Tipuri de Lămpi pentru Grădina Indoor (Lămpi cu Sodiu sau Economice?)
În timpul fotosintezei, clorofila absoarbe energia radiației luminoase și o utilizează pentru sinteza carbohidraților din dioxid de carbon și apă.
Clorofila este un pigment verde conținut în plantele verzi, cianobacterii și unele alge. Clorofila aparține pigmenților fotosintetici, alături de ficobiline și carotenoide, care au însă o altă culoare și absorb energie dintr-o parte diferită a spectrului vizibil de lumină. Clorofila este verde deoarece absoarbe partea albastră și roșie a spectrului luminos și reflectă restul. Astfel ni se pare verde și conferă culoarea de bază tuturor plantelor care fotosintetizează.
Figura 2: Spectrul de absorbție al clorofilei a și b
La fotosinteză participă mai multe tipuri de clorofilă, la plante cele mai cunoscute fiind A și B. Alți pigmenți care participă la fotosinteză sunt carotenoizii (aceștia joacă de asemenea un rol important în mișcarea plantei spre lumină). Clorofilele absorb lungimile de undă roșii (660 nm) și albastre (440 nm). Verdele până la galben rămâne nefolosit din cauza culorii verzi a clorofilei, deoarece aceasta îl reflectă.
Eficiența maximă a fotosintezei se află în zona radiației roșii și albastre. Acest spectru de acțiune a fost utilizat de unii producători de surse de iluminat pentru dezvoltarea și fabricarea unor tuburi fluorescente saucompacte și lămpi speciale destinate iluminării plantelor. În spectrul acestor lămpi, zona galben-verde este puternic redusă, astfel încât lumina emisă este purpurie și contribuie cu eficiență ridicată la fotosinteză.
Funcția luminii albastre
Pe lângă fotosinteză, planta utilizează lumina albastră pentru fototropism – planta distribuie corespunzător hormonii de creștere și își adaptează astfel forma în funcție de intensitatea și direcția acestei radiații, pentru a utiliza radiația în mod eficient. De asemenea, în funcție de radiația albastră se produce deschiderea stomatelor.
Efectul luminii roșii
Planta utilizează această zonă atât pentru fotosinteză, cât și pentru creșterea în lungime a tulpinii (întinderea spre soare). Aici planta folosește raportul intensităților radiației de lungimi de undă 660 (red)/735(far red) nm. Din curba de absorbție a clorofilei (Figura 1) este vizibil că planta folosește inteligent marginea ascuțită a acestei curbe. Dacă planta se află la umbra altei plante, datorită absorbției radiației red de către clorofila plantei care face umbră, pe plantă ajunge un minim de radiație roșie (red), dar suficientă radiație infraroșie (far red) și planta începe să se întindă. Chiar dacă planta are suficientă iluminare artificială și predomină far red, planta „se întinde" în înălțime crezând că este umbrită. La raportul invers, planta crește din nou în înălțime lent. De aceea este bine să avem raportul acestor componente ale radiației echilibrat (similar cu radiația solară).
Iluminatul artificial pentru plante este utilizat în cazurile în care fie există deficit de lumină naturală de zi, fie este nevoie de iluminat suplimentar. De exemplu, în lunile de iarnă, când lumina zilei este insuficientă pentru creșterea dorită a plantelor. Se folosesc deci pentru prelungirea duratei zilei, astfel încât plantele să primească lumina necesară. Lipsa de lumină cauzează la plante încetinirea creșterii și tulburări de dezvoltare, care se manifestă prin, de exemplu, alungire excesivă, subțierea tulpinilor, colorare neuniformă etc.
Iluminatul artificial cu corpuri de iluminat pentru stimularea creșterii plantelor demonstrează că determină creșterea și dezvoltarea lor corectă, ajută la prelungirea perioadei de înflorire și crește randamentul culturilor. Iluminatul artificial încearcă să ofere un spectru luminos similar cu spectrul radiației solare sau să furnizeze un spectru adaptat nevoilor plantelor cultivate. Condițiile naturale exterioare sunt imitate prin diverse culori, temperaturi și ieșiri spectrale ale iluminatului artificial, precum și prin modificări ale intensității luminoase a lămpilor. În funcție de specia de plantă cultivată, de faza de cultivare (de exemplu, faza de germinare / vegetativă sau faza de înflorire / fructificare) și de durata perioadelor de zi și noapte (lumină și întuneric) cerute de plante, anumite game spectrale, eficiență luminoasă și temperaturi de culoare sunt potrivite pentru utilizare cu plante specifice și perioade de timp.
Surse pentru iluminarea plantelor în interior
Pentru cultivarea plantelor în interior este necesar să se utilizeze iluminat artificial, care este un ansamblu complet ce transformă energia electrică în lumină.
Cel mai răspândit tip de iluminat este utilizarea lămpilor cu descărcare de înaltă presiune, care pentru funcționarea lor au nevoie de balast (drosel), și în plus de dulie și reflector.
Același lucru este necesar și la cultivarea sub lămpi fluorescente compacte, care sunt cunoscute sub denumirea obișnuită de tuburi fluorescente sau denumirea profesională lămpi CFL. Unele lămpi CFL au deja balastul integrat în corpul lor, astfel încât va fi suficient doar un reflector cu dulie.
Ultima variantă sunt modulele de iluminat LED, care sunt complete și trebuie doar conectate la priză.
La alegerea iluminatului artificial se pot urmări o serie de indicatori. Sursele de lumină trebuie să corespundă nevoilor plantelor atât din punctul de vedere al intensității iluminării, cât și din punctul de vedere al compoziției spectrale a radiației emise. Lumina este în primul rând o sursă de energie pentru fotosinteză, care asigură creșterea plantelor. Acest proces, dar și toate celelalte procese fotobiologice ale plantelor depind de lungimile de undă ale radiației absorbite.
Din punctul de vedere al spectrului, cultivatorul va fi interessat dacă iluminatul este destinat pentru plante verzi sau pentru plante cu flori. În funcție de aceasta, se alege iluminatul fie pentru creștere, fie pentru înflorire sau pentru ambele.
Manifestările vitale ale plantelor nu sunt determinate doar de fotosinteză, ci și de alte activități. Aceste activități sunt semnificativ mai puțin solicitante din punct de vedere energetic. Este vorba în principal despre fotomorfogeneză, care influențează formarea formei și organizarea organelor funcționale ale plantelor și este susținută în principal de zona albastră a spectrului. La unele plante, în special cele tropicale sau montane, această activitate se extinde până în zona radiației ultraviolete. În caz de lipsă de lumină albastră, plantele sunt lunguiețe, internodurile tulpinilor sunt îndepărtate unele de altele, frunzele sunt mai mici și au o culoare mai deschisă. O altă activitate este fototropismul, care influențează direcția de creștere a părților aeriene și subterane ale plantelor (părțile aeriene se întorc spre lumină, cele subterane invers). La toate plantele cu flori, fotoperiodismul are o mare importanță, care este influențat în special de partea cu lungime de undă lungă a spectrului (roșu și roșu închis). Are influență asupra proceselor de inducție, adică formarea mugurilor și dezvoltarea florilor. La unele flori, inducția mugurilor depinde de lungimea zilei. Plantele de zi lungă înfloresc în zilele lungi, plantele de zi scurtă dimpotrivă în zilele scurte.
Iluminat pentru cultivare în interior
Figura 3: Lămpile LED creează medii artificiale pentru cultivarea plantelor și legumelor și datorită eficienței ridicate aproape nu se încălzesc față de becul incandescent sau becul halogen
Lămpi economice sau lămpi cu sodiu?
Lămpile economice asigură un consum redus de energie. Conectarea lămpilor este simplă. Spectrul luminos al lămpilor economice pentru creștere și înflorire este similar cu cel al lămpilor cu descărcare. Lămpile economice sunt potrivite pentru spații unde există probleme cu căldura în exces și pot fi suspendate jos deasupra plantelor la o înălțime de aproximativ 30 cm.
Lămpile cu descărcare nu sunt destinate conectării directe la rețea. Pentru a asambla iluminatul este nevoie de un balast special, care să corespundă puterii, de o dulie și de un cablu adecvat. Lămpile cu descărcare sunt pentru creștere, înflorire sau cu spectru luminos combinat. Lămpi pentru creștere – lumină albastră și albă. Lămpi pentru înflorire – lumină roșu-galbenă. Lămpi combinate – spectru roșu, galben și o parte din spectrul albastru.
Tuburi fluorescente liniare – pentru creștere și înrădăcinare
Imaginea 4: Tuburi fluorescente liniare
Tubul fluorescent liniar este un tub lung de sticlă, etanșat ermetic la capete cu un soclu, prin care sunt introduse electrozii în tub. În interior se află un amestec de vapori de mercur și argon. Tuburile fluorescente emit lumină alb-albăstruie rece sau roșie. Lumina alb-albăstruie este foarte potrivită în special pentru faza de creștere a plantelor. La înrădăcinarea plantelor, cultivatorii obțin rezultate bune cu tuburi fluorescente care produc lumină roșie. Tuburile fluorescente pot fi folosite pentru precultivarea răsadurilor de plante sau pentru cultivarea plantelor aromatice (de exemplu, busuioc, arpagic sau pătrunjel). Deoarece tuburile fluorescente liniare au o putere mai redusă, sunt potrivite în special pentru plantele de talie joasă. Pentru cele mai mari ar putea să nu fie suficiente.
Caracteristici:
- eficiență ridicată de conversie a energiei electrice în energie luminoasă, atingând la alimentarea de înaltă frecvență până la 104 lm/W, cu un indice general ridicat de redare a culorilor Ra care atinge valori de până la 80,
- parametri geometrici adecvați, care permit construirea de corpuri de iluminat cu consum redus de materiale, cu optică simplă, cu posibilitatea de a le asambla în benzi luminoase continue sau suprafețe mari estetice,
- sortiment foarte larg de puteri de la 4 până la aproximativ 200 W,
- sortiment foarte larg de culori ale luminii emise, caracterizat prin temperatura de culoare de substituție de la 2 700 până la 17 000 K,
- la tipurile speciale se poate obține un Ra de până la 98 cu o performanță specifică foarte bună,
- linii de producție extrem de productive, a căror capacitate atinge până la 4 000 buc/h, cu un randament ridicat al procesului de producție; din aceasta rezultă un preț constant scăzut pentru sortimentul de bază de tuburi fluorescente,
- durată lungă de viață, care la unele tipuri speciale depășește 20.000 de ore cu o stabilitate bună a fluxului luminos pe parcursul funcționării
Tuburi fluorescente compacte (becuri economice) – pentru plante mici și mijlocii
Imaginea 5: Tub fluorescent compact
Becurile fluorescente compacte au o eficiență energetică cu 60 până la 80% mai mare în comparație cu becurile clasice standard. Durata medie de viață a becurilor fluorescente compacte este de peste zece ori mai mare decât cea a becurilor clasice – becul fluorescent compact aproximativ 6.000 până la 20.000 h, becul clasic aproximativ 1.000 h. Becurile fluorescente compacte de calitate destinate consumatorilor au un indice de redare a culorilor Ra > 80.
Becurile fluorescente compacte sunt produse tradițional cu spectru de creștere, spectru de înflorire și spectru dual. Aceste becuri sunt așa-numitele lămpi economice cu putere de la 85W la 250W. Funcționarea becurilor fluorescente compacte este practic identică cu funcționarea becurilor fluorescente liniare, cu diferența că puterea becurilor fluorescente compacte este mai mare decât puterea becurilor fluorescente liniare. Becurile fluorescente compacte cu spectru de creștere pot fi folosite pentru pre-cultivarea răsadurilor, cultivarea plantelor care nu înfloresc sau pentru faza de creștere la plantele cu flori. Becurile fluorescente compacte cu spectru de înflorire pot fi apoi folosite pentru faza de înflorire a plantelor cu flori. Becurile fluorescente compacte cu spectru dual pot fi folosite pentru toate tipurile de plante în orice fază de dezvoltare. Deoarece lămpile economice emit mai puțină căldură, pot fi instalate și în imediata apropiere a vârfurilor plantelor. Prin urmare, își găsesc aplicarea și în spații mici sau greu de ventilat.
Proprietăți:
- dimensiuni mai mici decât becurile fluorescente liniare
- putere mai mare în spațiul dat, dar putere specifică mai mică față de becurile fluorescente liniare
- puterea variază de la 5 la 55W
- becurile au un consum cu până la 80% mai mic la aceeași cantitate de lumină
- durată de viață de șase până la cincisprezece ori mai lungă a becurilor, ceea ce reprezintă o durată medie de viață de 6.000 ore până la 15.000 ore
- produse în multe tipuri și forme
- redare excelentă a culorilor a becurilor Ra80
Becuri fluorescente
Figura 6 Becuri fluorescente
Baza luminii becului fluorescent este lumina ultravioletă invizibilă pentru ochiul uman, care apare atunci când curentul electric trece prin gazul inert. Această lumină ultravioletă reactionează cu un amestec special de luminofori care acoperă peretele interior al tubului fluorescent. Lumina invizibilă se transformă astfel în lumină albă utilizabilă. Becurile fluorescente necesită o sursă specială de energie, așa-numita balast, care reglează curentul de funcționare al becului și furnizează tensiunea adecvată pentru aprinderea descărcării. Balasturile electronice au aceeași funcție ca balasturile magnetice învechite, dar spre deosebire de acestea funcționează cu o frecvență foarte înaltă. Datorită acestui fapt, pâlpâirea și zgomotul deranjante dispar și în același timp crește puterea. Balasturile electronice pot fi, de asemenea, proiectate mai ușor pentru a permite o funcționare mai stabilă și mai eficientă a becului, modificarea intensității luminii și interconectarea elementelor individuale de iluminat în cadrul unei rețele, astfel încât iluminatul să poată fi reglat într-un mod modern.
Tuburile fluorescente sunt o soluție excelentă pentru iluminatul funcțional în camere de studiu, birouri de acasă și alte încăperi unde este nevoie de o lumină cu adevărat puternică. Durează de până la 20 de ori mai mult decât becurile clasice și au un consum cu până la 80% mai mic.
Pot fi utilizate tuburi fluorescente de diferite dimensiuni, de la treizeci de centimetri până la două metri și jumătate lungime, montate în corpuri de iluminat fluorescent standard. Cu un astfel de iluminat, plantele pot fi cultivate în pivniță, cămară sau mansardă aproape în același ritm ca afară în mijlocul verii. Sunt perfecte pentru faza de creștere. Sunt fabricate în puteri de 18W, 36W și 54W. Datorită puterii reduse, sunt mai potrivite pentru înrădăcinarea butașilor sau pentru iluminarea suplimentară a părților inferioare ale plantelor atât în faza de creștere, cât și în cea de înflorire. Pentru conectarea lor este necesar și un starter și o bobină de reactanță, însă cu puteri mult mai mici decât la "becurile economice".
Caracteristici tehnice
- tuburi fluorescente cu vapori de mercur la presiune joasă
- temperatura scăzută a sursei de lumină permite plasarea tuburilor fluorescente direct deasupra plantelor fără riscul de arsuri.
- flux luminos inițial ridicat
- pot fi utilizate cu baласturi convenționale și de înaltă frecvență
- tuburi fluorescente complet reciclabile, toate componentele pot fi utilizate la fabricarea unui tub nou
- pe bază există o zonă verde care indică faptul că tubul este reciclabil
Corpuri de iluminat LED - pentru creșterea plantelor
Figura 7: Lampă LED
Corpurile de iluminat LED pentru susținerea creșterii plantelor sunt potrivite pentru utilizare în principal în grădinile botanice, pentru ameliorarea plantelor în sere de grădină, în interioare pentru iluminarea plantelor etc.
Corpurile de iluminat de cultivare cu LED-uri se caracterizează printr-o proprietate fundamentală. Componentele semiconductoare pot emite lumină monocromatică cu bandă îngustă. Prin combinarea diodelor de diferite culori și reglarea puterii permit mixarea oricărui spectru luminos și modificarea lui dinamică. Calitatea luminii poate fi apoi adaptată nevoilor speciei specifice sau fazei de dezvoltare (fază vegetativă, fază generativă - inducerea înfloririi). Cele mai bune sisteme automate contemporane, corespunzător de scumpe, destinate serelor, răsfață culturile, de exemplu, prin imitarea redării cromatice a razelor predominante la răsăritul și apusul soarelui. Instalare și utilizare ușoară a dispozitivului, conectare directă la priză 220-240V. (Nu este necesară alimentare electrică suplimentară.) Lumina poate fi plasată direct deasupra plantelor, nu emite deloc lumină fierbinte sau vibrații. Durata recomandată de iluminare 10 - 18 ore pe zi
Proprietăți:
- durată de viață extrem de lungă - 100.000 de ore (mai mult de 10 ani de funcționare continuă),
- consum redus,
- rezistență la șocuri, lovituri, vibrații,
- degajare redusă de căldură,
- caracteristici controlate de emisie,
- fără radiații infraroșii sau ultraviolete,
- durată lungă de viață și rată de defecțiune aproape zero,
- cost neglijabil al consumului de energie electrică pe an,
- întreținere minimă, respectiv zero,
- posibilitatea de oprire și pornire frecventă,
- rezistență ridicată la deteriorare și la frig,
- diversitate cromatică – alb, roșu, albastru, galben, verde,
- datorită eficienței ridicate, aproape nu se încălzește.
Lămpi cu sodiu
Figura 8: Lampă cu sodiu
Lămpile cu sodiu sunt surse de lumină în care lumina este emisă în principal de vaporii de sodiu cu o presiune parțială de funcționare cuprinsă între 3 și 60 kPa. Lămpile sunt apoi clasificate în funcție de putere (70W, 100W, 150W, 400W, 600W etc.), spectru - spectru de creștere, înflorire sau combinat și numărul de lumeni. Lămpile se caracterizează printr-o funcționare foarte economică în comparație cu becurile clasice și emit o cantitate extrem de mare de radiații pentru dimensiunea lor. Lămpile cu sodiu se caracterizează printr-un coeficient dublu de conversie a energiei electrice în energie de radiație fotosintetică activ, în comparație cu lămpile cu mercur. Lămpile tubulare cu sodiu combină o performanță ridicată de emisie (până la 150lm/W) din distribuția spectrală a energiei, care pare să fie cea mai favorabilă pentru diferite tipuri de culturi protejate. Creșterea presiunii vaporilor de sodiu în focarul de radiație permite extinderea spectrului în roșu și albastru și așa-numitul fundal stabil într-o gamă largă de lungimi de undă. Lămpile nu sunt destinate conectării directe la rețea - pentru funcționarea lor aveți nevoie de un balast special. Lămpile de creștere emit lumină albastră și albă, lămpile de înflorire emit lumină roșu-galbenă, iar cele combinate emit apoi lumină roșie, galbenă și au și o anumită proporție de spectru albastru.
Lămpile cu sodiu sunt potrivite pentru iluminarea serelor. Sunt ideale pentru iluminatul suplimentar în horticultură, deoarece stimulează asimilarea și creșterea plantelor. Acest lucru este important în special la cultivarea florilor pentru tăiere, legumelor, plantelor de interior și răsadurilor. Pentru horticultură, aceasta aduce următoarele avantaje: perioade de cultivare mai scurte, plante mai sănătoase, influențarea perioadei de înflorire.
Proprietăți
- producție de lumină foarte intensă
- randament specific mare lm/W
- durată de viață ridicată
- performanță stabilă
- producție de cantități mari de căldură, ceea ce duce la necesitatea echipamentelor suplimentare de răcire
- din cauza încălzirii sursei este necesară respectarea distanței luminii față de vârfurile plantelor
- consum mai mare de energie electrică