إضاءة للنباتات: وظيفة وطرق وأجهزة الجهاز
إضاءة النبات
بدون مبالغة ، يمكن أن يطلق الضوء على مصدر الحياة للنباتات والشرط الرئيسي لنموها الناجح. بدون ضوء ، يكون رد الفعل الضوئي الذي يزود النبات بالتغذية مستحيلاً ، ويمكن أن يموت ببطء من الجوع. مع نقص الضوء ، تضعف النباتات ولا يمكنها مقاومة الآفات والأمراض. في الظروف الداخلية ، وكذلك في البيوت الزجاجية والبيوت الزجاجية ، لا يوجد ضوء طبيعي كافٍ ليس فقط في فصل الشتاء ولكن أيضًا في فصل الصيف ، وبالتالي تظل الإضاءة الإضافية للنباتات المزودة بأجهزة إضاءة كهربائية واحدة من العوامل الرئيسية للنمو والصحة الناجحة للحيوانات الأليفة المزخرفة والحوض وحتى الخضار الخضراء التي تنمو في حدائق الشتاء وعتبات النوافذ.
المحتوى
- خصائص إضاءة الأجهزة الكهربائية
- واتس ، أجنحة ، لومينز
- ما يتأثر بطيف ولون الضوء
- أنواع مصابيح الإنارة
خصائص إضاءة الأجهزة الكهربائية
إنشاء إضاءة اصطناعية للنباتات الداخلية ، يجب فهمها بوضوح أي من الوظيفتين المحتملتين ستؤديها:
- الشفق
- تغطية كاملة
إذا كانت حيواناتك الأليفة الخضراء تقع بالقرب من النوافذ ، على شرفة زجاجية أو لوجيا ، فمن المرجح أنها تحتاج إلى إضاءة دورية ، والتي ستعوض نقص الضوء الطبيعي ولها تأثير مفيد على نموها وتطورها وزهورها. في هذه الحالة ، لا يهم اختيار المصابيح كثيرًا ، وسيوفر استخدام مرحل مؤقت مزدوج الوضع تلقائيًا للنباتات الكمية اللازمة من الضوء في الصباح والمساء.
إضاءة النباتات الداخلية على حافة النافذة
في كثير من الأحيان ، تزرع النباتات تحت إضاءة اصطناعية ، أي في غرف بدون نوافذ أو في زوايا الغرفة بعيدة عن النوافذ. في المواقف التي لا تكون فيها نباتاتك مطلعة على الإطلاق مع ضوء النهار الطبيعي ، فإنها تحتاج إلى اختيار مصابيح ذات طيف خاص يلبي احتياجات المساحات الخضراء الداخلية أو المائية..
واتس ، أجنحة ، لومينز
لاختيار المصابيح المناسبة لإضاءة النبات ، يحتاج كل مزارع إلى أن يتذكر من دورة الفيزياء في المدرسة ما هي قوة المصباح ، وتدفق الضوء ، والإضاءة ، وما الذي يؤثر عليه ، وفي أي وحدات يتم قياسها.
يتم قياس قوة المصباح الكهربائي بالواط..
التدفق الضوئي هو السمة الرئيسية لمصدر الضوء ، ويقاس باللومن وكلما ارتفع المؤشر ، زاد انبعاث المصباح.
الإضاءة هي سمة مميزة لسطح مضاء بمصدر للضوء ، يقاس بالكس. يعتمد الوقت المستغرق لإضاءة مساحة معينة على مؤشر الإضاءة.
وبالتالي ، فإن التدفق الضوئي 1 Lm ، الذي يضيء مساحة 1 متر مربع ، يوفر له إضاءة 1 Lx. عند تصميم نظام إضاءة اصطناعي لمنزلك ، يجب مراعاة قاعدتين مهمتين:
- تتناسب كمية الإضاءة عكسًا مع مربع المسافة من مصدر الضوء إلى السطح. أي ، رفع المصباح على ارتفاع 50 سم فقط عن مستواه السابق ، على سبيل المثال ، نصف متر فوق النباتات ، نزيد مساحة الإضاءة ، لكننا نخفض مستوى الإضاءة بمقدار 4 مرات.
- يعتمد مستوى الإضاءة على الزاوية التي يوجه الضوء عندها إلى السطح. قياسا على الشمس في ذروتها ، سيوفر مصدر ضوء من نوع الكشاف أقصى إضاءة إذا كان متعامدًا مع المنطقة المضيئة.
ما يتأثر بطيف ولون الضوء
الضوء الطبيعي أو الاصطناعي هو مزيج من الموجات الكهرومغناطيسية بأطوال مختلفة تسمى طيف الضوء. يتكون طيف الضوء من أجزاء طيفية مكونة ، كل منها يتوافق مع الجزء الخاص به من طيف بلون معين ، مرئي أو غير مرئي. يُنظر إلى الجزء المرئي من الطيف من خلال الرؤية على أنه ضوء أبيض ، والأجزاء غير المرئية هي الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء. تلعب جميع أجزاء الطيف الضوئي دورًا مهمًا في تطوير النباتات..
أثناء عملية التمثيل الضوئي ، يمتص الكلوروفيل والأصباغ النباتية الأخرى بمشاركة الضوء ثاني أكسيد الكربون وينتج الأكسجين ، مما يحول طاقة الضوء إلى طاقة ضرورية للحياة. علاوة على ذلك ، فإن الصبغات التي “تعمل” في التفاعل تستخدم الضوء من الأجزاء الحمراء والزرقاء من الطيف. يتم التحكم في تطوير نظام الجذر وإزهار الثمار ونضجها بواسطة أصباغ ، وتقع ذروة حساسيتها في الجزء الأحمر من الطيف. تنظيم الإضاءة الاصطناعية للنباتات بشكل صحيح في جزء أو آخر من الطيف وتغيير مدة الفترات المضيئة والمظلمة ، يمكنك تسريع أو إبطاء نمو النبات ، أو تقصير موسم النمو أو التحكم في العمليات الأخرى.
طيف قمم حساسية أصباغ النبات في عمليات الحياة المختلفة
يشار إلى أهم الخصائص الطيفية واللونية لأجهزة الإضاءة على علاماتها بالمؤشرات التالية:
- تشير درجة حرارة اللون لمصباح CCT إلى لون الإشعاع ، المقاس بالدرجات على مقياس كلفن ويتوافق مع درجة الحرارة التي يكون فيها لون المعدن الساخن أقرب إلى لون الضوء لجهاز الإضاءة ؛
- يميز معامل تجسيد لون المصباح CRI مطابقة لون الكائن المضاء إلى لونه الحقيقي ، المقاس من 0 إلى 100.
على سبيل المثال ، يعني وضع علامة على المصباح “/ 735” أنه جهاز بخصائص CRI = 70-75٪ و CCT = 3500 درجة كلفن ، وعلامة “/ 960” تميز مصباحًا مع CRI = 90٪ و CCT = 6000 ° ك ، لون الذي يكون إشعاعه قريبًا من ضوء النهار.
من المهم أن تتذكر! في ضوء مصباح مصمم لإضاءة النباتات ، يجب أن تكون ألوان الجزأين الأحمر والأزرق من الطيف موجودة.
أنواع مصابيح الإنارة
للإضاءة أو الإضاءة الاصطناعية الكاملة للنباتات الداخلية المزخرفة ، يتم استخدام الأنواع التالية من أجهزة الإضاءة:
- المصابيح المتوهجة؛
- مصابيح تفريغ الغاز ؛
- مصباح LED.
المصابيح المتوهجة المطبقة
أقدم نوع من المصابيح المعروفة ، حيث يعمل لولب التنغستن الأحمر الساخن الذي يتم وضعه في قارورة زجاجية كمصدر للضوء. يتم تثبيتها في الخرطوشة ولا تتطلب معدات خاصة للتوصيل. بالإضافة إلى “لمبات إيليتش” المعتادة ، تنتمي بعض أنواع الإضاءة المحسنة الأخرى إلى مجموعة المصابيح المتوهجة:
توصيف مصابيح الهالوجين
يتم ضخ مزيج من غازات الزينون والكريبتون داخل لمبة هذه المصابيح ، مما يوفر توهجًا أكثر إشراقًا ومتانة من اللولب المتوهج. يجب عدم الخلط بينه وبين مصابيح هاليد المعدنية لتصريف الغاز..
مصباح هالوجين وهاج مع عاكس مدمج
لماذا مصابيح النيوديميوم جيدة؟?
تمت إضافة سبيكة النيوديميوم إلى زجاج المصابيح من هذا النوع ، مما يضمن امتصاص الإشعاع من الجزء الأصفر والأخضر من الطيف. ونتيجة لذلك ، في ضوء مصباح النيوديميوم ، يبدو السطح المضاء أكثر إشراقًا ، على الرغم من أن كمية الضوء المنبعث لا تزيد.
العيب الشائع للمصابيح المتوهجة هو عدم وجود إشعاع أزرق في طيفها وخرج ضوء منخفض للغاية من 17-25 Lm / W ، وبالتالي فهي ليست مناسبة جدًا لمصانع الإضاءة. بالإضافة إلى ذلك ، تصبح المصابيح المتوهجة ساخنة للغاية ، وعندما تقع على ارتفاع أقل من 1 متر ، يمكن أن تسبب حروقًا للنباتات ، وعلى ارتفاع أعلى من 1 متر لا يمكنها توفير إضاءة فعالة.
الأجهزة المتوهجة لتصريف الغاز
على عكس المصابيح المتوهجة ، ينتج انبعاث الضوء في مصابيح تفريغ الغازات عن تفريغ كهربائي بين قطبين في خليط غاز. اعتمادًا على تركيبة خليط الغاز ، يمكن أن تصدر ضوءًا من أي جزء من الطيف. تميز مصابيح التفريغ
- الضغط المنخفض – مصابيح الفلورسنت ، تستخدم على نطاق واسع لإضاءة المباني السكنية وغيرها ؛
- الضغط العالي – نطاق هذا النوع من المصابيح أوسع بكثير ، من إضاءة الشوارع إلى إضاءة الأشياء الخاصة.
لتوصيل جميع أنواع مصابيح التفريغ ، باستثناء أحدث موديلات أجهزة الفلورسنت الموفرة للطاقة ، يلزم وجود كابح خاص – كابح ، على الرغم من أن قاعدة بعضها تبدو مشابهة لقاعدة المصابيح المتوهجة التقليدية.
مصابيح الفلورسنت ذات الضغط المنخفض عبارة عن أنبوب زجاجي ، على كلا الجانبين يوجد زوج من الأقطاب الكهربائية المتصلة بواسطة دوامة التنغستن. يوجد داخل الأنبوب خليط من الغاز الخامل وبخار الزئبق ، والسطح الداخلي للأنبوب الزجاجي الأنبوبي مطلي بتركيبة خاصة – الفوسفور. نتيجة لتفريغ كهربائي ، يولد بخار الزئبق إشعاعًا فوق بنفسجي غير مرئي للعين ويتحول بواسطة الفوسفور إلى ضوء أبيض مرئي. هناك ثلاثة أنواع من مصابيح الفلورسنت.
مصابيح الفلورسنت للأغراض العامة
تستخدم المصابيح من هذا النوع على نطاق واسع لغرف الإضاءة ، وتتميز بإخراج ضوئي مرتفع يبلغ 50-70 Lm / W وإشعاع حراري منخفض وعمر خدمة طويل. يمكن استخدامها للإضاءة الدورية للنباتات الداخلية ، ولكن نظرًا للطيف المحدود ، فإن استخدام هذه المصابيح للإضاءة المنتظمة للبيوت الزجاجية المنزلية ليس دائمًا مثاليًا.
إضاءة نباتات الزينة بمصابيح الفلورسنت
أجهزة الفلورسنت لأغراض خاصة
يختلف هذا النوع من المصابيح الفلورية عن السابقة في تكوين الفوسفور المطبق على السطح الداخلي للأنبوب الزجاجي. نتيجة للتحسن ، فإن طيف الضوء المنبعث من المصباح قريب من الطيف الذي تحتاجه النباتات. وبنفس القوة ، ينبعث المصباح قدرًا أكبر من الضوء بالتحديد من الجزء “المفيد” من الطيف ، وبالتالي فهو مناسب لأي حاجة: سواء كانت الإضاءة الكاملة مطلوبة للنباتات الداخلية ، أو الإضاءة الدورية أو الإضاءة الزخرفية.
أنابيب الفلورسنت المدمجة
الفرق الرئيسي بين هذا النوع من مصابيح الفلورسنت من الاثنين السابقين هو الصابورة المدمجة في القاعدة ، والتي بفضلها يتم دمجها بسهولة في أي دائرة إضاءة الشقة أو في المنزل بدون معدات إضافية باهظة الثمن ، أي أنها ببساطة تثبت في أي خرطوشة بالحجم المناسب. كونها بديلاً جيدًا للمصباح المتوهج التقليدي كجهاز إضاءة ، فإن مجموعة واسعة غير كافية من المصابيح الموفرة للطاقة غير قادرة على توفير إضاءة فعالة للنباتات الداخلية. علاوة على ذلك ، فإن عيبهم الكبير هو حجم المصباح: يمكن استخدام مصباح الفلورسنت المدمج بقوة 20 واط أو أكثر (مقابل طاقة مصباح وهاج 100 واط) لإضاءة مجموعة صغيرة أو مصنع منفصل ، يتم وضعه على ارتفاع 30-40 سم.
مصباح الفلورسنت المدمج مع الصابورة المدمجة
أكثر فعالية في دور أجهزة الإضاءة للنباتات هي مصابيح الفلورسنت المدمجة ذات الطاقة المتزايدة من 36-55 واط. وهي تختلف عن مصابيح الفلورسنت العادية في ناتج ضوء أعلى وعمر خدمة أطول ، ويمكن أن يوفر انتقال الضوء الممتاز CRI = 90٪ وطيف واسع يحتوي على ألوان حمراء وزرقاء للنباتات إضاءة مريحة. من المستحسن استخدام هذه المصابيح مع عاكس في تلك الحالات عندما تكون الطاقة الإجمالية لأجهزة الإضاءة التي لا تزيد عن 200-300 واط كافية لإضاءة حديقة زهور منزلية. حتى الآن ، عيبهم الوحيد هو السعر المرتفع للغاية والحاجة إلى الصابورة الإلكترونية للتواصل.
تعتبر مصابيح تفريغ الغاز ذات الضغط العالي واحدة من ألمع مصادر الإضاءة ؛ وتتميز بإخراج ضوئي عالي وأبعاد مدمجة مريحة. مصباح واحد قادر على إضاءة النباتات بشكل فعال على مساحة كبيرة إلى حد ما. يتم توصيل المصابيح من هذا النوع بالتيار الكهربائي من خلال كابح خاص ، ويوصى باستخدامها لمصانع الإضاءة في الحالات التي تتطلب الكثير من الضوء ، والتي لا توفرها أجهزة الإضاءة ذات الطاقة الإجمالية 200-300 واط. يتم استخدام الأنواع التالية من مصابيح التفريغ عالية الضغط لإضاءة البيوت البلاستيكية والدفيئات المنزلية:
- الزئبق؛
- صوديوم؛
- هاليدات معدنية ، تسمى أحيانًا هاليدات معدنية.
مصابيح الزئبق عالية الضغط
أقدم جيل من مصابيح التفريغ. إذا كان السطح الداخلي للقارورة غير مطلي ، فإن لديهم معامل عرض لونًا منخفضًا جدًا ولون إشعاعي مزرق مزعج. مخالب الزئبق من الجيل الأخير مغلفة داخليًا بمركب خاص يحسن خصائصها الطيفية ، وقد قام بعض الشركات المصنعة بتكييف مصابيح من هذا النوع لإضاءة النباتات. لكن مثل هذا العيب مثل انخفاض إنتاج الضوء لم يتم القضاء عليه بعد.
مصابيح تفريغ الصوديوم
مصابيح ساطعة فعالة ذات ناتج ضوئي عالي ، تتميز بموارد عالية جدًا من 12-20 ألف ساعة ، ويمثل طيف مصابيح الصوديوم بشكل رئيسي المنطقة الحمراء التي تنظم عمليات تكوين الجذر وإزهار النباتات. مصباح صوديوم تفريغ غاز واحد بقوة 250 واط أو أكثر ، ومجهز بعاكس مدمج ، قادر على إضاءة منطقة رائعة من حديقة شتوية أو مجموعة كبيرة من النباتات بشكل فعال. لتحقيق التوازن بين طيف الإشعاع ، يوصى باستبدال مصابيح الصوديوم بمصابيح الزئبق أو مصابيح الهاليد المعدنية..
لتوصيل مصباح هاليد معدني ، مطلوب خرطوشة خاصة ، على الرغم من حقيقة أن قاعدته تشبه قاعدة المصباح المتوهج
مصابيح هاليد معدنية مثالية
النوع الأكثر تقدمًا من مصباح التفريغ كمصدر إضاءة للنباتات. وتتميز بقوة عالية ومورد كبير وطيف متوازن بشكل مثالي مريح للنباتات. لتوصيل مصباح هاليد معدني ، مطلوب خرطوشة خاصة ، على الرغم من حقيقة أن قاعدته ظاهريًا لا تختلف عمليا عن قاعدة المصباح المتوهج. العيب هو أن التكلفة مرتفعة جدًا مقارنة بأنواع المصابيح الأخرى.
أجهزة إضاءة LED
على عكس جميع الأجهزة المستخدمة لإضاءة أو إضاءة النباتات ، فإن جهاز إضاءة LED ليس مصباحًا ، بل هو جهاز أشباه موصلات في الحالة الصلبة لا يوجد فيه لمبة زجاجية هشة مليئة بالغاز غير الآمن ، والخيوط والعناصر المنقولة غير الموثوقة. يتم إنشاء الإشعاع في LED عندما يمر تيار كهربائي من خلال بلورة اصطناعية خاصة. تنفق الطاقة الرئيسية على إنشاء تدفق مضيء ، وتتم العملية بدون حرارة – وهي ميزة مهمة جدًا تسمح لك بإنشاء الإضاءة المثالية لنباتات الزينة التي تعاني من ارتفاع درجة الحرارة..
تدريجي إضاءة LED بالنسبة للنباتات من أي نوع ، تعتبر تقنية المستقبل. تحتوي مصابيح LED على مورد لا مثيل له يصل إلى 100 ألف ساعة من التشغيل المتواصل ، وتستهلك كهرباء أقل بنسبة 75٪ مقارنة بأجهزة الإضاءة التقليدية وهي قادرة على توفير طيف إشعاع مريح لتطوير المصنع. من المهم جدًا أن يضمن عدم وجود أجزاء من الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء من الطيف الأمان الكامل لأجهزة LED للأشخاص والنباتات.
يعتمد لون إضاءة LED على تركيبة البلورة التي يتدفق من خلالها التيار الكهربائي ، ويمكن تعديل شدة الإشعاع عن طريق تغيير قوة التيار. إذا كان أحد أجهزة الإضاءة يتكون من عدة بلورات ، كل منها ينبعث منها ضوء جزء معين من الطيف ، فيمكن التحكم في القوة الحالية لكل منها. العيب الوحيد لمصابيح LED هو أنها مكلفة للغاية مقارنة بالمصابيح التقليدية.
إضاءة مصنع LED
وبالتالي ، فإن اختيار أجهزة الإضاءة يسمح لكل بستاني ، بصرف النظر عن الميزانية ، بإنشاء إضاءة طبيعية لمصانعهم.
الخيار الأرخص هو المصابيح الفلورية المتوهجة أو المدمجة مع الصابورة المدمجة التي تناسب حاملات المصابيح التقليدية.
تعتبر المصابيح الفلورية المدمجة مثالية لإضاءة عدد صغير من النباتات المنخفضة متباعدة بشكل وثيق مع بعضها البعض. تضيء النباتات القائمة بذاتها الطويلة بشكل أفضل بمصابيح التفريغ منخفضة الصوديوم من نوع Floodlight حتى 100 واط.
تضيء النباتات ذات الارتفاع نفسه تقريبًا الموجودة على الرفوف أو عتبات النوافذ بمصابيح الفلورسنت عالية الطاقة الطويلة أو المدمجة. استخدام عاكس مع مصابيح الفلورسنت يزيد بشكل كبير من تدفق الضوء المفيد.
لإضاءة حديقة شتوية كبيرة أو مجموعة واسعة من النباتات ، يمكنك استخدام مصباح سقف واحد أو أكثر مع مصابيح صوديوم قوية أو مصابيح هاليد معدنية (من 250 طن).
وأخيرًا ، في كل حالة من هذه الحالات ، تكون إضاءة LED الحديثة مناسبة بشكل مثالي ، والتي يتم تعويض تكلفتها المرتفعة أكثر من الراحة من خلال تألق الأوراق الخضراء وبراعم أزهار حيواناتك الأليفة..