Растения в природе живут под солнечным светом. Он содержит все необходимые компоненты спектра электромагнитного излучения для их роста и плодоношения. А вот при выращивании растений в теплице зимой или при выращивании рассады на подоконнике нужно «досвечивать» растения и давать им нужную продолжительность светового дня. Для этого используют разные виды искусственных источников света. Давайте разберемся, нужны ли УФ-лампы растениям и какие они бывают.
Влияние ультрафиолета на растения
Прежде чем говорить о влиянии ультрафиолета на растения, давайте рассмотрим, что это вообще такое и как влияет на человека
Ультрафиолет — это вид электромагнитного излучения, невидимый для человеческого глаза. Длины волн УФ-излучения лежат в диапазоне 10-400 нм, а оптический (видимый) диапазон лежит в диапазоне 380-750 нм.
Ультрафиолет делится на три вида:
- коротковолновый 100-280 нм (УФС);
- средние волны 280-315 нм (УФВ);
- длинноволновый 315-400 нм (УФА).
Но не весь ультрафиолет доходит до земли, коротковолновый или, как его еще называют, УФС не проходит через озоновый слой. УФВ в нем ослаблен, достигая растений и людей, но роговица и хрусталик не пропускают его к сетчатке, и он не влияет на зрение. Но длинная волна достигает даже сетчатки глаза; на Земле УФ-излучения этого спектра больше всего.
Если речь идет не о космическом ультрафиолете, а об искусственном, то надо рассматривать каждую часть спектра отдельно.
Короткие волны (КВК) воздействуют на молекулы, поглощаются белками и НК. Это приводит к мутации, повреждению и разрушению ДНК. У человека такое излучение вызывает ожоги, может привести к раку. В то же время это тот самый бактерицидный эффект, который используется для дезинфекции помещений и инструментов.
Влияние на растения тоже отрицательное, оно может быстро погибнуть или просто сгореть.
Экспертное мнение Алексей Бартош Специалист по ремонту и обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники. Спросите эксперта Стоит отметить, что в сети есть информация об исследованиях, показавших увеличение роста различных сельскохозяйственных культур при их облучении малыми дозами в течение нескольких минут, один раз в 2 недели. Но явного эффекта получить не удалось, поэтому лучше защитить свои растения от воздействия UVC.
Среднее УФ-излучение (УФБ) с длиной волны 290-310 нм опасно для человека, а длины волн 310-350 нм относительно безвредны. Длительное воздействие на растения такого спектра излучения приводит к гибели или заболеванию. При кратковременном облучении (до 20-30 мин в сутки) отмечается усиление роста различных видов культур (прирост плодов от 20% до 50% в зависимости от культуры).
Длинноволновое излучение (УФА) не наносит существенного вреда ни человеку, ни растениям. Мы получаем его ежедневно с солнечным светом. Длительное воздействие увеличивает рост и положительно влияет на некоторые виды растений.
Итак, чтобы понять, как ультрафиолет влияет на растения, я сделала подборку фактов:
- синтез хлорофилла при длительном воздействии снижается, а при кратковременном увеличивается;
- активируется синтез каротиноидов (листья краснеют);
- большинство растений реагируют на весь спектр ультрафиолетового излучения;
- при искусственном облучении можно заложить больше цветных бутонов, особенно у растений короткого дня (это перец, томаты, огурцы, базилик и др.).
Кратковременное облучение растений ультрафиолетом (280-320 нм) также называют фактором стресса растений. После этого могут активироваться процессы, положительно влияющие на рост, цветение или плодоношение. Простыми словами, растение закаляется и после этого лучше переносит негативные факторы внешней среды.
Выбор лампы
Итак, начнем с того, что для выращивания растений используются не ультрафиолетовые лампы, а фитолампы, но как правильно выбрать лампу? Ультрафиолетовые лампы применяют в указанных выше случаях (для создания стресса и инициации процессов). Для ускорения роста растений необходимо, чтобы у источника света преобладали длины волн примерно 440 нм (синий) и 660 нм (красный), причем они находились не в УФ, а в видимом диапазоне. Это связано с тем, что эти излучения используются для фотосинтеза, это так называемое фотосинтетически активное излучение (ФАР).
На рисунке ниже показан оптический диапазон и активность различных процессов жизнедеятельности растений, увеличивающиеся из-за того, что хлорофилл (наиболее распространенный пигмент) наиболее интенсивно поглощает красный и синий цвета.
Более наглядно поглощение различных типов растительных пигментов, хлорофилла а, хлорофилла b и каротиноидов показано на рисунке ниже. Каротиноиды поглощают только часть зеленого спектра, передавая энергию фотосинтезу.
Поглощение света различными пигментами
Здесь видно, что зеленая область с видимым излучением мало поглощается хлорофиллом, то есть отражается. Поэтому «трава зеленая, а небо голубое». С научной точки зрения, коротковолновые фотоны обладают слишком большой энергией и могут повредить клетку (например, коротковолновый ультрафиолет), они также фильтруются озоновым слоем. Энергия длинноволновых фотонов мала. Верхний график показывает степень поглощения, а нижний график показывает активность фотосинтеза.
Итак, немного подытожим, выясним, какая длина волны за что отвечает при выращивании растений:
- 640–660 нм — красные цвета, для репродуктивного развития и укрепления корневой системы взрослых растений;
- 595–610 нм — цвета, близкие к оранжевому, необходимы для цветения и созревания плодов;
- 440-445 нм — сине-фиолетовые оттенки необходимы для вегетативного развития;
- 380-400 нм — ближний УФ-диапазон, для регулирования скорости роста и образования белка;
- 280-315 нм — средний ультрафиолет для растений, повышающий морозостойкость.
Поэтому для выращивания растений используют лампы, где основные пики в спектре люминесценции приходятся на красный 660 нм и синий 440 нм.
Сочетание этих цветов дает фиолетовое или розовое свечение. Отсюда и возникает следующее недоразумение: их часто называют УФ-лампами для растений. Кроме того, в этих длинах волн пики не точны, они, так сказать, гладкие, как холмы, и подхватывают близлежащие области, указанные в списке выше.
На практике сегодня такие лампы собираются либо из отдельных светодиодов с подходящими длинами волн, либо из светодиодов полного спектра.
Фитолампа из дискретных монохромных светодиодов для растений 440 и 660 нм
Обратите внимание: в цветном светодиодном светильнике полного спектра все излучатели одного цвета.
В продвинутых моделях фитоламп производители добавляют как УФ-, так и ИК-светодиоды только для того, чтобы стимулировать растительные клетки дополнительными длинами волн.
Спектральные характеристики светодиодов полного спектра охватывают интересующие нас области, ниже приведена типичная характеристика. Изображение может отличаться при использовании устройств разных производителей.
Но светодиод — не единственный источник света, используемый для домашнего выращивания растений. Помимо них существуют еще люминесцентные лампы, натриевые (ДНаТ) и другие газоразрядные приборы. У них совершенно другой принцип действия. Это трубки, содержащие амальгаму – смесь паров ртути и инертных газов. На концах трубки расположены электроды, между которыми возникает разряд. Во время излучения излучается ультрафиолет, а стенки колбы (трубки) покрываются специальным люминофором, преобразующим ультрафиолет в излучение с нужным спектром.
Для лучшего понимания их преимуществ и недостатков посмотрите видео, в котором автор сравнивает специальные люминесцентные фитолампы от известного бренда с обычными люминесцентными лампами для освещения.
Вы можете видеть, что спектр не такой гладкий, как у светодиодных продуктов, а также имеет более узкие пики в правильных цветах.
ДНаТ выделяет довольно много тепла, это необходимо учитывать при размещении ламп по отношению к системе. Такие источники света, как люминесцентные лампы, требуют для своей работы балластов — электромагнитного балласта или электронного преобразователя.
содержание
Рекомендации по использованию
Но дополнительное освещение нужно не всегда и не всем цветам и другим растениям. На картинке ниже вы можете увидеть признаки недостатка и избытка света, более подробную информацию вы можете узнать из флористических энциклопедий по каждому конкретному виду растений.
Общие рекомендации по использованию ультрафиолета и фитоламп сводятся к тому, что необходимо обеспечить достаточное количество дневного света для того или иного вида растений. Также отметим, что на стадии бутонизации рекомендуется использовать освещение с преобладанием синих оттенков, а на стадии цветения и плодоношения должны преобладать красные длины волн. Это означает, что вы должны выбрать подходящие лампы для каждого периода. Время работы УФ-ламп также выбирают исходя из потребности в нем объекта. Многие растения хорошо растут без ультрафиолетовых лучей, но укроп, например, не растет таким ароматным, как если бы его облучали ультрафиолетом.
Облучение растений ультрафиолетом не всегда необходимо и используется для достижения конкретных результатов, описанных в первой половине статьи.
Также следует помнить, что при использовании светодиодных ламп выделяется не так много тепла, как при использовании, например, ДНаТ. Поэтому, если вы используете HPS, вы также должны контролировать температуру лезвий, чтобы они не перегревались. Расстановка досвечивания цветов во времени подбирается опытным путем индивидуально. Так что досветку можно делать утром и вечером, если днем на растения попадает достаточное количество света.
Экспертное мнение Алексей Бартош Специалист по ремонту и обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники. Спросите эксперта. Для аквариума рекомендации во многом такие же, но также необходимо учитывать предпочтения и реакцию рыбок, а также других обитателей.
Даже если в ваших широтах или в определенном помещении днем мало света, лампы для растений работают весь день.
Есть ли вред для человека
Посетители нашего сайта часто спрашивают, не вредно ли использовать УФ-лампы для цветов и фитолампы в частности. Давай выясним! При работе ультрафиолетовых ламп может выделяться озон. Это газ, который опасен при вдыхании, раздражает слизистые оболочки, пагубно влияет на сердечно-сосудистую систему и даже может привести к летальному исходу. Кроме того, ультрафиолетовое излучение вредно для глаз. Поэтому не стоит находиться в помещении с работающей ультрафиолетовой лампой, желательно, чтобы помещение проветривалось.
Стерилизация помещений УФ-лампами
Но следует помнить, что большинство УФ-ламп люминесцентные, они содержат внутри пары ртути. Если такая лампочка разобьется, соберите осколки, сделайте влажную уборку и проветрите помещение. Одна разбитая лампа не представляет существенной опасности.
Фитолампы не обладают значительным опасным действием, разве что их освещение может раздражать органы зрения. Не смотрите на такую лампу. В противном случае других рекомендаций нет.