Освещение растений. Часть 2: Загадочные люмены и люксы

См. также:
Часть 1: Для чего освещать растения
Часть 3: Лампы для освещения растений
Часть 4: Выбор системы освещения

Автор: Удафф
Статья была опубликована в Вестнике УКРОП.инфо, ноябрь 2003

В этой части будет очень кратко рассказано об основных понятиях, с которыми сталкиваются те, кто пытается разобраться в огромном многообразии ламп для освещения растений.

Основные понятия

Люмены и люксы часто являются источником путаницы. Эти величины являются единицами измерения светового потока и освещенности, которые нужно различать.

Электрическая мощность лампы измеряется в ваттах, а световой поток ("световая мощность") - в люменах (Лм). Чем больше люменов, тем больше света дает лампа. Аналогия со шлангом для полива растений - чем больше открыт кран, тем "мокрее" все будет вокруг.

Световой поток характеризует источник света, а освещенность - поверхность, на которую падает свет. По аналогии со шлангом - вам нужно знать, сколько воды попадает в ту или иную точку. От этого будет зависеть, сколь долго вам нужно поливать растения на грядке.

Освещенность измеряется в люксах (Лк). Источник света со световым потоком в 1 Лм, равномерно освещающий поверхность площадью 1 кв. м создает на ней освещенность 1 Лк.

Полезные правила

Правило обратных квадратов

Освещенность на поверхности обратно пропорциональна квадрату расстояния от лампы до поверхности. Если вы передвинули лампу, висящую над растениями на высоте полметра, на высоту одного метра от растений, увеличив расстояние в два раза, то освещенность растений уменьшиться в четыре раза. Об этом надо помнить, когда вы проектируете систему для освещения растений. Освещенность на поверхности зависит от величины угла, под которым освещается эта поверхность. Например, солнце в летний полдень, находясь высоко в небе, создает в несколько раз большую освещенность на поверхности земли, чем солнце, низко висящее над горизонтом в зимний день. Если вы используете светильник прожекторного типа для освещения растений, то старайтесь, чтобы свет был направлен перпендикулярно растениям. Освещенность на поверхности зависит от угла падения

Спектр и цвет

Цвет излучения лампы характеризуется цветовой температурой (CCT - Correlated Color Temperature). Это основано на принципе того, что если нагревать, например, кусок металла, то его цвет изменяется от красно-оранжевого до синего. Температура нагреваемого металла, при которой его цвет наиболее близок к цвету лампы, называется цветовой температурой лампы. Она измеряется в градусах Кельвина.

Другим параметром лампы является коэффициент цветопередачи (CRI - color rendering index). Этот параметр показывает, насколько близки цвета освещаемых объектов к истинным цветам. Эта величина имеет значение от нуля до ста. Например, натриевые лампы обладают низкой цветопередачей, все предметы под ними кажутся одного цвета. Новые модели люминесцентные ламп имеют высокий CRI. Старайтесь использовать лампы с высоким значением CRI, чтобы ваши растения выглядели привлекательней. Эти два параметра обычно указываются на маркировке люминесцентных ламп. Например, /735 - означает лампу со значением CRI=70-75, CCT=3500K - лампа тепло-белого цвета, /960 - лампа с CRI=90, CCT=6000K - лампа дневного света.

CCT (K)	Лампа	Цвет
2000	Натриевая лампа низкого давления (используется для уличного освещения), CRI<10	Оранжевый - восход-заход солнца
2500	Натриевая лампа высокого давления без покрытия (ДНаТ), CRI=20-25	Желтый
3000-3500	Лампа накаливания, CRI=100, CCT=3000К Люминесцентная лампа тепло-белого цвета (warm-white), CRI=70-80 Галогенная лампа накаливания, CRI=100, ССТ=3500K	Белый
4000-4500	Люминесцентная лампа холодного цвета (cool-white), CRI=70-90 Металлогалоидная лампа (metal-halide), CRI=70	Холодно-белый
5000	Ртутная лампа с покрытием, CRI=30-50	Светло-голубой - полуденное небо
6000-6500	Люминесцентная лампа дневного света (daylight), CRI=70-90 Металлогалоидная лампа (metal-halide, ДРИ), CRI=70 Ртутная лампа (ДРЛ) CRI=15	Небо в облачный день

Спектр поглощения хлорофилла (по горизонтали - длина волны в nm)

В результате процесса фотосинтеза, происходящего в растениях, энергия света превращается в энергию, используемую растением. В процессе фотосинтеза растение поглощает углекислый газ и выделает кислород. Свет поглощается различными пигментами в растении, в основном, хлорофиллом. Этот пигмент поглощает свет в синем и красном участках спектра. Помимо фотосинтеза существуют и другие процессы в растениях, на которые свет различных участков спектра оказывает свое влияние. Подбором спектра, чередованием длительности светлого и темного периодов можно ускорять или замедлять развитие растения, сокращать вегетационный период и т.д.

Например, пигменты с пиком чувствительности в красной области спектра отвечают за развитие корневой системы, созревание плодов, цветение растений. Для этого в теплицах используются натриевые лампы, у которых большая часть излучения приходится на красную область спектра. Пигменты с пиком поглощения в синей области отвечают за развитие листьев, рост растения и т.д. Растения, выросшие с недостаточным количеством синего света, например, под лампой накаливания, более высокие - они тянутся вверх, чтобы получить побольше "синего света". Пигмент, который отвечает за ориентацию растения к свету, также чувствителен к синим лучам.

Отсюда следует важный вывод: лампа, предназначенная для освещения растений, должна содержать как красные, так и синие цвета.

Многие фирмы-производители люминесцентных ламп предлагают лампы со спектром, оптимизированным для растений. Они лучше для растений, чем обычные люминесцентные, используемые для освещения помещений. Такую лампу имеет смысл использовать, если вам необходимо заменить старую. При одинаковой мощности специальная лампа дает больше "полезного" для растений света. Если вы устанавливаете новую систему для освещения растений, то не гонитесь для этими специализированными лампами, которые намного дороже обычных ламп. Установите более мощную лампу с высоким коэффициентом цветопередачи (маркировка лампы - /9..). В ее спектре будут все необходимые составляющие и света она даст намного больше, чем специальная лампа.

Продолжение
Часть 3: Лампы для освещения растений