Свет, спектр и фотопериод

Растениям, чтобы расти, нужен свет. Свет должен быть необходимого спектра и интенсивности для  обеспечения быстрого роста растений. Свет состоит из разных цветовых диапазонов. Различные цвета в спектре, посылают растению отдельные сигналы и способствуют различным типам роста.
Свет- это электромагнитное излучение воспринимаемое человеческим глазом. Под светом понимают не только видимый свет, но и примыкающие к нему широкие области спектра.
Фотопериод — условия освещения способствующие цветению.

Спектр света, PAR

Люди видят свет по-другому, чем «видят» растения. Посмотрите на графики, чтобы увидеть, как свет, который видим мы, отличается от света, который использует растение для роста. Та часть волны, которую видят растения называется фотосинтетически-активной волной спектра. Люди используют центральный диапазон спектра, в то время как растения могут использовать более широкий диапазон.


Свет измеряется длиной волны, длина волны измеряется в нанометрах.
 Один нанометр (нм) = одна биллионная метра (10 в минус девятой степени).
Растения  используют только определенную длину световой волны. Наиболее важные цвета в спектре для максимального производства хлорофилла  и фотосинтеза находятся в синем и красном диапазонах.
Основная длина света, используемая растениями, находится между 400-500 и 600-700 нанометрами.
Эта область называется зоной активного фотосинтетического излучения (PAR).
Ватты PAR – единица измерения количества фотонов, необходимых для роста растения. Фотоны – единица измерения световой энергии. Фотоны излучают и накапливают световую энергию. Фотосинтез необходим для роста растений и активируется фотонами.


Каждый цвет света активизирует разные функции у растения. Позитивный тропизм, способность растения расти вверх к источнику света, контролируется спектром. Большая часть света, в которой нуждаются растения, может обеспечиваться искусственным способом.


Цветовая температура – это функция длины волны в оптическом диапазоне.
Измеряется цветовой температурой по Кельвину, при которой излучается конкретный цвет.


Шкала Кельвина:
800 К  — начало видимого темно-красного свечения раскалённых тел
1800 К — восход и свеча
1900 — 2200 К — натриевые лампы высокого давления
2360 К — лампы накаливания
2700-3200 — люминесцентные, металлогалогеновые лампы (Warm light) тёплый свет, с преобладание в красном диапазоне 52CRI
2800 К — Северное небо
3000К — Галогенные лампы
4000-4200К — люминесцентные, металлогалогеновые лампы (Cool light) холодный свет 62CRI
4200 К — белый дневной свет
5200 — 5500 К — металлогалогеновая лампа дневного света 100 CRI
5500 К — обычный солнечный  свет
6200-6500 — люминесцентные лампы (Day light) дневного света
Выше 8000 К — ультрафиолет (Black light) – ультрафиолетовое излучение



Измерение силы  света

Сила  света (освещенность) измеряется в люксах или люменах. Люксы это единицы измерения освещенности  видимой  для человеческого взгляда. Человеческий глаз воспринимает гораздо меньше спектра света, чем могут растения. Глаз наиболее чувствителен к световому спектру 525-625 нм.
 

Фотометры (или люксметры)

Большинство продаваемых фотометров (люксметров) измеряют силу  света в фут-свечах или люксах. Обе шкалы измеряют свет, на который реагирует человеческий глаз. Они не измеряют фотосинтетическую реакцию на свет в PAR Ваттах.


Интенсивность
Лампы высокого напряжения (интенсивности) – очень яркие. Гроверы, правильно использующие эту яркость, получают большее количество урожая на один ватт энергии. Интенсивность – это величина световой энергии на единицу площади. Интенсивность больше всего наблюдается около лампочки и уменьшается по мере удаления от источника света.

Например,  растения на расстоянии 60 см от источника света,  получают 1\4 того  количества света, которое получает растение на расстоянии 30 см.!
Лампы высокого напряжения, излучающие 100 000 люменов, доносят лишь 25000 люменов на расстоянии 60 см.
1 000 ваттные лампы высокого напряжения, излучающие 100000 исходных (начальных) люмен,  доносят 11 111 люмен на расстоянии 90 см.
 Чем ближе конопля находится к источнику света, тем больше PAR ватт она получает и тем лучше растет! Главное, убедитесь, что растения находятся не слишком близко к лампе, свет от которой может нанести ожог листве.

Закон обратных квадратов

Данный закон определяет взаимосвязь между светом, излучаемым  источником (лампой) и расстоянием.  Согласно этому закону интенсивность света изменяется в обратной пропорции  к расстоянию до источника, возведенному в квадрат.

Формула такова:
И (интенсивность) = С (Свет) / Р (Расстояние в квадрате)

Например:
100 000 = 100 000/1
25 000 = 100 000/4
11 111 = 10 000/9
6250 = 100 000/16

1000 ваттная металлогалогенная лампа  излучает 80 000 — 110 000 начальных люмен, а затем 65 000 — 88 000 люмен в среднем.
 Один люмен равен количеству света, излучаемому одной свечой, которое падает на 1 фут2 (1 фут2 = 0.0929 м2) на расстоянии от источника в 1 фут.
 
1000 ваттные натриевые лампы высокого давления излучают 140 000 начальных люмен, а 600 ваттные натриевые лампы высокого давления излучают 90 000; это на 7 % больше (при сохранении количества ватт), чем у 1000 ваттной натриевой лампы высокого давления. Излучаемые люмены — только часть уравнения: получаемые растением люмены — более важная его часть.

Получаемые люмены измеряются в ваттах на квадратный фут или в фут-свечах (fc). Одна фут-свеча равна количеству света, падающего на 1 фут2 поверхности, расположенной на расстоянии 1 фут от свечи.

Растения, получающие мало активного фотосинтетического излучения созревают медленно и менее эффективно в отличие от тех растений, которые растут при солнечном свете круглый день.
Такая же ситуация и с выращиванием внутри помещения: растения, получающие мало света, растут хуже.

Расположение ламп
       
Интенсивность света удваивается  на каждые 15 см приближения  к лампам высокой мощности. Если интенсивность света низкая, растения тянутся к источнику. Низкая интенсивность света часто получается вследствие того, что лампы расположены слишком высоко, далеко от растений. Тусклый свет приводит к образованию редкой листвы и тонких веток, широко раскиданных по стеблю. Увеличить выработку урожая можно, обеспечив всю площадь выращивания равномерным светом. Неоднородное распределение света заставляет кончики здоровых веток вытягиваться по направлению к интенсивному свету. Листва в плохо освещаемых помещениях находится, таким образом, в тени.


Рефлекторы  определяют положение лампы – расстояние между лампами и расстояние над растениями.  Почти все стационарные лампы имеют яркие (горячие) точки, в направлении которых растут растения.

Садоводы  предпочитают высокомощные лампы – 400, 600, 1000 ватт, потому что такие лампы выделяют больше люменов на ватт и их PAR шкала выше, чем у маленьких ламп.           Растения получают больше света, если сад расположен близко к лампе.
 Хотя 400 ваттные лампы при правильной установке,  производят меньше люмен на ватт, чем 1000 ваттные лампы, они доставляют больше полезного света растениям. 600 ваттная лампа обладает самой высокой способностью преобразования люмен на ватт (150 люмен на ватт), и может быть расположена ближе к растению, в отличие от 1000 ваттных ламп. Если 600 ваттная лампа находится близко к растениям, они получат максимум света.

1000 ваттная лампа высокой интенсивности (HID) излучает много света. Она также излучает много тепла. Такую лампу следует держать подальше от растений во избежание ожогов. Во многих случаях применение ламп с меньшей мощностью эффективнее. Например, две 400 ваттные лампы можно расположить ближе к растениям, чем одну 1000 ваттную, тем более, что две лампы источают свет с двух точек.


Хотя 400 ваттные лампы обладают меньшим  отношением люмен / ватты, при правильном использовании они могут стать более эффективными,  чем высокомощные лампы. Один 1000 ваттный металогалоген производит 115 000 начальных люмен, а 400 ваттный металогалоген произведет лишь 40 000. Это означает, что каждая 400 ваттная лампа должна устанавливаться ближе к растениям, чтобы обеспечить примерно такое же количество света. Также, освещение с нескольких различных  точек, способствует более равномерному и интенсивному распределению света.



Боковое освещение
Боковое освещение, как правило, не так эффективно, как освещение сверху. Вертикально установленные лампы без рефлекторов эффективны, но тогда растения должны располагаться вокруг лампы. Чтобы способствовать росту, свет должен проникать в густую листву. Лампы устанавливаются там, где интенсивность света является пограничной – вдоль стен – чтобы обеспечить боковой свет.
Компактные флуоресцентные лампы не очень хороший выбор для  бокового освещения при одновременном использовании ламп высокого напряжения.

Поворачивание растений

Поворачивание растений поможет обеспечить равномерное распределение света. Поворачивая растения раз в день-два на 90 градусов или на 180 градусов вы обеспечиваете равномерный рост и развитие листвы.
Подвиньте растения к лампе, чтобы они получали как можно больше света. Подвиньте маленькие растения ближе к центру, а высокие растения ближе к  краям сада. Поставьте маленькие растения на подставку, чтобы выровнять облик сада. Расположите растения в форме свода (подобно проектировке стадионов), чтобы все они получали равное количество света. Используйте контейнеры на колесах.
Используйте преимущества ламп с высокой эффективностью, создающих различные уровни освещения. Располагайте рассаду и клоны, требующие свет низкой интенсивности, по периметру, а цветущие растения, которым необходим свет большей интенсивности — прямо под яркой лампой.

Расположение растений

Когда освещается сад, листья на верхушках  растений получают более интенсивный свет, чем листья у основания. Верхние листья затеняют нижние и поглощают световую энергию, в результате нижним листьям достается  меньше световой энергии. Если нижние листья не будут получать достаточно света, они пожелтеют и отомрут. Высокие растения (1.8 метра), требуют больше времени для роста и дают больше урожая, чем более низкие,  1.2 метровые растения. Однако выработка урожая на самих макушках будет примерно одинаковой. В связи с недостатком света,  высокие растения имеют больше соцветий ближе к  верхушке (90-120 см)  и меньше ближе к основанию стебля.
Высокие растения имеют тенденцию к образованию тяжелых шишек,  чей вес стеблю сложно удерживать. Такие растения необходимо подвязывать. Низкие растения лучше держат вес макушек, и у них больше цветочного веса, чем листового.