Typy Světel pro Indoor Zahradu (Sodíkové výbojky nebo úsporky?)

V průběhu fotosyntézy absorbuje chlorofyl energii světelného záření a používá ji k syntéze sacharidů z oxidu uhličitého a vody.

Chlorofyl je zelený pigment obsažený v zelených rostlinách, sinicích a některých řasách. Chlorofyl patří k fotosyntetickým pigmentům spolu s fykobiliny a karotenoidy, které však mají jinou barvu a absorbují energii z odlišné části viditelného světelného spektra. Chlorofyl je zelený, protože absorbuje modrou a červenou část světelného spektra a ostatní odráží. Tím se nám jeví jako zelený a udává tak základní barvu všem fotosyntetizujícím rostlinám.

Obrázek 2: Absorpční spektrum chlorofylu a b

Na fotosyntéze se podílí několik druhů chlorofylů, u rostlin jsou nejznámější A a B. Dalšími pigmenty účastnícími se fotosyntézy jsou karotenoidy (ty hrají také důležitou roli při pohybu rostliny za světlem). Chlorofyly pohlcují vlnové délky červené (660 nm) a modré (440 nm) barvy. Zelená až žlutá zůstává kvůli zelené barvě chlorofylu nevyužita, neboť ji chlorofyl odráží.

Maximální účinnost fotosyntézy je v oblasti červeného a modrého záření. Toto akční spektrum někteří výrobci svě­telných zdrojů využili k vývoji a výrobě spe­ciálních lineárních nebo kompaktních zá­řivek a výbojek určených k osvětlování rostlin. Ve spektru těchto zářivek je silně potlačena zelenožlutá oblast, takže emi­tované světlo je purpurové a s vysokou účinností přispívá k fotosyntéze.

Funkce modrého světla

Kromě fotosyntézy využívá rostlina modré světlo k fototropismu – rostlina rozděluje vhodně růstové hormony a přizpůsobuje tak svůj tvar k intenzitě a směru právě tohoto záření, tak aby záření efektivně využila. Dále podle modrého záření dochází k otevírání průduchů.

Účinek červeného světla

Tuto oblast využívá rostlina jak k fotosyntéze, tak k prodlužovacímu růstu stonku (natahování se za sluncem). Tady využívá rostlina poměru intenzit záření vlnových délek 660 (red)/735(far red) nm. Z absorpční křivky chlorofylu (Obrázek 1) je viditelné, že rostlina chytře využívá ostrou hranici této křivky. Pokud se rostlina nachází ve stínu jiné rostliny dopadne díky absorpci záření red chlorofylem stínící rostliny na rostlinu minimum záření červeného ( red ), ale dostatek záření infračerveného ( far red ) a rostlina se začne prodlužovat. I když má rostlina dostatek umělého osvětlení a převažuje far red „vytahuje“ se rostlina do výšky v domnění, že je zastíněná. Při opačném poměru rostlina zase roste do výšky pomalu. Proto je dobré mít poměr těchto složek záření vyvážený (podobně jako u slunečního záření).

Umělá osvětlení se pro rostliny používají v případech, kde je buď nedostatek přirozeného denního světla, nebo je potřeba dodatečné osvětlení. Například v zimních měsících, kdy je denní světlo nedostačující pro požadovaný růst rostlin. Používají se tedy k prodloužení denní doby, aby rostliny dostávaly požadované světlo. Nedostatek světla způsobuje u rostlin zpomalení jejich růstu a poruchy vývoje, které se projeví např. nadměrným prodlužováním, štíhlostí stonků, nepravidelné zabarvení atp.

Umělé osvětlování svítidly pro podporu růstu rostlin prokazatelně způsobuje jejich správný růst a vývoj, napomáhá prodlužit dobu květu a zvyšuje výnos plodin. Umělé osvětlení se snaží poskytnout světelné spektrum podobné spektru slunečního záření nebo dodat spektrum, které je přizpůsobeno potřebám pěstovaných rostlin. Přirozené venkovní podmínky jsou napodobovány různými barvami, teplotami a spektrálními výstupy z umělého osvětlení, stejně jako změnami intenzity svítivosti lamp. V závislosti na druhu pěstované rostliny, na fázi pěstování (např. fáze klíčení / vegetační nebo fáze kvetení / plodnosti) a délce období dne a noci (světla a tmy) požadované rostlinami, specifické rozsahy spektra, světelná účinnost a teplota barev jsou vhodné pro použití s konkrétními rostlinami a časovými obdobími.

Zdroje k osvětlování rostlin v interiérech

Pro interiérové pěstování rostlin je potřeba použít umělé osvětlení, což je kompletní sestava, která přemění elektrickou energii na světlo.

Nejrozšířenější typem osvětlení je použití vysokotlakých výbojek, které ke svému provozu potřebují tlumivku (předřadník), a navíc objímku a reflektor.

Totéž je zapotřebí i při pěstování pod kompaktními fluorescenčními výbojkami, které jsou známy pod běžným názvem zářivky nebo odborným CFL výbojky. Některé CFL výbojky již mají tlumivku zabudovanou do svého těla, takže už bude stačit jen reflektor s objímkou.

Poslední variantou jsou LED osvětlovací moduly, které jsou kompletní a stačí je jen dát do zásuvky.

Při volbě umělého osvětlení lze sledovat celou řadu ukazatelů. Světelné zdroje musí vyhovovat potře­bám rostlin jak z hlediska intenzity ozá­ření, tak z hlediska spektrálního složení emitovaného záření. Světlo je především zdrojem energie pro fotosyntézu, která zajišťuje růst rostlin. Tento, ale i všech­ny ostatní fotobiologické procesy rostlin jsou závislé na vlnových délkách pohlce­ného záření.

Z hlediska spektra bude pěstitele zajímat, zda je osvětlení zamýšleno pro rostliny zelené nebo pro rostliny kvetoucí. Podle toho se volí osvětlení buďto pro růst, pro květ nebo pro oboje.

Životní projevy rostlin nejsou určo­vány jen fotosyntézou, ale ještě jinými aktivitami. Tyto aktivity jsou podstatně méně energeticky náročné. Jde především o fotomorfogenezi, která ovlivňuje tvor­bu tvaru a uspořádání funkčních orgánů rostlin a je podporována především mod­rou oblastí spektra. U některých, zejména tropických nebo horských rostlin zasahu­je tato aktivita až do oblasti ultrafialové­ho záření. Při nedostatku modrého svět­la jsou rostliny vytáhlé, internodia ston­ků leží daleko od sebe, listy jsou menší a mají světlejší barvu. Další aktivitou je fototropismus, který ovlivňuje směr růs­tu nadzemních i podzemních částí rost­lin (nadzemní části se stáčejí ke světlu, podzemní opačně). U všech kvetoucích rostlin má velký význam fotoperiodis­mus, který ovlivňuje zejména dlouhovln­ná část spektra (červená a tmavočervená). Má vliv na indukční procesy, tedy tvorbu poupat a vývoj květů. U některých květin je indukce poupat závislá na délce dne. Rostliny dlouhodenní rozkvétají v dlou­hých dnech, rostliny krátkodenní naopak v krátkých dnech.

Osvětlení pro interiérové pěstování

Obrázek 3: LED světla vytvářejí umělá prostředí pro pěstování rostlin a zeleniny a díky vysoké účinnosti se téměř nezahřívá než je tomu u hřejivé žárovky nebo halogenové žárovky

Úsporné světla nebo sodíkové výbojky?

Úsporné lampy zajistí nízkou spotřebu energie. Zapojení lamp je snadné. Světelné spektrum úsporných lamp pro růst a květ je podobné, jako mají výbojky. Úsporné lampy jsou vhodné do prostor, kde je problém s přebytečným teplem a je možné je zavěsit nízko nad rostliny do výšky cca 30 cm.

Výbojky nejsou určeny k přímému zapojení do sítě. K sestavení osvětlení je potřeba speciální předřadník, který odpovídá příkonu, objímka a vhodný kabel. Výbojky jsou růstové, květové nebo s kombinovaným světelným spektrem. Růstové výbojky – modré a bílé světlo. Květové výbojky –červenožluté světlo. Kombinované výbojky – červené, žluté a podíl modrého spektra.

Lineární zářivky – pro růst a zakořenění

Obrázek 4: Lineární zářivky

Lineární zářivka je dlouhá skleněná trubice na koncích vzduchotěsně zaslepená paticí, skrze níž jsou do trubice zavedeny elektrody. Uvnitř je směs par rtuti a argonu. Zářivky mají studené modrobílé nebo červené světlo. Modrobílé je velmi vhodné zejména pro růstovou fázi rostlin. Při zakořenění rostlin dosahují dobrých výsledků pěstitelé se zářivkami produkujícími červené světlo. Zářivky je možné použít pro předpěstování sazenic rostlin nebo pro pěstování bylinek (například bazalky, pažitky nebo petržele). Protože lineární zářivky disponují slabším výkonem, jsou vhodné zejména pro rostliny nižšího vzrůstu. Těm větším by nemusely stačit.

Vlastnosti:

- vysoká účinnost přeměny elektrické energie na světelnou, dosahující při vysokofrekvenčním napájení až 104 lm/W, při současném vysokém všeobecném indexu podání barev R_a dosahujícím hodnoty až 80,

- vhodné geometrické parametry, umožňující konstruovat materiálově úsporná svítidla s jednoduchou optikou s možností sestavovat je do estetických spojitých svíticích pásů nebo velkých ploch,

- velmi široký sortiment příkonů od 4 do přibližně 200 W,

- velmi široký sortiment barev vyzařovaného světla, charakterizovaný náhradní teplotou chromatičnosti 2 700 až 17 000 K,

- u speciálních typů lze získat R_a až 98 při velmi dobrém měrném výkonu,

- vysoce produktivní výrobní linky, jejichž kapacita dosahuje až 4 000 ks/h, při vysoké výtěžnosti výrobního procesu; z toho vyplývá trvale nízká cena základního sortimentu zářivek,

- dlouhý život, dosahující u některých speciálních typů více než 20 tisíc h při dobré stabilitě světelného toku v průběhu svícení

Kompaktní zářivky (úsporné lampy) – pro malé i střední rostlinky

Obrázek 5: Kompaktní zářivka

Kompaktní zářivky mají ve srovnání se standardními klasickými žárovkami o 60 až 80 % vyšší energetickou účinnost. Průměrná životnost kompaktních zářivek je více než desetkrát delší než životnost klasických žárovek – kompaktní zářivka asi 6 000 až 20 000 h, klasická žárovka asi 1 000 h. Kvalitní kompaktní zářivky určené spotřebitelům mají index barevného podání Ra > 80.

Kompaktní zářivky jsou tradičně vyráběny s růstovým, květovým a duálním spektrem. Tyto zářivky jsou tzv. úsporné lampy s výkonem od 85W do 250W. Fungování kompaktních zářivek je prakticky totožné s fungování lineárních zářivek s tím rozdílem, že výkon kompaktních zářivek je vyšší, než výkon lineárních zářivek. Kompaktní zářivky s růstovým spektrem je možné použít pro předpěstování sazeniček, pěstování nekvetoucích rostlin nebo pro fázi růstu u rostlin kvetoucích. Kompaktní zářivky s květovým spektrem je pak možno použít pro květovou fázi kvetoucích rostlin. Kompaktní zářivky s duálním spektrem lze použít pro všechny druhy rostlin v libovolné fázi vývoje. Protože úsporné lampy vydávají méně tepla, je možné je instalovat i v těsné blízkosti vrcholků rostlin. Uplatnění proto naleznou i v malých nebo hůře větratelných prostorách.

Vlastnosti:

- menší rozměry než lineární zářivky

- větší výkon v daném prostoru, ale menší měrný výkon orpti lineárním zářivkám
- výkon se pohybuje od 5 do 55W

- zářivky mají až o 80% menší spotřeba při stejném množství světla

- šestkrát až patnáctkrát delší životnost zářivek, což představuje průměrnou životnost 6000 hodin až celých 15000 hodin

- vyráběny v mnoha typech a tvarů

- skvělé barevné podání zářivek Ra80 

Fluorescenční zářivky

Obrázek 6 Fluorescenční zářivky

Základem světla fluorescenční žárovky je lidským okem neviditelné ultrafialové světlo, které vzniká při protékání elektrického proudu inertním plynem. Toto ultrafialové světlo reaguje se speciální směsí luminoforů, jež pokrývá vnitřní stěnu zářivkové trubice. Neviditelné světlo se tak mění ve využitelné bílé světlo. Fluorescenční žárovky potřebují zvláštní zdroj energie, takzvaný předřadník, který reguluje provozní proud žárovky a dodává vhodné napětí k zapálení výboje. Elektronické předřadníky mají stejnou funkci jako zastaralé magnetické předřadníky, na rozdíl od nich ale pracují s velmi vysokou frekvencí. Díky tomu odpadá rušivé blikání a hluk a zároveň roste výkon. Elektronické předřadníky lze také snáze navrhnout tak, aby umožňovaly stabilnější a efektivnější provoz žárovky, změnu intenzity světla a propojení jednotlivých prvků osvětlení v rámci sítě, aby osvětlení bylo možné regulovat moderním způsobem.

Fluorescenční zářivky jsou skvělým řešení pro účelové osvětlení ve studovnách, domácích kancelářích a dalších místnostech, kde je zapotřebí skutečně jasné světlo. Vydrží až 20krát déle než klasické žárovky a mají až o 80 % nižší spotřebu.

Lze použít zářivky různých velikostí, od třiceticentimetrových po dvaapůlmetru dlouhé, zasazené do standardních fluorescenčních osvětlovacích těles. S takovým osvětlením lze pěstovat rostliny ve sklepě, komoře či podkroví téměř stejným tempem jako venku uprostřed léta.  Jsou perfektní na fázi růstu. Vyrábějí se ve wattážích 18W, 36W a 54W. Tím, že mají malou wattáž, se spíše hodí na zakořeňování řízků nebo na prosvěcování spodních částí rostlin v růstové i květové fázi. K jejich zapojení je také zapotřebí startér a tlumivka, ovšem v mnohem menších wattážích než "úsporky".

Technické vlastnosti

- nízkotlaké rtuťové zářivky

- nízká teplota světelného zdroje umožňuje umístit zářivky těsně nad rostliny bez rizika jejich popálení.

- vysoký počáteční světelný výkon

- lze použít s běžnými a vysokofrekvenčními předřadníky

- plně recyklovatelné zářivky, všechny součásti lze použít při výrobě nové zářivky

- na patici je zelená ploška, která označuje, že je zářivka recyklovatelná

LED svítidla - pro růst rostlin

Obrázek 7: LED lampa

LED svítidla pro podporu růstu rostlin jsou vhodná pro použití především v botanických zahradách, pro šlechtění rostlin v zahradních sklenících, v interiérech pro nasvícení rostlin atp.

Kultivační svítidla z LEDek charakterizuje jedna zásadní vlastnost. Polovodičové součástky dovedou vydávat úzkopásmové monochromatické světlo. Při kombinaci diod různé barvy a regulace výkonu dovolují namíchat libovolné světelné spektrum a dynamicky ho měnit. Kvalitu světla lze pak přizpůsobit potřebám konkrétního druhu či vývojové fáze (vegetativní fáze, generativní fáze-indukce kvetení). Nejlepší soudobé automatické a patřičně drahé systémy určené do skleníků rozmazlují plodiny například napodobením barevného podání paprsků panujících při východu a západu Slunce. Snadná instalace a obsluha zařízení, zapojení přímo do zásuvky 220-240V. (Není potřeba dodatečné elektrické napájení.) Světlo může být umístěno přímo nad rostlinami, nevydává vůbec žádné horké světlo ani chvění. Předpokládaná doba svícení 10 - 18 hodin denně

Vlastnosti:

- extrémní životnost - 100 000 hodin (víc než 10 let nepřetržitého provozu),

- nízký příkon,

- odolnost vůči otřesům, nárazům, vibracím,

- malý vývin tepla,

- řízená charakteristika vyzařování,

- žádné infračervené nebo ultrafialové záření,

- vysoká životnost a téměř nulová poruchovost,

- zanedbatelná cena spotřeby el. energie za rok,

- minimální, respektive nulová údržba,

- možnost častého vypínání a zapínání,

- vysoká odolnost vůči poškození i vůči chladu,

- barevná rozmanitost – bílá, červená, modrá, žlutá, zelená,

- díky vysoké účinnosti se téměř nezahřívá.

Sodíkové výbojky

Obrázek 8|: Sodíková výbojka

Sodíkové výbojky jsou světelné zdroje, v nichž je světlo vyzařováno hlavně sodíkovými parami s provozním parciálním tlakem v rozmezí 3 až 60 kPa. Výbojky se pak řadí podle výkonu (70W, 100W, 150W, 400W, 600W atd.), spektra - růstové, květové, nebo kombinované spektrum a počtu lumenů. Výbojky jsou oproti klasickým žárovkám charakteristické velmi hospodárným provozem a na svou velikost vyzařují extrémně velké množství záření.Sodíkové výbojky se vyznačují dvojnásobným koeficientem záměny elektrické energie na energii fotosynteticky činného záření, ve srovnání se rtuťovými výbojkami. Tubulární sodíkové výbojky spojují vysokou vyzařovací výkonnost (až 150lm/W) ze spektrální distribuce energie, která se jeví nejpříznivější pro různé druhy krytých kultur. Zvýšení tlaku sodíkových par v ohnisku záření umožňuje rozšíření spektra v červené a modré barvě a tzv. stálý podklad ve velkém rozsahu délky vlny.  Výbojky nejsou určeny k zapojení přímo do sítě - k jejich provozu potřebujete speciální předřadník. Růstové výbojky vyzařují modré a bíle světlo, květové výbojky červenožluté světlo a kombinované potom světlo červené, žluté a mají i jistý podíl spektra modrého.

Sodíkové výbojky jsou vhodné pro osvětlení skleníků. Jsou ideální pro doplňkové osvětlování v zahradnictví, protože stimulují asimilaci a růst rostlin. Je to důležité především při pěstování květin pro řez, zeleniny, pokojových rostlin a sazenic. Pro zahradnictví z toho plynou tyto výhody: kratší doby pro pěstování, zdravější rostliny, ovlivnění doby květu.

Vlastnosti

- produkce velmi intenzivního světla

- velký měrný výkon lm/W

- vysoká životnost

- stabilní výkon

- produkce velkého množství tepla, což vede k potřebě dalšího vybavení pro chlazení

- kvůli zahřívání zdroje je potřeba ošetřit vzdálenost světla od vrcholků rostlin

- vyšší spotřeba elektrické energie