Оборудование Теплицы 17 сентября 2024

Инновации в фитоосвещении

Текст: Вадим Кузьмичев, технический директор Рутстер

Продукт Rootster Agro, протестированный на тепличных культурах, продемонстрировал отличные результаты: снижение энергопотребления вдвое и повышение урожайности на 10–15%. Это стало возможным благодаря точной настройке спектра света и оптимальному распределению светового потока, что подтверждено исследованиями Rootster и независимыми испытаниями в теплицах

В светодиодном освещении есть факты, которые нельзя игнорировать. Гибридное освещение (ДНаТ + LED) набирает популярность, хотя его эффективность сомнительна. Многие производители акцентируют внимание на максимальной эффективности (PPE), игнорируя спектральные характеристики. Например, спектры 5:5:90 (B:G:R) демонстрируют высокие PPE, но менее эффективны по сравнению с более сбалансированными, такими, как 8:25:55:12 (B:G:R), даже при PPE 3.2 мкмоль/Дж. В статье рассмотрены актуальные исследования и практические результаты, протестированные в исследовательских институтах, тепличных комплексах и лаборатории Rootster.

1. Влияние светового спектра на развитие растений.png

Современное сельское хозяйство активно внедряет технологии, повышающие урожайность, качество продукции и снижающие затраты. Одно из таких решений — использование светодиодных фитооблучателей в закрытом грунте. Эти устройства оптимизируют фотосинтез, снижая энергозатраты и улучшая условия роста растений. В статье обсуждаются ключевые аспекты применения LED-светильников, их научные предпосылки и результаты исследований, подтверждающих их эффективность.

ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Внедрение светодиодного освещения в теплицах обусловлено рядом факторов. Во-первых, это значительная экономия электроэнергии — до двух раз по сравнению с традиционными лампами высокого давления (ДНаТ), что подтверждено исследованиями в теплицах Европы, Северной Америки и России. Во-вторых, LED-лампы позволяют точно настраивать спектр, улучшая морфологию растений и повышая урожайность. Например, исследования университета Вагенинген показали, что оптимизация светового спектра увеличивает биомассу растений на 12–18% и урожайность на 15–18% (Smith, H., et al., 2020).

Однако многие производители фокусируются на формальных показателях, таких, как PPE до 3.5 мкмоль/Дж, игнорируя спектральные характеристики. В результате часто используются неэффективные спектры 1:20 (синий:красный) с добавлением не более 5% зеленого, что ухудшает морфологию и снижает урожайность. Исследования показывают, что соотношения 1:7 и 1:4 (синий:красный) с PPE 3.2 мкмоль/Дж обеспечивают лучшие результаты, высокую урожайность и отсутствие проблем с морфологией растений.

Кроме того, LED-технологии значительно сокращают тепловыделение, уменьшая потребность в системах вентиляции и охлаждения, что снижает эксплуатационные затраты на поддержание микроклимата в теплицах. Это делает светодиодное освещение не только более эффективным, но и экологически безопасным решением для современного сельского хозяйства.

ВАЖНЫЕ АСПЕКТЫ

Оптимизация спектра света — один из важнейших факторов, влияющих на эффективность фотосинтеза и развитие растений. Фотосинтетически активная радиация (ФАР) охватывает диапазон длин волн от 400 до 700 нм, и исследования показывают, что наиболее значимыми являются длины волн 450 нм (синий свет) и 660 нм (красный свет). Университет Вагенинген провел серию экспериментов, в которых установил, что соотношение синего и красного света в диапазоне от 1:4 до 1:7 значительно улучшает морфологические характеристики растений, увеличивая их биомассу и урожайность (van der Meer, P., et al., 2019).

3. Пример исследований влияния различных спектров на светокультуру.png

Дополнительно было показано, что добавление дальнего красного света с длиной волны 740 нм способствует стимулированию фотоморфогенеза, ускоряя созревание плодов. Исследования университета Глазго продемонстрировали увеличение урожайности томатов на 12% при использовании дальнего красного света (Johansson, J., et al., 2021). Зеленый свет (520–540 нм), включенный в спектр, также играет важную роль, обеспечивая более равномерное освещение листового аппарата и улучшая проникновение света в нижние ярусы растений. Это было подтверждено исследованиями, проведенными Техническим университетом Мюнхена, где добавление зеленого света привело к увеличению урожайности огурцов на 12–15% (Müller, R., et al., 2022).

ЭФФЕКТИВНОСТЬ LED

Эффективность светодиодных светильников зависит от качества и количества света. Photosynthetic Photon Efficacy (PPE), измеряющая количество фотонов, доступных для фотосинтеза, может достигать 3.5 мкмоль/Дж у современных светодиодов, что значительно превышает показатели традиционных ДНаТ ламп (1.7 мкмоль/Дж).

Однако практическая эффективность зависит в том числе от спектральных особенностей. Например, при соотношении 1:7 и PPE 3.2 мкмоль/Дж результаты превосходят более высокие PPE с несбалансированным спектром.

2. Сравнение эффективности и светового потока ДНаТ и LED.png

Успешный пример: в тепличном комплексе на севере Санкт-Петербурга переход на светодиоды сократил энергопотребление на 45% и увеличил урожайность на 12% (Rootster Agro, 2021).

ТЕХНОЛОГИЯ ВЫРАЩИВАНИЯ

Светодиодное освещение требует корректировки технологии выращивания. Повышение интенсивности света требует увеличения уровня CO2 для оптимального фотосинтеза. Растения могут нуждаться в дополнительном питании, особенно в азоте и калии, что требует изменений в питательных растворах. Увеличение светового потока стимулирует активный рост, что может потребовать корректировки полива и внесения удобрений.

КОЛИЧЕСТВО СВЕТА

Количество света играет ключевую роль в росте и развитии растений. Переход с натриевых ламп на светодиодные требует внимания к световому потоку и его распределению. LED-светильники даже при меньшей мощности могут обеспечить более высокий уровень PPFD — плотность фотонного потока на единицу площади. Например, 600 Вт светодиод способен дать на 30% больший PPFD, чем 1000 Вт лампа ДНаТ, при меньшем энергопотреблении.

РЕШЕНИЯ КОМПАНИИ ROOTSTER

Компания Rootster предлагает светодиодные решения, основанные на передовых исследованиях и тестированиях. Продукт Rootster Agro, протестированный на тепличных культурах, показал снижение энергопотребления вдвое и увеличение урожайности на 10–15%. Это стало возможным благодаря точной настройке спектра и оптимальному распределению светового потока, что подтверждено исследованиями Rootster и независимыми испытаниями.

Мы уверены, что наша технология готова к внедрению и способна улучшить ваши производственные показатели. Rootster предлагает комплексные решения по установке и настройке светодиодного освещения в теплицах. Свяжитесь с нами для разработки индивидуального плана перехода на LED-технологии, обеспечивающего максимальную отдачу от инвестиций. Мы предлагаем полную модернизацию освещения и сопровождение внедрения, включая биологическую составляющую.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Современные технологии фитоосвещения открывают новые возможности для повышения продуктивности сельского хозяйства. Светодиодные светильники не только экономят ресурсы, но и значительно улучшают урожайность и качество продукции. Это не тестовая технология — она готова к внедрению. Грамотное использование этих технологий обеспечит вашей компании конкурентное преимущество. Мы готовы поддержать вас на каждом этапе, от консультации до реализации проекта.