Как подобрать оптимальный режим освещения для растений в теплицах

Как подобрать оптимальный режим освещения для растений в теплицах

Освещение в теплице представляет собой систему осветительных приборов, которые подбираются с учётом цветовой температуры и мощности. Такая система необходима в том случае, если вы нацелены на круглогодичное выращивание плодоовощных культур. Для сезонного урожая вполне достаточно естественного солнечного света.

Естественный или искусственный свет в теплице – это источник энергии для роста растений. Попадая на поверхность листьев, фотоны лучей запускают биохимическую реакцию – фотосинтез, в результате которой начинается развитие корневой системы и стеблей. Дефицит света может привести к:

• вытягиванию и истончению черенков;
• деформации листьев, их хрупкости и ломкости;
• замедлению роста;
• появлению жёлтых пятен на стеблях и плодах.

Освещение для зимних теплиц должно быть организовано с учётом следующих правил:

• продолжительность работы осветительных приборов – не менее 12-15 часов в сутки;
• растения должны "отдыхать" от воздействия света не менее 6 часов;
• для плодовых культур необходимо больше света, чем для зелени;
• световой поток должен распределяться равномерно, для правильного рассеивания и фокусировки света следует использовать рефлекторы.

Важно отметить, что северным растениям – капусте, луку, огурцам, корнеплодам – необходим длинный световой день (не менее 12 часов). Теплолюбивым культурам – томатам, перцу, кабачкам, баклажанам, фасоли – достаточно 10 часов, но с максимальной интенсивностью светового потока.

Источник света следует размещать на расстоянии полуметра от верхних листьев. Если при этом культура плохо развивается, можно попробовать изменить положение светильника, опустив его ниже.

Связанные вопросы и ответы:

Что такое правильный режим освещения в теплицах

Планируя освещение в теплице из поликарбоната, следует правильно подобрать световой режим. Он будет ориентироваться на естественную инсоляцию, климатические особенности и длительность светового дня. При этом чаще всего лампы применяются для создания оптимальных условий, необходимых для рассады или формирования молодых побегов. Некоторые культуры требуют, чтобы длительность светового дня составляла не меньше 12-14 часов в сутки, что также требует наличия ассимиляционного освещения.

При организации досветки учитывает, что для правильного выращивания рассады и формирования побегов лампы следует размещать на высоте одного метра над грядками или полками с ящиками. Оптимальный уровень освещенности для различных культур должен быть следующим:

1000-3000 Лк – необходимо для тенелюбивых культур, например, капусты, свеклы;

3000-4000 Лк – используется для теневыносливых культур, включая все тыквенные виды;

4000 Лк и больше – рекомендуется для светолюбивых культур, пасленовых.

При организации дополнительного искусственного света надо правильно подобрать высоту для ламп, учесть высокую влажность в помещении и изолировать провода. Также надо сразу предусмотреть, каким будет режим для освещения теплиц в зимний период:

световой короткий день подходит для тропических и субтропических растений, правильного выращивания фасоли, кабачков, томатов, тыквы, базилика, болгарского перца и других культур;

длинный световой день с продолжительностью до 13-14 часов подходит для культур умеренных и северных широт, полноценного цветения и формирования плодов, рекомендуется для выращивания зелени, свеклы, картофеля, редьки;

нейтральный режим показан в период активного образования бутонов, завязи, подходит для гибридных, сортовых культур.

Какие факторы влияют на правильный режим освещения в теплицах

Свет — важнейший фактор, влияющий на скорость роста растений и величину урожая, источник энергии для процесса фотосинтеза. Однако он может быть не только благом, но и злом. Всё зависит от интенсивности и продолжительности освещения (длины дня), а также от угла падения лучей.

Приступая к строительству теплицы, парника, плёночного туннеля, обдумайте их оптимальное расположение, которое позволит максимально использовать естественное освещение. Правильно сориентируйте сооружение относительно сторон света. В течение сезона один-два раза вымойте стёкла, очистите плёнку от загрязнений. Разместите растения так, чтобы непрозрачные элементы конструкции, по возможности, не затеняли их. Внутри теплицы всё, что можно, покрасьте белой краской.

Хорошей светопроницаемостью отличаются полиэтиленовая плёнка и полиэстр, укрепленный стекловолокном. Прозрачность стекла зависит от его качества (наличия посторонних включений), степени загрязнения, которое тем больше, чем выше запылённость воздуха, и времени эксплуатации стекла. При средней запылённости через месяц эксплуатации количество света, проходящее внутрь теплицы, уменьшается на 15–20 процентов, через два — на 40 %. А ведь уменьшение на 1 % интенсивности света снижает урожай тоже на 1 %. Вот почему осенью и очень ранней весной стекла теплиц нужно вымыть. В специализированных магазинах теперь продаются средства для мытья стекол теплиц.

Электрическое освещение используется, в принципе, только для выращивания рассады. Дополнительно освещать взрослые растения неэкономично. В овощеводстве используется несколько типов осветительных ламп: флуоресцентные, ртутные и натриевые. Флуоресцентные лампы дают белый и розовый свет. Ртутные лампы, как правило, более мощные. Золотистооранжевый свет дают натриевые лампы — лучшие из перечисленных, применение которых сокращает период получения рассады томатов или огурцов на 10–14 дней.

Как определить оптимальный уровень освещения для растений в теплицах

Успех в деле выращивания культур в теплицах во многом зависит от того, как именно вы решите вопрос с освещением. В период с конца весны и до начала осени никакой проблемы с этим нет: естественного источника вполне хватает. Трудности начинаются потом.

Чтобы получать круглый год урожай, нужно позаботиться о постоянном освещении. Причём необходимо знать, какие именно лампы вам потребуются и в каком конкретно количестве. То есть требуется рассчитать подходящий уровень освещённости.

Каким именно должно быть освещение в теплицах?

Как выяснили учёные, растениям нужны волны разного спектра в разное время (фаза развития). В целом выделяют следующее:

- вегетацию;

- цветение;

- плодоношение.

Необходимо отметить, что 2 последних этапа развития растений не являются одним и тем же. Там однозначно есть определённая специфика, однако при расчёте освещения её можно не принимать во внимание и объединять эти стадии в одну.

Итак, для вегетации необходим синий спектр. В этом случае волна должна быть 400-500 нм. При цветении и появлении плодов используется красная часть спектра, то есть 600-700 нм.

Можно ли просто подобрать конкретную лампу и всё?

При решении вопроса с освещением в теплицах необходимо учитывать важность наличия разных волн. Монохромный вариант вызывает стресс у культур. Созревание происходит, однако такие плоды будут невкусными, бедными на полезные микроэлементы. Поэтому нельзя делать акцент исключительно на какой-то одной волне в ущерб всему остальному. Растения должны получать всегда полный спектр. А для этого подойдут далеко не все лампы.

В принципе не существует светильников, которые могут давать весь спектр одновременно. Поэтому во избежание потери качества урожая нужно сочетать разные лампы. Следовательно, необходим тщательный расчёт.

Как вычислить нужное освещение для теплицы?

И избыток, и недостаток света для теплицы одинаково вредны. От первого культуры не будут получать нужное количество полезных веществ, даже если вопрос с удобрения решён грамотно. Во втором случае растения пострадают от чрезмерного количества тепла. Именно поэтому расчёт настолько важен.

Чаще всего в теплицах используются натриевые или ртутные лампы высокого давления. Именно с учётом этого и приводится расчёт.

При вычислении нужно иметь в виду, что освещение = ½ расстояния до культуры. Исходя из этого, можно делать расчёт. Но поскольку далеко не все понимают, как полученные результаты соотносятся с конкретными характеристиками ламп, то лучше всего ориентироваться на подсказки:

- для площади 60 см на 60 см нужна модель мощностью 150 Вт ;

- для теплицы 90 см на 90 см требуется изделие мощностью 250 Вт ;

- для площади 120 см на 120 см необходима лампа на 400 Вт ;

- для оранжереи 200 на 200 см надо брать модель на 600 Вт .

Обратите внимание на то, что при расчётах стоит учитывать ещё и интенсивность естественного освещения. Если лампа используется для досвечивания, то полная мощность в таком случае будет необязательна. Однако и рассчитать точный показатель станет ещё сложнее. Поэтому имеет смысл просто ориентироваться на усреднённые показатели и наблюдать за растениями.

Что ещё нужно принимать во внимание?

Расчёты выполнить без погрешности довольно сложно. Например, если есть зеркальные рефлекторы, то от них будет отражаться до 80-90% процентов светового потока. Кроме того, надо принимать во внимание:

- вид лампы (фактическая мощность у ртутной и натриевой могут отличаться, например);

- направленность светового потока, поскольку прямое и боковое освещение дают разный эффект;

- производителя, так как это важно для вычисления фактической мощности;

- срок эксплуатации ламп, поскольку к самому концу реальная мощность падает, в результате чего требуется добавление новых или же другая коррекция по возможности.

Необходимо отметить, что уменьшение светового потока к концу эксплуатации ламп обычно указывается в их описании. Эту информацию можно получить и от производителя. Например, у ртутной лампы высокого давления падение мощности иногда доходит до 60%. Аналогичное наблюдается и у натриевой. А вот у металлогалогенной потери будут не такими большими, максимум до 20%. Тем не менее и их нужно высчитывать.

Как обойтись без вычислений?

Упростить ситуацию для себя с расчётами мощности освещения можно, если просто действовать по стандартным схемам и корректировать по необходимости (что придётся делать в любом случае). В Сети довольно много готовых вариантов расчётов, на которые можно ориентироваться. Опытные гроверы нередко делятся уже имеющимися наработками. Но даже если вы собираетесь выполнять расчёт освещения для теплицы самостоятельно, всё равно чужие схемы изучить стоит. Это поможет вам избежать серьёзных ошибок.

Как выбрать подходящий тип освещения для теплицы

Если рассматривать растения с точки зрения их «отношения» к свету, то их принято делить на три категории:

- светолюбивые растения

- теневыносливые растения

- тене индифферентные растения.

Комнатные растения, как правило, являются светолюбивыми , поэтому наиболее оптимально они развиваются, если в помещении имеет место полное освещение. Кроме того, растения различаются еще и разной теневыносливостью.

Все растения в определенной степени могут адаптироваться к условиям, изменяющимся на протяжении их жизни. Так, отдельные виды растений отлично приспосабливаются к большому количеству света либо к его недостатку. Однако есть много видов растений, для которых очень важно обеспечить именно четко определенные параметры освещения.

Адаптируясь к слишком низкому количеству света, растение постепенно меняет свой облик. Его листья приобретают темно-зеленый оттенок, их размер становится больше. Междоузлия стебля вытягиваются и становятся менее прочными, а некоторые растения без достаточного количества света вообще перестают цвести. Все эти явления – следствие снижения производства продуктов фотосинтеза, которые необходимы для построения тела растения.

В то же время избыток света может послужить причиной частичного разрушения хлорофилла. В результате листья приобретают желто-зеленый оттенок. Если света слишком много, растения развиваются медленнее, и в итоге их отличают короткие междоузлия, а также короткие и широкие листья. В подобных обстоятельствах важно вовремя принять необходимые меры и обеспечить правильное, подходящее освещение для растений.

Растения, которые воспринимают свет нейтрально, будут цвести в том случае, если они длительное время росли под достаточным освещением. Для таких растений важно, чтобы помещение было освещено, по крайней мере, около восьми часов, в идеале же яркий свет должен присутствовать от двенадцати до шестнадцати часов. Каждый вид растений имеет собственные особенности и, соответственно, собственное «отношение» к свету.

Если вы выращиваете светолюбивые растения , то учтите, что длина светового дня для них должна составлять от 13 до 15 часов. Только получая достаточное количество света, такое растение образует завязь и позже зацветет. При этом освещение может быть как природным, так и качественно обустроенным искусственным. Важно учесть, что и избытка освещения допускать в данном случае нельзя. К растениям светолюбивым относятся бальзамин, сенполия, пеларгония, кальцеолярия, эпифиллюм, глоксиния, примула, колеус, цинерария, колокольчик, равнолистный, стефанотис.

Для растений тенелюбивых в полнее достаточно обеспечить световой день длительностью от 12 до 14 часов света. Если соблюдать такой подход в течение 8-10 недель, то на растениях сначала появится завязь, а потом они зацветут. Среди тенелюбивых растений наиболее часто любители комнатных цветов выращивают каланхое, традесканцию, бегонии, пуансеттию, азалии, зигокактус.

Для того чтобы растения росли и развивались в нормальном режиме, важно обеспечить им дополнительные источники света в зимний период. Растения, которые растут в полутени, требуют дополнительного освещения исключительно тогда, если они располагаются слишком далеко от окон и, следовательно, от природного освещения. В данном случае рекомендуется освещенность от 1000 до 3000 лк.

Как регулировать освещение в теплице для оптимального роста растений

Ключевые слова

светодиодное освещение / фитосветильники / тепличные светильники / гибридное освещение растений / светодиодная революция / LED-based lighting / phytolights / greenhouse lights / hybrid plant lighting / LED revolution

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Д Ю. Каркайтис, Т Н. Лисина

Планомерное увеличение производственных мощностей тепличной отрасли в России свидетельствует о востребованности продукции, выращиваемой в защищенном грунте. Освещение оказывает большой влияние на экономику тепличного хозяйства и качество производимой продукции. Исследование проводили с целью изучения и обобщения опыта использования светодиодных светильников в теплицах, их влияния на качество и урожайность культур для оценки возможности массового их применения в Российской Федерации. В современных условиях в тепличной отрасли используют в основном технологию круглогодичного выращивания с использованием светокультуры. Светодиодные источники облучения имеют преимущества перед традиционными натриевыми лампами благодаря возможности манипуляции спектральным составом и мощностью освещения как средством управления параметрами роста растений, процессами синтеза вторичных метаболитов в растениях, влияющих на качество плодов и хозяйственную ценность тепличной продукции, а также более высокой энергоэффективности. На сегодняшний день применение светильников на основе светодиодов осуществляется в основном совместно с традиционными натриевыми лампами высокого давления. Самостоятельное их использование имеется только в многоярусных системах выращивания. Распространение светодиодных источников освещения привело к трансформации основных представлений о возможности искусственного освещения при светокультуре в промышленных теплицах. Путем оптимизации условий освещения можно достигать увеличения сбора урожая до 20 % по массе продукции, продлевать период вегетации растений, изменять биохимический состав плодов и вегетативных органов. Существенным ограничивающим фактором для замены натриевых светильников на светодиодные служит сравнительно высокая их стоимость. Большое количество исследований со стороны ведущих фирм производителей осветительного оборудования и активная патентная деятельность в сфере разработки светодиодных устройств освещения во многих странах позволяет надеяться на прорыв в этом направлении в ближайшем будущем.