ТЕХНОЛОГИЯ СВЕТОДИОДНОГО ОСВЕЩЕНИЯ ДЛЯ РАСТЕНИЙ Часть I: Предыстория
ТЕХНОЛОГИЯ СВЕТОДИОДНОГО ОСВЕЩЕНИЯ ДЛЯ РАСТЕНИЙ Часть I: Предыстория
Свет, так же как вода, почва, температура и воздух, необходимы для роста растений. Человек давно осознал важность воды, почвы и температуры для выращивания растений и начал использовать технологии орошения, удобрения и теплицы для искусственного изменения условий и окружающей среды для растений. В результате урожай был успешно повышен. Однако мы всегда мало знали об освещении и его влиянии на рост растений.
Человек считал, что растения могут получать все необходимое питание из почвы, до 1880 года, когда американский ученый Г. Энгельман опытным путем обнаружил, что зеленые листья могут производить крахмал и выделять кислород только при свете. Только после этого условия освещения появились в исследованиях и выращивании растений.
Обычно человеческий глаз может реагировать на длины волн от 380 до 780 нм (от темно-фиолетового до ближнего инфракрасного). Подобно человеческому глазу, растения могут поглощать волны с длиной волны от 400 до 700 нм, что определяется как фотосинтетически активное излучение (ФАР). То есть только свет (длина волны) от 400 до 700 нм может восприниматься и поглощаться растениями для фотосинтеза.
Исследования показывают, что свет влияет на рост растений в трех аспектах:
1. Интенсивность света.
Известно, что растения могут поглощать СО2, производить химическую энергию и выделять О2 только на свету. В темноте они дышат, поглощают O2, потребляют химическую энергию и выделяют CO2. Когда интенсивность света равна 0, они только фотосинтезируют, и чем выше интенсивность света, тем быстрее происходит фотосинтез. Когда фотосинтез и дыхание происходят с одинаковой скоростью, СО2, генерируемый последним, полностью поглощается первым, и интенсивность света в этой точке определяется как точка компенсации света. Только когда интенсивность света выше, чем точка компенсации света, растения могут расти здоровыми. Скорость фотосинтеза растет вместе с интенсивностью света, но прекращается, когда интенсивность света достигает определенной точки, которая определяется как точка насыщения светом.
Рисунок 1. Зависимость между интенсивностью освещения и скоростью фотосинтеза.
2. Фотопериодизм
Фотопериодизм — физиологическая реакция растений на длину дня и ночи. В соответствии с их требованиями к продолжительности света и темноты в 24-часовом временном цикле растения подразделяются на растения короткого дня, растения длинного дня и растения нейтрального дня. Фотопериодизм формируется в процессе длительной адаптации растения к земной среде. Исследования показывают, что уменьшение или увеличение периода освещения может стимулировать или отсрочивать цветение.
Рисунок 2. Влияние темнового перерыва на цветение (Источник: http://knowledgeclass.blogspot.com/2015/01/photoperiodism.html)
3. Качество света.

Видимый белый свет представляет собой смесь лучей различной длины волны. Спектр отличается, когда соотношение смешивания отличается, и создает разные зрительные ощущения для человеческих глаз. Цветовая температура используется для различения белого света, например, цветовая температура в полдень составляет около 6500 К, а обычно около 2700 К на рассвете и в сумерках. Качество белого света одинаковой цветовой температуры человеческий глаз оценивает по цветопередаче, которая сильно зависит от спектра. Растениям на разных стадиях роста нужен свет разного спектра. Вот почему не существует универсального индекса, такого как CRI, для описания и оценки качества света. Как мы видим, рост растений предъявляет строгие требования к освещению. Вот почему выращивать малоценные культуры технически и экономически нецелесообразно. До того, как светодиодная технология была достаточно развита, традиционное искусственное освещение играло ограниченную роль, главным образом, в качестве дополнительного освещения в теплицах. Теперь, когда светодиодные технологии развиваются, все больше заводов используют светодиоды в качестве доминирующего источника света, и они появляются даже в густонаселенных городах.

Итак, по сравнению с традиционными источниками искусственного света, каковы преимущества светодиодов, которые вносят революционные изменения в производственные процессы? Мы поговорим об этом в нашем следующем посте из этой серии статей о выращивании растений. Пожалуйста, не переключайтесь.