Barwa światła LED oraz HPS do doświetlania roślin

2017-05-08

Diody LED wykorzystywane w celu oświetlania roślin

Wykorzystywanie coraz bardziej popularnych diod LED, do dostarczania odpowiednich ilości światła roślinom jest dzisiaj najlepszym z możliwych rozwiązań w kwestii oświetlania roślin. Jest to rozwiązanie cechujące się wysoką praktycznością, ponieważ technologia LED umożliwia nam dokładne sterowanie takimi czynnikami, jak czasookres oświetlenia (fotoperiodyzm), natężenie i temperatura barwowa światła, odległość źródła promieniowania i kąt padania promieni światła, jak również długość fal świetlnych (wiadomo). Rośliny różnie reagują na światło w zależności od długości jego promienia, co jest efektem ewolucji roślin w różnych warunkach oświetlenia. W naturalnych warunkach rozkład widmowy światła zależny jest od szerokości geograficznej i od pory roku. W grę wchodzić mogą jeszcze takie czynniki, jak zmiana położenia źródła światła i ruch rośliny w odpowiedzi na ten fakt, czyli fototropizm. Wykorzystywanie diod LED staje się szczególnie popularne wśród osób potrzebujących oświetlenia na skalę przemysłową lub po prostu zajmujących się hodowlą roślin, zwłaszcza tych egzotycznych. Konfiguracje uniwersalne bywają tutaj akceptowalne, ale stworzenie idealnych warunków dla rośliny wymaga przygotowania konfiguracji dostosowanej do ich specyficznych wymagań z uwzględnieniem czasookresów stosowania oświetlenia i dbaniem o odpowiednie natężenie światła. Podstawy teoretyczne Decydując się na stosowanie sztucznego oświetlenia roślin, konieczne jest posiadanie podstawowej wiedzy o właściwościach światła.

Temperatura barwowa

miara obiektywna opisująca to, co postrzegamy jako barwę źródła światła. Opisuje się ją w stopniach Kelvina. Typowe światło dzienne w pochmurny dzień będzie miało temperaturę powyżej 8000K, a płonące ognisko cechować się będzie temperaturą poniżej 1000K. Rośliny mogą oczekiwać temperatury światła już na poziomie około 2000K (warunki wschodu i zachodu słońca) aż do 5500K i więcej dla typowych warunków zwykłego dnia.
wykres temperatury barwowej

Barwa długości fali

kolor danej fali światła czyli barwa, jaką uzyskuje dana część fali elektromagnetycznej światła białego po jego rozszczepieniu. Każda długość światła składającego się na światło białe posiada swój charakterystyczny kolor, a w zasadzie jest przez nas odbierana jako określony kolor. Diody LED są w stanie produkować światło o różnych długościach fal, czyli widzianych przez nas jako różne kolory. Rośliny przystosowane są do korzystania ze światła, którego fala najczęściej znajdują się w spektrum widzialnym, przez co większość konfiguracji oświetlenia będzie widziana przez nas po prostu jako światło białe. *Uwaga: W tym miejscu należy dokonać wyraźnego rozróżnienia pomiędzy temperaturą barwową oraz barwą długości fal. Temperatura barwowa to nasze wrażenie odnośnie światła związane m.in. z jego rozproszeniem. Światło różnego koloru może mieć różną temperaturę barwową i jest to nasze odczucie, które mimo wszystko da się obiektywnie zmierzyć. Barwa światła to właściwość fizyczna jego fali determinowana przez jej długość. Rośliny wymagają światła o odpowiedniej barwie i temperaturze barwowej.

kolory fal elektromagnetycznych

Długość fali promieniowania

Długość fal światła może być mierzona. Wyniki pomiaru podaje się zazwyczaj w formie graficznej jako rozkład widmowy światła przedstawiający w formie wykresu ilość fal o danej długości w wiązce światła. Praktycznie zawsze widziane przez nas światło składa się z fal różnej długości i może być zabarwione na kolor dominujący. Nawet pozornie jednokolorowe diody LED będą świeciły całą gamą różnych kolorów światła, czyli będą emitowały światło o różnych długościach fali, chociaż jeden kolor światła będzie bardzo mocno dominujący, co jest zresztą wielka zaletą tej technologii. Światło białe to światło łączące w sobie wszystkie kolory widzialnego dla człowieka spektrum. Rośliny mogą wymagać także światła o długościach niewidzialnych dla człowieka. biała dioda LED pryzmat

Długość fali promieniowania potrzebnego roślinom

od długości fali zależy to, ile energii jest przez nią przenoszone. Fale o mniejszej długości niosą więcej energii od fal większej długości. Rośliny przystosowane są do wyłapywania fal o określonej długości, ponieważ ich proces fotosyntezy jest przystosowany do otrzymywania paliwa o określonych właściwościach. Jest to efekt ewolucji. Preferencje roślin mierzy się i przedstawia jako rozkład energii promieniowania fotosyntetycznego, czyli pokazuje się, jakie światło jest realnie przez rośliny wykorzystywane. Światło potrzebne roślinom światło aktywnie fotosyntetycznie

Fotomorfogeneza

Proces wzrostu roślin w związku z wykorzystaniem światła słonecznego, przebiega dzięki fotosyntezie, czyli produkcji substancji odżywczych z substancji prostej i energii słonecznej. Energia słoneczna musi być przez rośliny odpowiednio absorbowana. Ważne jest to, że rośliny „widzą” światło słoneczne inaczej niż ludzie. Światło słoneczne to bardzo szeroki zakres promieniowania od bardzo krótkich fal ultrafioletowych po bardzo długie fale podczerwone. Ludzkie oko widzi najlepiej barwy zielone o długości 500-600 nanometrów, a gorzej radzi sobie z promieniowaniem krótszym i dłuższym. Dla roślin z kolei to promieniowanie jest najmniej użyteczne. Rośliny mają najczęściej zielony kolor dlatego, że odbijają większość światła zielonego, a pochłaniają światło niebieskie i fioletowe, jak również światło o wyższej energii, czerwone i podczerwone. Część z tych fal jest w ogóle dla człowieka niewidzialna. Oświetlenie LED dla roślin kompletuje się poprzez łączenie ze sobą diod oferujących długości światła czynnego fotosyntetycznie z uwzględnieniem wymagań konkretnych roślin. Dominuje zazwyczaj dioda deep red („ciemnoczerwona”) oferująca światło czerwone o długości fali 660nm. Jest to światło wysokoenergetyczne dostarczające chlorofilowi dużych ilości energii.

Spektrum światła dla roślin

Rośliny różnie wykorzystują różne długości (kolory) fal i dlatego potrzebne jest ich odpowiednie łączenie uwzględniające także czynniki drugorzędne, jak na przykład czas naświetlania sterujący rytmem wzrostu i kwitnienia. Poniżej przedstawiamy krótką charakterystykę kolorów i ich typowy udział w standardowych konfiguracjach systemów oświetlenia. Niebieski (20-25%) – pochłaniany łatwo i w dużych ilościach. Czerwony (50-75%) – stymuluje kiełkowanie, rozwój pąków i kwitnienie. Zielony (5-10%) – w większości odbijany. Przydatny w systemie do prawidłowego wizualnego oceniania stanu roślin. Ultrafioletowy (5%) – pogrubia liście, chroni przed szkodnikami i ułatwia pielęgnację rośliny. Podczerwień (0-5%) – uzupełnienie dla światła czerwonego w okresie kwitnienia. Kluczowymi kolorami są tutaj przede wszystkim kolor ciemnoczerwony stanowiący około połowę mieszanki i kolor czerwony, który razem z kolorem niebieskim i tak zwanym niebieskim królewskim stanowią po około 20% całej ilości energii dostarczanej do rośliny. Podczerwień to dodatkowa dawka energii przydatna w określonych warunkach, a zieleń jest kolorem potrzebnym głównie hodowcy, który dzięki temu zobaczy roślinę w świetle zbliżonym do naturalnego.

Pokaż więcej wpisów z Maj 2017

Polecane