Вирощування конопель в гроубокса - спектр світла і розташування ламп

У загальнолюдському розумінні, світло - це та частина електромагнітного випромінювання, яку видно людському оку. довжини хвиль

380-780нм. Хвилі різної довжини в оптичному діапазоні сприймаються оком як окремі кольору, все разом - як білий світ.

Однак в біології та інших природничих науках, цей термін розуміється набагато ширше - до цього випромінювання також примикають невидимі частини спектра. І все частини колірного діапазону грають важливу роль в існуванні будь-яких видів організмів.

Світло є одним з найголовніших умов існування і розвитку рослин, завдяки йому в зеленому листі рослин проходять фотохімічні реакції фотосинтезу. В ході процесу фотосинтезу з води і вуглекислого газу синтезуються складні органічні речовини, які вкрай необхідні для росту і розвитку рослин.

Світло повинен бути необхідного спектра і інтенсивності для забезпечення швидкого росту рослин. Світло складається з різних колірних діапазонів. Різні кольори в спектрі, впливають на різні процеси.

Найбільш підходящим для біосинтезу і цвітіння є діапазони в червоній області спектра (довжина хвилі близько 640-660 нм) і синьою (440-450 нм)

Для того, щоб рослина цвіло, необхідні відповідні частини спектра і довжина світлового періоду. Ці умови називаються фотоперіодом.

Графік інтенсивності поглинання рослиною світла різної довжини

Те, що рослинам не потрібен зелене світло - це помилка через те, що крива фотосинтезу в зеленому спектрі має прогин по відношенню до червоного і синього світла. Встановлено, що зелене світло корисний для фотосинтезу щільних листя, стебел. Завдяки своїй високій проникаючої здатності, зелене світло добре проникає до листя нижніх ярусів, густих посівів рослин

Фотосинтез у рослин - це процес утворення органічних речовин з вуглекислого газу і води під впливом світла і за участю хлорофілу.

Хлорофіл - це зелений пігмент рослин, який бере участь в процесі фотосинтезу (поглинання двоокису вуглецю з повітря) і перетворення сонячної енергії в такі хімічні зв'язки, як освіта вуглеводнів (цукрів і крохмалю). В результаті такого процесу фотосинтезу відбувається виділення кисню.

Як вже говорилося вище, флора сприймає світло інакше, ніж люди.

На графіку інтенсивності поглинання видно ці відмінності, які простежуються досить чітко, і існує величезна різниця між видимим для людей спектром і тими його частинами, які необхідні рослинам для росту і цвітіння.

Світлові хвилі, які потрібні рослинам, іменуються фотосинтетичний-активної хвилею спектра. При цьому людські органи зору бачать тільки центр спектрального діапазону, а рослини використовують більш широкий діапазон.

Функція довжини хвилі в оптичному діапазоні називається колірною температурою. Вимірювання температури кольору відбувається за шкалою Кельвіна в проміжку конкретного сегмента світлового спектру.

Поняття «колірна температура» дає лише приблизне уявлення про перевагу тієї чи іншої частини видимого спектру. Точну інформацію дають спектральні графіки конкретної лампи. Лампи з однаковим позначенням колірної температури можуть мати різний спектральний склад випромінюваного ними світла, обумовлений технологією виробництва.

800 К-початок видимого темно-червоного світіння розпечених тел
1800 К-світло сходу і видима частина світла від свічки
1900-2200 К-натрієві лампи високого тиску
2360 К-лампи розжарювання
2700-3200 K- люмінесцентні, металлогалогеновие лампи (Warm light) тепле світло, з переважанням вКрасном діапазоні 52CRI
2800 к- Північне небо
3000 К-Галогенні лампи
4000-4200 К-люмінесцентні, металлогалогеновие лампи (Cool light) холодне світло 62CRI
4200 К-білий денне світло
5200-5500 К - Металогалогенові лампа денного світла 100 CRI
5500 К - звичайний сонячне світло
6200-6500 K - люмінесцентні лампи (Day light) денного світла
Вище 8000 К ультрафіолет (Black light) - ультрафіолетове випромінювання

Температура кольорокорекції, K

В даній таблиці показана залежність між активністю хлорофілу, колірною температурою і типами ламп.

Металогалогенові лампа (ДРІ) денного світла з колірною температурою 5500К відмінно підходить для вегетації.

Натрієва лампа високого тиску (ДНАТ) з температурою 2200К найкраща лампа для цвітіння.

Вимірювання сили світла

У фізиці присутні різні одиниці вимірювання світлової енергії: люкс, люмен і фут-свічка.

У люксах вимірюється видима освітленість для людського ока. Люкс (Lux)

Світловий потік вимірюється в люменах (Lm)

Всі ці величини не цікаві для нас, так як вони відносяться до загальним фізичним величинам, а не до конкретних спектральним частинам, які потрібні рослинам.

Тому, ми повертаємося до тієї одиниці, яка нам потрібна - до PAR, тобто фотосинтетичний активній випромінювання. Але так як не всі види випромінювання рівні по характеристикам енергії, що виділяється, то вимірювання в Ватах PAR не завжди достатньо, щоб пояснити всі тонкощі. Наша з вами задача дати рослинам більше синього кольору під час вегетативної стадії, а потім червоний і жовтий під час цвітіння і плодоношення, тим самим забезпечивши флору тим, що вони отримують в природі під час зміни сезонів: влітку спектр в основному синій, а восени - червоний.

Велика частина фотометров (або люксметром), доступних на даний момент у продажу, вимірюють світло в фут-свічках або люксах Lx. Однак, як уже говорилося вище, подібні одиниці не сильно допомагають при роботі з рослинами, так як вловлюють лише ту частину, яку видно людському оку і не показують кількість PAR Ватт і не вимірюють фотосинтетичну реакцію. Але кажуть про загальний рівень освітленості і інтенсивності джерел випромінювання світла.

Інтенсивність (вона ж напруга) впливає на яскравість ламп: чим вище інтенсивність, тим яскравіше світять лампи. При правильному використанні цієї характеристики, можна отримати більше якісного врожаю на один Ватт енергії.

Називається величина світлової енергії на одиницю площі.

Іншими словами, рослини які знаходяться на відстані 60 см від лами, отримують чверть того світла, яке отримувало б рослина, перебуваючи на відстані в 30 см. Якщо взяти інші одиниці, то лампи високої напруги, що випромінюють 100 000 люменів, доносять лише 25000 люменів на відстані 60 см. 1 000 ватні лампи високої напруги, що випромінюють 100000 вихідних (початкових) люмен, доносять 11 111 люмен на відстані 90 см. З цих цифр випливає простий висновок: чим ближче рослина перебуває від джерела освітлення. Тим більше PAR Ватт воно отримує. Однак і тут є свої підводні камені - ні в якому разі не можна ставити представників флори занадто близько. Це може завдати опік листя і, в кінцевому підсумку, погубити рослина.

Використання штучних джерел освітлення несе за собою певний висновок: лампи втрачають потужність обернено пропорційно квадрату відстані. Це означає, що подвоєння відстані до лампи скорочує рівень освітленості в чотири рази. Про це ми вже говорили, але виникає питання: на якій відстані повинна знаходитися лампа?

Лампа потужністю 400 ват - на відстані 30 см, 600 ват - 45 см, 1000 ват - 60 см. Зрозуміло, ці величини приблизні. Наявність повертається вентилятора, прямо обдуває рослини знизу, допомагає створювати потік повітря і розсіювати тепло.

Закон зворотних квадратів виводить інтенсивність світла в залежності від відстані

Даний закон визначає взаємозв'язок між світлом, випромінюваних джерелом (лампою) і відстанню. Згідно з цим законом інтенсивність світла змінюється в зворотній пропорції до відстані до джерела, зведеному в квадрат.

І (інтенсивність) = С (Світло) / Р (Відстань в квадраті)

Наприклад: 100 000 = 100 000/1
25 000 = 100 000/4
11 111 = 10 000/9
6250 = 100 000/16

Залежність потужності лампи і відстані можна побачити при порівнянні ДНаТ 250 і ДНаТ 600

На відстані 1 м 250 ДНаТ видає - 120 PAR і 4500 Lux 600Днат відповідно - 340 PAR і 10000Lux

Отримувані люмени вимірюються в ватах на квадратний фут або в фут-свічках (fc). Одна фут-свічка дорівнює кількості світла, що падає на 1 м2 поверхні, розташованої на відстані 1 м від свічки.

Чим менше рослина отримує люменів (або фотосинтетичного випромінювання, як ми домовилися позначати цікавить нас частина спектра), тим повільніше воно росте, цвіте і дозріває. Це можна спостерігати як на відкритому грунті, так і в Індоре.

Три 400-ватні лампи можуть висвітлювати на 30-40% більше площі вирощування, ніж одна 1000-ватна лампа. Також 400- ватні лампи можна підвішувати ближче до рослин.

Три 600-ватні лампи забезпечують більше світла, ніж дві 1000-ватні лампи високої напруги.

Лампи меншої потужності означають більшу кількість джерел світла, тому їх можна розміщувати ближче до рослин. На кожен 15 см наближення до рослин, інтенсивність світла подвоюється. Чим нижче ця інтенсивність, тим більше рослини тягнуться до джерела світла. При поганому освітленні рослини втрачають естетичні властивості: рідкісна листя і тонкі гілки, розкидані по стеблу, не тільки погано виглядають, але і показують погане самопочуття рослини, що може привести до зниження врожаю і поганий генетики в подальшому.

Збільшити вироблення врожаю можна, забезпечивши всю площу вирощування рівномірним світлом. Якщо освітлення буде неоднорідним, то якісь листи будуть перебувати в тіні, створюваної іншими листям. А це, знову ж таки, призводить до зниження вироблення врожаю. Тому, такі гілки варто або обрізати, або перепланувати освітлення.

Листя завжди тягнуться до світла

Листя сильних, добре освітлених рослин завжди отримує максимальну кількість енергії. Визначити положення лампи допомагають рефлектори, з допомогою спостереження можна розрахувати відстань між самими джерелами освітлення і відстань над рослинами. Також можна спостерігати місця на лампах, які мають більш сильні показники світіння - саме до них тягнуться гілки.

Досвідчені садівники вибирають високопотужні лампи - 400, 600, 1000 ват, так як такі лампи виділяють більше люменів на Ватт і їх PAR-показники набагато вище, ніж у маленьких ламп, що цілком логічно.

Хоча 400-ватні лампи при правильній установці, виробляють менше люмен на ват, ніж 1000-ватні лампи, вони доставляють більше корисного світла рослинам. 600 ватна лампа має найвищу здатність перетворення люмен на ват (150 люмен на ват), і може бути розташована ближче до рослини, на відміну від 1000 ватних ламп. Якщо 600 ватна лампа знаходиться близько до рослин, вони отримають максимум світла.

1000 ватна лампа високої інтенсивності (HID) випромінює багато світла. Але при цьому, вона випромінює багато тепла, що може стати причиною опіків листя, якщо рослина знаходиться дуже близько до джерела освітлення. У багатьох випадках застосування ламп з меншою потужністю ефективніше. Наприклад, дві 400-ватні лампи можна розташувати ближче до рослин, ніж одну 1000-ватну, тим більше, що дві лампи випромінюють світло з двох точок, що зменшує площу тіні, а значить, підвищує кількість листя, які отримують світло.

Не завжди виходить вдало розмістити лампи так, щоб вони вертикально давали максимальну кількість світла, необхідного густому листі. У таких випадках необхідно додаткове розміщення джерел світла уздовж стін, збоку від рослини. Таким чином, світло потрапляє навіть туди, куди не може пробитися освітлення за допомогою рефлекторів. При цьому варто підходити до питання з ретельністю: ті ж компактні флуоресцентні лампи для цього просто не підходять (особливо, якщо основним джерелом є лампи високої напруги).

Один з варіантів вирішення проблеми з недостатньою кількістю світла - повертання рослин. Такі дії необхідно проводити раз на два дні. При цьому кут повороту не повинен бути менше, ніж 90 °, але і не більше 180 °, що дозволить забезпечити повноцінний ріст і розвиток стебла і листя. Також для цього необхідно вибирати лампи різного рівня виділення світла, щоб можна було створити різні рівні освітлення.

Якщо повертати рослини вручну, то вони будуть рости більш однорідним. Чим більше рослини знаходяться на стадії цвітіння, тим в більшій кількості світла вони потребують. Під час перших 3-4 тижнів цвітіння рослини споживають небагато чим менше світла, ніж протягом завершальних 3-4 тижнів. Квітучі рослини під час останніх трьох-чотирьох тижнів розміщуються прямо під лампу, де світло яскравіше. Рослини, які тільки що були поміщені в кімнату цвітіння, можуть перебувати по периметру саду, а потім більш зрілі рослини зсуваються до центру оранжереї. Така хитрість допоможе збільшити урожай на 5-10%.

При цьому великі рослини буває досить важко повертати. Для спрощення цього процесу можна придбати блокові конструкції (про це поговоримо далі), або помістити контейнер на віз з колесами.

Найбільша інтенсивність світла - безпосередньо під лампою. Для стимулювання рівномірного зростання розташуйте рослини таким чином, щоб вони отримували світло однакової інтенсивності

Так само йде справа з гровінгом: листя на верхівках рослин отримують більш інтенсивний світло, ніж листя біля основи. Верхні листки затінюють нижні і поглинають світлову енергію, в результаті нижнім листю дістається менше світлової енергії. Якщо нижні листки не отримуватимуть достатньо світла, вони пожовтіє і відімруть, або буде необхідно їх обрізати ще до дозрівання. Високі рослини (1.8 метра), вимагають більше часу для росту і дають більше врожаю, ніж нижчі, метрові рослини. При цьому урожай з самих верхівок буде приблизно однаковий. У зв'язку з недоліком світла, високі рослини мають більше суцвіть ближче до верхівки (90-120 см) і менше ближче до основи стебла.

Високі рослини мають тенденцію до утворення важких шишок, чия вага стеблу складно утримувати. Ці рослини потребують постійної підв'язці. Низькі рослини краще тримають вагу верхівок, і у них більше квіткового ваги, ніж листового.