Первая часть была про основы фотосинтеза и регуляции. Это база. Её нельзя не знать.
Вторая часть была про технику: какие типы светильников используются для растений и в чём их фишка.

В этой части соединим всё вместе, поговорим ещё немного о спектрах, какие можно раздобыть светильники и когда не стоит отдавать тысячи денег перекупам и маркетологам.

Квантовый выхлоп (quantum yield) МакКри

Напомню, самое важное, что стоило вынести из первой части - это что для фотосинтеза нужны фотоны, прям поштучно. Т.е. не сильно важно какого он цвета или расы, важно количество. В первой части фотосинтеза, где нужен свет, каждый полный цикл растение добывает из воды четыре электрона и четыре протона, а взамен отдаёт одну молекулу кислорода О₂. Кстати, не лишним ради любопытства будет ещё узнать, что после фотосинтеза растение поглощает три молекулы углекислого газа СО₂, оставляет себе углерод и прочие плюшки, и отдаёт три молекулы воды H₂O.
Для любителей тонкостей: цикл Кальвина формально проходит без света, но используемые молекулы НАДФН живут недолго, а производятся в основном при фотосинтезе. Поэтому циклу свет не нужен, но он как бы косвенно зависим от света.

Ещё мы помним, что свет также поглощается пигментами, которые работают в определённом диапазоне цветов - спектре. Но откуда человечество об этом узнало? Естественно, от инопланетян с помощью учёных. Какие-то исследования велись аж с конца 19 века (даже Тимирязев что-то публиковал), но по-настоящему знаковой, которая обобщила имевшиеся исследования и сняла вагоны с тормозов, стала работа Кита МакКри в начале 1970-х. Та самая работа, в результатах которой был получен график эффективности поглощённого фотона в процессе фотосинтеза: МакКри светил светом, считал поглощенные фотоны и количество уменьшившегося СО₂, что, как мы только что узнали, является характерным признаком фотосинтеза.

Ценность эксперимента МакКри была не только в эксперименте как таковом, сколько в факте, что он систематизировал под собой большой пласт существовавшей до этого теории: связал вместе поглощение фотона с эффективностью фотосинтеза, объяснил провал в зелёной части спектра поглощения растения, показал, что в замерах нужно оперировать количеством фотонов, а не качеством света (длинами волн). Кстати, после этой работы в обиход были введены такие величины, про которые даже домохозяйки уже могли слышать - PAR, PPF/PPFD, YPF.

Впрочем, и здесь не всё так однозначно. С одной стороны, в исследовании принимало участие 22 вида растений, которые показали одинаковый результат с разбросом в 7%. С другой стороны, измерения проводились на кусочке листовой пластины в 25 квадратных миллиметров, а не на всём растении. Правильно ли это? А кто его знает... И да, и нет.

Похожие исследования проводились и до МакКри (например, наши Шульгин и Клешнин с публикацией в 1959 году), и после него. В совершенно разных конфигурациях, с разным оборудованием. И с разными результатами... Одно дело, когда для эксперимента берётся только маленький кусок листа, и другое дело, когда растение используется целиком: на результаты начинает влиять огромное количество параметров, а отдельные биосистемы растения работают синергично. В первом случае можно упустить полную картину, а во втором трудно отделить вклад каждой такой системы в отдельности.

Именно поэтому до сих пор нет какой-то одной стандартной модели и одного "правильного" графика с четкими цифрами, который помог бы нам определить какой спектр для фотосинтеза растений самый-самый. Из-за этого в сети гуляет множество интерпретаций, в том числе бредовых. Где-то кривую МакКри называют спектром поглощения (это неправильно), где-то спектр фотосинтеза супер-простой и не отражает суть, а где-то пририсовали чушь и делают по ней неправильные выводы...

Впрочем, и сегодня учёные не останавливают исследования ни на минуту, продолжая делать открытия и дополняя модель фотосинтеза и роста растений новыми знаниями. Вот, например, роль ультрафиолета и как работает фоторецептор UVR8 выяснили сравнительно недавно.

Это всё хорошо, но что делать нам, домашним огородникам?

Спектр спектров

Всё-таки на большинстве графиков спектра в интернетах прослеживается некая общая закономерность. Давайте мысленно усредним, уберём заведомую чушь и налёт астрологии и остановимся примерно на таком варианте:

Что это? Это, скажем так, совокупность спектра поглощения растений и эффективности этого поглощения (quantum yield). Что он нам даёт? При выборе светильника чем больше её спектр пересечётся со спектром на картинке (всё, что под красной линией) и при этом будет иметь достаточно синего и красного света - тем лучше для основного света растениям. Всё, что не пересечётся (выше красной линии) - это потенциальные потери, т.е. просто будет потрачено.

Например, спектр современных светодиодов белого света (любого оттенка) весьма хорошо пересекается с таким графиком. И спектр составных сине-красных ламп - тоже пересекается. Это значит, что такие светильники будут достаточно эффективны для фотосинтеза растений.

Кстати, отдельно отмечу про зелёный свет, о котором много дебатов. Кто-то тыкает в спектр поглощения и говорит - зелёный не нужен, кто-то продолжал гнуть линию "важны все". А истина как раз посередине, прям как зелёный посередине видимого спектра. Зелёный свет точно так же участвует в фотосинтезе, как и все остальные, а вот поглощается его не очень много. Но это фича, а не баг: такой подход позволяет свету проходить через верхний ярус листвы больших растюх и частично поглощаться листьями ниже, что повышает их моральный дух. Именно поэтому на спектре есть заметный провал в районе зелёного цвета.

Чтобы что?

Штош, наконец-то. Наконец-то мы добрались до того места, где почти вся теория позади, а впереди - только практика и конкретика (надеюсь)! Теперь мы всё знаем: как работает растение, как работает свет, как работают лампы. Пора выбирать светильники и закупаться.

Кто читал первую часть, тот помнит про важный вопрос: для чего вам нужен фитосвет? Для рассады, для комнатных растений, для конкретной культуры, для выгонки, для сити-фермы? Для частичной досветки, для полного цикла/полной светокультуры? Пора доставать свой ответ.

👉 Кстати, а прямо здесь - то самое место, откуда могут начать те микроогородники с шестью миллисотками на подоконнике, кто не хотел во всё вникать. Или кто только начинает рассадничать, не зная ничего о свете, но очень хочет урожаев.

Да будет фитосвет, наконец уже

Во второй части мы остановились на том, что в фитосвете для дома и всяких микроферм светодиодам нет разумных альтернатив. По большому счёту, выбор делится на две больших группы светильников: 1) на основе светодиодов синего (440-450 нм) и красного (660 нм) света - так называемые биколоры, 2) на основе светодиодов белого света (как тёплых, так и холодных). И есть ещё небольшая подгруппа всякой чепухи, которую я тоже упомяну в следующей части.

Красно-синий дуализм

Несмотря на то, что многие сегодня называют красно-синие светильники, они же биколоры, отстоем и старьём, они эффективнее белых ламп. Но, эта эффективность всего лишь порядка 10-15%. С огромной долей вероятности ни экономического эффекта, ни прироста рассады или урожая вы скорее не заметите. А учитывая, что на рынке внятных образцов ламп за адекватную цену уже нет, то эту группу вряд ли стоит рассматривать. Под внятными я имею в виду настоящие 445+660 светодиоды, адекватной мощности, размера и цены, а не лиловые "фулл-спектрумы" (про них в следующей части) или ширпотребные красные 620нм.

Такой тип светильников подойдёт тем, у кого есть отдельное помещение или комната, т.к. сам свет весьма неприятен для глаз, если долго на него смотреть - у него низкая цветопередача, хуже, чем у натриевых ламп. Т.е. такой свет может сильно искажать цвета вокруг, да и сами растения будут выглядеть темными и без деталей. И порой это сильное неудобство: если вдруг у рассады начнётся какой-либо хлороз из-за недостатка питания, это сложно будет заметить на ранних этапах.

Отдельный вопрос это соотношение красных и синих СД. С одной стороны, всё зависит от вида растения - разные могут реагировать иначе, а с другой зависит и от стадии роста. Например, для стадии всходов нормальным может быть соотношение 1:1 или 2:1 (красных:синих), а по мере роста и для полной светокультуры уже может потребоваться больше красного, напр., 4:1-6:1. Вот, например, перцу много синего не понравится - если рассаду светить 1:1 красно-синим, она будет очень приземистой и в высокие растения скорее всего не вырастет, останется карликом. А 3:1 - вполне универсальный компромисс.

В общем, я бы так сказал: целевая аудитория сине-красных светильников сейчас - это самодельщики и экспериментаторы, собирающие лампы сами и понимающие для чего они это делают. Т.е. у них уже есть опыт по каким-то определённым культурам, они знают когда эти светильники работают хорошо и т.д. Вот, к примеру, как колхожу эти светильники я:

У меня под такими светильниками хорошо получается всякая рассада, хорошо выходят детерминантные сорта томатов и на полном цикле может расти душистый табак (случайно выяснил) и петуния. Ещё неплохо себя чувствует розмарин - из жиденького разлапистого куста получается весьма компактный куст с короткими междоузлиями и частыми листьями.

Но всё равно я бы не советовал такие светильники широкому кругу.

Холодно, тепло, бело

Вторая большая группа светодиодных светильников - белые, а также всякие миксы с белым. Белые светодиоды - это отличный выбор в качестве фитосвета. Как я уже упоминал, за последние несколько лет индустрия светодиодов сделала прыжок вперёд, и современные светодиоды не только эффективные по светоотдаче, но, что не менее важно, дешёвые. Есть топовые производители с топовыми светодиодами, топовым маркетингом и топовыми ценами (тот же самсунг, осрам, сеул). А есть хорошие середняки: имеют весьма хорошую светоотдачу, и отрыв от топов не такой большой. Есть и дешманский дешман, но не будем пока про них.

Все светодиоды белого света условно делятся на тёплые, холодные и нейтральные. Думаю, любой ребёнок или пенсионер уже об этом знают. Они очень похожи по спектру, который неплохо пересекается со спектром фотосинтеза растений, и различаются в соотношениях синего и красного. Примерно так:

Дешевле всего в производстве холодный белый. Но на огромных масштабах отличие в цене несущественно, т.к., по большому счёту, разница только в люминофоре.

Рабоче-крестьянский вариант без колхоза

Итак, что светодиодное покупать-то. Если у вас стеллажи с рассадой (и выгонять эту рассаду вы не планируете), либо просто с лиственными декоративными растениями, то смело идите в строительный магазин либо на специализированный маркетплейс (там дешевле) и затаривайтесь самыми дешёвыми линейными бытовыми светильниками холодного белого!

Может, не самыми-самыми дешёвыми, но около того. Сие изделие продаётся у нас в диапазоне 300-450 рублей (в 2025 году), выглядит почти у всех "брендов" очень одинаково и имеет схожую начинку. Эти светильники мимикрируют под старые люминесцентные: имеют стандартные размеры в длину - 60, 90 и 120 см, а также мощность - 18, 26 и 36 Вт соответственно. У них хлипкая конструкция и тонковатый металл (хватает, чтобы не греться сильно), но давайте на чистоту, не пофиг ли на это? Они не супер-надёжные, но за такую цену полностью себя оправдывают. Их цена с лихвой перекроет мнимую экономию квантум-бордов или более серьёзных ламп с адекватным драйвером за 5К денег.

Типичная светоотдача - порядка 100 лм/Вт. Например, лампа в 36Вт, как заявляет производитель, жарит на 3000-3500 люмен. Если груууубо переводить в ppfd, то это порядка 45-50 ммоль/с/м2 (нетехнари, не вникайте). Мало света? Пфф. 350р, и вот света уже заметно больше. Только рассеиватель снять надо, он не нужен. И выбирайте (напр., по фоткам в отзывах) лампы, у которых внутри две "полоски" со светодиодами, а не одна.

Две-три лампы на одну полку стеллажа - вполне адекватно. Тем более, когда у вас рассада, много ламп не нужно. Это какое-то странное заблуждение, что над свежими всходами надо светить киловаттным светом. Отнюдь, им надо совсем немного (до 100-120 ppfd будет достаточно).

Если вы нутром чувствуете, а умом знаете, что вашим растениям недостаёт красного света, т.к. у вас особая рассада, которая любит больше красного by design, или же растения с цветами - добавьте такой же светильник тёплого белого, например на 3500К или 4000К. Он стоит ровно столько же, как и его холодный брат. Если у вас оранжерея из цветов, можете только тёплый белый и оставить. В любом случае, даже если будете экспериментировать с подбором, это будет стоить крайне дёшево.

Если у вас микро-огород, и вы выращиваете огурец полного цикла или, там, куст томата-детерминанта, то вариант с лампами может оказаться громоздким. Но он всё ещё рабочий, я сам пробовал. Микс холодного и тёплого белого как 1:1 будет хорошим компромиссом, если не хотите возиться. Или просто попробуйте светильники нейтрального белого (5000К).

Для объёмов более 10-20 стеллажей или сити-ферм эти светильники, наверное, будут не самым лучшим вариантом, т.к. неизбежно будут выходить из строя несколько штук в месяц. Впрочем, даже если с затратами на обслуживание или ремонт экономика всё ещё сходится, то и ладно. Кстати, такие светильники вполне ремонтопригодны, хотя и условно...

Более суровый вариант

У рабоче-крестьянского варианта есть минус: вариативность спектра не очень высокая, т.к. весь выбор, что у вас есть - это холодный, нормальный и тёплый белый. Комбинируя их, можно добиваться желаемого соотношения синего к красному, и этого будет достаточно в 80% случаев. Но если у вас была бесплатная консультация опытного фитофотолога, и теперь вам точно нужно больше красного и немного дальнего красного в свете, то ваш путь - в сегмент более продвинутого света. Нужные лампы вы вряд ли найдёте в масс-маркете, но на маркетплейсах и в частных магазинах подходящее решение можете найти. В этом сегменте продаж находятся в основном перекупы и отвёрточные сборщики, а слова "наша собственная разработка" ни о чём не говорят, кроме что контроль качества будет повыше.

Итак, рабоче-крестьянский вариант вам не подошёл, и вам нужен специализированный спектр. Из сравнительно недорогих вариантов могут подойти "алюминиевые поленья" - это те же линейные светильники, но серьёзнее качеством. Их цена за ватт света определённо будет выше бытового варианта в 5-10 раз. Выглядят светильники примерно так (на фото - с али; "наш" вариант выглядит брутальнее - профиль толще, и лампа по ширине-высоте больше раза в два):

Качество светильников сильно разнится: могут быть как элементы рабоче-крестьянских светильников (например, очень простой драйвер, он же блок питания), так и признаки трехкратного запаса прочности.

В серьёзных вариантах светильников такого рода львиную долю стоимости уже начинает отъедать нормальный светодиодный драйвер, сам алюминиевый профиль и логистика/сборка. Как ни удивительно, стоимость светодиодов здесь может быть не такой существенной. И не обязательно в лампе будут восхваляемые всеми СД от Самсунга - есть вполне приличные светодиоды и от китайских производителей (ну, кроме ламп с али). Светоотдача вполне может достигать 200 лм/вт и выше, но, скорее, это будет 100-150 в среднем.

Алишные лампы стоят в районе 2000р, "местные" - от 3500-5000. Стоят ли они того решать, конечно же, вам. Я бы взял себе на пробы одну-две. Но массово не стал бы оснащаться точно.

Квантовая экономика квантум-бордов

Если вам нужен плотный свет высокой концентрации на небольшой площади - например, вы выращиваете Терпен-Генерирующий Куст или разлапистый куст тринидадского скорпиона, то рабоче-крестьянские светильники вам не подойдут. Конечно, можно попробовать собрать что-то свето-концентрирующее на их основе, но скорее всего такой колхоз и активная работа напильником будут нецелесообразны с т.з. экономики и затраченного времени.

Квантум-борды - это следующий шаг в мире фитосветильников, и это уже сфера середняков и профи, где огородоводы и гроверы уже скорее всего понимают что к чему. Выбирать борд начинающему огородоводу - это рискованное дело, т.к. либо попадётся китайское поделие, либо придётся потратить большую кучку денег при условной окупаемости проекта в районе 170 лет.

Борды появились в результате эволюции светодиодов, когда их светоотдача выросла как на дрожжах. Это позволило довольно плотно размещать СД на алюминиевой пластине и включать их на пониженном токе, не рискуя перейти предел, когда всё вместе греется неподобающим для светодиодов образом. Это, в свою очередь, позволило добиться весьма хорошего светового потока на единицу площади при таких компактных размерах.

Добавляем хороший драйвер, чуток тросов для подвеса - и всё, борд готов. В чуть более продвинутых моделях появляется диммер для регулировки мощности (что почти все нормальные драйверы умеют из коробки), и возможность регулировать спектр, отключая какой-либо цвет - так можно "тюнить" квантум-борд под разные стадии роста типа вегетации или цветения. Самые навороченные модели ещё умеют вайфай и приложение на телефоне, но стоимость таких моделей уже сравнима с фурой картошки...

У некоторых бордов на спине появляется ребристый радиатор (часто - у китайских, т.к. у них хуже светоотдача, а, значит, больше энергии уходит в тепло). А самые ранние модели и современные мощные имеют ещё и вентилятор.

Борды стоят достаточно дорого. Некоторые, соблазняясь как им кажется низкой ценой на маркетплейсах, после покупки осознают, что получили только доску, к которой надо ещё и драйвер покупать, а он, зараза, стоит столько же. Квантум-борды плохо подходят для засветки протяжённых площадей, напр., большой полки на стеллаже. Я бы их скорее точечным источником света назвал.

Типичный спектр современных бордов - это процентов 80-90 белого света, а остальное - красный (660 нм), т.е. это универсальный вариант как для рассады, так и для взрослых растений. Продвинутые варианты дополняются дальним красным (процентов 10-15 по мощности - хороший вариант) и буквально точечно - ультрафиолетом. Дальний красный и УФ важны уже на взрослых стадиях роста, поэтому обычно борды комплектуются выключателем этих частей спектра, чтобы не использовать их на начальной стадии. Бывают такие модели, куда добавляют вообще всё, что можно, включая синий, лиловый "фулл-спектр", белые всех видов и даже инфракрасный. В этом мало смысла, и такую модель сразу стоит записать в группу сомнительных.

Многие производители всюду заявляют как фичу то, что их борды сделаны на светодиодах Samsung. Кто понтовее указывает LM301H EVO, кто попроще - LM301B, а кто ещё проще - LM281B+. Этой теме вообще можно отдельную часть заметок посвятить. Пока отмечу только пару вещей: китайцы врут в 99% случаев; наши "разработчики" и отвёрточники бордов чеснее, но тоже, бывает, рассказывают сказки; и даже сам Самсунг не гнушается маркетинговой лапшой (напр. в 301 сериях) в своей продукции. Стоит гнаться именно за самсунгами? Целенаправленно, наверное, нет. Кстати, просто чтобы не было недопонимания: LM281B - это не какие-то особые horticulture фито-шмито светодиоды. Это обычные светодиоды для общего освещения, не более. LM301B - тоже. Ладно, это офтопик тут.

Кроме самсунгов на борды ставят и другие светодиоды. Например, на слуху может быть китайский производитель Refond. Да, аналоги не настолько эффективны. Однако разница может составлять всего лишь 8-10%. Иногда на больших масштабах это существенно, да. Но если при этом цена различается на четверть, то это может быть поводом пересмотреть свои взгляды.

Светоотдача может быть высокой, если светодиоды топовые - 200-250 лм/вт. У среднего сегмента это будет что-то вроде 150-180 лм/вт. А у китайских - в районе 100-120, как у бытовых светильников.

Условно бюджетные модели бордов можно найти от 5-7К денег, но не ждите чудес от таких экземпляров. Китайские варианты как на фотках выше будут дешевле. А цены на средний сегмент бордов начинаются от 10К с верхним пределом цены как у крыла космической станции. Определённо, продаваны-отвёрточники закладывают довольно высокую маржу в свою цену. Но, се ля ви. Это не массовый сегмент, а хобби и профи. Это всегда недёшево.

У квантум-бордов есть менее распространённый младший брат - квантум-линейка (quantum strip, quantum line, квантовая лента). По виду это просто усечённый вариант доски с той же самой сутью: много мелких светодиодов на алюминиевой пластине. Подходит для случаев, когда надо прям совсем компактно что-то осветить. Несмотря на маленькие размеры, может иметь немаленькую цену, когда один только драйвер для линейки может стоить больше её самой.

Итак, подытожим простыми современными словами. Квантум-борд для рассады томатов или полки кактусов - оверкилл. К тому же это дорого. Зато есть некое разнообразие спектров, хорошо подходящих для фотосинтеза на разных стадия роста. Для отдельностоящих кустов и случаев, когда известно, что нужен очень хороший световой поток на полный цикл - норм вариант.

Досветка с геостационарной орбиты

Так получилось, что в какой-то момент квантум-борды сэволюционировали ещё раз, и появился новый младший брат в новом сегменте светильников.

На сцене - борды-переростки, которые по форме больше похожи на набор солнечных панелей МКС. Это такие монстры, мощность которых исчисляется сотнями ватт, а кол-во светодиодов - несколькими тысячами. Стоимость квадратного метра таких светильников иногда сопоставима со стоимостью кв. метра жилья. Вот для примера один из светильников фирмы, которая на слуху в этом сегменте - Mars Hydro. Всего лишь 800 ватт, 1.3 кв. м, 95000р у наших перекупов. Предлагаю вам самим подумать на досветке какой культуры такое чудо сможет окупиться, если это не ради хобби.

Есть варианты и попроще. Например, 150 ватт за 15000р. Есть и китайские поделки, ессно. И на наших маркетплейсах их даже больше, чем на али. Но стоят ли 200 китайских ватт 6000 русских рублей? Сомневаюсь...

Вот, пожалуй, и все разумные варианты светильников для растений на сегодня в зависимости от вашей цели. Конечно, есть ещё целый класс решений, доступных в магазинах, и о них я напишу в следующей части, где соберу всё сомнительное и откровенно стрёмное. Т.е. если вы не увидели в этой части что-то знакомое для себя, то ждите следующую. А пока подведём итог этой.

Учёные долго думали, и всё придумали: они изобрели кривую МакКри и график спектра поглощения растений, на котором видно, что растение поглощает почти всё, но зелёный - плохо.

Когда индустрия светодиодов осилила синий цвет, оказалось, что они своим спектром довольно хорошо попадают в спектр растений, и на рынке фитосвета появились красно-синие лампы-биколоры. Они весьма эффективны, но с ними болят глазки, а на растениях ничего не видно. Домашним огородникам не стоит заглядываться на биколоры, а вот самодельщикам - ок.

Самый нормальный со всех сторон вариант для домашних огородников и рассадников - типичный бытовой линейный светильник белого света. Для рассады 6500К - ок. Для более полного цикла добавляем 3000-3500К. Можно и 4000К, разница невелика. Денежная эффективность решения где-то на высоте космоса.

Более продвинутый свет для взрослых и цветущих растений - это белый с добавлением красного (длина волны 660 нм). Тут есть либо квантовые линейки, либо светильники - алюминиевые полешки. Но цена уже х5.

Если вам нужен свет большой интенсивности на небольшой площади для куста особого перца на полный цикл, то квантум-борды для вас. А если на большой площади, то вместо ипотеки возьмите Mars Hydro.

Но если вы начинающий гровер легальных кустов, то попробуйте начать с нескольких простых бытовых светильников, прежде чем засматриваться на борды. Впрочем, если сам процесс выращивания приносит вам удовольствие, а вы кайфуете от ожидания результата, то чего уж тут экономить. Хобби - это всегда дорого. :)

Ну и повторюсь, если ожидали здесь увидеть про что-то вам уже знакомое, а его тут не оказалось, то ждите следующей части. Там - про всякое сомнительное.

Ссылки только для полных ботанов и интересующихся

Просто бонус тем, кто хочет продвинуться в изучении влияния спектра света. Это так случайно вышло, что все ссылки - это публикации на англ яз. Сорри.

Вот люди экспериментируют с соотношением "красный:синий" в досветке двух сортов роз.

Почти всегда и салат среди подопытных в похожем эксперименте.

Но есть про базилик тонкоцветный и его вторичные метаболиты.

А тут с разным светом и фотопериодом - на рассаде огурцов.

Большущая сводка про сине-красный, зелёный, дальний красный на большом кол-ве растений разного вида (с ссылками на исследования, ессн).

Вот ещё сводка про влияние света на разных стадиях роста и не только. Довольно старая (2016), но есть отсылки на интересные публикации.

А в этой статье кроме спектрального влияния затронули и вопросы интенсивности света. Свежак.

🪴 Ставлю растения подальше от батарей, чтобы защитить их от пересыхания.

Зимой мой зелёный уголок требует немного больше заботы, но это время становится особенно тёплым и уютным. Ведь нет ничего приятнее, чем видеть, как твои растения чувствуют себя хорошо даже в холодный сезон ✨

#зимнийуход #растениядома #зелёныйуголок #уютвдоме #уходзарастениями #влажность #люблюцветы 🌿💚

Откуда свет? Из лампы

Свет - пожалуй, самый неконтролируемый и дорогой ресурс при выращивании растений человеком в условиях, когда солнечного света не хватает. И разбираться в нём - это примерно как обладать основами финансовой грамотности. Может, не всем и надо, но не повредит точно.

В этой части я не буду углубляться в физику с квантовой теорией, чтобы подробно объяснить устройство ламп и самого света. Но чуток школьных знаний физики здесь просто необходимы, чтобы понимать хотя бы базовую суть света для растений (а также манипуляции продавцов ламп - куда же без них).

Самые важные параметры светильников относятся к энергии. Каждый светильник имеет маркировку мощности в ваттах. В 99.9% случаев это потребляемая электрическая мощность. Т.е. включили светильник в розетку - счётчик электроэнергии начал отсчитывать эти ватты. Это первое, на чём отыгрываются продавцы и маркетологи: больше цифра - больше крутости. Забавно, но до сих пор встречаются товары, где ещё указывают что-то навроде "эквивалентных ватт"! Это старый-престарый подход сравнения светимости с аналогичной метрикой (но выраженной в единицах электрической мощности) у ламп накаливания. Типа, наш светильник - 150 Вт, что эквивалентно 1000 Вт. Вот, зацените манипуляцию цифрами на Амазоне:

Такое сравнение кроме манипуляции не имеет никакого смысла. Не только потому, что свидетелей ламп накаливания становится всё меньше, но и по другой причине: не вся мощность, потребляемая светильником, преобразуется непосредственно в свет. Много уходит в тепло (само тепло за полезную нам работу считать не будем). Это называется КПД, коэф полезного действия. Так вот, КПД ламп накаливания крайне низкий, а, например, у светодиодов он заметно лучше. Т.е. при одинаковой потребляемой электрической мощности светодиодный светильник даст гораздо больше света, чем лампа накаливания. Конечно, можно возразить, "эквивалентные ватты - это же для сравнения, смотри насколько эффективнее наш товар; не то, что раньше, когда нужна была домашняя электростанция на балконе". Да. Но это и есть манипуляция. Другого практического смысла в таком сравнении нет. Поэтому на "эквиваленты" можно не обращать никакого внимания.

Говоря про КПД, на практике это значение редко используют, т.к. один и тот же класс светильников в среднем имеет одинаковый КПД. Гораздо полезнее будет такой параметр, как световой поток, который выдаёт светильник. Он считается в люменах (лм, lm), и производители часто указывают его в документации. Да, я знаю, что PPFD - более точная величина для растений, а люмены - для человеков; но пока в эти дебри лезть не будем.

Таким же полезным для сравнения и выбора ламп будет параметр энергоэффективности, или иначе - светоотдача ламп, выраженная в люменах на ватт электрической мощности. Делим одно значение на другое и получаем нужную цифру. Например, выбирая светильник на маркетплейсе, можно загуглить типовое значение светоотдачи и понять, не пытается ли обмануть продавец, продающий 10 Вт светильник с потоком в 20000 лм: две тыщи люмен на ватт - это сказки.

Забавный факт: существует чёткий теоретический предел светоотдачи в 682 лм/Вт. Лучше этого создать светильник в принципе невозможно. А для светодиодов, похоже, этот предел в районе 320-350 лм/Вт.

В общем, на практике чаще всего все используют электрическую мощность и световой поток, но и сравнивать светоотдачу тоже было бы правильно. Кстати, есть ещё один параметр, характеризующий ощущения "насколько много света" - освещённость, и его довольно легко померить в быту: на современных телефонах установлены довольно чувствительные датчики, и, используя какую-нибудь приложуху навроде Light meter или Lux meter, можно самому всё замерить. Правда, абсолютной пользы в этом будет мало, т.к. замеряться будет освещённость с точки зрения человека, а не растений (в единицах, называемых люксами), и не световой поток. Но вы сможете сравнить относительную эффективность нескольких ламп между собой, если сделаете их замер.

Ещё один важный параметр, непосредственно связанный со светом для растений - спектр излучения. Упрощённо, это все цвета, которым светит лампа: у разных типов светильников спектр может быть разным. Роль спектра играет важную роль, т.к. как мы помним из прошлой части, для фотосинтеза и особенно регуляции растений цвет (длина волны) имеет определённое значение. В этой части я только отмечу какой типовой спектр у каких ламп.

Кстати! Увидеть спектр ламп на практике не так и сложно! Небольшой спектроскоп можно сделать на коленке из картона и палок. Правда, потребуется старый советский ненужный DVD-диск (емнип, CD-R тоже подойдёт, но с ним сложнее). Как сделать спектроскоп легко найти самим, в сети полно материала. Например, вот ссылка на pdf с хорошей статьёй-пособием по сборке. Или вот статья на хабре: там есть картинка с шаблоном для картона - пригодится, т.к. оригинальный pdf на сайте Public Labs не доступен.

Вот, например, снимок из моего колхозного спектроскопа. В верхней части - спектр китайского светодиода 30000К. Виден линейный характер спектра и голубая полоска около синей части - как раз то, что отличает 30000К светодиоды от обычных "холодных" 6500К. А в нижней части снимка - светодиод 4000К. Заметно, что спектр более "размазан" и нет явных пиков, а в голубой части спектра излучения практически нет.

Штош, теоретической теории про лампы нам больше не потребуется, поэтому, перейдём, наконец, к практической теории.

Когда-то на заре экспериментов с досветкой растений в начале XX века использовали керосиновые лампы. В нынешнее время для этого используют люминесцентные, газоразрядные/электродуговые и светодиодные светильники, а остальное всё - это экзотика.

Люминесцентные лампы, люмки, компакты, КЛЛ, CFL

Люмки - довольно старая технология, но была очень широко распространена. В каком-то виде используется и сейчас, но это узкоспециализированное применение. В домашнем быту и хозяйстве люминесценция очень активно вытесняется светодиодами. Удивительно, но кто-то до сих пор пользуется такими лампами для растений, и даже продвигает (например, те же осрамовские Fluora).

Люминесцентные лампы известны широким массам в двух ипостасях: в виде длинных трубок для линейных светильников, оснащённых ЭПРА (эдакий спец. блок питания, в простонародье - дроссель или балласт), а также в виде компактной формы с обычным цоколем E27/E14 или что поспецифичнее.

Принцип работы не так и сложен: в лампе электрический разряд излучает ультрафиолетовый свет, который поглощается люминофором (вот та белая фигня изнутри колбы) и переизлучается, но уже в другом цвете. В своё время такие люмки на голову уделывали лампы накаливания в плане эффективности и были неплохим выбором для досветки растений. Светоотдача у лучших образцов доходила до 100 лм/вт, но в среднем это было 60-70 лм/Вт. Спектр ламп сильно зависел от люминофора и выглядел примерно так:

Для растений это не самый плохой спектр. Не самый лучший, но приемлемо. Минусом было то, что мало излучения в красном, поэтому для полного цикла лампы не очень годились. Собсно, это и пытались исправить в "фито"-люмках Fluora от компании Osram. На этом они свою рекламную компанию и строили. Правда, их лампы были дорогими и особо массовыми не стали, но какую-то известность приобрели.

Ещё люминесцентные светильники были хороши тем, что слабо грелись. Поэтому они легко устанавливались на узких полках стеллажей в квартире и достаточно близко к самим растениям.

Но у люмок есть и недостатки. Они сделаны из стекла (а значит это только вопрос времени когда они разобьются) и содержат внутри ртуть. Совсем немного, но всё-таки. Более неприятный факт был в том, что у ламп довольно быстро со временем снижается светоотдача, хотя их общий срок службы весьма большой. Если правильно помню, у Флуоры светоотдача падала на 20-25% буквально через полгода работы.

Сейчас выбирать люминесцентные лампы для светокультуры - плохой вариант для любого применения, хоть в промтеплицах, хоть на подоконниках квартиры. Потому что есть варианты лучше как с экономической точки зрения, так и с точки зрения эксплуатации. Да и индустрия люмок схлопывается, никаких перспектив.

ДНаТ, натрий, натриевая лампа высокого давления, HPS

Тот самый жёлтый свет, который до сих пор массово встречается в уличном освещении и используется в промышленных теплицах. Видишь на жёлтой улице вон того парня в тёмно-красной куртке? Ну, вообще-то куртка синяя...

Если коротко, то в лампе происходит электрическая дуга с высокой температурой, что разогревает натрий во внутренней колбе, а дальше эти пары натрия светятся из-за газового разряда. Из этого факта следуют два других факта. Во-первых, сама лампа неистово нагревается, прям очень. Во-вторых, из-за натрия спектр излучения такой лампы очень жёлтый и очень красно-оранжевый.

Это тоже не самый лучший спектр для растений, но качество неплохо перекрывается количеством, т.к. у натриевых ламп весьма высокий показатель светоотдачи, доходящий до 150 лм/Вт. Правда, есть небольшая оговорка: такая светоотдача - у ламп высокой мощности навроде 600-700 Вт и выше, а у мелких ламп светоотдача будет ниже - порядка 90 лм/Вт.

Для светильников на ДНаТ потребуется пуско-регулирующая аппаратура (ЭПРА, дроссель), а также добротный рефлектор (потому что лампа очень греется) и в некоторых случаях - система охлаждения (потому что лампа очень греется).

Казалось бы, кроме светоотдачи плюсов больше нет... Однако, ДНаТ до сих пор широко используется, и можно условно выделить две большие ниши, где он себя хорошо показывает.

Первая - это промышленные теплицы. Высокий нагрев ламп там оборачивается экономическим плюсом в то время, когда теплицу надо топить. Вся светоаппаратура стоит сравнительно недорого, и светодиодам там пока конкурировать сложно. По крайней мере, это если мы говорим о переоборудовании света существующей теплицы. Оборудовать с нуля новую - тут не знаю, не сравнивал (но есть публикация десятилетней давности от умных людей). Скорее всего, точно так же дорого, т.к. прямых производителей с внятными ценами и нужным объёмом у нас нет, а реселлеры китайских штук не хотят снижать маржу 300%.

Вторая ниша ДНаТ - это т.н. гроверы. Это граждане, которые в основном занимаются выращиванием, эмм, рекреационной травы. Я не ограничиваюсь какой-то одной страной, а говорю в целом. Отмечу, что у нас в стране это незаконно, а вот в некоторых пиндосских штатах это легально и более того, там это целый бизнес вместе с опытами и научными работами (очень даже неплохих и фундаментальных для всей отрасли, а не только для каннабисостроения). Предположу, что популярность ДНаТ в этой нише обусловлена его высокой светоотдачей и наличием мощных ламп для небольшой площади. У большинства растений увеличение интенсивности света после определённого порога не ведёт к увеличению фотосинтеза. Но только не конопля. Ей всё зайдёт. Кстати, пшеница тоже такая...

В нише гроверов за место под потолком с натрием вполне себе конкурируют светодиоды, по крайней мере, зарубежом. И опыта использования СД-ламп у них можно набрать много (но до сих пор споры HPS vs LED не утихают). А ещё существует довольно большая ниша гроверов-любителей остренького, которые специализируются на жгучих перцах. Но там светодиоды победили, и уже давно.

Возможно, прикинув все экономические показатели и эффективность, натрий в качестве фитосвета могут выбрать мелкомасштабные фермеры (ака сити-фермеры) и прочие микро-предприниматели. Но итоговый выбор зависит, скажем так, от цикла растения при производстве. Например, одно дело производить и реализовывать рассаду петуний, проращивать зерно, и другое дело - выгонять ягоду из готовых саженцев клубники. Правда, я всё равно верю, что и эту нишу светодиоды захапают.

Ах, да, немаловажный момент. Даже тепличники используют ДНаТ для досветки. Т.е. это дополнительный свет к солнечному, который продолжает делать львиную долю дел днём.

Как видим, домашнее растениеводство и заготовка рассады на балконах не пересекаются с обозначенными нишами. И действительно, тут ДНаТ будет наихудшим выбором из-за своей пожароопасности, не такой высокой светоотдачи на низких мощностях и своим особым спектром, где мало синего, что совсем плохо для рассады и начального роста. Конечно, это можно исправить лампами МГЛ, но... Не, это просто несерьёзно.

Светодиоды, СД, LED

Светодиоды - хедлайнеры этого века. В быту они активно вытесняют все другие источники света и лезут буквально во все щели. С точки зрения своего устройства светодиод - крайне простой прибор (правда, если вы выпускник физтеха): пропускаем через его полупроводниковое тело с электронно-дырочным переходом ток, там электроны квантово туннелируют и рекомбинируют с дырками, делая эмиссию фотона. Изи.

Но есть нюанс(ы). Излучаемый фотон имеет довольно чёткую длину волны. Т.е. это не набор нескольких цветов, а прям что-то одно конкретное. Длина волны определяется материалом, из которого изготовлен кристалл (chip) светодиода (дальше я буду использовать слово кристалл/чип, чтобы отделить сам прибор-светодиод от той части, что непосредственно излучает). И вся история развития светодиодов - это, по сути, попытки найти такие материалы для кристалла, чтобы при излучении получались нужные длины волн, чтобы эти материалы были распространены на планете, и чтобы производство не стоило как чугунный мост.

Ещё один нюанс - это размер. Кристаллы светодиодов очень мелкие, и заметно большим его сделать не получится (да и зачем). Это влечёт за собой то, что мощные светодиоды делаются набором мелких кристаллов в одном корпусе (COB - chip on board), либо сами светильники делаются набором большого количества мелких светодиодов. Но это требует увеличения площади светильника и, потенциально, необходимостью теплоотвода. Т.е. вот, например, лампа накаливания: что 40 Вт, что 150 Вт - один габаритный размер подойдёт. А вот со светодиодным светильником это не совсем так. Этот нюанс важно понимать, чтобы отсекать возможный обман продавцов (особенно на али): если вам предлагают прожектор 100 Вт размером с кредитку, то это наё что-то тут не так.

И ещё один факт, важный для лучшего понимания вселенной, уж простите, что я их так много привожу: не существует светодиодов, испускающих белый свет. Это - составная конструкция: в основе лежит кристалл, который испускает синий свет; он покрыт люминофором, который поглощает этот синий цвет и переизлучает кучу других, что в сумме и даёт белый свет. Прям как в люминесцентных лампах. От состава люминофора зависит "теплота" этого белого света и иногда - оттенок.

Итак, большая часть истории развития светодиодов - это поиск материалов для кристалла, хорошего люминофора и удешевление производства. Хуже всех дался синий (и, как следствие, белый). Но и этот барьер был преодолён. По геологическим меркам произошло это совсем недавно, а за последние лет 20 индустрия совершила поистине большой скачок, сделав синие и белые СД не только эффективными, но и доступными для масс-маркета.

Сейчас лучшие образцы светодиодов на рынке достигают эффективности 250 лм/Вт. Конечно, в этом есть и доля маркетинга с манипуляциями, но всё равно средняя по больнице светоотдача достаточно высока по сравнению с другими источниками света: 80-130 лм/Вт. И это - даже у китайских масс-маркет производителей чипов.

СД сегодня применяются очень широко. Есть условно два больших сегмента: сегмент маломощных СД для индикации и мелкой декоративной подсветки, и сегмент средних и мощных чипов для большой засветки и общего освещения. В контексте фитосвета наше место, очевидно, во втором сегменте. Это очень огромный рынок, и большую долю в нём занимает уличное и внутреннее освещение. Здесь крутятся огромные деньги, много исследовательских умов, полно производств (и, как ни печально, маркетологов, в т.ч. ушлых). У меня нет точных цифр, но по обрывочным данным рынок фитосвета меньше рынка общего освещения раз в 30-40. И лично для меня будет неудивительно, если на деле рынок фитосвета драйвится рынком общего освещения, а не развивается как-то параллельно ему

Я считаю, что именно поэтому рынок фитоламп со временем эволюционировал из двухцветных биколоров (красные СД + синие СД) в сторону белого света с плюшками, а не потому что вегетативно-ориентированные люди встали на защиту цветовых меньшинств и начали требовать инклюзивности зелёного света (а кто-то - и оранжевого). Белый свет не эффективнее по отдаче, чем узкоспециализированный сине-красный, но огромный рынок общего освещения предложил достаточно хорошее решение для агрономов всех мастей. А дальше всё порешал рынок и экономика, а не учёные-ботаники. Чуть подробнее на тему "сине-красные VS белые" будет в следующей части, а сейчас просто завершим знакомство со светодиодами как таковыми.

Итак, типичный белый СД холодного света (6500К) имеет спектр как на картинке:

Итак, видим явный пик на синем свете (в районе 450 нм) и большой горб пониже, начиная от зелёного и до красного. Чем "теплее" белый свет, тем синего света меньше - пик пониже, и больше желто-оранжево-красного - выше горб. Поэтому, варьируя лампы с разной цветовой температурой, можно подобрать весьма хороший вариант спектра для растений на любой стадии его роста. И всё это не будет стоить дорого, т.к. белые СД любой теплоты стоят одинаково дёшево.

Некоторые производители, которые обращают немного внимания на рынок фитосвета, выпускают линейки светодиодов, у которых желто-оранжевый горб смещается в сторону зелёного света на спектре (например, самсунговские LM301H Mint white). Такие пока скорее экзотика и экспериментаторство, но, кто знает - может, это будущее фитосвета...

Светодиоды - сравнительно нежные штуки. Его нельзя просто так взять и воткнуть в розетку. Поэтому для него требуется блок питания, и не абы какой, а источник постоянного тока - это называется "драйвером". К счастью, их наклепали на планете огромное количество почти на любой вкус. Однако, хорошие драйверы стоят хороших денег, особенно именитые...

Есть ещё один неприятный факт про светодиоды. Они не любят перегрева by design. Они не только хуже начинают работать, когда греются, но и полностью выходят из строя когда немного припечёт. Что такое "перегрев" для них? Это температуры выше 80-90 градусов. Поэтому у них есть повышенные требования к охлаждению. Именно из-за этого большие и мощные светильники часто выглядят как большой и тяжёлый кусок алюминия - эдакий здоровый радиатор с подсветкой; а у компактных, но мощных ламп ещё и вентилятор на спине, Карлсон бы позавидовал.

Но несмотря на эти неприятные обстоятельства, всё равно констатируем: светодиодные лампы - это правильный и чуть ли не единственный выбор для домашних фитосветильников.

В целом, это всё, что базово стоит знать про светодиоды. Да и про типы ламп, применяемых для растений - тоже.

Подытожим. В досветке растений используются люминесцентные лампы (используют олдфаги, консерваторы и просто ленивые), газоразрядные ДНаТ и МГЛ (но только в своих нишах) и светодиодные.

Эффективность (светоотдача) у ламп ДНаТ может достигать 150 лм/Вт. Но они пожароопасные для дома, а их спектр - жёлто-оранжевый с нехваткой в синей области. Поэтому для домашних агрономов это точно плохой вариант. ДНаТ может подойти мелким и не очень фермерам в зависимости от того, какой цикл растения используется в производстве.

"Правильные фитолампы" для домашних фитоводов однозначно лежат в категории светодиодных. СД сейчас огромное количество на рынке, а рынок фитоламп и, в частности, кошерных horticultural светодиодов только растёт и развивается. Конечно, это порождает большие муки выбора, бесконечные споры про правильный спектр и открывает бездонное болото маркетинговых уловок, а местами - и откровенного обмана. Вот в это всё и занырнём в следующей части.

Забавный факт: если растения досвечивать кремлёвскими звёздами, это будет на 57% эффективнее, чем 100-ваттными лампами накаливания.

Георгины невероятной красоты стали одним из главных увлечений. Лариса просто одержима своим делом:

• Изучает всё новое о цветах

• Покупает семена и ростки

• Выращивает рассаду в горшочках

• Высаживает в грунт

• Готовит растения к зиме

И это всё помимо основной работы! Уму непостижимо, как она находит на всё время.

🌾 А ведь ещё у неё есть:

• Клубничные грядки

• Экзотические растения из китайских семян

• И куча других цветочных сюрпризов

📸 Прошу прощения за любительский формат видео и фото, я просто сейчас помогаю им строить домик для кур, не смог пройти мимо и снимал на телефон.

Моя мама тоже подписана, она большой любитель цветов, её огород всегда, наполовину, цветник) Сколько себя помню - букеты астр на первое сентября, гладиолусы и георгины, июньские пионы - самые красивые на нашей улице. И сейчас, когда приезжаю к мама, всегда радуюсь обилию и разнообразию посаженных ею цветочков.

Если вы тоже увлекаетесь цветоводством, этот канал в Телеграм может быть вам интересен. Делюсь им, чтобы вы могли насладиться такой же красотой!

А у вас есть любимые цветы или особые растения в саду? Делитесь в комментариях! 🌺