокая интенсивность также ни к чему. Иногда, если лампочка сильно близко, то на листьях будут видны характерные следы ожогов. Если стебли вытянулись, то лампа установлена слишком далеко.

С помощью современного оборудования можно сделать подсветку для цветов на окне в квартире своими руками. Для этого стараются выбирать растения так, чтобы они имели примерно одинаковую высоту. Затем покупают доступные по цене светильники. После этого расставляют горшки или ящики. За емкостями на окна монтируют либо зеркало, либо фольгу – это необходимо для отражения света. Далее приборы устанавливают с двух сторон на подоконнике. После этого можно подключать прибор в сеть.

Ультратонкий фитосветильник для окна

На видео: как сделать светодиодную фитолампу для цветов своими руками.

Разновидности ламп

Чтобы обеспечить нормальную досветку или же полностью подсветить комнатное растение в квартире, используют несколько типов лампочек. Это традиционные лампы накаливания, галогенные, светодиодные лампы, светильники, светодиодная лента. Рассмотрим их характеристики и особенности.

Лампа накаливания

Это наиболее распространенный тип, с которым все хорошо знакомы – такие лампы есть или были в каждой квартире. За счет электрической энергии раскаляется вольфрамовая спираль, которая находится в стеклянной емкости. Прибор вкручивают в патрон, а для подключения не требуется специальной аппаратуры.

Недостатком является тот факт, что в спектре отсутствует синий цвет. Светоотдача очень низкая и составляет 17-25 Лм/Вт. Это не лучший выбор для освещения растений в домашних условиях. Лампа сильно греется и если ее устанавливать над цветами даже на высоту в 1 м, она может привести к ожогам. Если поднять лампу больше, чем на 1 метр, эффективность освещения будет стремится к нулю.

Люминесцентные

Люминесцентная лампа представляет собой колбу, с каждой стороны которой имеются электроды. Они соединены вольфрамовой спиралью. Внутри трубки находятся инертные газы или ртутные пары. На внутреннюю поверхность колбы нанесен специальный слой – люминофор.

Так выглядит люминесцентная лампа

Можно выделить три вида таких ламп:

  • изделия общего назначения;
  • специального назначения;
  • компактные модели.

Модель общего назначения имеет неплохие характеристики – это высокая светоотдача, низкий уровень излучения тепла, длительный срок эксплуатации. В растениеводстве их применяют для организации досвечивания комнатных растений, когда длительность светового дня короткая. Но главное в этих лампах – очень ограниченный спектр. Применять лапы для постоянного освещения не рекомендуется.

Люминесцентные лампы специального назначения отличаются наличием слоя люминофора. За счет этого усовершенствования спектр лампы очень похож на тот, что нужен для растений. Эту лампу можно выбрать в случаях, когда требуется обеспечить полную подсветку, периодическое досвечивание. Также нередко эти лампы выбирают для организации своими руками декоративной подсветки.

К недостаткам можно отнести завышенную стоимость и электронную балластную установку, без которой подключить прибор к сети не получится. Лампа может дать правильный свет, но использовать ее рекомендуется только тогда, когда нет других приборов мощностью в 200-300 Вт.

Газоразрядные

Эти изделия способны генерировать самый яркий свет. Существует несколько видов этих ламп, можно выделить ртутные, натриевые, металлогалоидные. Ртутные модели – одни их самых первых. На внутренней стороне колбы отсутствует специальное напыление, коэффициент светоотдачи очень низкий. Излучают они неприятный и для человеческого глаза, и для зеленых друзей свет с синеватым оттенком.

Сейчас выпускаются обновленные модели с улучшенными спектральными характеристиками. Они стали одним из вариантов освещения оранжерей и теплиц. Но проблема с теплоотдачей еще не решена.

Натриевые модели обладают большей яркостью, это эффективные модели с высокой светоотдачей и высоким ресурсом. Спектр находится в красной зоне. Двумя лампами можно осветить огромную площадку в зимнем саду или большую коллекцию растений. Для обеспечения баланса в спектре рекомендуется чередовать ртутные и галогенные модели. Зеленые растения будут довольны.

Металлогалоидные лампочки – это самые совершенные приборы для освещения домашних растений, а также оранжерей и теплиц. Они отличаются следующими характеристиками:

  • высокая мощность;
  • высокий эксплуатационный ресурс;
  • оптимальный спектральный баланс.

Для эксплуатации в доме таких лампочек понадобится приобрести специальный патрон. Также есть один большой недостаток таких ламп – это стоимость. Она значительно выше цены на основные аналоги.

Освещения цветов зимой

В холода период времени для подсвечивания продляется. Зимой к выбору осветительного прибора подходят не только исходя из нужной освещенности, но и учитывая температурные особенности. Одни растения цветут при одних температурах, другие при совсем других. Растения, любящие тепло, могут зимой прожить при совсем низком количестве тепла и света. Остальным же цветам освещение важно. Их освещают в течение 12 часов – в утреннее и вечернее время, так как они получают меньше солнечного освещения.

Основные особенности

Большое значение в организации подсветки имеет и сам цветок. Надо найти о нем всю информации и только после этого можно подбирать то, что ему подойдет. Любой цветок имеет свои конкретные особенности, которые обязательно учитываются. Основная работа связана с тем, чтобы обеспечить недостаток солнечного света.

Нужно точно знать сезонные нормы. Это позволит определить эффективность света. Правильная подсветка будет стимулировать рост и это будет видно.

Подсветка для орхидей в зимнее время

Для орхидей нужно создать особенный климат, так как эти цветы произрастают в экзотический странах. Там тепло и солнечно. Оптимальным показателем освещенности для этих цветов является уровень от 10 000 до 30 000 Лк. Некоторые виды орхидей могут нуждаться в 15 000 Лк.

В качестве лампочек не стоит использовать привычные решения. Лучше приобрести фитолампу. Это позволит избежать ожогов верхних и нижних листьев.

Самое главное условие при освещении орхидей – лампа не должна греться. Идеально, если на расстоянии 10 см от растения рука не будет чувствовать тепла. Расстояние от лампы до цветка должно быть в пределах от 10 до 50 см. Это зависит от мощности лампы. Так, для 10 см в прибор ставится лампочка, выдающая 7000 Лк. Для расстояния в 10 см нужно 5200 Лк. Для 50 см понадобится 1700 Лк. Длительность подсветки составляет в среднем 12 часов.

Подсветка светодиодной лентой

Этот вариант самый оптимальный. Ленту легко закрепить где-угодно, а ее свет очень подходящий для растений. Ленту по размеру отрезают ножницами и приклеивают на подходящую поверхность. Спектр светодиодов ведет к ускоренному росту растений. Взгляните на фото – это светодиодная подсветка.

Из статьи также можно почерпнуть интересные и полезные данные. В комментарий можно написать, как и у кого организована такая подсветка, можно приложить фото. Это будет полезно многим.

Как выбрать лампу для растений (2 видео)

Разные светильники и варианты подсветки (40 фото)

Лампы для растений, освещение и подсветка

Поселив в своем доме цветы, вы берете на себя ответственность за их благополучие. Ухода они требуют разного, но в одном аспекте растения едины – им нужно качественное и достаточное освещение.

Особенно остро этот вопрос встает в осенне-зимнее время. Световой день настолько короток, что, даже поставив цветочные горшки на южное окно, вы не сможете обеспечить высаженным в них цветам комфортные условия. На помощь придут лампы для растений.

Использование специфических устройств не позволит вашей оранжерее зачахнуть, прекратить цвести, остановиться в росте и погибнуть, потому что фитолампы – настоящий солнце заменитель, способный не просто продлить для растений световой день, а еще и дать им все необходимое, для адекватного развития.

Лампы необходимы для полноценного развития растений

Более того, их использование позволит цветам покинуть приевшиеся подоконники и поселиться там, где ранее это было недоступно. Ниша для растений с подсветкой может быть обустроена в темном коридоре, глубине комнаты или в ванной.

В промышленных целях такими лампами зачастую вообще полностью заменяют естественное освещение и делают это неспроста. Кроме регуляции режима освещения, таким образом получают контроль за климатическими условиями, что позволяет корректировать процесс развития саженцев.

Лампы для растений заменяют естественное освещение

к оглавлению ↑

Насколько важно освещение для растений

«Говоря об освещении для растений, надо понимать, что речь идет не чисто об источнике его подачи, а о спектральном разнообразии светопотока, на которое, собственно, и реагирует флора»

Свет – для зеленых насаждений фактор жизненно важный, так как их сухая масса почти на половину состоит из продуцируемого из воздушных масс углерода, а процесс его усвоения (фотосинтез) протекает только в дневное время. Естественно, на его активность влияет еще немало факторов, но все же интенсивность подсветки растений – главный из них.

Недостаток освещенности солнцем, прежде всего, сказывается на молодой поросли. У них очень быстро истончаются листовые пластины. Побеги теряют насыщенность цвета и притормаживают рост. Стебли таких растений вытягиваются вместе с междоузлиями в сторону поступления световых потоков.

Есть и другие симптомы дефицита света, которые могут проявиться даже у домашних цветов, живущих в нише для растений с подсветкой. И их нужно уметь распознавать.

Без подсветки растения испытывают дефицита света

Первый из них – прекращение образования новых цветоносов и сброс уже имеющихся бутонов. Если немедленно не начать использование ламп для растений или не изменить их мощность, большой недостаток света спровоцирует полное прекращение процесса цветения. Пестролистные виды лишатся красочного окраса. Листва станет монотонно зеленой, а в нижних ярусах будет сохнуть и опадать.

Признаки недостатка света у растений

Говоря об освещении для растений, надо понимать, что речь идет не чисто об источнике его подачи, а о спектральном разнообразии светопотока, на которое, собственно, и реагирует флора. В излучаемом лампами для растений свете присутствуют волны разнообразной окраски:

  • красные;
  • зеленые;
  • оранжевые;
  • синие;
  • желтые;
  • фиолетовые;
  • ультрафиолет.

Красно-оранжевый диапазон

Наиболее важные для растений цвета. Они несут энергетический заряд, который так нужен для успешного фотосинтеза. Помимо этого красно-оранжевые потоки отвечают за скорость роста растений. При необходимости задержать период цветения у луковичных или других видов цветов, размещенных в нише для растений с подсветкой на определенный период, нужно увеличить интенсивность их облучения именно данным световым спектром.

Красно-оранжевый диапазон наиболее важен для растений

Фиолетово-синий диапазон

Эти цвета также стимулируют процессы фотосинтеза. Без их участия не образуется белок, растение не растет.

Получив дозу сине-фиолетовой подсветки, растения, в естественных условиях живущие в режиме короткого дня, будут быстрее зацветать.

Фиолетово-синяя подсветка для растений

Ультрафиолет

Лучи, с длиной волны диапазона 280 – 315 нм, способствуют повышению холодостойкости растений, а также не дают им чрезмерно вытягиваться. Ультрафиолетовые волны участвуют в синтезе ряда витаминов.

Ультрафиолет способствует повышению холодостойкости растений

Желто-зеленый диапазон

Жизненно важного значения в освещении для растений этот спектр, в принципе, не имеет, но в комплексе с другими световыми потоками способствуют гармоничному их развитию.

Зная значения каждого цветового диапазона, будет несложно подобрать лампу для подсветки растений нужного типа.

При использовании фитоламп главное – не сбить биоритм жизни цветов, поэтому в нишах для растений с подсветкой или в теплицах их нужно включать и отключать в строго определённое время. Специалисты рекомендуют приурочить начало светового дня к 7-8 часам, а его завершение – к 20-22.

Включать подсветку рекомендуется в дневное время

к оглавлению ↑

Какой должна быть подсветка растений

Дополнительное освещение растениям нужно в основном в период уменьшения светового дня. Солнечных лучей им начинает не хватать уже с октября месяца. И в таком световом цейтноте им придется находиться до середины весны. Дефицит восполняется освещением посадок специальными лампами для растений. Их ассортимент сегодня весьма разнообразен. Лампы можно найти в подвесных, настенных, настольных и крепящихся к штативам конструкциях.

Лампу для растений можно купить любой конфигурации

При выборе типа лампы обращайте внимание на количество рабочих часов. Учтите, что вам придется включать прибор не время от времени, а постоянно. Пульсовое освещение для растений губительно. Они сбиваются с привычных биоритмов и начинают болеть. Наиболее важны для домашних цветов лучи фиолетово-синего и красно-оранжевого диапазона. Первые отвечают за вегетативные процессы, вторые – за рост. Подыскивая лампу, надо смотреть те модели, где красному спектру отведена ведущая роль.

Если необходимо освещать большую площадь, то правильнее будет приобрести фитолампы потолочного типа.

Для большой площади подойдет потолочная подсветка

В нишах для растений с подсветкой вопрос обстоит несколько проще. Лампа в них может быть и вертикального типа, и настенного. Размещая лампы освещения для растений, надо следить, чтобы идущие из них световые потоки не препятствовали проникновению дневного света.

Подсветка для растений в нишах

Еще одна хитрость. Учитывая то, что растения интуитивно тянутся к источнику света, в оранжерее или теплице фитолампы стоит устанавливать по обеим сторонам от грядок или рядов.

к оглавлению ↑

Классификация ламп для растений

Большое ассортиментное разнообразие фитоламп приводит к трудностям в их выборе. Поэтому прежде чем покупать ту или иную модель, стоит познакомиться с их основными характеристиками. Это поможет определить, насколько они будут актуальны в роли корректировочной подсветки растений, и сможете ли вы создать, используя их, действительно благоприятные условия для своих зеленых питомцев.

Итак, какие виды фитоламп можно встретить на магазинных прилавках:

1.​ Газоразрядные.

2.​ Энергосберегающие.

3.​ Светодиодные.

4.​ Накаливания.

Каждое из этих устройств имеет свои преимущества и недостатки, в перипетиях которых сейчас и будем разбираться.

Газоразрядные лампы

Их относят к наиболее интенсивным световым источникам. Газоразрядки актуальны там, где требуется освещение глобальных пространств при минимальных энергетических затратах. Газовые смеси, используемые в данных конструкциях, имеют свойство постоянно генерировать цветовые комбинации и усиливать их излучение. Проблема эксплуатации такого рода ламп для растений сводится к необходимости использования при работе с ними специальных балластов.

Газоразрядная лампа для растений

Газоразрядная серия представлена несколькими типами источников. Сюда входят:

  • ртутные конструкции;
  • натриевые виды;
  • металлогалогенные светильники.

Ртутная лампа имеет вид колбы цилиндрического или эллипсоидного типа, внутри которой закреплена кварцевая горелка.

Ртутная лампа

В таких лампах освещения для растений, кроме ртути, содержатся еще и галогенидовые добавки в виде индия, таллия, натрия, которые также энергопроизводительны. За счет этих включений светоотдача ртутных ламп может доходить до 60 лм/Вт. И это для данной категории осветительных конструкций еще не предел.

По спектровому излучению ртутное освещение будет идеальным для подсветки растений, находящихся на этапе наращивания зеленой массы, а вот цветущим оно совершенно противопоказано.

Срок эксплуатации ртутных ламп для растений в среднем 10 тыс. часов.

Натриевая лампа также актуальна в освещении больших пространств. Для нее характерно яркое свечение. Излучаемый ею оранжево-желтый спектр приятен глазам. Срок действия до 20 тысяч часов.

Натриевая лампа идеальна для освещения больших пространств

В конструкции фитолампы предусмотрен зеркальный отражатель, что позволяет регулировать направленность световых потоков.

Из недостатков надо отметить взрывоопасность и высокую стоимость. Из-за первой проблемы натриевые модели не рекомендуют использовать в нишах для растений с подсветкой и вообще в домашних условиях.

Металлогалогенные лампы – наиболее эффективные представители газоразрядной серии. Они незаменимы как освещение для растений, выращиваемых в полностью искусственной среде. Работая, они продуцируют идеально пропорциональное излучение.

Металлогалогенные лампы

Фитолампы отличает высокая мощность. Они надежны и просты в использовании. Имеют продолжительный срок эксплуатации. Основным моментом, останавливающим в их приобретении, становится цена.

Аквариумные лампы

Этот вид фитоламп отвечает за рост зелени в толще воды. Они практически не греются и дают хорошо сбалансированное освещение. К недостаткам все также относится цена, поэтому использовать в помещениях теплиц их нерентабельно. А вот в нишах для растений с подсветкой они будут вполне актуальны. Отлично данный вид справится и с освещением горшечных посадок.

Аквариумные лампы отлично справятся с освещением горшечных посадок.

Энергосберегающие лампы

«Холодный спектр освещения для растений ускоряет развитие сеянцев и сделает их крепкими и здоровыми»

По сути – это аналог люминесцентных форм ламп для растений, представленный в компактном виде. Их подключение происходит без отдельного приобретения дросселя, так как он изначально встроен в схему. Чтобы подключить экономку, достаточно просто ввернуть ее в типичный патрон.

К неоспоримым преимуществам энергосберегающих моделей ламп для подсветки растений надо отнести и низкое потребление электроэнергии. Срок их работы определяется 15 тысячами часов. Спектр излучения ламп энергосберегающего вида богат синим диапазоном, что делает их пригодными для ухода за цветущими растениями.

Фитолампы энергосберегающего класса подразделяются на три категории. Они бывают:

1.​ Холодными.

2.​ Теплыми.

3.​ Дневными.

Фитолампы энергосберегающего класса

Холодный спектр очень нужен рассаде. Такое освещение для растений ускоряет развитие сеянцев и сделает их крепкими и здоровыми.

Холодный спектр ускоряет рост рассады

Теплый спектр требуется цветущим видам.

Дневной вариант универсален. Он применим в любых ситуациях. Он самодостаточен и в качестве самостоятельного источника, и в качестве досветки. Излучаемый дневными лампами свет, актуален в любой период растительного цикла зеленых насаждений.

Дневные лампы – универсальны для растений

Светодиодные лампы

LED-фитолампам сегодня дан зеленый свет. Они – наиболее приемлемый вариант подсветки растений по всем параметрам. С их помощью создают оптимальный режим достветки. Светодиодные фитолампы имеют мизерное энергопотребление при высоком КПД. Одна такая единица рассчитана на 50 тысяч часов работы. Ресурса такой величины не имеет ни одна из представленных сегодня ламп. Компактные размеры делают LED-лампы незаменимыми в обустройстве ниш для растений с подсветкой, организации освещения расставленных на полках горшков. Здесь удобнее применить специальные светодиодные ленты.

Светодиодные лампы- наиболее приемлемый вид для растений

Нельзя не упомянуть о высокой безопасности устройства и абсолютной его экологической чистоте.

Светодиодные модели ламп для растений генерируют исключительно волны востребованного зелеными насаждениями спектра:

  • синего;
  • красного;
  • оранжевого.

Спектр светодиодных ламп

К тому же, устройство подобного освещения для растений имеет реле-переключатель, позволяющий менять комбинацию излучаемых цветов. Данное усовершенствование позволяет регулировать развитие саженцев, что немаловажно для промышленных циклов.

Лампы накаливания

В эту категорию попали галогенные лампы с вмонтированным рефлектором и неодимовые модели.

Галогенные варианты работают на смеси газов, но к вышерассмотренным газоразрядным моделям они отношения не имеют. Их производительность обеспечивает комбинация криптона с ксеноном, поэтому данные лампы дают гораздо более яркое свечение, чем металлогалогенные аналоги.

Галогенная лампа

В неодимовых фитолампах вся фишка заключена в фильтрующем специфическом стекле, поглощающем желто-зеленое излучение. Это позволяет повысить качество досвечивания посадок.

Что касается стандартных ламп накаливания, то в подсветке растений их лучше не использовать. Кроме того, что они чересчур раскаляются и при неправильном расчете расстояния установки могут обжечь листья цветов, они еще и не имеют оптимального спектра излучения. Им не дано продуцировать синий диапазон волн, а значит о цветении сада на подоконнике можно будет забыть. К тому же у таких ламп минимальная светоотдача на уровне 17-20 Лм/Вт, чего не достаточно для создания комфортной среды произрастания домашним растениям. Учитывая, то, что лампу накаливания нельзя придвигать ближе, чем на метр к горшку с цветком, эффективность подсветки растений практически сводится к нулю. Лампы данного типа хороши только в комплектации с иными представителями фитоламп. Такие комбинации используют в оранжереях, имеющих нужду в коррекции микроклимата.

При неправильной установке лампы накаливания могут обжечь листья

Сегодня магазинный ассортимент пополнился специальными видами ламп для растений серии OSRAM, имеющими встроенные рефлекторы. Модели отличает не только цена, но и способ действия. При излучении большого количества тепла, они дают еще и сбалансированный диапазон светопотока.

Фитолампа серии OSRAM

к оглавлению ↑

Как выбрать лампу оптимального спектра свечения

Для правильного подбора осветительного элемента потребуется обладание следующей информацией:

1.​ Размеры освещаемой площади.

2.​ Продолжительность периода подсветки.

3.​ Равномерность распределения светопотока.

4.​ Расстояние от растений до источника света.

5.​ Наличие возможности регулировки спектральной интенсивности излучения в освещении для растений.

6.​ Желательный спектр генерируемого потока.

7.​ Угол подачи света.

Проведите предварительную сортировку растений по видам и вегетационному состоянию. Это поможет понять, требуются ли вам мощные фитопанели или вполне удовлетворят ниши для растений с подсветкой. От правильности расположения фитоламп зависит не только благополучие домашних цветов, но и комфорт людей живущих в их окружении.

Важно правильно установить фитолампы

О чем следует помнить:

1.​ Натриевые дуговые фитолампы продуцируют мощный светопоток, но отличаются сложной системой поджига. В спектровом излучении обычных ламп превалирует желтый цвет, у специфических фитоламп для подсветки растений светопоток сконцентрирован на продуцировании красной части.

2.​ Наиболее приемлемы для эксплуатации в домашних условиях люминесцентные лампы для растений линейного типа.

Люминесцентные лампы для растений линейного типа

3.​ Узколистные и лианоподобные растения предпочитают досвечивание фтолампами накаливания.

4.​ Кактусам понравится комбинированная досветка от слаженной работы теплых и дневных фитоламп.

Кактусам подойдет комбинированная досветка

5.​ Монохромно красное излучение утомляет человеческие глаза, поэтому освещение для растений в таком спектре лучше включать при отсутствии в помещении людей или по ночам.

к оглавлению ↑

Заключение

Напоследок – несколько полезных советов.

1.​ Нужно собрать конструкцию освещения для растений на скорую руку – возьмите энергосберегающую фитолампу или любые модели ламп накаливания. Их достаточно просто вкрутить в патрон настольной лампы, имеющейся в каждом доме.

2.​ Группу низкорослых растений удобнее освещать люминесцентными типами ламп. Высокорослым одиноким растениям организуйте подсветку светильниками прожекторного типа с газоразрядным элементом.

3.​ Ниши для растений с подсветкой надо укомплектовать рефлекторными отражателями. Это повысит эффективность КПД светового потока.

4.​ В зимнем саду оптимальное освещение создадут мощные газоразрядные лампы для растений, вмонтированные в потолочные светильники.

к оглавлению ↑

Фотогалерея – лампы для растений

к оглавлению ↑

Видео

Автор: Михаил Бонд
Рейтинг:
Загрузка…

Понравился пост? Поделись с друзьями!

Лампы для растений (45 фото): Как выбрать подходящую?

В продолжительные периоды пасмурной погоды и просто вглуби помещения растения испытывают недостаток естественного освещения, и его нужно компенсировать

Лампы для растений – это возможность скомпенсировать недостаток света, что особенно важно в осенне-зимний период. Ведь даже если поставить растения на южную сторону дома (что далеко не всегда возможно), длительности естественного светового дня, особенно в северных районах, окажется совершенно недостаточно для нормального развития цветов или рассады. Для полноценного развития некоторых растений продолжительность светового дня должна быть не меньше 15 часов, в противном случае цветы начинают болеть – прекращается цветение, замедляется рост, вянут и желтеют листья, что может привести к их полной гибели. Фитолампы, – искусственный заменитель солнца, продлевая световой день, создают оптимальные условия для выращивания домашних любимцев.

Содержание:

Искусственное освещение поможет скомпенсировать нехватку естественного света

Правильно подобранные дополнительные источники света помогут выращивать цветы круглый год

В промышленных условиях фитолампы часто полностью заменяют естественный свет – регулируя режим освещения (а так же регулируя климатические условия), можно максимально точно контролировать процесс развития и созревания растений.

Открытый мини-сад в спальне возле кровати. Здесь лампа также выполняет также и функцию ночника

Свет: насколько он важен для растений

Свет – важная составляющая жизни растений, ведь растение (точнее говоря, его сухая масса) на 45% состоит из получаемого из воздуха углерода. При этом процесс усвоения углерода – фотосинтез, происходит только при участии света, на интенсивность фотосинтеза оказывает влияние множество внешних факторов, но главный – это все же интенсивность света.

Свет — едва ли не главное условие нормального роста растения

С помощью правильно подобранного освещения мы можем искусственно продлить световой день для растения

От недостатка освещенности страдают, прежде всего, молодые растения и побеги – их листовые пластины становятся бледными, ненасыщенными, а их размер становится меньше. Их стебель и междоузлия вытягиваются, а само растение склоняется/тянется к источнику света. Кроме того, есть и другие признаки (рис. 1):

  • рост растения замедляется
  • прекращается образование новых бутонов, старые цветы постепенно отмирают, при большом дефиците света цветение может прекратиться полностью

Мини-огород на кухне

Ниша для растений с подсветкой, украшающая современную кухню

  • у пестролистных видов теряется декоративная окраска, они становятся монотонно-зелеными
  • подсыхают и опадают нижние листья

Рис. 1.
Основные признаки недостаточности освещения.

Впрочем, говорить «свет» не совсем правильно — флора по-разному воспринимает спектральные составляющие:

  • красные (длина волны от 600 до 720 нм) и оранжевые (от 595 до 620 нм) – самые важные и необходимые диапазоны излучения для растения, они поставляют энергию, которая необходима для осуществления фотосинтеза. Кроме того, они влияют на скорость развития растений, например, переизбыток оранжевых и красных лучей позволяет задержать переход к цветению, что важно, если, к примеру, проводить выгонку луковичных к определенной дате
  • фиолетовые и синие (диапазон 380-490 нм) – так же принимают непосредственное участие в фотосинтезе. Они нужны, прежде всего, для образования белка, а также влияют на рост растения. Растения, которые в природных условиях растут в условиях короткого дня, при домашнем выращивании зацветают быстрее именно под воздействием фиолетово-синей части спектра
  • ультрафиолетовые лучи (спектр 315-380 нм) не позволяют растениям «вытягиваться», а так необходимы для синтеза некоторых витаминов. Другие лучи этого диапазона (длина волны 280-315 нм) помогают повысить холодостойкость растений
  • волны зеленого (490-565 нм) и желтого (565-595 нм) настолько же важного значения для развития растений не имеют

Определенные части спектра видимого излучения критически важны для здорового роста растений

Компактная подсветка для домашних цветов

Искусственное освещение фиалок

Именно поэтому, организуя досвечивание или искусственное освещение растений, необходимо учесть их потребности только в определенном части спектра.

Совет! Чтобы не нарушить «биологические часы» растения, искусственное освещение лучше включать в 7-8 часов утра, а выключать, выдержав необходимую длительность светового дня, в 20-22 часа.

Монтаж лампы для искусственного освещения

Подключение таймера к электрической цепи поможет подстроиться под «биологические часы» растений

Лампы для растений: какие выбрать

Современный рынок наполнен самыми разнообразными моделями фитоламп, оценим, насколько они подходят для организации и коррекции освещения растений в домашних условиях, чтобы ваша флора получила максимально благоприятные условия при минимальных затратах.

Лампа для выращивания клубники в домашних условиях

Там где растения находятся при недостатке или отсутствии естественного освещения нужно обеспечить их дополнительным светом искусственных источников

Лампы накаливания

На сегодняшний день – абсолютно неприемлемый вариант для подсветки растений. Во-первых, в их спектре полностью отсутствуют волны синего спектра, которые очень важны для процесса фотосинтеза. Во-вторых, эти лампы сильно нагреваются, поэтому при близком размещении к растениям они могут вызывать тепловые ожоги на листовых пластинах. В–третьих, лампы этого типа обладают очень низким (всего около 5%) КПД. И хотя сама лампа достаточно дешевая, при длительном использовании это станет причиной больших затрат на электричество.

Лампа накаливания для освещения комнатных растений

Совет! Вариант использования лампы накаливания – в небольших тепличках, вместе с люминесцентной лампой, которая имеет в спектре мало красного света, плюс – она обеспечит дополнительный обогрев воздуха.

Люминесцентные

В отличие от ламп накаливания, люминесцентные лампы практически не греются, поэтому не оказывают влияние на температуру в помещении, поэтому больше подходят для подсветки растений. У них высокая светоотдача (хотя со временем она имеет тенденцию снижаться), они относительно недорогие и мало энергозатратны. Люминесцентные фитолампы особенно эффективны для освещения больших по площади посадок, для установки, к примеру, на подоконнике, они подходят слабо, прежде всего – из-за своих размеров.

Люминесцентное освещение для великолепных орхидей

Равномерное искусственное освещение овощной рассады

Для подсвечивания растений слабо подходят обычные люминесцентные (так называемые «дневного света») лампы, в которых красные волны очень слабые. Лучше приобретать специализированные лампы, благодаря покрытию на стеклянной колбе, они дают спектр, наиболее приближенный к тому, который необходим растению.

Совет! Использование ламп с направленными отражателями позволяет увеличить эффективность на 25-30%.

Люминесцентные лампы как источник искусственного освещения

К люминесцентным относят и ртутные лампы, которые аналогичны по принципу действия, но имеют значительно большую красную составляющую в спектре. Правда, при большей мощности они отличаются и большим потреблением электроэнергии.

Энергосберегающие

По своей сути – это те же люминесцентные фитолампы, но более компактные – они не требуют для подключения наличия специального дросселя, потому что их конструкция предусматривает собственный, встроенный дроссель. Поэтому всё, что нужно для подключения такую лампочки — это ввернуть ее в стандартный патрон. Еще одно несомненное преимущество – энергосберегающие лампы потребляют значительно меньше (если брать для сравнения люминесцентные лампы или накаливания) электроэнергии и имеют значительно больший (до 15 тысяч часов) срок эксплуатации.

Искусственное освещение с помощью энергосберегающих ламп

Энергосберегающие лампы обладают спектром излучения, в котором много синего, поэтому подходят нецветущим растениям

Энергосберегающие фитолампы бывают трех типов:

  • «холодные» — холодный спектр ускоряет прорастание и развитие рассады в период активного вегетативного роста
  • «теплые» — лучше всего подходят для подсвечивания растений в период цветения
  • «дневные» — их можно применять в любое время, используя в качестве самостоятельного (дополнительного) источника освещения на время всего растительного цикла.

Два в одном: подсветка для цветов и лампа для чтения

Натриевые

Натриевая лампа – один из самых эффективных, если сравнивать светоотдачу, источников света. Она экономична, высокоэффективна (одной фитолампы средней мощности хватит для освещения растений на подоконнике длиной 1,5 м), долговечны (до 20 тысяч часов эксплуатации) и проста в эксплуатации, при этом её основное излучение приходится на оранжевую и красную часть спектра. В сочетании с достаточным количеством синих волн, натриевая лампа позволяет существенно улучшить рост и ускорить цветение растения. К недостаткам можно отнести высокую стоимость и большие габариты, поэтому натриевые лампы часто используют для создания комфортного светового режима в зимних садах – всего один потолочный светильник мощностью в 220 Вт может освещать достаточно большую площадь. Кроме того, натриевые лампы требуют специальной утилизации, ведь они содержат пары ртути, ксенона и натрия.

Натриевая газоразрядная лампа

Натриевая лампа — один из самых эффективных источников искусственного света для домашних растений

Светодиодные лампы

Светодиодные или ЛЕД-лампы – самый приемлемый по всем параметрам вариант для создания светового режима для растений:

  • они обладают наименьшим энергопотреблением и высоким КПД
  • большой ресурс – эксплуатации одной ЛЕД-лампы может длиться до 50 тысяч часов

Светодиодные лампы в «умной подсветке»

Один из плюсов LED-светильников — это их компактность

  • компактные размеры, для освещения растений на полках или нишах, а так же выращиваемых на можно использовать специальные светодиодные фитоленты

Ленточная светодиодная лампа — фитолента

  • высокая безопасность и полная экологическая чистота
  • светодиодные лампы могут вырабатывать только волны полезного спектра (красные, синие, оранжевые), что позволяет, с одной стороны, сократить расход энергии за счет отсутствия генерации «лишних» волн, с другой – реально регулировать развитие растения, замедляя или ускоряя его, что особенно важно в промышленном цикле

Некоторые растения, известные как растения короткого дня, могут не цвести, если они долго находятся под воздействием солнечного света

Кроме выбора типа фитолампы, очень важно правильно выбрать её мощность – на 1 м2 освещаемой площади должно приходиться не меньше 70 Вт. Кроме того, следует учесть, что чем ближе лампа будет приближена к растению, тем больше и полнее будет эффект подсвечивания. Но при этом следует учитывать негативные воздействие теплового излучения, поэтому оптимальное расстояние – порядка 20-25 см.

Совет! Поскольку светодиодные светильники практически не выделяют тепло, их можно устанавливать и ниже.

LED-фитолампы

Свойства светодиодных светильников позволяют размещать в непосредственной близости от растения

Какие фитолампы лучше – люминесцентные, светодиодные (ЛЕД), энергосберегающие или натриевые, подробный обзор и сравнение смотрите на видео:

Как выбрать подсветку для рассады?

Многие дачники предпочитают самостоятельно выращивать цветочную и овощную рассаду. Делают они это чаще всего с февраля по апрель, когда молодым растениям может не хватать естественной инсоляции. Исправить эту ситуацию можно, необходимо лишь предусмотреть устройство дополнительной подсветки. Главное — правильно подобрать лампу. В этой статье мы расскажем вам, как вырастить полноценную рассаду с использованием искусственного света.

Как различные спектры влияют на рассаду?

Сегодня в магазинах продаются специализированные лампы для подсветки рассады. Они обеспечивают своих подопечных сбалансированным спектром излучения с преобладанием красных и синих цветов. Именно они нужны для полноценного развития растения на всех стадиях жизни.
Например, благодаря красному спектру семена прорастают быстрее. Синий и фиолетовый участвуют в редукции новых клеток. Они также активируют процессы фотосинтеза растений. Под воздействием синего спектра стебель растения становится более плотным и приобретает типичные размеры.

Какие лампы подходят?

К основным видам приборов, которые наиболее часто используются для освещения рассады, относят:

Люминесцентные лампы

Не излучают тепло, что исключает возможность появления ожогов на растениях, а также потребляют небольшое количество электроэнергии. Предназначены для досветки комнатных растений и выращивания рассады и молодых растений на стадии вегетации. Традиционно люминесцентные лампы имеют трубчатую форму, что упрощает их крепление, размещаются на высоте до 15 см над рассадой, дают равномерный рассеянный свет над всей поверхностью ящика.

Светодиодные лампы

Самый оптимальный вариант лампы для подсветки рассады. Их преимущества: долговечность и самое низкое потребление электроэнергии по сравнению с другими фитосветильниками. Такие светодиодные светильники имеют особый спектр излучения с преобладанием синего и красного цветов, что способствует фотохимическим процессам. Такое излучение активизирует процессы фотосинтеза, и заметно ускоряется рост и развитие растений. Имеют небольшой размер, что позволяет даже на маленькой площади разместить несколько таких ламп, тем самым усилить эффект от их использования.
СОВЕТ Для подсветки не рекомендуется использовать лампы накаливания. Они непригодны в силу чрезмерного выделения тепла и недостатка нужных лучей.

Каким должно быть оптимальное расстояние?

Расстояние, на которое необходимо устанавливать лампу, напрямую зависит от периода роста рассады. После посева оптимальным считается
12-14 сантиметров. По мере роста высота расположения лампы должна дойти до 20-25 сантиметров.
Не забывайте учитывать характеристики осветительного прибора. Если лампа мощная и нагревает воздух, расстояние до растения должно быть отрегулировано таким образом, чтобы не допустить ожогов.

Когда и на сколько включать лампы?

Продолжительность освещения зависит от вида рассады. Так, томаты любят нежиться под лучами от 15 до 17 часов, а вот такие культуры, как перец, баклажаны и прочие, укладываются в световой день, равный 11-13 часам.

Если за окном пасмурно, лучше не экономить и включить лампы досветки на 5-6 часов. Распределить время нужно таким образом: 2,5-3 часа вечером и столько же утром.

Итак, мы выяснили — для эффективного выращивания рассады нужны специальные лампы. Они восполнят недостаток инсоляции и позволят растениям набирать зелёную массу без задержки.

Приобрести их можно в гипермаркетах «Бауцентр». Наши продавцы-консультанты с радостью подберут нужный прибор с учётом ваших потребностей.



Подсветка комнатных растений в зимнее время

О том, что растениям нужен свет для нормального существования знают даже дети. Каждому школьнику известно, что жизненно необходимый процесс фотосинтеза происходит на свету. Даже неопытный любитель комнатных цветов понимает, что одним растениям нужен яркий солнечный свет, другим – рассеянный, а некоторые лучше всего растут в тени. Светолюбивые цветы из субтропиков выращивают на южных окнах, а тенелюбивых обитателей лесов лучше разместить на северных. В глубине комнаты могут нормально развиваться только теневыносливые растения.

Зимой практически всем домашним растениям естественного освещения недостаточно. Даже на южных окнах в пасмурные короткие дни света мало. Некоторые домашние цветочки способны приспособиться к таким условиям и даже цвести зимой (каланхоэ, сенполия, пуансеттия, шлюмбергера, хризантема, эрики), но большинство видов теряют свою декоративность, вытягиваются к скудному свету из окошка, многие просто прекращают свой рост (драцены, пеперомии, многие орхидеи).

Важно понимать, что имеет значение и интенсивность освещения, и длина светового дня. Многие растения способны цвести только при достаточной продолжительности светового дня (кампанула, фуксия, гардения, олеандр). В дополнительном освещении зимой нуждаются почти все орхидеи, не имеющие зимнего периода покоя.

Чтобы продлить световой день и усилить интенсивность освещения использую лампы искусственного освещения, а также применяют некоторые маленькие хитрости.

Как определить, что растению мало света

Для теневыносливых растений требуются уровни освещенности от 1000 до 5000 лк, для светолюбивых – от 10000 лк. Измерить уровень можно специальным прибором. Но если его нет, а обычно так и бывает, то растений само подскажет, когда ему мало света.

Недостаточное освещение сказывается на внешнем виде любого растения. Сначала изменяется естественная окраска листьев: молодые листья вырастают бледными и мелкими, листья с пестрой окраской (сциндапсус, пестролистные фикусы и плющи) теряют яркость рисунка, иногда становятся просто зелеными. У многих видов нижние листья желтеют, иногда опадают.

Практически у всех видов заметно вытягивание побегов, их искривление к свету. Если сравнить расстояние между узлами листьев, которые выросли летом, и теми, которые появились осенью или зимой, то разница очень заметна. Например, у пеларгонии междоузлия удлиняются в 2-3 раза.

Опытный цветовод никогда не станет ждать, когда его растения повытягиваются и начнут терять листья. Прежде всего, нужно точно знать, тенелюбив ли конкретный вид или ему нужен яркий свет, что можно узнать в энциклопедии комнатных растений. И если есть подозрение, что домашнему цветку темно, то обязательно следует установить лампы для подсветки.

Многие начинающие любители цветов, узнав о возможности использования искусственного освещения, начинают подсвечивать растения круглые сутки. Но, вопреки ожиданиям, они чахнут. В темноте у растений тоже происходят необходимые для жизни процессы. Важное значение имеет регулярное чередование дня и ночи. От изменения этих периодов зависит цветение многих видов.

Какие лампы выбрать для освещения растений

Выбирая лампы для растений важно знать, что существенное значение имеет не только интенсивность, но и спектр светового излучения. Оптимальным для всех растений является спектр дневного света, который простирается от ультрафиолетовых лучей, через видимые, до инфракрасных.

Искусственные источники освещения дают свет в той или иной степени похожий на дневной, но не во всем спектре. Известно, что хлорофилл, который непосредственно трансформирует энергию света в энергию органических соединений, лучше всего поглощает свет в красной и синей частях спектра. Сине-фиолетовый свет способствует росту зелёной массы на первых стадиях развития растений, красный свет ускоряет прорастание семян и рост побегов.

В качестве источников света можно использовать различные типы ламп, такие как: лампы накаливания, люминесцентные лампы (ЛЛ), газоразрядные лампы (ГР) и светодиоды. В настоящее время профессионалами, в основном, используются газоразрядные и люминесцентные лампы для освещения растений.

Обыкновенные лампы накаливания с вольфрамовой нитью для этих целей подходят плохо – интенсивность их света низкая, они сильно нагреваются, в их спектре слишком много красных, оранжевых и инфракрасных лучей, ускоряющих вертикальный рост, поэтому под лампами накаливания растения вытягиваются.

Ближе всего к спектру дневного освещения люминесцентные лампы, они также намного экономичнее ламп накаливания. Многие растения лучше всего развиваются именно под такими лампами. Сенполии, бальзамины с подсветкой люминесцентными лампами цветут всю зиму не переставая.

В последнее время на рынке появились достаточно эффективные и экономичные лампы на основе светодиодов. Путем сочетания светодиодов разных цветов получают светильники излучающие в нужных областях спектра и полезные на разных стадиях вегетации.

Продаются также специальные фитолампы. На первый взгляд они не отличаются от обычных ламп, но формируют световой поток в синем и красном спектре, предназначенный для того, чтобы активизировать фотохимические процессы и благотворно повлиять на темпы развития. При смешении красного и синего света получается свет пурпурного (розового) оттенка. Но такой свет часто неприятен для человека.

Как разместить лампы искусственного освещения растений

При размещении светильников полезно знать, что если расстояние до лампы увеличить в два раза, то интенсивность света на растении уменьшится в четыре раза.

Если на листьях появились следы ожогов, то лампы повешены слишком низко, вытянутые стебли и бледные листья свидетельствуют о том, что источник света слишком далеко.

При боковом искусственном освещении растения могут искривлять стебли в направлении к свету, лучше досвечивать сверху.

Маленькие хитрости освещения растений

Немного увеличить интенсивность самого полезного естественного освещения помогут обычные зеркала. Их устанавливают на боковых откосах оконных проемов. В результате свет отражается в боковых зеркалах и растениям гораздо светлее. Когда в окно попадают только косые лучи солнца на короткое время, то такая маленькая хитрость помогает продлить световой день. А, кроме того, и в комнате зимой немного солнца не будет лишним. Да и выглядит такое окно вполне красиво, а цветы отражаются в зеркалах и их «становится больше».

Чтобы сделать подсвечивание горшечных растений более эффективным, применяют отражатели (рефлекторы) и отражающие поверхности. Их располагают так, чтобы они отражали искусственный свет в сторону растений. В качестве отражателя можно использовать фольгу, белую глянцевую ткань или специальные отражатели для ламп. Традиционные тюлевые занавески на окнах тоже частично отражают свет, в том числе и дневной. Если они отделяют растения на подоконнике от комнаты, то отраженный от занавески и рассеянный свет попадает на растения. Если тюль располагается на пути солнечных лучей к растению, то интенсивность освещения уменьшается.

Чрезвычайно важное значение для всех видов растений имеет длина светового дня и правильное чередование дня и ночи. Совсем не полезно светить нерегулярно, от случая к случаю, сбивая биоритмы, которым подчиняется все живое. Для соблюдения оптимального режима, незаменимым оказывается таймер! Наличие таймера важно и для того, чтобы спокойно оставлять включёнными дома мощные лампы, уходя рано утром на работу. Через полчаса они выключатся, даже если вы забудете это сделать перед уходом.

Полезно регулярно следить за состоянием окна и отражающих поверхностей, очищать их от пыли и грязи. Окно кажется чистым и прозрачным, но тонкий слой пыли намного снижает интенсивность дневного света.

  • < Назад
  • Вперёд >

Подсветка для комнатных цветов — 80 фото примеров от профи!

У каждого из нас в доме имеются комнатные растения, которые помогают добавить частичку уюта в наш интерьер.

Сегодня в продаже имеется целый ряд разнообразных видов живых растений. Они отличаются своей формой и размером. Каждый вид предусматривает определенные условия содержания.

Одним необходимо большое количество света, другим наоборот минимальное.

Недостаточное освещение, способно привести к преждевременной гибели культурного вида. Альтернативным решением этой проблемы, будет дополнительная подсветка для комнатных цветов.

Следует отметить, что процесс освещения не должен быть слишком интенсивным. Здесь важно учитывать его нормальную подачу.

Содержимое статьи:

Основные признаки недостаточного освещения

При недостаточном количестве солнечного света, растение быстро начинает менять свой внешний вид. Листья приобретают менее насыщенный цвет, а иногда начинают попросту осыпаться. В некоторых случаях не исключено появления круглых пятен на поверхности листовой пластины.

Цветок заметно увеличивается в высоту. Стебель становится истонченным и безжизненным.

При обнаружении одно их этих симптомов, необходимо изменить его месторасположение на оконном проеме.

Для быстрого восстановления растения можно установить дополнительный источник света. Как оформить подсветку для комнатных растений? Все достаточно просто.

Для этого понадобится:

  • светодиодная лента;
  • настольная или стационарная лампа, разработанная для комнатных растений.

Для нормализации процесса жизнедеятельности растений, существуют специальные разновидности лампового освещения.

Для каждого вида, необходимо подбирать соответствующую интенсивность искусственного излучения. На фото подсветки комнатных цветов изображены разнообразные конструкции.

Тропические виды нуждаются в более мощных устройствах. Что же касается комнатных фиалок и орхидей, то им достаточно небольшой поток освещения. В таких устройствах имеется несколько режимов имитации солнечного излучения.

Как выбрать?

К выбору дополнительного освещения, рекомендуется подойти очень грамотно. Универсальным вариантом для большинства разновидностей будет ультрафиолетовое излучение.

Главное в этом деле подобрать наиболее подходящую интенсивность световых лучей для большинства видов.

В специализированных отделах, представлен огромный выбор светодиодной ленты с изменяющимися световыми лучами. Здесь создается максимальная имитация солнечного излучения. Работа такой лампы, может занимать достаточно долгий период времени.

В случае неисправности такой подсветки, неработоспособный элемент можно легко заменить. Это касается как целого сегмента, так и отдельных его частей. Лента из светодиодов плотно фиксируется на любой поверхности.

Для экономии электрической энергии были разработаны люминесцентные лампы. Они имеют минимальный вес и простую конструкцию.

Лампа накаливания также подходит для освещения комнатных цветов. Единственным недостатком такого прибора, является его чрезмерное потребление электроэнергии.

Самым бюджетным вариантом все же остается светодиодная лента или настольный светильник с энергосберегающей лампочкой. Эти разновидности конструкций, способны поддерживать оптимальную подачу света в темное время.

Установка

В процессе создания искусственного источника света, необходимо подумать о его месторасположении. Неправильная подача световых лучей, способна доставить серьезные проблемы комнатному растению.

В момент крепления или установки прибора, рекомендуется учитывать максимальное расстояние от горшка до лампы. В этом случае можно придерживаться 30 см.

Если на поверхности листьев начинают появляться ожоги или светлые пятна, то необходимо увеличить расстояние света. Равномерное рассеивание, помогает комнатным цветам поддерживать красивый внешний вид.

Фото подсветки для комнатных цветов






Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Окружающее освещение растений может осветить путь к более зеленым зданиям | MIT News

Здания будущего могут быть освещены коллекциями светящихся растений и спроектированы вокруг инфраструктуры сбора солнечного света, водного транспорта, а также систем сбора и компостирования почвы. Это видение, лежащее в основе междисциплинарного сотрудничества между профессором архитектуры Массачусетского технологического института и профессором химической инженерии.

Светоизлучающие растения, дебютировавшие в 2017 году, не генетически модифицированы для получения света.Вместо этого они наполнены наночастицами, которые превращают накопленную в растении энергию в свет, подобно тому, как светятся светлячки. «Трансформация делает практически любое предприятие устойчивой и потенциально революционной технологией», — говорит Майкл Страно, профессор химической инженерии Карбон П. Дуббс в Массачусетском технологическом институте. «Он обещает освещение независимо от электросети, с« батареями », которые вам не нужно заряжать, и линиями электропередач, которые вам не нужно прокладывать».

Но Страно и его коллеги вскоре поняли, что им нужны партнеры, которые могли бы расширить концепцию и понять ее проблемы и потенциал как часть будущего устойчивой энергетики.Он обратился к Шейле Кеннеди, профессору архитектуры Массачусетского технологического института и директору компании Kennedy and Violich Architecture, известной своей работой в области инфраструктуры чистой энергии.

«Наука была настолько новой и развивающейся, что это казалось интересным дизайнерским вызовом», — говорит Кеннеди. «Работа над этим проектом должна была перейти в другой регистр, который выходил за рамки проблемы того, как нанобионика растений могла быть продемонстрирована в архитектуре. Как команда дизайнеров, мы рассмотрели несколько фундаментальных вопросов, например, как понять и выразить идею освещения растений как живой биологической технологии и как предложить публике представить это новое будущее с растениями.”

«Если мы будем относиться к развитию завода как к еще одной лампочке, это неправильный путь», — добавляет Страно.

В 2017 году Кеннеди и Страна получили исследовательский грант профессора Амара Дж. Бозе, чтобы развить их сотрудничество. Гранты для преподавателей MIT поддерживают нетрадиционные, опережающие и часто междисциплинарные исследования, которые вряд ли будут финансироваться традиционными способами, но могут привести к большим прорывам.

Их первый год гранта Bose дал несколько поколений светоизлучающих растений кресс-салата, которые светят дольше и ярче, чем первые экспериментальные версии.Команда изучает новый компонент нанобиотических растений, который они называют частицами легкого конденсатора. Конденсатор в форме наночастиц, введенных в растение, накапливает всплески генерации света и «выводит их с течением времени», — объясняет Страно. «Обычно свет, образующийся в результате биохимической реакции, может быть ярким, но со временем быстро тускнеет. Емкостные частицы увеличивают продолжительность генерируемого растениями света с часов до потенциально дней и недель ».

Исследователи дополнили свой первоначальный патент на концепцию светоизлучающей установки, заполнив новый патент на конденсатор и другие компоненты, — говорит Страно.

Дизайн для дисплея

По мере развития технологии нанобионных растений команда также представляет, как люди могут взаимодействовать с растениями как часть повседневной жизни. Архитектурные возможности их светоизлучающей установки будут продемонстрированы в новой инсталляции «Свойства растений, городское развитие будущего» в Смитсоновском музее дизайна Купера Хьюитта в Нью-Йорке, открытие 10 мая.

Посетители инсталляции, являющейся частью выставки «Природа — Триеннале дизайна Купера Хьюитта» 2019 года, могут заглянуть в масштабную архитектурную модель многоквартирного дома в Нью-Йорке, который также служит инкубатором растений, чтобы увидеть, как растения работают.Установка также демонстрирует дорожную карту того, как существующее жилое здание может быть адаптировано и преобразовано с помощью дизайна для поддержки естественного роста растений в будущем, когда доступная энергия может быть очень ограничена.

«В Plant Properties инфраструктура на основе нанобионов на основе растений предназначена для использования собственных ресурсов природы», — говорит Кеннеди. «Здание собирает и переносит солнечный свет, собирает и перерабатывает воду, а также обогащает почву компостом».

Приглашение принять участие в выставке Cooper Hewitt предложило неожиданный способ продемонстрировать возможности растений, но, как объясняет Кеннеди, создание выставки вызвало целый ряд новых проблем.«В мире дизайнерских музеев обычно просят показать то, что уже было выставлено, но это новая работа и новая веха в этом проекте».

«Мы многое узнали об уходе за растениями», — добавляет Страно. «Одно дело провести лабораторную демонстрацию, и совсем другое — сделать 33 недели непрерывной публичной демонстрации».

Исследователи должны были придумать способ продемонстрировать растения в музейной среде с низким освещением, где обычно изгоняются грязь и насекомые, которых привлекают живые растения.«Но вместо того, чтобы рассматривать это как своего рода непреодолимое препятствие, — говорит Кеннеди, — мы поняли, что такая ситуация — как сделать так, чтобы живые растения процветали в закрытых помещениях музея — точно соответствовала архитектурной проблеме того, как поддерживать значительное количество растений, растущих внутри зданий ».

В инсталляции несколько глазков в модели здания позволяют взглянуть на то, как люди в здании живут с растениями. Посетителям музея предлагается присоединиться к эксперименту и получить информацию о росте и яркости растений, загрузив свои собственные фотографии растений в Instagram и пометив лабораторию MIT Plant Nanobiotics с помощью @plantproperties.

Команда также собирает данные о том, как растения реагируют на наночастицы и другие потенциальные стрессы. «Растения на самом деле подвергаются большему стрессу из-за того, что они находятся в музейной среде, чем из-за модификаций, которые мы вводим, но эти эффекты необходимо изучить и смягчить, если мы собираемся использовать растения для внутреннего освещения», — отмечает Страно.

Яркие и благоприятные фьючерсы

Кеннеди и Страно говорят, что растения могут быть в центре новой — но также «доэклектичной» — идеи в архитектуре.

На протяжении большей части истории человечества, объясняет Кеннеди, естественные процессы — от солнечного света до компостирования отходов — были частью важнейшей инфраструктуры зданий. Но эти процессы были исключены в современном мышлении или скрыты, чтобы люди не могли столкнуться лицом к лицу с экологическими издержками энергетической инфраструктуры, созданной из токсичных материалов и работающей на ископаемом топливе.

«Люди не подвергают сомнению влияние нашей собственной основной электросети сегодня. Он очень уязвимый, очень хрупкий, очень расточительный и полон токсичных материалов », — говорит она.«Мы не сомневаемся в этом, но нам это необходимо».

«В настоящее время освещение потребляет значительную часть нашей потребности в энергии, приближаясь к 20 процентам нашего глобального потребления энергии, производя два гигатонны углекислого газа в год», — добавляет Страно. «Учтите, что растения заменяют не только лампу на вашем столе. Огромный энергетический след, который потенциально может быть заменен светоизлучающей установкой ».

Команда продолжает работать над новыми способами введения наночастиц в растения, чтобы они работали в течение всего срока службы растения, а также экспериментирует с более крупными растениями, такими как деревья.Но для того, чтобы растения процветали, архитекторам придется разработать строительную инфраструктуру, которая объединит растения в новую внутреннюю экосистему солнечного света, воды и удаления отходов, говорит Кеннеди.

«Если растения должны обеспечивать людей светом, мы должны сохранять растения здоровыми, чтобы получать выгоду от всего, что они нам дают», — говорит она. «Мы думаем, что это вызовет гораздо более заботливые или заботливые отношения между людьми и их растениями или растениями и людьми, которых они освещают.”

Инженеры создают растения, которые светятся | MIT News

Представьте, что вместо того, чтобы включать лампу, когда стемнеет, вы можете читать при свете светящегося растения на своем столе.

Инженеры Массачусетского технологического института сделали важный первый шаг к воплощению этой мечты в реальность. Встраивая специальные наночастицы в листья кресс-салата, они заставляли растения излучать тусклый свет в течение почти четырех часов. Они считают, что при дальнейшей оптимизации такие растения однажды станут достаточно яркими, чтобы освещать рабочее место.

«Идея состоит в том, чтобы создать растение, которое будет функционировать как настольная лампа — лампа, которую не нужно включать в розетку. В конечном итоге свет питается за счет энергетического метаболизма самого растения», — говорит Майкл Страно, Карбон П. Дуббс, профессор химической инженерии Массачусетского технологического института и старший автор исследования.

По словам исследователей, эту технологию можно также использовать для обеспечения слабого внутреннего освещения или для преобразования деревьев в автономные уличные фонари.

Постдок из Массачусетского технологического института Сон-Йонг Квак является ведущим автором исследования, которое опубликовано в журнале Nano Letters .

Нанобионические растения

Нанобионика растений, новое направление исследований, впервые начатое лабораторией Страно, направлено на придание растениям новых свойств путем внедрения в них различных типов наночастиц. Цель группы состоит в том, чтобы спроектировать заводы, которые взяли бы на себя многие функции, которые в настоящее время выполняются электрическими устройствами. Исследователи ранее разработали установки, которые могут обнаруживать взрывчатые вещества и передавать эту информацию на смартфон, а также растения, которые могут отслеживать условия засухи.

Освещение, на которое приходится около 20 процентов мирового потребления энергии, казалось следующей логической целью. «Растения могут самовосстанавливаться, у них есть собственная энергия, и они уже адаптированы к окружающей среде», — говорит Страно. «Мы думаем, что время этой идеи пришло. Это идеальная проблема для растительной нанобионики ».

Чтобы создать свои светящиеся растения, команда Массачусетского технологического института обратилась к люциферазе, ферменту, который придает светлячкам их сияние. Люцифераза действует на молекулу люциферина, заставляя ее излучать свет.Другая молекула, называемая коферментом А, помогает этому процессу, удаляя побочный продукт реакции, который может ингибировать активность люциферазы.

Команда Массачусетского технологического института упаковала каждый из этих трех компонентов в носитель наночастиц разного типа. Наночастицы, которые сделаны из материалов, которые Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США классифицирует как «в целом считается безопасным», помогают каждому компоненту попасть в нужную часть растения. Они также предотвращают достижение концентраций компонентов, которые могут быть токсичными для растений.

Исследователи использовали наночастицы диоксида кремния диаметром около 10 нанометров для переноса люциферазы, и они использовали более крупные частицы полимеров PLGA и хитозана для переноса люциферина и кофермента А соответственно. Чтобы частицы попали в листья растений, исследователи сначала суспендировали частицы в растворе. Растения погружали в раствор, а затем подвергали воздействию высокого давления, позволяя частицам проникать в листья через крошечные поры, называемые устьицами.

Частицы, выделяющие люциферин и кофермент А, были разработаны для накопления во внеклеточном пространстве мезофилла, внутреннего слоя листа, в то время как более мелкие частицы, несущие люциферазу, проникают в клетки, составляющие мезофилл.Частицы PLGA постепенно высвобождают люциферин, который затем попадает в клетки растений, где люцифераза выполняет химическую реакцию, заставляющую люциферин светиться.

Первые усилия исследователей в начале проекта дали растения, которые могли светиться около 45 минут, а с тех пор они улучшили время до 3,5 часов. Свет, излучаемый одним 10-сантиметровым ростком кресс-салата, в настоящее время составляет примерно одну тысячную от количества, необходимого для чтения, но исследователи полагают, что они могут увеличить излучаемый свет, а также продолжительность света, путем дальнейшей оптимизации концентрации и высвобождения. ставки компонентов.

Трансформация растений

Предыдущие попытки создания светоизлучающих растений основывались на генетической инженерии растений для экспрессии гена люциферазы, но это трудоемкий процесс, дающий очень тусклый свет. Эти исследования проводились на растениях табака и Arabidopsis thaliana , которые обычно используются для генетических исследований растений. Однако метод, разработанный лабораторией Страно, можно было использовать на любом типе растений. Пока что они продемонстрировали это с рукколой, капустой и шпинатом в дополнение к кресс-салату.

В будущих версиях этой технологии исследователи надеются разработать способ окрашивания или распыления наночастиц на листья растений, что позволит превратить деревья и другие крупные растения в источники света.

«Наша цель — провести одну обработку, когда растение представляет собой рассаду или зрелое растение, и сохранить ее на протяжении всего срока службы растения», — говорит Страно. «Наша работа очень серьезно открывает двери для уличных фонарей, которые представляют собой не что иное, как обработанные деревья, а также для непрямого освещения вокруг домов.”

Исследователи также продемонстрировали, что они могут выключить свет, добавив наночастицы, несущие ингибитор люциферазы. По словам исследователей, это может позволить им в конечном итоге создать растения, которые отключают излучение света в ответ на такие условия окружающей среды, как солнечный свет.

Исследование финансировалось Министерством энергетики США.

светильников для выращивания растений: как выбрать лучшее внутреннее освещение для растений

Обеспечение достаточного количества света комнатным растениям может быть затруднено из-за сезонных изменений или недостатка оконного пространства.Ознакомьтесь с этими советами о том, как выбрать лучшее внутреннее освещение для ваших растений.

LED, что означает «светоизлучающий диод», в наши дни является наиболее распространенным типом светильников для выращивания растений. Лампы очень эффективны, производя очень мало тепла по сравнению с их яркостью. Можно найти широкий спектр вариантов, в том числе ввинчивающиеся сменные лампы, автономные зажимные и настольные светильники и даже тепличные светильники высокой интенсивности. Светодиодные светильники для выращивания растений обычно обеспечивают освещение полного спектра, но многие из них также могут быть адаптированы к конкретной полосе пропускания, необходимой вашим растениям.Несколько светодиодных продуктов можно запрограммировать на обеспечение разных уровней яркости в разное время дня, а некоторые могут даже предложить интеллектуальные технологии, позволяющие синхронизировать их с вашим смартфоном.

Лампы накаливания подходят для освещения комнаты или выращивания при слабом освещении комнатных растений, таких как виноградные лозы, папоротники или драцены. Они имеют ограниченную полезность для выращивания растений с повышенными требованиями к освещению. Эти источники света выделяют лишь около 10 процентов своей энергии в виде света, а 90 процентов — в виде тепла.Итак, если вы не хотите готовить свои растения, они не идеальны для светолюбивых растений, таких как многие тропические растения, кактусы или суккуленты.

Флуоресцентные лампы идеально подходят для растений с низким и средним уровнем освещенности, таких как африканские фиалки. Они также хороши для выращивания овощей в помещении. Эти фонари обычно выпускаются в виде длинных трубчатых ламп разных размеров, включая T5, T8 и T12.

Чем уже колба, тем она эффективнее и ярче из-за меньшей площади поверхности.В дополнение к этому люминесцентные лампы потребляют на 75 процентов меньше энергии, чем лампы накаливания. Так, например, люминесцентная лампа мощностью 25 Вт излучает примерно столько же света, сколько лампа накаливания мощностью 100 Вт. Системы T5 излучают примерно вдвое больше света на лампу, чем стандартные люминесцентные лампы. Их температура составляет 6500 Кельвинов, а также полный спектр, что является очень интенсивным светом.

Кельвин — это основная единица цветовой температуры, используемая для измерения белизны испускаемого света; это степень визуальной теплоты или прохлады источника света.Таким образом, чем выше градус Кельвина, тем голубее или «холоднее» выглядит лампа. Чем ниже градус Кельвина, тем он кажется более красным или «теплым».

При выращивании большинства комнатных растений используйте лампочки с температурой от 4000 до 6000 Кельвинов, поскольку цветовая температура лампы будет заимствована из полного спектра цветов — охлаждает и согревает. С помощью этих огней вы можете имитировать рост, который вы получите в теплице или на открытом воздухе. С ними можно круглый год выращивать кулинарные травы, зелень и закваски.Комнатные растения, которым нужно много света, такие как орхидеи каттлеи, суккуленты и плотоядные растения, также намного лучше работают при таком освещении полного спектра. Для заквасок и рассады поместите луковицы T8 или T5 на расстоянии двух-четырех дюймов от растений, чтобы имитировать солнце. Для укоренившихся растений, включая травы или комнатные растения, поместите их на расстоянии одного или двух футов от источника света.

Компактные люминесцентные лампы

отлично подходят для освещения комнатных растений без использования полной системы T5 и за небольшую часть стоимости ламп накаливания.Мощность варьируется, поэтому обязательно спросите специалиста, что лучше всего подойдет вам и вашим потребностям в освещении. Плотоядные растения и орхидеи фаленопсис хорошо себя чувствуют под компактными флуоресцентными лампами.

Галогениды обычно используются в больших помещениях или на больших заводах, поскольку они покрывают большие расстояния с точки зрения освещения. В большинстве случаев вам не понадобится лампа мощностью 1000 Вт. Вы можете обойтись галогенидом меньшего размера или флуоресцентной системой T5.

Помните, растениям тоже нужна темнота.Хотя они могут расти при постоянном освещении, все растения предпочитают темный период. Обеспечьте им от 12 до 18 часов света в день.

Освещение комнатных растений и посевного материала

Интенсивность освещения
Красный свет идеален для цветения и завязывания плодов.

Сила света — это яркость света. Количество света, производимого лампочкой, измеряется различными способами, и, к сожалению, две разные лампы могут сообщать о своей светоотдаче, используя разные измерения, что затрудняет сравнение.Расстояние между источником света и растением влияет на интенсивность света.

Несмотря на то, что существует множество способов измерения освещенности, вы, вероятно, увидите несколько общих измерений:

  • PPF (поток фотосинтетических фотонов) — это мера того, сколько пригодного для растений света испускается лампочкой в ​​секунду и измеряется в микромолях света на метр в секунду (мкмоль м-2с-1). Вы также можете увидеть PPFD (плотность потока фотосинтетических фотонов), которая является мерой PPF, когда он достигает поверхности, такой как лист растения.PPFD снижается по мере удаления растений от источника света.
  • Фут-свеча — это количество света, получаемое поверхностью площадью 1 квадратный фут, расположенной на расстоянии одного фута от источника света, равного одной свече. Он не используется так часто, хотя вы можете найти его в старых справочниках.
  • Люмены менее актуальны при рассмотрении освещения для растений. Люмены измеряют яркость света для человеческого глаза и не измеряют некоторые важные длины волн, которые необходимы растениям для роста.
  • Вт — это мера количества энергии, необходимой для получения света, а не мера фактической интенсивности света. Лампочки должны сообщать как в ваттах, так и другой показатель силы света, такой как PPF, люмены или футовые свечи. Более эффективная лампочка будет производить больше света при меньшем потреблении энергии.
Расстояние от источника света

Соблюдение достаточного расстояния между растениями и источником света особенно важно при использовании ламп, выделяющих много тепла, таких как лампы накаливания или натриевые лампы высокого давления.Но даже при использовании светодиодных и люминесцентных ламп соблюдение правильного расстояния помогает обеспечить здоровый рост растений.

  • Саженцы: 4-6 дюймов (регулярно поднимайте свет по мере роста)
  • Гидропонный салат и травы: 6-12 дюймов
  • Лиственные комнатные растения: 12-24 дюйма
  • Цветущие комнатные растения: 6-12 дюймов
Качество света

Качество света относится к длине волны или цвету света. Световой спектр состоит из красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего, индиго и фиолетового света.Солнечный свет обеспечивает все цвета света.

Часть светового спектра, которую используют растения, называется фотосинтетически активным излучением, которое состоит в основном из красного и синего света.

По мере того, как технологии освещения становятся более эффективными, все большее распространение получили светильники, излучающие свет только с красной и синей длинами волн светового спектра.

Перед покупкой проверьте упаковку, чтобы узнать, какой тип света излучает лампа для выращивания растений; огни для выращивания обычно обозначаются как синий, красный или белый / сбалансированный свет.

  • Лампы синего света или смешанные лампочки подходят для проращивания семян и листовой зелени, а также для нецветущих комнатных растений.
  • Лампочки красного света или смешанные лампы подходят для стимулирования образования бутонов у цветущих растений, а также для того, чтобы растения оставались короче.
  • Белый свет или смешанные / сбалансированные лампы подходят для большинства растений на любой стадии роста.
Продолжительность свечения

Продолжительность света (фотопериод) — это количество световых часов, необходимое растению за 24-часовой период.В зависимости от реакции цветения растения классифицируются по фотопериоду на три категории: короткий день, длинный день или нейтральный день.

  • Комнатным растениям короткого дня, таким как хризантемы, кактусы на День Благодарения и Рождества, а также пуансеттия, для цветения требуются короткие дни. Вы не можете пересаживать их в помещении, если они не выращены в короткие дни.
  • Растения длинного дня, такие как африканские фиалки, глоксинии и клубневые бегонии, цветут, когда дневной свет превышает часы ночного периода.
  • Растения с нейтральным днем ​​цветения нечувствительны к разнице в продолжительности светового дня и включают комнатные растения, такие как цветущий клен (Abutilon), Crossandra и герберы.

Используйте таймер для дополнительного освещения при выращивании в местах с менее естественным освещением. Установите таймер так, чтобы растения получали следующее общее количество световых часов.

  • Рассада: 16-18 часов в день
  • Гидропонный салат и травы: 12-14 часов в день
  • Лиственные комнатные растения: 12-14 часов
  • Цветение комнатных растений: 14-16 часов

7 лучших ламп для выращивания в 2021 году

Наши редакторы самостоятельно исследуют, тестируют и рекомендуют лучшие продукты; вы можете узнать больше о наших процесс обзора здесь.Мы можем получать комиссию за покупки, сделанные по выбранным нами ссылкам.

Сохранить растения живыми и помочь им процветать и так сложно, но выращивать их в помещении еще сложнее. Вы должны дать им достаточно — но не слишком много — воды и убедиться, что у них достаточно почвы и достаточно большой горшок. Кроме того, одним из важнейших факторов выращивания растений в помещении является свет.

Лучше всего расположить растения перед окном, где они могут впитывать естественный солнечный свет.Но, как вы, наверное, знаете, легче сказать, чем сделать. Независимо от того, недостаточно ли у вас окна для растений или вы живете в месте, где солнечно только несколько месяцев в году, свет для выращивания растений — отличное решение.

«Даже несмотря на то, что некоторые растения могут хорошо развиваться, а другие могут переносить условия низкой освещенности, добавление света для выращивания может помочь вашим растениям, особенно зимой, когда уровень освещенности еще больше снижается», — говорит Джойс Маст, мама растений в Bloomscape. «Добавление дополнительного освещения может помочь вашим растениям расти быстрее.»При поиске подходящего светильника для выращивания растений следует учитывать такие параметры, как размер, тип и мощность.

Хотите согнуть зеленый большой палец внутри? Вот лучшие лампы для выращивания, которые помогут вашим комнатным растениям жить своей лучшей жизнью.

Окончательный вердикт

Нашим лучшим выбором для светильников для выращивания растений является светодиодный светильник для выращивания растений Roleadro (см. Amazon) из-за его непревзойденного диапазона излучения. Если вам нужен полный комплект для домашнего сада, выберите AeroGarden Harvest Elite (см. На Amazon), который поставляется со стартовым пакетом семян.

Ель / Нуша Ашджаи

Размер

Решая, какого размера вам нужен свет, подумайте о том, сколько растений вам нужно укрыть. Кроме того, если вы планируете переносить свет с места на место, вам может понадобиться что-нибудь более легкое и портативное, тогда как, если вы знаете, что он будет оставаться на месте, это может не иметь большого значения. Кроме того, продумайте пространство, в котором вы планируете разместить его, и убедитесь, что есть место для безопасного использования, а не мебель, шторы или другие предметы.

Тип

Следует учитывать различные типы светильников для выращивания растений, от панелей до светильников, которые вешаются над головой или привинчиваются к обычному светильнику. Тип растений, количество естественного света и место расположения растений помогут вам сузить круг выбора. Подвесные светильники обычно больше, а настольные светильники меньше и их легко перемещать. Если вам нужна полная система в одном, подумайте о полном садовом комплекте, в который входит кашпо со встроенным светом.

Мощность

Когда дело доходит до освещения, мощность не так важна, как вы могли бы ожидать, но это все же фактор, который стоит учитывать. Более важным показателем на самом деле является PPFD (или плотность потока фотосинтетических фотонов), который измеряет удельное световое излучение лампы. Поскольку это немного сложно понять, мощность — полезный инструмент для выбора правильного приспособления для ваших растений. Практическое правило гласит, что вам нужно 32 Вт на квадратный фут, поэтому для большинства комнатных растений (особенно трав) вполне подойдет свет с меньшей мощностью.

На каком расстоянии должен быть свет от растений?

Хотя это зависит от мощности и длины волны света, лампы для выращивания следует размещать на расстоянии не менее 2 футов от комнатных растений, чтобы избежать перегрева. При этом светодиоды и люминесцентные лампы обычно имеют меньшую тепловую мощность, поэтому их можно разместить немного ближе.

Как долго должен гореть свет?

Чтобы эффективно имитировать естественный свет солнца, лампа для выращивания должна быть включена от восьми до 16 часов в день, плюс-минус, в зависимости от того, где вы живете, в какое время года и от сорта растения.Если ваши растения получают естественный свет, им обычно не нужно столько искусственного света, тогда как растению, которое не получает естественного света, могут потребоваться полные 16 часов.

Обязательно ли использовать светодиодные фонари?

Для освещения растений чаще всего рекомендуются светодиоды, хотя некоторые люминесцентные лампы и лампы накаливания могут работать. Самым важным является то, что лампы обеспечивают полное освещение и излучают волны красного и синего света, что часто необходимо для роста растений в помещении.

Совет по покупке от эксперта

«Растения« видят »свет иначе, чем мы. Они квалифицируют свет не по его интенсивности, а по требуемым определенным длинам волн в спектре, а фотосинтетический спектр является ключевым для роста растений. Если вы обеспечиваете правильный спектр света, все по-другому виды растений должны процветать от этого «. — Эрин Марино, редактор журнала The Sill.

Автор проекта Spruce Тереза ​​Холланд имеет многолетний опыт работы в сфере садоводства.Она хорошо разбирается в предметах первой необходимости для комнатных растений, включая горшки, инструменты для полива, корм для растений и светильники для выращивания растений. Чтобы написать этот пост, она рассмотрела продукты, которые были протестированы и проверены обозревателями Spruce, и выбрала продукты по их функциональности, мощности и характеристикам. Вы можете прочитать больше рассказов Терезы на MyDomaine, Verywell Family и Byrdie.

СИСТЕМА ОСВЕЩЕНИЯ УСТАНОВКИ — VALOYA OY

Изобретение относится к усовершенствованному способу создания искусственного освещения для выращивания растений.В частности, изобретение относится к осветительному устройству с полупроводниковым светоизлучающим раствором, подходящим для выращивания растений в теплице.

Только около 50% излучения, достигающего поверхности, является фотосинтетически активным излучением (ФАР). PAR предназначен для охвата диапазона длин волн от 300 до 800 нм электромагнитного спектра. Фотосинтез вместе с фотопериодизмом, фототропизмом и фотоморфогенезом — это четыре типичных процесса, связанных с взаимодействием излучения и растений.Следующее выражение показывает упрощенное химическое уравнение фотосинтеза:


6H 2 O + 6CO 2 (+ энергия фотона) → C 6 H 12 O 6 + 6O 2

типичные спектры поглощения наиболее распространенных фотосинтетических и фотоморфогенетических фоторецепторов, таких как хлорофилл а, хлорофилл b и бетакаротин, и двух взаимопревращаемых форм фитохромов (Pfr и Pr) представлены на фиг. 1А.

Фотоморфогенетические реакции, в отличие от фотосинтеза, могут быть достигнуты при очень низких количествах света.Различные типы фотосинтетических и фотоморфогенетических фоторецепторов можно сгруппировать по крайней мере в три известные фотосистемы: фотосинтетические, фитохромные и криптохромные или синий / УФ-А (ультрафиолет-А).

В фотосинтетической фотосистеме существующие пигменты — это хлорофиллы и каротиноиды. Хлорофиллы расположены в тилакоидах хлоропластов, расположенных в клетках мезофилла листьев растений. Количество или энергия излучения является наиболее важным аспектом, поскольку активность этих пигментов тесно связана со сбором света.Два наиболее важных пика поглощения хлорофилла расположены в красной и синей областях от 625 до 675 нм и от 425 до 475 нм, соответственно. Кроме того, есть и другие локализованные пики в ближнем УФ (300-400 нм) и в дальней красной области (700-800 нм). Каротиноиды, такие как ксантофиллы и каротины, расположены в хромопластных пластидных органеллах на растительных клетках и поглощаются в основном в синей области.

Фотосистема фитохрома включает две взаимопревращаемые формы фитохромов, Pr и Pfr, пики чувствительности которых имеют красный цвет при 660 нм и дальний красный цвет при 730 нм, соответственно.Фотоморфогенетические ответы, опосредованные фитохромами, обычно связаны с восприятием качества света через соотношение красного (R) к дальнему красному (FR) (R / FR). Важность фитохромов можно оценить по различным физиологическим реакциям, в которых они задействованы, таким как расширение листьев, восприятие соседей, избегание тени, удлинение стебля, прорастание семян и индукция цветения. Хотя реакция избегания тени обычно контролируется фитохромами через восприятие отношения R / FR, уровень синего света и PAR также участвует в соответствующих адаптивных морфологических ответах.

Фоторецепторы, чувствительные к синему и УФ-A (ультрафиолету A), обнаружены в фотосистеме криптохрома. Пигменты, поглощающие синий свет, включают как криптохром, так и фототропины. Они задействованы в нескольких различных задачах, таких как мониторинг качества, количества, направления и периодичности света. Различные группы фоторецепторов, чувствительных к синему и УФ-А, опосредуют важные морфологические реакции, такие как эндогенные ритмы, ориентация органов, удлинение стебля и открытие устьиц, прорастание, разрастание листьев, рост корней и фототропизм.Фототропины регулируют содержание пигментов и положение фотосинтетических органов и органелл, чтобы оптимизировать сбор света и фотоингибирование. Как и при воздействии непрерывного дальнего красного излучения, синий свет также способствует цветению через фоторецепторы криптохромов. Более того, фоторецепторы, чувствительные к синему свету (например, флавины и каротиноиды), также чувствительны к ближнему ультрафиолетовому излучению, где локализованный пик чувствительности может быть обнаружен примерно при 370 нм.

Криптохромы характерны не только для всех видов растений.Криптохромы опосредуют различные световые реакции, включая захват циркадных ритмов у цветущих растений, таких как Arabidopsis. Хотя излучение с длинами волн ниже 300 нм может быть очень вредным для химических связей молекул и структуры ДНК, растения также поглощают излучение в этой области. Качество излучения в области PAR может иметь важное значение для уменьшения разрушительного воздействия УФ-излучения. Эти фоторецепторы наиболее изучены, и поэтому их роль в контроле фотосинтеза и роста известна достаточно хорошо.Однако есть свидетельства существования других фоторецепторов, активность которых может играть важную роль в опосредовании важных физиологических реакций у растений. Кроме того, взаимодействие и природа взаимозависимости между определенными группами рецепторов до конца не изучены.

Многие растения можно выращивать в другом географическом месте по сравнению с их естественной средой обитания путем выращивания в теплицах с использованием искусственного света. Из WO 2010/053341 A1 Zukauskas et al.что светоизлучающие диоды (LED) могут использоваться с преобразованием люминофора для удовлетворения некоторых фотоморфогенетических потребностей растений. Преобразование люминофора работает так, что есть свет, такой как светодиод, который излучает на короткой длине волны рядом с компонентом люминофора, который поглощает и повторно излучает излучение с большей длиной волны. Таким образом, совокупный спектр излучения осветительного устройства может быть настроен так, чтобы фотоны, подаваемые на растение, позволяли растению расти определенным образом, например для достижения некоторых морфологических целей, таких как высота стебля.Этот документ цитируется здесь как ссылка.

Популярность светодиодов (LED) растет с каждым днем. Своеобразной новой структурой, используемой для светодиодов, является квантовая точка, которая представляет собой полупроводник, экситоны которого ограничены во всех трех пространственных измерениях. Квантовые точки предлагалось использовать для избавления от люминофора в WO 2009/048425, в котором обсуждается структура с множественными квантовыми ямами (MQW), включающая квантовые точки. Согласно этой публикации, структура MQW может использоваться для производства светодиодов на основе красных и белых нитридов без люминофора.Этот документ также цитируется здесь как ссылка.

Известный уровень техники имеет значительные недостатки. Люминесцентные лампы, светодиоды и люминофоры предшествующего уровня техники не позволяют настраивать спектры излучения с достаточно высоким разрешением. Более того, люминесцентные трубки, светодиоды и люминофор предшествующего уровня техники очень плохи в качестве основного источника света для растений, что дает урожай плохого качества в темных полостях роста, таких как подвалы зданий и т. Д.

Известный уровень техники MQW и освещение с квантовыми точками устройства в основном ориентированы на замену неблагоприятных архитектурных элементов (например, фосфора), что мало помогает садоводу.

Совершенно очевидно, что для борьбы с глобальным голодом в развивающихся странах, а также для уменьшения воздействия производства продуктов питания и растений на окружающую среду в развитых странах необходимы более совершенные технологии выращивания растений.

Изученное изобретение направлено на создание системы и способа для эффективной реализации полупроводникового осветительного устройства с квантовыми ограничениями, которое удовлетворяет фотоморфогенетические потребности растений с большей точностью, чем когда-либо прежде.

В одном аспекте изобретения квантовое ограничение реализовано в виде квантовой точки, т.е.е. ограничение во всех 3-х пространственных измерениях или даже в виде множества квантовых точек. Помимо использования квантовых точек, квантовые проволоки (двумерное пространственное ограничение) и квантовые ямы (одномерное пространственное ограничение) могут использоваться для реализации изобретения в некоторых вариантах осуществления, например, путем замены одной или нескольких квантовых точек из указанных вариантов осуществления.

Согласно одному аспекту изобретения светоизлучающий диод с квантовыми точками имеет квантовые точки разных размеров. В квантовых точках размер обратно коррелирует с энергией излучения, т.е.е. квантовые точки меньшего размера излучают более высокие энергии. В одном аспекте изобретения распределение квантовых точек по размерам выбрано таким образом, чтобы оно давало совокупный спектр излучения с благоприятными фотоморфогенетическими эффектами для растений, которые культивируются с помощью искусственного света, излучаемого указанным светоизлучающим диодом с квантовыми точками по изобретению.

Целью настоящего изобретения является устранение, по меньшей мере, части проблем, связанных с данной областью техники, и обеспечение нового способа облегчения роста растений с использованием квантовых точек.

Первой целью изобретения является создание устройства на основе квантовых точек с одним источником излучения света, на которое хорошо реагирует процесс фотосинтеза.

Вторая цель изобретения — предоставить осветительную арматуру для выращивания в теплицах на основе устройства с квантовыми точками, оптимизированного для фотосинтеза фотонов (PPF).

Третьей целью изобретения является создание устройства с квантовыми точками, которое обеспечивает по крайней мере два пика излучения в диапазоне длин волн от 300 до 800 нм, и по крайней мере один из пиков излучения имеет полную ширину на половине максимума (FWHM) не менее 50 нм или более.

Четвертой целью изобретения является создание осветительной арматуры для выращивания в теплицах на основе квантовых точек, в которой соотношение интенсивностей излучения двух частот излучения, 300-500 нм и 600-800 нм, снижается менее чем на 20% в течение 10 000 нм. часы работы.

Пятая цель изобретения — предоставить техническое решение, дающее лучшее значение PPF на ватт (т. Е. PPF по сравнению с использованной мощностью ватт), чем достигается обычной натриевой лампой высокого давления или светодиодной лампой, обычно используемой при выращивании в теплицах, и, таким образом, обеспечивает энергоэффективный источник света для выращивания в теплицах и искусственного освещения.

Шестой целью изобретения является создание единственного источника излучения света, в котором излучение с частотой 300-500 нм генерируется полупроводниковым чипом с квантовыми точками, а излучение с частотой 600-800 нм генерируется с использованием еще один чип с квантовыми точками. Автор изобретения обнаружил, что, например, растения огурца и салата достигают большей длины и / или массы при освещении садовым светом согласно изобретению, который включает дальний красный свет (700-800 нм).

Седьмой целью изобретения является создание единственного источника излучения света, в котором излучение с частотой 300-500 нм генерируется полупроводниковым чипом с квантовыми точками, а излучение с частотой 600-800 нм генерируется с помощью второго Чип квантовой точки, который либо управляется электрическим током для излучения света, либо работает как преобразователь длины волны более ранней квантовой точки.Повышающее преобразование длины волны для получения излучения 600-800 нм достигается за счет использования одной или нескольких квантовых точек преобразования длины волны вблизи первого источника излучения квантовых точек.

В этом приложении «преобразование с повышением частоты» понимается как изменение длины волны входящего поглощенного света на излучаемый свет с большей длиной волны.

Восьмой целью изобретения является обеспечение частичного или полного преобразования с повышением частоты излучения полупроводникового чипа с квантовыми точками в 400-500 нм, 600-800 нм или в обоих частотных диапазонах, при этом чип имеет излучение в диапазоне излучения 300-500 нм. диапазон.Преобразование с повышением длины волны реализуется с использованием органических, неорганических или сочетания материалов обоих типов.

Девятой целью изобретения является обеспечение повышающего преобразования длины волны с использованием материала наноразмерных частиц для повышающего преобразования.

Десятая цель изобретения — обеспечить повышающее преобразование длины волны с использованием молекулярно-подобного материала для повышающего преобразования.

Одиннадцатой целью изобретения является обеспечение преобразования с повышением длины волны с использованием полимерного материала, в котором материал с повышающим преобразованием ковалентно связан с полимерной матрицей, обеспечивая преобразование с повышением длины волны.

Двенадцатой целью изобретения является создание осветительного прибора на основе квантовых точек, в котором спектральный диапазон 500-600 нм подавлен. В этой подавленной полосе излучения почти нет или вообще нет, или, в любом случае, излучение меньше, чем в любой из соседних полос 400-500 нм, 600-700 нм. Подавление может быть достигнуто в соответствии с изобретением за счет отсутствия какого-либо или только небольшого количества первичного излучения в полосе 400-500 нм, а также путем обеспечения того, что любое преобразование с повышением частоты вызывает сдвиг длины волны, который сдвигает длину волны за пределы 600 нм. .Общеизвестно, что зеленые растения не могут использовать излучение зеленого света (500-600 нм), а также излучение в соседних полосах, поскольку это излучение просто отражается от растений, а не поглощается для фотосинтетического преобразования.

Тринадцатая цель изобретения — представить осветительный прибор на основе квантовых точек, который максимизирует анаболический рост растений, обеспечивая желаемый дальний красный свет, в то время как он минимизирует зеленый свет, который с точки зрения выращивания растений является излучением, которое тратит энергию.Эта цель реализуется в одном аспекте изобретения с помощью излучателя света с синей квантовой точкой с устройством преобразования длины волны с повышением частоты, которое преобразует часть излучаемого синего света (300-500) нм в компонент широкого красного спектра (600-800 нм), который имеет дальний красный компонент, но исключает и / или минимизирует зеленый компонент (500-600 нм).

Настоящее изобретение обеспечивает квантовую точку и соответствующую осветительную арматуру, подходящую для выращивания в теплицах. В соответствии с изобретением квантовая точка имеет специфическую частотную диаграмму излучения, а именно.имеет как минимум две спектральные характеристики; один пик излучения с полной шириной на половине максимума, по меньшей мере, 50 нм или более и имеющий длину волны пика в диапазоне от 600 до 700 нм, и вторые спектральные характеристики, имеющие длину волны пика в диапазоне менее 500 нм. Пики излучения квантовых точек хорошо соответствуют спектру реакции фотосинтеза растений и поэтому особенно подходят для высокоэффективного искусственного освещения.

Некоторые или все вышеупомянутые преимущества изобретения достигаются с распределением размеров квантовых точек, которое оптимизирует спектр излучения для указанной затронутой фотоморфогенетической переменной, которая может быть любым из следующих биологических параметров: вес, количество листьев, масса корня, высота стебля, химический состав (например, содержание и / или концентрация витаминов, минералов и / или питательных веществ), которые растение имеет в разные моменты времени или в период созревания урожая.

Осветительное устройство для выращивания растений в соответствии с изобретением отличается тем, что упомянутое осветительное устройство содержит множество квантовых точек разного размера.

Способ освещения для выращивания растений соответствует настоящему изобретению и отличается тем, что свет создается множеством квантовых точек разного размера, и указанный свет освещает по меньшей мере одно растение.

Световое устройство для теплицы и / или камеры для выращивания соответствует настоящему изобретению и отличается тем, что упомянутое световое устройство содержит по меньшей мере одну квантовую точку.

Садовый осветительный прибор в соответствии с изобретением содержит, по меньшей мере, одну квантовую точку, имеющую

а) первые спектральные характеристики, включая пик в диапазоне длин волн от 600 до 700 нм и расположенные так, чтобы иметь полную ширину на половине максимума не менее 50 нм и более;
b) вторые спектральные характеристики с максимальной шириной 50 нм на полувысоте, расположенные так, чтобы показывать максимальную длину волны в диапазоне от 440 до 500 нм, и, необязательно,
c) все или часть излучения на частоте 600- 800 нм генерируется с использованием полного или частичного преобразования с увеличением длины волны мощности излучения чипа квантовой точки и / или другой квантовой точкой с электрическим приводом.

Садовый осветительный прибор в соответствии с изобретением содержит, по меньшей мере, одну квантовую точку, имеющую

а) первые спектральные характеристики, включая пик в диапазоне длин волн от 600 до 700 нм и расположенные так, чтобы иметь полную ширину на половине максимума не менее 50 нм и более;
b) вторые спектральные характеристики с максимальной шириной 50 нм на половине максимума и расположенные так, чтобы показывать максимальную длину волны в диапазоне от 440 до 500 нм, и
c) по крайней мере часть или все излучение на длинах волн 500-600 нм могут быть минимизированы и / или исключены, и / или уменьшены ниже интенсивности в полосе 400-500 нм и ниже интенсивности в полосе 600-700 нм.

Использование осветительного устройства или осветительной арматуры любого из пяти предыдущих параграфов соответствует настоящему изобретению для обеспечения света по меньшей мере одного растения с указанным по меньшей мере одним растением при окружающем свете или в темной полости с указанным осветительным устройством или светильник как единственный источник света. Аналогичным образом, способ увеличения роста растений, описанный в пяти предыдущих параграфах, соответствует настоящему изобретению, в котором по меньшей мере одно осветительное устройство или приспособление излучает свет по меньшей мере на одно растение с указанным по меньшей мере одним растением при окружающем свете или в темной полости с указанным осветительное устройство или приспособление как единственный источник света.

Светоизлучающий компонент садового светильника соответствует настоящему изобретению и включает:

    • светоизлучающий полупроводниковый чип с квантовыми точками; и
    • квантовую точку с повышающим преобразованием длины волны света, которая размещена в непосредственной близости от кристалла квантовой точки;
      упомянутый компонент, способный излучать два характерных пика излучения света, и, по меньшей мере, часть или все излучение на длинах волн 500-600 нм выполнено с возможностью минимизации и / или исключения и / или уменьшения ниже интенсивности в Полоса 400-500 нм и ниже по интенсивности в полосе 600-700 нм.

Использование светоизлучающего компонента из предыдущего абзаца в соответствии с изобретением для обеспечения света по меньшей мере одного растения с указанным по меньшей мере одним растением при окружающем свете или в темной полости с указанным осветительным устройством. или приспособление как единственный источник света. Точно так же способ усиления роста растений в соответствии с изобретением, в котором по меньшей мере один светоизлучающий компонент из предыдущего абзаца излучает свет по меньшей мере одному растению с указанным по меньшей мере одним растением при окружающем свете или в темной полости с указанным осветительное устройство или приспособление как единственный источник света.

Садовый осветительный прибор в темной или затемненной полости соответствует настоящему изобретению и содержит по крайней мере один светодиод, имеющий

а) первые спектральные характеристики, включая пик в диапазоне длин волн от 600 до 700 нм, и приспособленные для демонстрации полной ширина на половине высоты не менее 50 нм или более;
b) вторые спектральные характеристики с максимальной шириной 50 нм на полувысоте и расположенные так, чтобы показывать максимальную длину волны в диапазоне от 440 до 500 нм, и
c) все или часть излучения на частоте 600-800 нм генерируется с использованием полного или частичного преобразования мощности излучения светодиодного чипа с увеличением длины волны.

Садовый осветительный прибор в темной или затемненной полости соответствует настоящему изобретению и содержит по крайней мере один светодиод, имеющий

а) первые спектральные характеристики, включая пик в диапазоне длин волн от 600 до 700 нм, и приспособленные для демонстрации полной ширина на половине высоты не менее 50 нм или более;
b) вторые спектральные характеристики с максимальной шириной 50 нм на половине максимума и расположенные так, чтобы показывать максимальную длину волны в диапазоне от 440 до 500 нм, и
c) по крайней мере часть или все излучение на длинах волн 500-600 нм могут быть минимизированы и / или исключены, и / или уменьшены ниже интенсивности в полосе 400-500 нм и ниже интенсивности в полосе 600-700 нм.

Реализации изобретения на основе квантовых точек и / или светодиодов позволяют очень тонкую спектральную настройку спектра излучения и, следовательно, очень хорошую энергоэффективность и улучшенный фотоморфогенетический контроль при выращивании растений с использованием искусственного света. Это преимущество еще более выражено при использовании только квантовых точек, поскольку спектральная настройка, обеспечиваемая ими, превосходит обычные светодиоды. Кроме того, качество урожая значительно улучшается с помощью осветительных устройств по изобретению, и это дает множество преимуществ, связанных с выращиванием в темных камерах для выращивания или камерах с очень ограниченным окружающим освещением: во-первых, растения можно выращивать ближе к месту потребления. , д.г. в подвалах жилых домов в крупных городах, что исключает транспортные расходы. Во-вторых, растения можно выращивать в регионах, где сельское хозяйство традиционно невозможно, например жаркие пустынные условия летом. В-третьих, по мере улучшения качества растений также улучшается согласованность между отдельными растениями, что облегчает сбор урожая. Это связано с тем, что количество отбракованных людей меньше, а уборочное оборудование на основе машинного зрения может лучше распознавать растения, если они имеют одинаковое качество, размер и цвет.В-четвертых, свойства растений можно изменять контролируемым образом, поскольку почти все параметры роста находятся под контролем, что особенно полезно при выращивании цветов и декоративных растений. В-пятых, постоянная ежедневная доза фотонов для растений способствует введению питательных веществ, поскольку доза питательных веществ может поддерживаться одинаковой круглый год. В-шестых, в очень жарких и солнечных регионах растения можно выращивать в темных непрозрачных камерах для выращивания, которые отражают солнечный свет. Энергия, затрачиваемая на искусственное освещение согласно изобретению, значительно меньше, чем то, что было бы затрачено на кондиционирование воздуха или охлаждение растения под солнечным светом.

Следует отметить, что темная полость конструируется как ограниченное светом пространство, которое имеет нулевой или низкий уровень солнечного света и / или окружающего света без искусственного источника света изобретения, излучающего фотоны, но указанная полость может быть любого размера. , микроскопически маленький, размер цветочного горшка, 10 м 2 жилой / деловой подвал, транспортный грузовой контейнер, размер или футбольное поле, например подвал футбольного стадиона и / или 20-этажный небоскреб, где на одном или нескольких этажах выращивают достаточно овощей для всего города.

В дополнение и со ссылкой на вышеупомянутые варианты осуществления, обеспечивающие получение преимуществ, лучшим режимом изобретения считается осветительное устройство с квантовыми точками из бинарного сплава, изготовленными коллоидными методами для получения распределения квантовых точек по размерам, которое в противном случае дает спектр излучения. подобен спектру фотосинтетически активного излучения (ФАР), за исключением того, что спектр излучения пропускает или обеспечивает очень низкую интенсивность в зелено-желтом (500-600) нм и содержит спектральную особенность высокой интенсивности в дальней красной полосе 700-800 нм.

Далее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на примерные варианты осуществления в соответствии с прилагаемыми чертежами, на которых

ФИГ. 1А показаны спектры относительного поглощения наиболее распространенных фотосинтетических и фотоморфогенетических фоторецепторов у зеленых растений.

РИС. 1B показан вариант осуществления осветительного устройства 10, согласно настоящему изобретению в виде блок-схемы.

РИС. 2 показан вариант осуществления 20 способа освещения в соответствии с изобретением в виде блок-схемы.

РИС. 3 демонстрирует вариант 30 использования устройства освещения согласно изобретению в виде блок-схемы.

РИС. 4 показан вариант осуществления 40 с пиками излучения первого устройства с квантовыми точками с одним источником излучения света в соответствии с изобретением.

РИС. 5 показан вариант осуществления 50 с пиками излучения второго устройства с квантовыми точками с одним источником излучения света в соответствии с изобретением.

РИС. 6 показан вариант осуществления 60 с пиками излучения третьего устройства с квантовыми точками с одним источником излучения света в соответствии с изобретением.

РИС. На фиг.7 показан вариант осуществления , 70, с пиками излучения четвертого устройства с квантовыми точками с одним источником излучения света в соответствии с изобретением.

РИС. 8 показан вариант осуществления 80 со спектром, который был обнаружен для максимизации биомассы растений согласно изобретению.

Некоторые варианты осуществления описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

РИС. 1B показано осветительное устройство 100 , содержащее множество квантовых точек 110 , 120 , 130 , 140 , 150 и 160 разных размеров.Распределение квантовых точек по размерам включает квантовые точки разных размеров в диапазоне от 2 до 200 нм, то есть квантовую точку 110 , обычно имеющую диаметр 200 нм, и квантовую точку 160 , имеющую диаметр приблизительно 2 нм.

Электроэнергия и электроды (не показаны) используются для создания электрического поля для возбуждения электрона в квантовой точке обычным способом. Когда электрон релаксирует в состояние с более низкой энергией, он испускает фотон с длиной волны, определяемой разницей энергии между возбужденным и расслабленным состояниями.Эти испускаемые фотоны создают спектр излучения осветительного устройства 100 .

В некоторых вариантах реализации квантовые точки , 150, , , 160, расположены для передачи УФ / синего света в диапазоне 250-400 нм, квантовые точки , 140, и , 130, расположены для передачи зеленого и / или желтого цветов. свет 400-600 нм, а квантовая точка 120 предназначена для передачи красного света 600-700 нм, а квантовая точка 110 предназначена для передачи дальнего красного света в полосе 700-800 нм.

Относительная интенсивность излучения и количество квантовых точек 110 , 120 , 130 , 140 , 150 и 160 определенного размера варьируются для получения совокупного спектра излучения, аналогичного и / или идентичного к спектру фотосинтетически активного излучения (PAR) в некоторых вариантах осуществления. Более предпочтительно, упомянутый спектр излучения, напоминающий спектр PAR, исключает или обеспечивает очень низкую интенсивность в желто-зеленом (500-600) нм и содержит спектральную особенность высокой интенсивности в дальней красной полосе 700-800 нм в соответствии с изобретением.

Все или некоторые из квантовых точек 110 , 120 , 130 , 140 , 150 и 160 обычно изготавливаются из любого из следующих сплавов: селенид кадмия, сульфид кадмия, арсенид индия , фосфид индия и / или сульфид селенида кадмия в некоторых вариантах реализации.

Следует отметить, что в более сложных вариантах осуществления размер по меньшей мере одной указанной квантовой точки 110 , 120 , 130 , 140 , 150 и / или 160 выбирается таким образом, чтобы указанная квантовая точка производит излучение фотонов в полосе фотонного спектра с определенным фотоморфогенетическим эффектом у растений.Указанная фотоморфогенетическая переменная может быть любым из следующих биологических параметров: вес, количество листьев, масса корня, высота стебля, химический состав (например, содержание и / или концентрация витаминов, минералов и / или питательных веществ), которые растение имеет в разное время. точек или при уборке урожая в некоторых вариантах осуществления изобретения.

В некоторых вариантах реализации по меньшей мере одна указанная квантовая точка 110 , 120 , 130 , 140 , 150 и / или 160 получена коллоидным синтезом.В коллоидном синтезе нанокристаллы коллоидных полупроводников синтезируются из соединений-предшественников, растворенных в растворах, во многом аналогично традиционным химическим процессам. Обычно синтез коллоидных квантовых точек основан на трехкомпонентной системе, состоящей из прекурсоров, органических поверхностно-активных веществ и растворителей. Реакционная среда нагревается до достаточно высокой температуры, и предшественники химически превращаются в мономеры. Как только мономеры достигают достаточно высокого уровня пересыщения, рост нанокристаллов начинается с процесса зародышеобразования.Температура во время процесса роста является одним из критических факторов при определении оптимальных условий для роста нанокристаллов в некоторых вариантах реализации. Температура обычно достаточно высока, чтобы позволить перегруппировку и отжиг атомов во время процесса синтеза, и в то же время достаточно низка, чтобы способствовать росту кристаллов. Другим критическим фактором, который контролируется во время роста нанокристаллов, является концентрация мономера в некоторых вариантах реализации.

Процесс роста нанокристаллов может происходить в двух различных режимах, обычно описываемых как «фокусировка» и «расфокусировка».При высоких концентрациях мономера критический размер (размер, при котором нанокристаллы не растут и не сжимаются) относительно невелик, что приводит к росту почти всех частиц. В этом режиме более мелкие частицы растут быстрее, чем большие, так как более крупным кристаллам для роста требуется больше атомов, чем маленьким кристаллам, и это приводит к «фокусировке» распределения по размерам для получения почти монодисперсных частиц. Фокусировка размера обычно является оптимальной, когда концентрация мономера поддерживается такой, что средний размер присутствующих нанокристаллов всегда немного больше критического размера.Когда концентрация мономера уменьшается во время роста, критический размер становится больше, чем средний имеющийся размер, и распределение «расфокусируется» в результате созревания Оствальда.

Существуют коллоидные методы производства множества различных полупроводников. Типичные точки изобретения сделаны из бинарных сплавов, таких как селенид кадмия, сульфид кадмия, арсенид индия и фосфид индия. Хотя точки также могут быть сделаны из тройных сплавов, таких как сульфид селенида кадмия в некоторых вариантах реализации.Эти квантовые точки могут содержать от 100 до 100 000 атомов в объеме квантовой точки с диаметром от 10 до 50 атомов. Это соответствует примерно от 2 до 10 нанометров.

В соответствии с изобретением получают различные популяции квантовых точек с помощью различных методов коллоидного синтеза или других методов, а затем объединяют указанные популяции для получения распределения по размерам, которое обеспечивает желаемый спектр излучения для выращивания растений.

Следует отметить, что вариант 10 может использоваться вместе с обычными светодиодами в соответствии с изобретением.Вариант осуществления 10 также подходит для использования в качестве источника освещения, по меньшей мере, для одного растения в темной полости и / или камере для выращивания, или в полости с низким уровнем окружающего света.

Также следует отметить, что вариант осуществления 10 можно легко переставлять и / или комбинировать с любым из вариантов осуществления 20 , 30 , 31 , 40 , 50 , 60 , 70 и / или 80 .

РИС.2 показывает работу осветительного устройства согласно изобретению, например, в теплице. В фазе 200 световое излучение направлено от осветительного устройства по меньшей мере к одному растению.

В фазе 210 электроэнергия подается на осветительное устройство и, по меньшей мере, на одну квантовую точку в упомянутом осветительном устройстве, которая создает электрическое поле. Электрическое поле возбуждает электрон в квантовой точке до состояния с более высокой энергией в фазе 220 .

Когда электрон релаксирует в состояние с более низкой энергией, он испускает фотон с длиной волны, определяемой разницей энергии между возбужденным и расслабленным состоянием в фазах 230 и 240 .Эти испускаемые фотоны создают спектр излучения, который передается от осветительного устройства.

В некоторых вариантах осуществления УФ / синий свет в диапазоне 250-400 нм, зеленый и / или желтый свет в диапазоне 400-600 нм, красный свет 600-700 нм и / или дальний красный свет в диапазоне 700- 800 нм излучаются квантовыми точками разного размера в способе изобретения. Обычно более крупные квантовые точки излучают красный свет с большей длиной волны, а квантовые точки меньшего размера — синий свет с более короткими длинами волн в некоторых вариантах осуществления изобретения.

Следует отметить, что вариант 20 может использоваться вместе с обычными светодиодами в соответствии с изобретением. Вариант осуществления 20 также подходит для использования в качестве метода освещения по меньшей мере одного растения в темной полости для роста или в полости с низким уровнем окружающего света.

Также следует отметить, что вариант осуществления 20 можно легко переставить и / или комбинировать с любым из вариантов осуществления 10 , 30 , 31 , 40 , 50 , 60 , 70 и / или 80 .

РИС. 3 показаны различные варианты использования 30 , 31 устройства и способа искусственного освещения теплицы согласно настоящему изобретению. В одном варианте реализации 30 растения 311 выращивают на полу теплицы с прозрачными стенками 301 . Осветительное устройство , 322, с множеством квантовых точек расположено в месте, откуда испускаемые им фотоны могут достигать как можно большего числа растений 311 с максимальным потоком излучения.В некоторых вариантах реализации спектр излучения , 350, осветительного устройства регулируется для дополнения спектра естественного света, то есть солнечного света, который проходит через стену 301 . В некоторых вариантах осуществления осветительное устройство , 322, может содержать квантовые точки, приспособленные для передачи тех длин волн, которые фильтруются и / или ослабляются стенами теплицы в соответствии с изобретением.

В варианте реализации 31 выращиваемые растения укладывают в камеры для выращивания 360 в теплице 300 .В некоторых вариантах реализации каждая камера для выращивания имеет осветительное устройство 321 . Даже если растения сложены в прозрачных камерах для выращивания, происходит большее уменьшение и / или ослабление солнечного света, чем в варианте осуществления 30 , поскольку некоторые фотоны должны проходить через более чем одну прозрачную стену. Следовательно, осветительное устройство 321 с квантовыми точками обычно дополняет естественный световой спектр множественных пропусканий, как указано выше, или, в случае непрозрачной камеры, обеспечивает все световое излучение растениям 310 .В некоторых вариантах реализации есть как специальные осветительные устройства для камер роста, так и по меньшей мере одно осветительное устройство 320 , совместно используемое более чем одним растением 310 в одной или нескольких камерах для выращивания 360 .

В некоторых вариантах осуществления квантовые точки скомпонованы для создания спектра излучения, который в сочетании со спектром пропускания 340 аналогичен спектру фотосинтетически активного излучения (PAR). Предпочтительно указанный производимый спектр излучения исключает или обеспечивает очень низкую интенсивность в зеленовато-желтом (500-600) нм и содержит спектральную особенность высокой интенсивности в дальней красной полосе 700-800 нм в некоторых вариантах осуществления.Это особенно предпочтительно, когда световое устройство используется в темных камерах для выращивания.

В некоторых вариантах реализации по меньшей мере одна квантовая точка в осветительном устройстве выбрана для излучения в полосе фотонного спектра, которая имеет определенный фотоморфогенетический эффект у растений. Указанная фотоморфогенетическая переменная может быть любым из следующих биологических параметров: вес, количество листьев, масса корня, высота стебля, химический состав (например, содержание и / или концентрация витаминов, минералов и / или питательных веществ) растения 310 , 311 в разные моменты времени или при уборке урожая.

Следует отметить, что вариант 30 может использоваться вместе с обычными светодиодами в соответствии с изобретением. Варианты осуществления 30 , 31 также подходят для реализации с камерами роста 360 любого уровня непрозрачности или прозрачности.

Также следует отметить, что варианты осуществления 30 и 31 можно легко переставлять и / или комбинировать друг с другом и / или с любым из вариантов осуществления 10 , 20 , 40 , 50 , 60 , 70 и / или 80 .

На ФИГ. 4, частота излучения полупроводникового чипа с квантовыми точками имеет максимум на длине волны 457 нм с максимальной шириной пика излучения на полувысоте (FWHM) 25 нм. В этом случае повышающее преобразование длины волны выполняется с использованием двух материалов повышающего преобразования. Эти два материала с повышающим преобразованием длины волны имеют индивидуальные пики излучения при 660 нм и 604 нм. В некоторых вариантах реализации эти материалы могут быть квантовыми точками. ИНЖИР. На фиг.4 показан комбинированный пик излучения этих двух материалов с повышающим преобразованием длины волны с максимумом на длине волны 651 нм с пиком излучения на полувысоте 101 нм.В этом случае около 40% (рассчитанное на основе пиковых интенсивностей) излучения полупроводникового чипа с квантовыми точками преобразуется с повышением частоты до излучения 651 нм двумя отдельными материалами с повышающим преобразованием.

В некоторых вариантах осуществления повышающее преобразование не используется, и более длинноволновая спектральная характеристика излучается, по меньшей мере, одной квантовой точкой, которая приводится в действие с помощью электроэнергии.

Следует отметить, что спектр 40 может использоваться и реализовываться вместе с обычными светодиодами. Спектр 40 может быть реализован по меньшей мере одной квантовой точкой и по меньшей мере одним светодиодом в комбинации в соответствии с изобретением.Спектр 40 особенно подходит для освещения, по крайней мере, одного растения в темной полости роста или полости с низким уровнем окружающего света.

Также следует отметить, что вариант осуществления 40 можно легко переставлять и / или комбинировать с любым из вариантов осуществления 10 , 20 , 30 , 31 , 50 , 60 , 70 и / или 80 .

На ФИГ. 5, частота излучения полупроводникового чипа с квантовыми точками имеет максимум на длине волны 470 нм с полной шириной пика излучения на полувысоте (FWHM) 30 нм.В этом случае повышающее преобразование длины волны выполняется с использованием двух материалов повышающего преобразования. Эти два материала с повышающим преобразованием длины волны имеют индивидуальные пики излучения при 660 нм и 604 нм. В некоторых вариантах реализации эти материалы могут быть квантовыми точками. ИНЖИР. 5 показывает объединенный пик излучения этих двух материалов с повышающим преобразованием длины волны с максимумом на длине волны 660 нм с пиками излучения на полуширине 105 нм. В этом случае около 60% (рассчитанное по пиковой интенсивности) излучения полупроводникового светодиодного чипа преобразуется с повышением частоты до излучения 660 нм двумя отдельными материалами с повышающим преобразованием.

В некоторых вариантах осуществления повышающее преобразование не используется, и более длинноволновая спектральная характеристика излучается, по меньшей мере, одной квантовой точкой, которая приводится в действие с помощью электроэнергии.

Следует отметить, что спектр 50 может использоваться и реализовываться вместе с обычными светодиодами. Спектр , 50, также может быть реализован с помощью по меньшей мере одной квантовой точки и по меньшей мере одного светодиода в комбинации в соответствии с изобретением. Спектр 50 особенно подходит для освещения по крайней мере одного растения в темной полости роста или полости с низким уровнем окружающего света.

Также следует отметить, что вариант осуществления 50 можно легко переставить и / или объединить с любым из вариантов осуществления 10 , 20 , 30 , 31 , 40 , 50 , 60 , 70 и / или 80 .

На ФИГ. 6, частота излучения полупроводникового светодиодного чипа имеет максимум на длине волны 452 нм с полной шириной пика излучения на полувысоте (FWHM) 25 нм (не показано на фиг.6). В этом случае повышающее преобразование длины волны выполняется с использованием одного материала повышающего преобразования. В некоторых вариантах осуществления этот материал может быть квантовой точкой. ИНЖИР. 6 показывает пик излучения этого материала с повышающим преобразованием с максимумом на длине волны 658 нм с пиком излучения на полуширине 80 нм. В этом случае около 100% (рассчитанное на основе пиковых интенсивностей) излучения полупроводникового кристалла квантовых точек преобразуется с повышением частоты до излучения 658 нм материалом повышающего преобразования. Это можно заметить из фиг. 6, поскольку на выходе из устройства с квантовыми точками отсутствует эмиссия 452 нм.

В некоторых вариантах осуществления повышающее преобразование не используется, и более длинноволновая спектральная характеристика излучается, по меньшей мере, одной квантовой точкой, которая приводится в действие с помощью электроэнергии.

Следует отметить, что спектр 60 может использоваться и реализовываться вместе с обычными светодиодами. Спектр , 60, также может быть реализован с помощью по меньшей мере одной квантовой точки и по меньшей мере одного светодиода в комбинации в соответствии с изобретением. Спектр 60 особенно подходит для освещения по крайней мере одного растения в темной полости роста или полости с низким уровнем окружающего света.

Также следует отметить, что вариант осуществления 60 можно легко переставлять и / или комбинировать с любым из вариантов осуществления 10 , 20 , 30 , 31 , 40 , 50 , 70 и / или 80 .

На ФИГ. 7, частота излучения полупроводникового чипа с квантовыми точками имеет максимум на длине волны 452 нм с полной шириной пика излучения на полувысоте (FWHM) 25 нм. В этом случае повышающее преобразование длины волны выполняется с использованием одного материала повышающего преобразования.В некоторых вариантах осуществления этот материал может быть квантовой точкой. ИНЖИР. 7 показывает пик излучения этого материала с повышающим преобразованием с максимумом на длине волны 602 нм с пиком излучения на полуширине 78 нм. В этом случае около 95% (рассчитанное из пиковых интенсивностей) излучения полупроводникового чипа с квантовыми точками преобразуется с повышением частоты до излучения 602 нм с помощью материала с повышающим преобразованием длины волны.

В некоторых вариантах осуществления повышающее преобразование не используется, и более длинноволновая спектральная характеристика излучается, по меньшей мере, одной квантовой точкой, которая приводится в действие с помощью электроэнергии.

Следует отметить, что спектр 70 может использоваться и реализовываться вместе с обычными светодиодами. Спектр , 70, также может быть реализован с помощью по меньшей мере одной квантовой точки и по меньшей мере одного светодиода в комбинации в соответствии с изобретением. Спектр , 70, особенно подходит для освещения по крайней мере одного растения в темной полости для роста или в полости с низким уровнем окружающего света.

Также следует отметить, что вариант осуществления 70 можно легко переставить и / или комбинировать с любым из вариантов осуществления 10 , 20 , 30 , 31 , 40 , 50 , 60 и / или 80 .

РИС. 8 показывает оптимизированный спектр 80 , который максимизирует производство биомассы в растениях. Оптимизированный спектр предпочтительно создается с помощью осветительных устройств по изобретению, описанных в этой заявке. Spectrum 80 имеет особые преимущества при выращивании в камере выращивания, где камера выращивания представляет собой темную камеру, то есть имеет нулевой или низкий уровень солнечного света и / или окружающего света. Световое устройство по изобретению, производящее спектр 80 , может быть помещено в указанную камеру и максимизировать производство биомассы в соответствии с изобретением.Изобретатель экспериментально обнаружил свойство максимизации биомассы в спектре 80 .

Также следует отметить, что вариант осуществления 80 можно легко переставить и / или объединить с любым из вариантов осуществления 10 , 20 , 30 , 31 , 40 , 50 , 60 и / или 70 .

Используемые материалы и размеры квантовых точек должны быть выбраны таким образом, чтобы получить желаемый спектр излучения устройства квантовых точек.

Подводя итог, можно сказать, что путем настройки вида и распределения размеров квантовых точек можно настроить требуемые спектры излучения устройства с квантовыми точками, а путем настройки числа квантовых точек можно настроить желаемое количество / количество излучения кристалла квантовых точек. для устройства с квантовыми точками.

Настоящее изобретение также относится к осветительной арматуре для облегчения роста растений, содержащей по меньшей мере одну квантовую точку, имеющую спектральные характеристики, включая пик в диапазоне длин волн от 600 до 700 нм.

Используя этот подход, источники света могут быть спроектированы таким образом, чтобы обеспечивать превосходную эффективность и производительность PPF и PPF на ватт, а также очень низкое энергопотребление и очень долгий срок службы по сравнению с существующими технологиями.

В некоторых вариантах осуществления излучение с частотой 300-500 нм генерируется полупроводниковым чипом с квантовыми точками, а излучение с частотой 400-800 нм генерируется с использованием полного или частичного преобразования с повышением длины волны излучения чипа с квантовыми точками. мощность.Частичное преобразование с повышением частоты волны может быть выбрано в диапазоне 5-95%, предпочтительно 35-65% излучения полупроводникового чипа с квантовыми точками. Повышающее преобразование длины волны для получения излучения 400-800 нм достигается за счет использования одного или нескольких материалов повышающего преобразования в непосредственной близости от источника излучения квантовой точки в некоторых вариантах осуществления.

В этом приложении «регулируемая» пиковая длина волны, как указано выше, понимается как пиковая длина волны, которую можно регулировать во время сборки осветительного прибора на заводе, и / или также «настраивать», как в регулируемом циферблате в осветительном приборе для настройки максимальной длины волны на месте.Кроме того, регулировка пиковых длин волн квантовых точек в процессе изготовления устройства также соответствует настоящему изобретению, и термин «регулируемый» следует понимать так, чтобы он также включал регулировки, сделанные в процессе изготовления квантовой точки. Все вышеупомянутые варианты осуществления регулируемой максимальной длины волны или любого другого регулируемого источника света или переменной квантовой точки находятся в пределах объема данной патентной заявки.

В одном конкретном примерном варианте осуществления изобретения наночастицы квантовых точек CdSe-ZnS (ядро-оболочка) со средним размером частиц 6.6 нм с гранулометрическим составом приблизительно +/- 0,5 нм смешивали с двухкомпонентной силиконовой герметизирующей смолой. Пропорция смешивания составляла 0,2 мас.% Наночастиц в силиконовой смоле. Смолу, содержащую наночастицы, распределяли в виде герметика в пластиковом носителе микросхемы с выводами (PLCC), состоящем из светоизлучающего диода InGaN в полости PLCC. Было определено, что светоизлучающие диоды имеют электролюминесцентное излучение в диапазоне длин волн 450 нм.

Пакет PLCC, содержащий InGaN, с наночастицами, содержащими герметизирующий материал, был подключен к источнику постоянного напряжения с прямым напряжением 3.2 В и ток 350 мА. Спектр оптического излучения устройства был охарактеризован так, что в результате были получены два пика излучения: один в диапазоне длин волн 450 нм, а второй — в диапазоне длин волн 660 нм. Наблюдалось, что полная ширина пика излучения в диапазоне длин волн 660 нм на полувысоте превышает примерно 60 нм. Соотношение интенсивностей пиков 450 и 660 нм составляло 0,5: 1. Вышеупомянутый эксперимент был проведен заявителем. В соответствии с изобретением создание нескольких квантовых точек, как описано выше, некоторых разных размеров.Эти квантовые точки, одна или несколько квантовых точек могут приводиться в действие электрическим током / напряжением от источника питания, или указанные одна или несколько квантовых точек могут приводиться в действие оптическим возбуждением или как оптическим возбуждением, так и электрическим током / напряжением от источника питания в соответствии с с изобретением.

В соответствии с изобретением квантовые точки с разными пиковыми значениями излучения включаются в один светильник и контролируются для обеспечения желаемого спектрального излучения для достижения определенного результата роста или физиологической реакции.Таким образом, система освещения позволит гибко управлять интенсивностью и спектром освещения. В конечном счете, контроль других абиотических параметров, таких как концентрация CO 2 , температура, доступность дневного света и влажность, может быть интегрирован в одну и ту же систему управления вместе с освещением, оптимизируя урожайность сельскохозяйственных культур и общее управление теплицей.

Изобретение было объяснено выше со ссылкой на вышеупомянутые варианты осуществления, и было продемонстрировано несколько коммерческих и промышленных преимуществ.Способы и устройства по настоящему изобретению позволяют более точно настраивать спектр излучения света, используемого в растениеводстве. Таким образом, изобретение реализует неожиданные улучшения в фотоморфогенетическом контроле роста растений и дальнейшие улучшения в производстве растений. Изобретение также значительно повышает энергоэффективность выращивания растений при искусственном освещении. Кроме того, качество урожая значительно улучшается с помощью осветительных устройств по изобретению, и это дает множество преимуществ, связанных с выращиванием в темных камерах для выращивания или камерах с очень ограниченным окружающим освещением: во-первых, растения можно выращивать ближе к месту потребления. , д.г. в подвалах жилых домов в крупных городах, что исключает транспортные расходы. Во-вторых, растения можно выращивать в регионах, где сельское хозяйство традиционно невозможно, например жаркие пустынные условия летом. В-третьих, по мере улучшения качества растений также улучшается согласованность между отдельными растениями, что облегчает сбор урожая. Это связано с тем, что количество отбракованных людей меньше, а уборочное оборудование на основе машинного зрения может лучше распознавать растения, если они имеют одинаковое качество, размер и цвет.В-четвертых, свойства растений можно изменять контролируемым образом, поскольку почти все параметры роста находятся под контролем, что особенно полезно при выращивании цветов и декоративных растений. В-пятых, постоянная ежедневная доза фотонов для растений способствует введению питательных веществ, доза питательных веществ может поддерживаться такой же круглый год. В-шестых, в очень жарких и солнечных регионах растения можно выращивать в темных непрозрачных камерах для выращивания, которые отражают солнечный свет и закрываются крышками.Энергия, затрачиваемая на искусственное освещение согласно изобретению, значительно меньше, чем то, что было бы затрачено на кондиционирование воздуха или охлаждение растения под солнечным светом.

Изобретение было объяснено выше со ссылкой на вышеупомянутые варианты осуществления. Однако ясно, что изобретение не ограничивается только этими вариантами осуществления, но включает все возможные варианты осуществления в пределах сущности и объема изобретательской мысли и следующих пунктов формулы изобретения.

WO 2010/053341 A1, «Люминесцентный преобразователь светодиода для удовлетворения фотоморфогенетических потребностей растений», Zukauskas et al.2010.

WO 2009/048425 A1, «Изготовление безфосфорных красных и белых светодиодов на основе нитрида», Soh et al. 2009.

Эти светильники для выращивания растений такие же великолепные, как и функциональные

Бруклинка Мария Фаилла называла себя «убийцей растений», пока не увидела свет, то есть светильники для выращивания растений. Теперь у нее пятеро из них в бруклинской квартире, которую она делит со своим женихом, и она получила диплом «дамы с растениями».

Растения раскалены добела, если вы не заметили: Продажи комнатных растений в США.Согласно данным Национальной садоводческой ассоциации за 2019 год, S. выросла на 50% до 1,7 миллиона. И похоже, что пандемия вызвала «ботанический бум», когда люди хватали любые растения, которые могли найти, чтобы иметь что-то, что можно было бы взрастить — вместе с собой — в тяжелые времена.

Но просто покупка первого растения, которое бросается в глаза, и установка его на подоконник — как это сделала Мария, ведущая подкаст по уходу за растениями Bloom and Grow Radio в свои дни, когда она убивала растения — часто приводит к подавленным или мертвым растениям, обычно из-за недостатка света или просто неправильного вида.Расширенный свет уже не тот, что был раньше; Забудьте о комнате для выращивания вашего старшего брата, окрашенной в запрещенный цвет. Теперь вы можете красиво оформить окно, выходящее на северо-восток.

В последние годы появилось несколько элитных, роскошных дизайнерских светильников для выращивания растений, которые понравятся как обычным коллекционерам растений, так и одержимым растениям. Они имеют форму гладких, но ненавязчивых подвесных светильников; «Батончики», которые можно прикрепить под шкафами или даже внутри книжных полок; рамы для картин со светодиодной подсветкой внутри, предназначенные для крепления на стене с растениями внутри, как искусство; и привлекательные световые короба, которые гармонируют с вашей мебелью и бывают всех размеров — купите один или купите два и сложите их друг на друга.

Помимо хорошей конструкции, это новое поколение светильников для выращивания растений излучает теплое естественное свечение, что стало возможным благодаря снижению стоимости и повышению качества светодиодного освещения. «В этом есть огромный декоративный аспект», — говорит Сара Берроуз, соучредитель компании Modern Sprout, которая также производит гидропонные системы для выращивания трав вместе с множеством умных, искусных светильников для выращивания растений, включая рамки для фотографий и «умные дома для выращивания растений». », Освещением которого вы можете управлять с помощью приложения для выращивания трав в любом месте.

Но сложные светильники для выращивания растений, даже если они служат в качестве декора, также должны сливаться с фоном: «Мы хотим, чтобы [свет] был действительно теплым, привлекательным и дополнял бы существующий в доме и его интерьер», — говорит Сара. .

У Марии была такая же идея. Когда она купила свой первый светильник для выращивания растений, подвесной кулон под названием Aspect от Soltech Solutions, она выбрала его отчасти потому, что его освещение выглядело точно так же, как «нормальное» освещение в ее доме.«Например, если бы у меня были друзья, они бы не узнали, что это очень точный фотосинтетический спектр, исходящий от моей лампы … Они просто подумали бы, что это обычная лампа», — говорит она со смехом.

Пол Ходжес, генеральный директор Soltech Solutions, также обнаружил, что многие из его клиентов хотели выращивать растения там, где раньше растения не выращивались. Компания Soltech начала с производства светильников для выращивания сельскохозяйственных культур — пурпурных и красных, используемых для каннабиса или помидоров, с калибровкой цветов по этим спектрам, чтобы увеличить урожай сельскохозяйственных культур, а не выглядеть красиво.Но когда люди слышали, что он заставляет расти огни, они хотели его.

«Они говорили:« Я хочу вырастить орхидеи у себя на кухне! »Или« Я хочу вырастить манговое дерево в своей гостиной! »Я отвечал. им не нужны эти огни в своих домах », — говорит Пол. В конце концов, его осенило: «Почему люди не могут выращивать красивые растения в своих красивых домах?» Сегодня заказ светильника Soltech Aspect может вызвать столько ажиотажа, что некоторые клиенты создают видео с распаковкой на YouTube.

Пол видит в дополненном свете свободу и гибкость для всех, особенно для тех, кто предпочитает неформальный сбор растений.При использовании света «речь идет не только о том, чтобы прижать растения к подоконнику и посмотреть, вырастут ли они… Вы можете поставить [растения] где угодно».

No related posts.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *