Rodzaje oświetlenia do uprawy roślin. Część I.

[SiLEDiA]

Rodzaje oświetlenia stosowane w uprawie roślin.

Część I: Pojęcia. Czego potrzebuje roślina. HPS. LED FullSpectrum.

Na wstępie wyjaśnimy kilka pojęć.

Światło widzialne - promieniowanie elektromagnetyczne odbierane przez siatkówkę oka ludzkiego.

Jednostką promieniowania elektromagnetycznego jest długość fali. Człowiek jest w stanie zaobserwować promieniowanie w zakresie długości fali 400-700 nm (nanometr). Fale elektromagnetyczne o długości fali 400 nm odpowiadają barwie niebieskiej. Fale o długości fali 700 nm odpowiadają barwie czerwonej. Na wykresie numer 1 zobrazowano jakim długościom fali odpowiadają określone barwy, które odbiera ludzkie oko.

Wykres nr 1. Barwy światła widzialnego w odniesieniu do długości fali.

Widmo światła - określa jak dużo danej barwy (długości fali) emituje źródło światła. Dla przykładu- wysokoprężna lampa sodowa (HPS) emituje bardzo dużą ilość barw od żółtej do pomarańczowej. Można również zauważyć, iż emituje niewielkie ilości światła niebieskiego. Wykres widmowy lampy HPS przedstawia wykres numer 2.

Wykres nr 2. Widmo HPS.

Czego potrzebuje roślina?

Roślina do prawidłowego rozwoju potrzebuje substancji odżywczych, tlenu, odpowiedniej temeratury oraz światła. Światło jest potrzebne roślinie do przeprowadzania procesów fotosyntezy. Naukowcy opracowali tzw. wykres fotosyntetycznie czynny. Określa on jakich długości fali (barw światła) potrzebuje roślina do prawidłowego rozwoju. Wykres ten przedstawiono na wykresie numer 3.

Wykres nr 3. Wykres fotosyntetycznie czynny.

Z powyższego wykresu wynika, iż roślina potrzebuje głównie barw czerwonej i niebieskiej. Można jednak zauważyć, iż roślina korzysta również z barw pośrednich.

 

Coraz częściej spotykanym parametrem określającym efektywność źródła światła w uparwie roślin jest współczynnik PPFD (ang. photosynthetic photon flux density), który bezpośrednio łączy się z PAR (ang. photosynthetically active radiation, pol. promieniowanie fotosyntetycznie czynne). Współczynnik ten jest wyrażany w jednostce µmol/(m2*s).

Ludzie zajmujący się uprawą roślin, określają, iż w wczesnej fazie wegetacyjnej (dwa pierwsze tygodnie życia rośliny)- współczynnik ten powinien być na poziomie 600- 650 µmol/(m2*s).

Od drugiego tygodnia fazy wegetacyjnej do zakończenia tej fazy, współczynnik PPFD powinien być zwiększony do wartości 800-850 µmol/(m2*s).

W fazie kwietnienia (flo) współczynnik PPFD powienien przyjmować maksymalną wartość 1200 µmol/(m2*s).

W przypadku zapewnienia dodatkowej suplementacji w postaci CO2 wartość maksymalna współczynnika PPFD wzrasta do 1500 µmol/(m2*s). Zapewnienie roślinie CO2 oraz odpowiedniego oświetlenia na poziomie 1500 µmol/(m2*s) powoduje zwiększenie plonów.

Przekraczanie watości maksymalnych jest niewskazane. W przypadku zbyt dużego współczynnika PPFD chlorofil w roślinie ulegnie rozpadowi.

Zapewnienie optymalnych wartości promieniowania fotosyntetycznie czynnego ma wpływ na najbardziej optymalny i efektywny rozwój rośliny. Ma to bezpośredni wpływ na wielkość plonów.

Rodzaje oświetlenia stosowane w uprawie roślin.

Wysokoprężna lampa sodowa – WLS – HPS – High preasure sodium lamp

Aktualnie najbardziej popularne źródło światła stosowane w uprawie roślin.

Na wykresie nr 4 zaprezentowano wykres widmowy lampy HPS.

Wykres nr 4. Widmo HPS 150 W.

Z powyższego wykresu wynika iż lampa HPS, generuje barwy w zakresie od zieleni po czerwień (dobra na kwietnienie rośliny) oraz niewielką ilość barwy niebieskiej.

Na rysunku nr 1 zaprezentowano rozkład współczynnika PPFD dla lampy HPS 150 W.

Rysunek nr 1. PPFD dla HPS 150 W.

Wady

Zalety

- niedobór światła niebieskiego; - konieczność stosowania układów stabilizacyjno- zapłonowych; - konieczność dużej wysokości zawieszenia lampy; - duża emisja energii cieplnej; - zużycie żarówki HPS po dwóch cyklach uprawy (należy wymienić na nową); - straty energii elektrycznej na poziomie 10-20 % na układzie stabilizacyjno- zapłonowym. - niski współczynnik PPFD; - duże koszta eksploatacji (opłaty za energię elektryczną + wymiany żarówki).

- cena zestawu startowego; - skład widmowy światła pobudza kwitnienie; - równomierny rozkład współczynnika PPFD.

 

Lampa LED Full Spectrum.

Na wykresie nr 5 widmowy lampy LED Full Spectrum.

Wykres nr 5. Widmo LED Full Spectrum.

Z powyższego wykresu można wywnioskować, iż lampa LED Full Spectrum zapewnia wszystkie barwy światła potrzebne roślinie do prawidłowego rozwoju.

Na rysunku nr 2 zaprezentowano rozkład współczynnika PPFD dla lampy LED FullSpectrum.

Rysunek nr 2. PPDF dla LED FullSpectrum.

Wady

Zalety

- cena zestawu startowego- w przypadku lamp z komponentami renomowanych firm;

- długa żywotność lampy- w przypadku lamp z diodami renomowanych firm; - odwzorowany wykres fotosyntetycznie czynny- zapewnienie roślinie wszystkich barw, których potrzebuje do prawidłowego rozwoju - najmniejsze zużycie energii elektrycznej w porównaniu do innych lamp- zazwyczaj dwukronie mniej; - uprawa roślin przez nowicjuszy jak i ekspertów; - zapewnienie roślinie optymalnego współczynnika PPFD.