Лампы для рассады

Солнечный свет играет важную роль в жизни растений, его недостаток негативно отражается на фотосинтезе, что приводит к замедлению жизненных функций. Решить проблему можно при помощи искусственного освещения. Но обычные лампы не подходят для этой цели, поскольку требуется особый спектр, который могут излучать не все источники света. Рассмотрим, как сделать своими руками подсветку для комнатных растений или рассады, используя светодиодную фито ленту. Начнем с теории.

Длина спектра светодиодов для растений

Установлено, что для биологических процессов, протекающих в растениях, необходима определенная длина световых волн. На рисунке 1 представлен график, демонстрирующий эту взаимосвязь.

Зависимость чувствительности растений от определенного спектра

Обозначения:

• А – график зависимости синтеза хлорофилла;
• В – фотосинтеза;
• С – фотоморфогенеза.

Мы видим, что растениями наиболее интенсивно поглощаются световые волны длиной 445 нМ и 660 нМ, приходящиеся на синий и красный участки спектра. Именно поэтому обычные источники не подходят для искусственно освещения, понадобится фитолампа или фитолента. Наиболее эффективная подсветка, в которой соотношение синего и красного света 1 к 4-6.

Преимущества фитолент перед другими источниками

Приведем несколько факторов, говорящих в пользу светодиодной подсветки:

• меньшее потребление по сравнению с галогенными, ртутными и люминесцентными фитоисточниками;
• узкий спектральный диапазон гарантирует максимальную эффективность;
• низкое напряжение питания повышает уровень безопасности;
• высокий КПД;
• менее подвержены нагреву, чем лампочки, следовательно, их можно ближе располагать к растениям, что позволяет использовать источник меньшей интенсивности;
• не содержат веществ, несущих угрозу здоровью.

Фитолента с соотношением синего и красного света 1:5

К сожалению, у такого источника есть один существенный недостаток, ограничивающий его широкое применение – высокая стоимость, поэтому рассмотрим альтернативные варианты.

Светодиодная лента для роста растений полного спектра

Иногда так называют RGB источники, что не является правильным, поскольку установка светодиодов полного спектра на ленту технологически невозможна.

Источник УСКИ, представляют собой светодиод синего спектра, покрытый специальным люминесцентным слоем. Такая конструкция позволяет излучать световой поток в диапазоне 400-800 нМ, при этом пик интенсивности приходится на 630-640 нМ (спектрограмма показана на рисунке 3).

Рисунок 3. Спектрограмма светодиода УСКИ

Некоторые недобросовестные производители указывают в своей продукции пик интенсивности 660 нМ, это, мягко говоря, не соответствует действительности, поскольку применяема технология не позволяет получить источник с такой характеристикой. Это ограничение можно обойти при изготовлении матриц, с этой целью в них устанавливаю несколько кристаллов красного спектра.

Светодиод и светодиодная матрица, изготовленные по технологии «УСКИ» (пропорции не соблюдены)

Стоимость данного типа светодиодного источника не намного меньше фитоленты, что делает его не совсем приемлемой альтернативой.

Использование синих и красных светодиодных лент

В качестве эконом варианта для подсветки комнатных растений может быть использована красная (630нМ) и синяя (465нМ) светодиодная лента. Их пик интенсивности несколько смещен от фитоспектра, но это некритично, эффективность такого освещения снизится, но незначительно.

Светодиодные ленты красного и синего спектра

Вместо двух лент разного цвета можно использовать одну RGB, но для управления ее работы помимо блока питания потребуется специальный контролер, что ведет к удорожанию конструкции.

Расчет мощности подсветки и длины ленты

Для подсветки комнатных растений или рассады мощность светильника подбирается из расчета 30-50 Вт на один квадратный метр (при наличии естественного освещения). Зная характеристики светодиодной ленты и площадь комнатной оранжереи несложно произвести необходимые расчеты.

Допустим, нам необходимо организовать подсветку для ящика рассады площадью 0,2 м2 (20х100) см, следовательно мощность источника подсветки должна быть 8 Вт (40 * 0,2). Если выбрать ленту 3528-60 (4,8 Вт/м), то ее потребуется два метра.

Не забываем про соотношение между красными и синими светодиодами, значит, берем 0,5 м синей ленты и 1,5 м красной, то есть 1 к 3. В результате в подсветке будет 30 синих светодиодов и 90 красных.

Следует обратить внимание на особенность лент, она состоит из сегментов, на каждом находится три светодиода, это неделимая часть, которая определяет кратность резки. У 3528-60 этот параметр – 5 см, а для 3528-120 – 2,5 см. На рисунке 6 красным кругом отмечено место, в котором может производиться резка.

Рис.6. Ленту можно обрезать только в указанных местах

Для подсветки домашних растений использовать ленту с силиконовым покрытием не имеет смысла, тем более, что оно снижает интенсивность светового потока.

Блок питания для подсветки

Определившись с мощностью ленты, выбираем для нее блок питания. Здесь необходимо принять во внимание характерные особенности светодиодов, они требуют стабилизации по току, а не напряжению. Рассчитать потребляемый лентой ток поможет закон Ома: I=U/P, где U – напряжение питания ленты, P – ее мощность. Например для светильника, потребляющего 9,6 Вт, потребуется блок питания (на 12 В) не менее, чем на 0,8 А (12/9,6=0,8). Стоимость таких устройств порядка 100-120 рублей.

Недорогой блок питания на 12 В и 1 А

Учитывая невысокую стоимость БП данного класса, делать их самостоятельно не имеет смысла, для «радиолюбительского зуда» лучше найти более достойное применение.

Более мощный стабилизатор тока делать своими руками также бессмысленно, на общеизвестном сайте китайских производителей приобрести такое изделие, как показано на рисунке 8, можно всего за 50 рублей (с бесплатной доставкой).

Рисунок 8. Стабилизатор тока на 3 А (Китай)

Обратим внимание, что приведенное на рисунке устройство является стабилизатором тока, рассчитанным на входное напряжение от 3,5 до 35 В (постоянного тока), соответственно, подключать его напрямую к розетке, где 220 В, нельзя. Предварительно необходимо понизить напряжение и преобразовать его из переменного в постоянное, то есть собрать простейшую схему на основе трансформатора, диодного моста и полярного конденсатора (см. рис. 9).

Рисунок 9. Схема элементарного блока питания

Подключение

Теперь, когда мы определились со всем необходимым можно приступить к изготовлению фитосветильника для ящика с рассадой 20х100 см. Если необходима подсветка для другой площади, в статье приведена вся информация, необходимая для перерасчетов.

Из материалов нам понадобится:

• фрагмент листа ДВП толщиной 4-6 мм и размерами 60х20см;
• профиль для гипсокартона UD-27 – 2 метра;
• светодиодная лента для растений – 2 м или 1,5 м красной и 0,5 м синей;
• блок питания на 12 В и 1 А;
• медный многожильный провод сечением 0,75, например ПВС;
• крепеж.

Необходимые инструменты:

• паяльник мощностью 25 Вт;
• ножницы обычные и по металлу;
• шуруповерт с крестовой битой и сверлом диаметром 3мм;
• монтажный нож.

Алгоритм сборки:

1. Разрезаем профиль UD на четыре равных куска длиной 50 см.
2. Производим монтаж профиля на ДВП, таким образом, чтобы до краев листа оставалось 5 см, и между профилями было одинаковое расстояние.
3. Разрезаем ленту на куски длинной 50 см, в ходе этой операции следует следить, чтобы не перерезать сегмент.
4. Снимаем с обратной стороны слой, защищающий клюющуюся поверхность, после чего прикрепляем ленту внутрь профиля.
5. Подключаем ленту к БП, так, как показано на рисунке 10. Имеет смысл установить на обратной стороне ДВП листа клеммную колодку, куда вывести провода с лент и БП. Пайку нужно делать аккуратно, чтобы не повредить ленту. Соблюдайте полярность, неправильное подключение выведет светодиоды из строя. Способ магистрального подключения светодиодных лент к БП

1. Включаем собранную конструкцию и проверяем ее работоспособность.

Собранный фитосветильник можно установить на стойки или подвесить над растениями.

Лампа для рассады позволяет ускорить процесс выращивания. Продолжительность светового дня в разное время года варьируется. По этой причине зимой и в начале весны необходимо досвечивать растения. Благодаря этому процесс фотосинтеза будет происходить не менее интенсивно, чем в светлое время суток. Без дневного света развитие выращиваемых растений останавливается или сильно замедляется. Необходимость подсвечивания появляется также в случае, когда планируется высаживать рассаду, характеризующуюся длительным сроком вегетации.

Лампы для выращивания рассады помогают вырастить растения быстрее

Какой свет необходим растениям?

Чтобы получить урожай раньше срока, нужно создать определенные условия. Прежде всего подбирается лампа для подсветки рассады. Однако подойдет не всякий источник света. Нужны лампочки с определенными параметрами. Естественное освещение характеризуется волнами разной длины. Человеческим глазом воспринимается не весь спектр света. Несмотря на это растениям необходимо изучение во всем его многообразии, так как волны разной длины оказывают особое воздействие на процессы, происходящие в структуре листьев, стебля, корней.

Разные виды ламп воздействуют на растения по-разному

Для ускорения фотосинтеза можно влиять цветом на молодые насаждения. Когда создается искусственное освещение для рассады, нужно учесть несколько правил:

1. Синий и голубой цвета сдерживают рост, но ускоряют процессы деления клеток, в результате, рассада под таким светом развиваются не интенсивно, но стебли при этом утолщаются.
2. Желтый и зеленый цвета оказывают слабое воздействие на рассаду, это обусловлено тем, что освещение, в котором преобладает эта часть спектра, отражается от листвы. Однако такие цвета все равно нужны. Без них сложно обеспечить условия для полноценного развития насаждений.
3. Красный цвет способствует росту. Дополнительное освещение для рассады, в котором преобладает данная часть спектра, стимулирует развитие корня. С помощью красной лампы можно ускорить процесс цветения. В результате формирование и дозревание плодов будет происходить интенсивнее.
4. Оранжевый цвет действует также, что и красный, однако, все процессы под влиянием такого освещения реализуются с меньшей интенсивностью.

Если решается вопрос, какая лампа нужна для рассады на подоконнике, рекомендуется сначала точно сформулировать задачу. Следует определить, что предпочтительнее:

• медленный рост стебля, но интенсивное деление клеток, что приводит к расширению толстого стебля;
• быстрое развитие растений или ускорение процесса цветения и формирования завязей плодов.

Нужно помнить, что над рассадой следует вешать лампы на определенной высоте. Кроме того, воздействие ультрафиолетового или другого излучения должно продолжаться в течение ограниченного отрезка времени. Наилучший период освещения продолжительностью не больше 15 часов в сутки.

Подробнее о воздействии инфракрасного участка спектра

Помимо видимого света, естественное освещение содержит незаметные глазу волны. Если воздействовать на рассаду ультрафиолетом, появляется возможность уничтожить болезнетворные микробы, бактерии и другие микроорганизмы, которые могут нанести вред растениям. Однако лампы для выращивания насаждений, в излучении которых преобладает ультрафиолет, в определенных условиях представляют опасность. Однако преимуществ намного больше.

Инфракрасное излучение ускоряет рост листьев, плодов, корневой системы

Благодаря такому излучению растения становятся более коренастыми. В них накапливаются витамины. Под ультрафиолетовой лампой улучшается процесс фотосинтеза. В результате развитие насаждений ускоряется. Кроме того, ультрафиолет стимулирует процесс оплодотворения. Если же лампы досвечивания рассады продуцируют инфракрасный свет, происходит изменение температурного режима растений. Такое освещение создается в условиях преобладания более длинных волн, чем красные.

Инфракрасное излучение тоже незаметно человеческому глазу. Оно проявляется в качестве тепла. Если температура воздуха находится в пределах +20 °С, инфракрасные лучи приносят пользу: способствуют росту растения и развитию листвы. Освещение рассады в домашних условиях с такими характеристиками причиняет вред, если в комнате жарко. При повышении температуры воздуха до +25 °С и более использовать источник света, в спектре которого преобладают инфракрасные лучи, не следует, потому что могут появиться ожоги, листья увядают из-за перегрева.

Виды ламп

Когда обустраивается освещение для рассады в домашних условиях, нужно учитывать не только спектр, но и тип источника света. Если решается вопрос, какие лампы можно использовать, рассматривают все доступные варианты. При этом обращают внимание на положительные и отрицательные качества, потому что комнатным растениям подходят не все источники света. Популярные лампы для освещения рассады:

• натриевые;
• люминесцентные;
• фитолюминесцентные;
• светодиодные.

Различают виды ламп в зависимости от цели

Чтобы вырастить насаждения и в будущем получить хороший урожай, лучше обходиться этими вариантами. Существуют еще галогенные источники света и лампы накаливания. Досвечивание рассады с их помощью не даст нужных результатов. Дело в том, что лампы накаливания создают излучение, в котором преобладает желто-красная часть спектра. Кроме того, срок их службы недолгий.

Если решается вопрос, какую лампу для рассады лучше выбрать, нужно обходить стороной и галогенные источники света. Это обусловлено тем, что у них довольно быстро снижается интенсивность светоотдачи. В результате ухудшается освещенность насаждений, что негативно скажется на их развитии. Выбирать галогенные лампочки следует в крайнем случае, когда по разным причинам нет возможности задействовать более эффективные и надежные источники света.

Подробнее о натриевых лампах

Такой способ освещения обычно используется на сельскохозяйственных объектах (в теплицах). Это газоразрядные лампы, которые представлены разными видами: ДНаТ, ДНаЗ, ДРиЗ. Характеризуются они оранжево-красным светом. Подобные лампы для подсветки рассады лучше применять на более поздних сроках развития насаждений. Натриевые источники света потребляют сравнительно небольшое количество электроэнергии, что является плюсом, особенно если учесть высокую интенсивность светового излучения.

Натриевые лампы используются на поздних этапах роста растений

В бытовых условиях такая лампа для выращивания рассады тоже может применяться. Однако используют источники света, мощность которых не превышает 100 Вт. Из всех разновидностей больше подходят лампы для досвечивания рассады ДНаЗ. Они оснащаются зеркальным отражателем, что способствует усилению интенсивности освещения. В результате подсвечивать рассаду можно небольшим количеством источников света: для подоконника длиной 1,5 м достаточно 1 лампочки этого вида мощностью 100 Вт.

Если при обустройстве системы освещения вы выберите вариант ДНаТ, нужно будет использовать больше ламп. Например, досветка рассады на подоконнике должна выполняться из расчета 1 источник света на 1 м. Эта необходимость обусловлена тем, что в конструкции лампы отсутствует отражатель. Значит, интенсивность освещения будет ниже. Источник света ДРиЗ обычно не применяют в качестве самостоятельного. Такие лампы следует использовать одновременно с вариантами ДНаТ или ДНаЗ. В этом случае спектр света будет более полным.

Если при обустройстве бытовой теплицы решается вопрос, как выбрать лампу рассады, учитывают преимущества каждого варианта. Натриевые источники света характеризуются весомыми плюсами:

• эффективность;
• экономичность;
• длительная эксплуатация.

Недостатки тоже имеются. Отмечаются ограничения на применение. Натриевые лампы рекомендуется использовать на более поздних этапах развития насаждений, потому что в спектре недостает лучей синей части. Если с их помощью подсвечивается рассада, нельзя забывать о том, что источники света данного типа выделяют значительное количество тепла.

Натриевый светильник характеризуется крупными габаритами, так как в них установлены большие лампы. Не всегда удобно эксплуатировать громоздкие осветительные приборы. Еще одним недостатком является высокая стоимость. Если обустраивается освещение для рассады своими руками, важно использовать хорошие и доступные по цене лампы.

Люминесцентные источники света

Эти светильники отличаются полным спектром. Люминесцентными лампами разрешается освещать рассаду на любом этапе развития. Однако существует несколько разновидностей. Например, применяя бытовые энергосберегающие лампы, нужно помнить, что они маломощны, а значит, придется использовать несколько источников света при организации системы освещения подоконника длиной 1 м. Кроме того, в спектре бытовых люминесцентных ламп отмечается недостаток лучейкрасной части.

Люминисцентные лампы используются на любом этапе роста

Если решается вопрос, на какой высоте устанавливать такие источники света, нужно помнить, что из-за небольшой мощности рекомендуемое расстояние между насаждениями и лампой варьируется в пределах 15–35 см. Даже лучший по всем параметрам вариант люминесцентного осветительного прибора требует применения балласта, посредством которого осуществляется включение и отключение источника света.

Можно задействовать современные аналоги (компактные энергосберегающие), содержащие в своей конструкции все необходимые элементы для работы лампочки. Однако с помощью данного варианта не получится организовать эффективную систему освещения насаждений. Помимо рассмотренных видов, существуют и специальные фитолампы люминесцентного типа. Они разработаны для досвечивания рассады, поэтому содержат все волны спектра, необходимые для нормального развития насаждений.

Мощность фитоламп может быть разной. Популярные варианты: 18, 30, 40, 60, 100 Вт. Существуют источники света данного типа с отражателем. Фитолампы отличаются между собой по интенсивности нагрева. Излучение некоторых вариантов данного типа характеризуется неестественным и непривычным для человека оттенком: в сиреневых и розовых тонах.

В ассортименте подобных источников света встречается биколорная лампа. Если нужен и красный, и синий свет, рекомендуется применять данный вариант. В спектре присутствуют примерно равные участки этих двух цветов. Такая лампочка является универсальной и может применяться на разных этапах развития растений.

Светодиодные лампы

Подсветка рассады светодиодными лампами своими руками — это одно из современных решений. Светодиодная подсветка имеет ряд преимуществ:

• экономное потребление электроэнергии;
• длительный период эксплуатации;
• в спектре присутствуют разные цвета, включая красный и синий, светодиодный светильник для рассады характеризуется универсальностью и может применяться для освещения растений на разных этапах развития;
• отсутствие в составе источника света вредных соединений, как, например, в случае с люминесцентной или натриевой лампочкой;
• высокая интенсивность освещения;
• незначительный нагрев, что позволяет подсвечивать насаждения хоть весь день, например, в пасмурную погоду.

Светодиоидные лампы — универсальный источник освещения растений на любом этапе роста

Несмотря на множество преимуществ, светодиодные светильники для рассады используются не повсеместно. Основная причина этого заключается в высокой цене лампочек. Можно организовать подсветку рассады светодиодами в виде ленты, однако в этом случае, нужно правильно рассчитать мощность излучения, иначе качество освещения будет низким. Такой вариант потребует использования блока питания. Однако нельзя сказать, что это является недостатком. Почти все люминесцентные лампы подключаются посредством специального балласта.

Правила использования ламп для освещения растений

Для достижения хороших результатов следует соблюдать правила

Вне зависимости от того, будут ли использоваться светодиоды / светодиодная лента, натриевая лампа или же люминесцентные источники света, нужно следовать рекомендациям при их эксплуатации:

1. Необходимо соблюдать смену фотопериодов (ночь-день).
2. Решая, как сделать систему освещения растений, учитывают расстояние между насаждениями и лампой. Чем больше значение данного параметра, тем хуже подсвечивается рассада.
3. Продолжительность фотопериодов определяется видом растения.
4. Необходимо располагать насаждения на южной стороне жилья, где больше естественного света. Если одновременно с этой мерой задействовать светодиодные лампы для рассады, потребление энергии заметно снизится.
5. В пасмурные дни и в тех случаях, когда окна квартиры выходят на северную сторону, длительность досвечивания увеличивается.

Обустройство экономичной системы освещения

Обустройство экономичной системы освещения зависит от типа растения и этапов его развития

Если владелец теплицы повесил над растениями первую попавшуюся лампу, качество досвечивания будет низким. Лучше выбирать источник света по характеристикам, учитывая особенности развития насаждений. Светодиодные лампы предлагаются по высокой цене. Если обслуживаемая площадь довольно большая, а финансы ограничены, следует рассмотреть другие варианты. Пользуются популярностью светодиодные ленты для подсветки рассады. С их помощью делают подобие ламп:

1. Подготавливают платформу. Это может быть специальный профиль под светодиодную ленту или подручный материал — алюминиевая пластина подходящей длины.
2. Работать следует со светодиодными лентами разных цветов: красного и синего. Соотношение по количеству диодов на полосках должно быть 4:1. Например, 4 полосы красной ленты и 1 синяя.
3. Подсветка для рассады из светодиодной ленты создается очень просто. Нужно лишь приклеить полосу на основу. Причем необязательно использовать алюминиевый профиль. Если необходимо подключить ленту на участке сложной конфигурации, допускается крепить ее без профиля.

Светодиодная подсветка рассады своими руками создается при условии, что подключение выполняется через блок питания. В противном случае работать система освещения не будет. Если обустраивается система подсветки светодиодными лампами своими руками, блок питания не нужен.

Давайте разберемся, как решить проблему. Итак, если рассаде мало света, она вытягивается и становится бледной, то это связано с особенностю светового спектра в тени — избыток инфракрасного света на фоне низкого уровня синей составляющей. Растение старается дотянуться до света и, в результате, вытягивается. Сигналом того, что света достаточно, является синий свет, поэтому подсветка для рассады должна содержать синюю составляющюю. Красный свет (длиной волны 660 нм и прилегающий спектр, но не далее 700 нм) является одним из «вкусных» для растения «блюд». Избыток красного света приводит к тому, что размер листа увеличивается, растение «жиреет». В случае с комнатными растениями, красный свет приводит к раскрытию пазушных почек, и растение начинает ветвиться.

Синяя составляющая подсветки сигнализирует о том, что света достаточно, поэтому растение, наоборот, укорачивает междоузлия, листья не увеличивают размер, оно становится более компактным. Если же оставить только синий свет, то растение может остановить рост и даже погибнуть, поэтому обязательно синий необходимо совмещать с красным.

Вкратце мы затронули регуляторную функцию света. Но свет является и источником энергии, он выполняет трофическую (питательную) функцию – фотосинтеза.

Фотосинтез является процессом преобразования световой энергии во внутреннюю энергию растения. Фотосинтез происходит при всех длинах волн в диапазоне 400-700 нм, но имеет пики в районах 440-480 нм (синий свет) и 620-680 нм (красный свет), именно поэтому фитолампы изготавливают красно-синего цвета, чтобы не затрачивать энергию на менее эффективные составляющие светового спектра. Такой подход оказывается эффективным для выращивания рассады, когда растения еще не достаточно развиты и не требовательны к энергетическим поступлениям. Для взрослых растений такого вида освещения может быть недостаточно.

Самым распространенным типом красно-синих ламп для подсветки растений являются светодиодные. Светодиоды могут выстроить требуемый спектр, эффективно преобразуют электрическую энергию в световую, из-за чего они не сильно нагреваются и могут быть размещены близко к растениям.

Рассада не требует высокой интенсивности освещения, более того, при излишнем свете она может приостановить рост. Для освещения светодиодными лампами достаточно 30-50 Вт на квадратный метр, а это значит, что на ящик 40×60 см достаточно фитолампы мощностью 10 Вт.

Так как рассада, как любое растение, требует смены дня и ночи, то необходимо это организовать этот процесс. Включение и выключение фитолампы реализуется с помощью простого реле времени. Реле времени бывают механическими и электронными. Механические реле времени в два раза дешевле электронных, но зависят от наличия электропитания сети и если вдруг отключат электричество, то механическое реле времени останавливается, режим времени сбивается. Кроме этого недостатка, механическое реле времени менее надежно. Электронное реле времени не зависит от внешнего источника питания, поэтому, в случае перебоя с электричеством, перенастраивать его не придется. Служить электронное реле времени может годами.

Устанавливать включение и выключение реле времени необходимо так, чтобы время досветки составляло 14-18 часов. Длительностью времени досветки можно компенсировать недостаток мощности лампы. Если рассада досвечивается рядом с окном, то время досветки лампой должно включать и время светового дня.

При организации подсветки для рассады важно помнить, что потребность в свете зависит от множества факторов: температуры воздуха, продолжительности дня, спектра света, вида и сорта растения, питания, влажности. Нет однозначного рецепта, сколько и какого света для вашей рассады требуется, но есть общие рекомендации, от которых можно отталкиваться, руководствуясь своими наблюдениями за растениями. Экспериментируйте, подбирайте оптимальные условия для выращивания крепкой и здоровой рассады.