Для чего растениям солнце
Можно ли выращивать растения при искусственном освещении?
Растения могут расти при искусственном освещении, но искусственный свет не такой интенсивный, как солнечный свет, и имеет меньше красного и синего света, чем солнечный свет. Светодиодные фонари, используемые в специальных комнатных камерах для выращивания, уменьшают разницу между искусственным светом и солнечным светом, что может помочь растениям лучше расти.
К сожалению, не во всех уголках планеты солнце светит ярко круглый год. На крайних полюсах Земли, в таких странах, как Исландия и Финляндия на севере или Антарктида на юге, присутствие солнца сокращается до менее 8 часов в день.
Помимо сезонных изменений, города и их бетонные джунгли представляют проблему для домашних растений. Высотные здания и небоскребы могут блокировать попадание солнечного света во многие жилые дома. Что же тогда делать тем из нас, кто занимается садоводством?
Ну, конечно, включить свет!
Точнее, им нужны фотоны.
Физика не различает, создается ли свет термоядерным синтезом или химическим веществом; весь свет состоит из фотонов. Таким образом, искусственное освещение всё равно позволит вашим растениям расти!
Солнечный свет против искусственного света
Хотя искусственный свет подойдет вашим растениям, между светом солнца и светом искусственной лампочки есть несколько ключевых отличий.
Спектр поглощения молекулы хлорофилла, который позволяет растениям использовать энергию солнца. На графике показаны две разные молекулы хлорофилла с немного разными химическими структурами. Пики поглощения находятся в красной и синей областях видимого спектра.
Технологии спешат на помощь
Среди разновидностей искусственного света лучшими являются светодиоды (сокращенно от Light Emitting Diodes). Они наиболее эффективно излучают свет в красной и синей части спектра и имеют более высокую интенсивность, чем люминесцентные лампы. Что еще более важно, они также более энергоэффективны.
Это важный фактор для исследований и растениеводства. В условиях воздействия изменения климата и увеличения численности населения в сельском хозяйстве рост комнатных растений становится все более важным для устойчивого производства продуктов питания.
Воздействие искусственного света на растения
Фотосинтетически искусственное освещение может удовлетворять потребности растения, но растения также используют световые сигналы для контроля за их функционированием и ростом.
У растений, как и у животных, есть внутренние биологические часы, которые отсчитывают время в соответствии с движением солнца в течение дня. Эти биологические часы отвечают за то, чтобы подсолнухи следовали за солнцем в течение дня, а также за то, когда цветут цветы и как растут высокие и длинные растения.
Кроме роста, молекулы, которые растениям необходимо фотосинтезировать, также подвержены воздействию искусственного света. Хлорофилл является основной молекулой, которую растения используют для улавливания энергии фотонов, и его накопление в клетке зависит от света. Исследования показали, что хлорофилл накапливается медленно под белым светодиодным светом и красным светодиодным светом, но не под синим светодиодным светом, где производство хлорофилла не затронуто.
Помимо хлорофилла, другие молекулы в растении, которые не участвуют в фотосинтезе, также страдают. Эти молекулы производятся растением для различных других функций, таких как антиоксиданты или гормоны. Эти молекулы, называемые вторичными метаболитами растений, часто являются важными элементами питания животных.
Исследования лекарственного растения под названием «Почечный чай» (Orthosiphon stamineus) показали, что когда растение подвергалось воздействию искусственного света с высокой степенью освещенности (мера того, сколько энергии излучает свет), происходило снижение количества важных вторичных метаболитов. Это говорит о том, что освещенность может быть важным фактором, который следует учитывать.
Заключение
Исследования делают успехи в понимании того, как светодиоды влияют на рост растений. Можно надеяться, что это лучшее понимание приведет к созданию более совершенных технологий, которые однажды помогут решить наши продовольственные проблемы.
Для тех из нас, кто живет в квартирах, которые не получают много солнечного света, есть доступные и небольшие камеры для выращивания, которые должны работать так же хорошо, как и солнце. Только убедитесь, что свет не включен постоянно, так как слишком много света вредно для растения!
Даже при таких искусственных вариантах солнечный свет остается лучшим источником света для растений. Поэтому, если вы можете, выносите растения на день для принятия солнечных ванн!
Свет для комнатных растений
Еще из уроков биологии в школе становиться известно, что свет для растений играет решающую роль. С помощью света в листьях происходят процессы фотосинтеза. Цветы поглощают углекислый газ поверхностью листьев и минеральные вещества с пмощью корневой системы и посредством хлорофилла, находящегося в листьях, превращают его в органику для роста. В результате химических реакций под воздействием света в листьях формируются органические вещества, который в дальнейшем используются как строительный материал для формирования нового роста. Для осуществления процесса фотосинтеза и требуется солнечная энергия.
Индифферентные цветы равнодушно относятся к продолжительности светового дня и легко адаптируются к различной освещенности.
Наибольшее количество света часто требуется для наступления обильного цветения или поддержания привлекательной окраски листьев у вариегатных цветов. Дело в том, что эффектные пятна и полоски на листовых пластинах появляются за счет уменьшения количества хлорофилла в этих местах и при выращивании в полутени листья могут стать просто зелеными, адаптируясь к негативным условиям.
1.Солнечное тепло
Помимо света, солнце дает растениям также и тепло. При размещении в комнате стоит учитывать тот факт, что поверхность горшков на южной подоконнике будет сильно нагреваться солнечными лучами и далеко не все растения будут этому рады. Не любят перегрева корневой системы многие луковичные цветы и азалия. Выходом из такого положения может стать притенение горшка от прямого солнца, посадка растений в светлые пластиковые или глиняные толстостенные горшки, которые не будут так сильно нагреваться при попадании солнечных лучей.
2.Спектральный состав света
Желтые, зеленые лучи не играют особой роли в жизни растительного мира и ими можно пренебречь.
Меняя световую гамму на протяжении жизни цветка можно, соответственно, влиять на различные стадии его роста. С учетом светового спектра стоит подбирать светильники для искусственной подсветки цветов.
3.Интенсивность света
4.Продолжительность светового дня
В природе растения развиваются в различных широтах и те виды, которые растут ближе к экватору, нуждаются в довольно коротком световом дне, в то время как растения, произрастающие в умеренных широтах требуют для развития продолжительности светового дня более 12 часов в сутки. Дело в том, что на экваторе в течение всего года продолжительность светового дня практически не меняется и составляет около 12 часов в сутки.
Растения длинного светового дня зацветают только тогда, когда продолжительность дня составляет не менее 12 часов. К таким растениям можно отнести бугенвиллию, кальцеолярию, глоксинию, сенполию, пеларгонию, гибискус, гортензию, примулу и фиалки.
Подобные перемены станут весьма ценными для опытных цветоводов и подскажут каким образом стоит изменить условия выращивания для определенной разновидности.
4.1.Расположение окон по сторонам света
Несмотря на то, что в восточные и западные окна попадает казалось бы равное количество солнечного света, однако и между ними есть разница. Дело в том, что отдохнувшие за ночь растения в утренние часы начинают усиленный процесс фотосинтеза и требуют света, поэтому для светолюбивых цветов размещение под утренними лучами, то есть на восточных подоконниках, будет преимуществом.
На восточном и западном окне может выращиваться подавляющее большинство домашних растений.
5.Положение к источнику света
6.Какие светильники подобрать для подсветки цветов
6.1.Лампы накаливания
Помимо всего прочего подобные лампочки часто просто перегорают.
6.2.Люминесцентные лампы
6.3.Светодиоды
В настоящее время светодиоды нашли пожалуй самое широкое распространение благодаря своему длительному сроку службу, экономичности и разнообразной форме. Светодиодные ленты и лампы потребляют в 10 раз меньше электроэнергии, чем даже экономичные люминесцентные аналоги. Подобного типа световые приборы имеют высокий КПД, не выделяют в окружающее пространство тепла, а, значит, не способны изменить температуру атмосферы и обжечь листовые пластинки растений.
Многообразие форм и размеров позволяет применять подобные приборы на любых стеллажах и специальных гроу-боксах для цветов.
Усиливают и концентрируют световой поток специальные светоотражатели, размещенные позади светильников. Светоотражатели обычно представляют собой зеркальную или фольгированную поверхность.
Для чего растениям солнце
Глава I. О том, что такое солнце и как оно выглядит …………………. 4
Глава II. Зачем нужно солнце …………………………………………….. 5
Введение
Каждый день на небе мы видим солнышко. Всем известно, что свет Солнца важен и растениям, и животным, и людям. Мы просыпаемся и гуляем тогда, когда светит Солнце. А когда его нет на небе, то мы спим.
«В небе солнце светит ярко.
А зачем? И земле от света жарко Вместе с тем. Я хочу узнать скорее, Что к чему. Солнышко, свети сильнее! И пойму!»
Цель работы: Узнать, что такое Солнце, показать его значение в жизни животных, растений и человека.
Найти ответы на вопросы: Что такое Солнце? Как оно выглядит? Какого размера Солнце? Зачем нужно Солнце? Далеко ли до него? Почему оно греет? Почему бывает день и ночь? Почему бывают лето и зима, весна и осень? Какие планеты, кроме Земли, вращаются вокруг Солнца?
Провести опыты и понаблюдать за растениями и животными.
Мы будем проводить наблюдения, читать книги о Солнце.
Наша работа нужна всем, чтобы все поняли, что важно быть наблюдательным, любить природу, беречь её.
Исследовательская работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы, приложения.
Глава I. О том, что такое Солнце и как оно выглядит
Когда наступает вечер, небо темнеет и на нём появляются самые яркие звёзды. Постепенно звёзд становится всё больше. Сколько их? Много миллионов! – скажут учёные, которые изучили фотографии звёздного неба.
Солнце – это ближайшая к Земле звезда. Она представляет собой раскалённый газовый шар. Другие звёзды находятся от нас в миллионы раз дальше, поэтому они нам кажутся лишь слабенькими точками на тёмном небе.
По нашим представлениям Солнце выглядит так:
По сравнению с миллиардами звёзд Вселенной наше Солнце считается средним по размеру, т. е. половина других звезд больше него и половина меньше. Солнце в 109 раз больше Земли.
Глава II. Зачем нужно солнце
Планеты – это холодные небесные тела. Они, как и наша Земля, движутся вокруг Солнца. Солнце освещает планеты, и поэтому мы их можем видеть. Восемь больших планет вращаются вокруг Солнца – это Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
От Земли до Солнца примерно 150 000 000 километров. Для того, чтобы добраться до него, туристу понадобилось бы 15 тысяч лет, автомобилю – 200 лет, самолёту – 20 лет, а искусственному спутнику – 7 месяцев.
Благодаря притяжению Солнца Земля и другие планеты солнечной системы удерживаются на своих орбитах. Энергия Солнца определяет и погоду на Земле – солнечное тепло вызывает движение воздуха (ветер), а также дождь, усиливает испарение. Без солнечного света и тепла на Земле не могло бы существовать все живое.
Свет – это жизнь! А тепло – необходимое условие для жизни.
Мама часто на подоконнике разворачивает комнатные цветы в другую сторону, потому что листочки всё время тянутся к свету.
Наши родители каждый год заносят весной картофель в тёплое и светлое место для прорастания. В тепле он быстро даёт ростки, а на свету зеленеет. Это важно для посадки.
В декабре мы принесли в класс веточку ивы и поставили в воду. Заметили, что почки стали набухать и к концу января появились «пушинки» (Приложение).
Наша учительница не закрыла на ночь форточку в классе и цветок на подоконнике замёрз (Приложение).
Растения служат пищей для животного и человека. Животные при свете лучше видят и ориентируются.
На территории нашего села есть птицефабрика, где работают наши родители. По рассказам мы знаем, что в корпусах устанавливают специальное искусственное освещение и тепло, для того, чтобы куры лучше и больше несли яйца.
Мы прочитали, что лягушка, когда тепло активна, а при холоде, где находится, там и замирает.
При свете люди и животные получают витамин Д, нужный для здоровья. Положительно Солнце влияет на настроение человека.
Сделали вывод, что для жизни растений, животных и человека необходим свет и тепло.
Все знают, что днём светло, а ночью темно. День бывает на той части земного шара, которая повёрнута к Солнцу и освещается его лучами. А другая половина Земли в это время повёрнута от Солнца и находится в тени. Там ночь. Земной шар всё время вращается, как волчок, и поэтому день и ночь сменяют друг друга.
Летом Солнце поднимается высоко в небе. Дни длинные и тёплые. А зимой Солнце ходит по небу низко. Дни короткие и холодные. Почему такая разница? Земля – спутник Солнца, и за год она обходит вокруг него один раз. Когда Земля располагается так, как показано на первом рисунке (Приложение), Северное полушарие, в котором мы живём, лучше освещается Солнцем, и у нас в это время лето.
В Южном полушарии в это время зима. Через полгода, когда Земля передвинется так, что окажется по другую сторону от Солнца, как показано на втором рисунке (Приложение), Северное полушарие будет плохо освещаться Солнцем, и там будет зима. А в Южном полушарии в это время наступит лето.
Солнце светит не всегда, поэтому солнечные батарейки накапливают солнечный свет и вырабатывают электричество.
Заключение
Изучив литературу и проведя наблюдения, мы сделали вывод, что Солнце дает жизнь всему живому на Земле. И жизнь без Солнца на Земле невозможна.
Цель работы достигнута – мы узнали, что Солнце – это звезда, которая представляет собой огромнейший шар раскалённого газа. Оно имеет большое значение в жизни животных, растений и человека. Солнце является источником света и тепла для жизни животных, растений и человека. Свет – это жизнь для живых организмов. А тепло – это необходимое условие для жизни.
Познакомились о смене дня и ночи, почему бывает зима и лето, весна и осень. Научились работать с книгами.
Наша работа нужна всем, чтобы понять, как важно быть наблюдательным, любить и беречь природу.
Тучка прячется за лес,Смотрит солнышко с небес.И такое чистое, Доброе, лучистое.Если б мы его достали,Мы б его расцеловали. (Г. Бойко)
Библиографический список
Д.В. Кошевар «Отличная энциклопедия» издательство «АСТ», Москва, 2015.
Д. Эллиот и К. Кинг «детская энциклопедия» издательство «Росмэн-Пресс», Москва, 2005.
Освещение для растений: по каким параметрам выбрать лампу
Отправим материал на почту
В естественной среде обитания растения поглощают столько солнечной энергии, сколько им полагается. В домашних условиях света всегда меньше, особенно в зимний период, когда дополнительное освещение необходимо практически всем цветам. Разбираемся, каким должно быть освещение для цветов, и какие осветительные приборы лучше использовать.
Влияние света на растения
Под действием света в зелёных листьях из углекислоты и воды образуются углеводы, вещества, жизненно необходимые для успешного развития растений. Именно световая энергия запускает этот процесс, фотосинтез; когда света не хватает, он замедляется. Это сказывается на внешнем виде цветов: листья теряют окраску, побеги истончаются и плохо растут, цветение ослабевает.
Значительная часть российской территории находится в регионах с продолжительным зимним периодом. Зимой световой день становится короче, и естественного света не хватает даже цветам, стоящим на южном подоконнике; особенно страдают растения, расположенные более чем в метре от окна.
Для того, чтобы поддержать нормальное развитие растений, необходимо дополнительное освещение. Проблема состоит в том, что потребность в свете у разных цветов отличается, и они по-разному реагируют как на его недостаток, так и на избыток.
Искусственное освещение: когда без него не обойтись
Чтобы установка досветки не стала неоправданной тратой семейного бюджета, полезно выяснить, когда она действительно необходима. Растениям не обойтись без дополнительного освещения в следующих случаях:
Искусственное освещение принесёт пользу, если будет соответствовать следующим критериям:
Параметры нормальной световой среды
Большое значение имеет не просто каждый фактор, но их правильная комбинация. При организации искусственного освещения необходимо обеспечить как нужное количество света, так и правильное чередование светлых и темных периодов. Например, если вы будете освещать светолюбивые виды маломощной лампой, они могут заболеть, даже при правильной длине светового дня.
Для активного развития и цветения разным видам нужна освещённость в следующих пределах:
Для развития растений важен такой параметр света, как его спектральный состав. Солнечный свет не является однородным, в нем присутствуют лучи с различной длиной волны. Спектр условно делится на два вида:
Обе части спектра нужны для развития цветов, но они оказывают разное влияние. Лампы искусственного света, предназначенные для растений, помечаются цифрами, и, чем выше указанное число, тем холоднее свет.
Лампы выделенного света помогают решить следующие задачи:
Лучи тёплого спектра также отвечают за синтез витаминов; ещё они не дают цветкам чрезмерно вытягиваться. Более жёсткий ультрафиолет повышает устойчивость к холоду. Зелёные и жёлтые лучи оказывают минимальное влияние, и не являются жизненно важными для комнатной флоры.
Освещение для комнатных растений не обязательно должно быть узкоспециализированным. В большинстве случаев можно пользоваться осветительными приборами полного спектра; это значительно упростит жизнь.
Виды искусственного освещения
Для улучшения роста и развития растений используется несколько разновидностей источников искусственного света. В их число входят как специальные фитолампы, так и бытовые приборы, каждый со своим набором свойств.
Лампы накаливания
Главная особенность подобных устройств – экономическая неэффективность и низкий срок службы, что уравновешивается бюджетной стоимостью. Большая часть электрической энергии преобразуется не в свет, а в тепло. По этой причине их нельзя располагать слишком близко от горшков и контейнеров: и листья, и земля будут пересыхать. Если же расстояние увеличить, снижается интенсивность светового потока, и создаются условия, недостаточные для большинства видов.
Лампы накаливания не могут стать полноценной заменой солнечного света. Их спектр богат на красный свет, но синие волны в нем практически отсутствуют (стекло задерживает ультрафиолет). Подобные осветительные приборы не подходят в качестве единственного источника, но могут использоваться в комплекте с люминесцентной лампой, дополняя её спектр красным светом.
В оранжереях, там, где есть достаточно места, лампы накаливания могут применяться для нагрева воздуха. Некоторые модели имеют встроенный рефлектор; они более полезны для использования в качестве фитолампы, так как создают более комфортные условия.
Люминесцентные (флуоресцентные) лампы
Первые люминесцентные лампы были громоздкими и не слишком удобными, но позже появились компактные модели. Их удобно использовать для разведения небольших цветов и выращивания всходов семян в ограниченном пространстве. Также они подходят в качестве дополнительного источника, если освещения от окна недостаточно.
Флуоресцентные лампы имеют оптимальные характеристики для домашнего использования. Срок их службы достигает 10 тыс. часов, тогда как лампа накаливания живёт, в среднем, около 1 тыс. часов. Они обходятся дешевле в эксплуатации, эффективно преобразуют электрическую энергию в свет, а тепла излучают сравнительно мало.
Их спектр излучения лежит преимущественно в синей и красной части, однако интенсивность излучения достаточно слаба. Поэтому, чтобы польза была максимальной, лампы размещают очень близко от листвы.
В магазинах доступны лампы дневного света, разнообразные по длине колбы (трубки), диаметру, виду цоколя. Также отличаются мощности и цветовые температуры, наиболее распространены форматы цветности на 4000 К и 6500 К. Для комнатной флоры подходящим решением будет покупка люминесцентной лампы T12. Модель Т5 (с меньшим диаметром) излучает свет более высокой интенсивности, нужный для светолюбивых растений.
Светодиоды (LED-лампы)
Светодиодные лампы выгодно отличаются своими характеристиками. Они обходятся дороже, но в процессе эксплуатации работают экономно благодаря высокому КПД (90-95%). Они служат в 4-5 раз дольше, чем флуоресцентные лампы, по 45-50 тыс. часов; даже особо светолюбивую флору такая лампа будет освещать в течение 7-9 лет.
Светоизлучающие диоды обеспечивают высокую интенсивность излучения; при этом практически не нагреваются сами и не нагревают листья и стебли. Дополнительные плюсы светодиодных устройств – их экологичность (они не содержат опасных для здоровья веществ) и возможность работы при малом напряжении.
Спектр стандартных LED-ламп из магазина не подходит для выращивания растений. Существуют светодиодные источники со специальным спектром (красным и синим) или с регулировкой длин волн, подходящие для использования в цветоводстве. Их выбирают, исходя из задач: для общего применения подходят светодиодные источники с длиной волны 430 нм (белый свет), для вегетации или роста выбирают LED-лампу с длиной волны 450-455 нм (синий). В период цветения полезной окажется светодиод, охватывающий спектр 600-700 нм (красный).
Видео описание
О вопросах по освещению для комнатных растений в следующем видео:
Газоразрядные лампы (HID)
До того, как на рынке появились LED-лампы, газоразрядные источники были единственным достойным вариантом для обслуживания больших тепличных хозяйств. Они отличаются мощностью, причём преобразуют электричество в свет в 8-10 раз эффективнее, чем лампы накаливания, в чем, однако проигрывают светодиодам.
Наполнителем колбы могут служить различные инертные газы, пары металлов (натрия, ртути) или их смеси. Наибольшей эффективностью обладают натриевые лампы (HPS), которые выдают излучение низкого (красного) спектра и подходят для поддержания цветения. Другой тип – металлогалогенные лампы (MH), излучают в высоком спектре и удобны для улучшения вегетативного роста.
HID-лампы долговечные и мощные, но выделяют много тепла, а их яркость невозможно регулировать. Также они отличаются большими размерами и относительно высокой стоимостью, требуют использования пускорегулирующей аппаратуры и систем охлаждения.
Совокупность характеристик делает газоразрядные лампы удобными для применения в теплицах, и непрактичными для домашних условий. HID-лампу можно использовать дома, если у вас есть достаточно места для выращивания крупных растений, например, цитрусовых или помидоров.
Видео описание
О домашнем освещении цветочной коллекции в следующем видео:
Как узнать, достаточно ли света получают растения
Внешний вид комнатной флоры служит достоверным показателем того, хватает ли ей света. Причины плохого роста могут иметь и другое происхождение, но о недостатке освещения стоит задуматься, если у цветов наблюдаются следующие признаки:
Чтобы получить достоверную картину освещённости, делают замеры с помощью специальных приборов. Для домашних условий подойдёт бытовой фотометр или люксметр (например, люксметр RADEX LUPIN). Бытовые устройства просты в использовании; они помогут организовать оптимальные световые условия. Альтернативным решением может стать специализированное приложение, которое можно скачать из Play Market или аналогичного магазина. Оно проведёт измерения, используя камеру смартфона.
Если же измерения показали, что уровень освещённости почти соответствует норме, то заменять лампы не надо. Использование имеющегося искусственного света можно максимизировать. В этом помогут отражатели (рефлекторы). Они изготавливаются из металла (чаще из алюминия) с разными покрытиями; бывают напольными и подвесными, и существенно улучшают качество освещения растений.
Видео описание
О светодиодной подсветке в следующем видео:
Коротко о главном
Домашние растения часто испытывают недостаток в солнечном свете, поэтому для них необходимо организовать искусственное освещение. Чтобы привести его параметры в соответствие с потребностями комнатной флоры, необходимо знать, какие условия нужны тому или иному виду.
Важным параметром является яркость (интенсивность, мощность) светового потока. Для развития растений также важен спектр, излучаемый лампой. Различают тёплую и холодную часть спектра, и они обе нужны цветам в разные периоды развития.
Чтобы обеспечить подходящий световой режим, используют несколько видов ламп. Для домашнего садоводства популярным выбором являются люминесцентные лампы. Узнать, достаточно ли света получают растения, можно по их внешнему виду, а также с помощью бытового люксметра или специализированного приложения.