Фитосветильники и фитолампы для растений: спектр, PPFD и как выбрать

Коротко: Фитосветильник (фитолампу) выбирают не по люменам, а по количеству фотонов, которые растения используют для фотосинтеза: это свет диапазона 400-700 нм (PAR). Мощность прибора по свету показывает PPF в мкмоль/с, освещённость грядки - PPFD в мкмоль/м²/с, а суточную дозу - DLI в моль/м² в сутки. По классификации Университета Пердью (Purdue Extension, HO-238) теневыносливым культурам хватает 3-6 моль/м² в сутки, очень светолюбивым нужно больше 18, а для томата и перца там указан диапазон 10-30. Экономичность фитосветильника считают в мкмоль/Дж: у промышленных моделей в каталоге ATALUX это от 2,6 до 3,5 мкмоль на джоуль.

Растению не важно, насколько ярким свет кажется человеку. Глаз сильнее всего воспринимает зелёный, а хлорофилл лучше поглощает синюю и красную части спектра. Поэтому светильник с отличными люменами может давать растениям меньше полезного света, чем фитосветильник той же мощности. В каталоге ATALUX агропромышленные светильники собраны в отдельный раздел: фитооблучатели для теплиц и вертикальных ферм и светильники для животноводства. Ниже разберём, какие параметры смотреть, сколько света нужно и как посчитать количество.

Чем фитосветильник отличается от обычного светильника

Обычный светильник рассчитан на зрение человека, фитосветильник - на фотосинтез. Световой поток в люменах взвешивает излучение по чувствительности глаза, и об этом подробно в статье сколько люмен в ватте. Для растений такая шкала не подходит: фотосинтез идёт во всём диапазоне 400-700 нм, и важна не «яркость», а число фотонов. Поэтому в карточках фитооблучателей вместо люменов указан поток в мкмоль/с.

Так, у фитосветильника ЛЕДЕФФЕКТ Промлайн Фито 100 Вт в характеристиках стоит поток 350 мкмоль/с, а индекс цветопередачи только выше 70: для работы людей в теплице этого достаточно, а растениям важен именно фотонный поток. Бытовая «фитолампа» в цоколь E27 и промышленный фитооблучатель отличаются тем же, чем настольная лампа и прожектор: первая подсвечивает пару горшков на подоконнике, второй рассчитан на гектар теплицы, высокую влажность и работу по 16-18 часов в сутки.

PAR, PPF, PPFD и DLI: что смотреть в характеристиках

Эти показатели отвечают на четыре вопроса: какой свет полезен, сколько его даёт прибор, сколько доходит до листа и сколько растение получает за день. Величины и единицы описаны в стандарте ANSI/ASABE S640 «Quantities and Units of Electromagnetic Radiation for Plants», а для светодиодных облучателей теплиц в России действует ГОСТ Р 57671-2017.

Связь между PPFD и DLI простая: DLI = PPFD × часы досветки × 0,0036. Коэффициент получается из 3600 секунд в часе, делённых на миллион (перевод микромолей в моли). Например, 200 мкмоль/м²/с в течение 16 часов дают 200 × 16 × 0,0036 = 11,5 моль/м² в сутки. Если считать за полные сутки, коэффициент 0,0864, как в методике Purdue.

Сколько света нужно растениям

Ориентир для досветки - суточная доза DLI, а не мощность в ваттах на метр. Purdue Extension делит культуры на четыре группы по потребности в свете. Чтобы перевести DLI в PPFD при 16-часовой досветке, мы разделили значения на 16 × 0,0036:

Для томата и перца в таблице Purdue (по данным справочника Ball Red Book) отмечен диапазон от 10 до 30 моль/м² в сутки, это одни из самых требовательных к свету культур. Досветка складывается с солнцем: по данным того же руководства, в теплице DLI редко превышает 25 моль/м² в сутки, а из-за затенения конструкциями и остеклением может падать в среднем до 1-5. Этот провал и закрывают фитосветильниками. Для многих светолюбивых цветочных культур Purdue советует не меньше 10-12 моль/м² в сутки на финальной стадии, а в опытах с рассадой бархатцев, сальвии и виолы качество растений росло при увеличении DLI до 12. При нехватке света рост и развитие задерживаются.

Спектр: красный, синий или полный

Для теплицы, где работают люди, удобнее полный спектр: белый свет с добавкой красного, а не розово-фиолетовые биколорные лампы. Красная часть спектра хорошо работает на фотосинтез, синяя сильнее влияет на форму растения. Под полным спектром агроном видит настоящий цвет листа и вовремя замечает болезни и дефицит питания, а персоналу комфортнее находиться в теплице весь день.

Узкие биколорные спектры встречаются в недорогих бытовых фитолампах. Для дома они допустимы, но в рабочей зоне такой свет утомляет глаза. Промышленные модели позволяют заказать спектр под культуру: у ЛЕДЕФФЕКТ Промлайн Фито Eiffel производитель указывает, что спектральный состав может быть изменён по желанию заказчика.

Как посчитать количество фитосветильников

Число светильников считают от нужного PPFD на площади посадок: N = PPFD × S / (PPF × k), где S - площадь в м², PPF - поток одного светильника, k - доля потока, которая доходит до растений. Коэффициент k зависит от высоты подвеса, отражателей и формы зоны, точно его даёт светотехнический расчёт. Для прикидки мы берём k = 0,8.

Пример: нужно 200 мкмоль/м²/с на секции 20 м². Один фитооблучатель ФИТО 2.0 на 550 Вт даёт 1860 мкмоль/с. N = 200 × 20 / (1860 × 0,8) = 2,7, значит нужно три светильника, общая мощность 1650 Вт. При 16 часах досветки это добавит растениям около 11,5 моль/м² в сутки к солнечному свету. Для стеллажей и вертикальных ферм расчёт тот же, только светильники висят в 20-30 см над растениями и берутся меньшей мощности.

Фитосветильники в каталоге ATALUX

В каталоге три серии фитооблучателей LEDEFFECT под разные задачи: верхнее облучение теплиц, межрядная досветка и стеллажи. Эффективность мы посчитали делением PPF на мощность из карточек товаров:

ФИТО 2.0 рассчитаны на климатическое исполнение УХЛ1 и работу от -40 до +45 °C, доступны версии на 230 и 380 В. Промлайн Фито длиной 2000 и 2500 мм выпускают на 230 и 400 В; по данным производителя межрядная досветка повышает урожайность томатов до 25% в зависимости от сезона и гибрида. Для Eiffel заявлена плотность потока до 1000 мкмоль/м²/с на расстоянии 300 мм, поэтому его вешают низко, например над вегетационными столами. Гарантия на все серии - 60 месяцев.

Свет для птичников и ферм - это не фитосвет

В животноводстве и птицеводстве нужны обычные светильники для людей и животных, но с корпусом, который выдерживает аммиак и мойку под давлением. Для этого в каталоге есть ЛЕДЕФФЕКТ Свинец 2.0 с защитой IP68/IP69 и потоком 1500-6000 лм при мощности 10-40 Вт и NAVIGATOR DSP-AGRO в корпусе из полистирола с IP67. Версия DSP-AGRO 0-10 В с эффективностью до 140 лм/Вт позволяет подстраивать уровень освещения под режим объекта. Как устроено управление 0-10 В, рассказано в статье о диммировании светодиодных светильников.

Частые ошибки при выборе фитосветильника

Самая частая ошибка - выбирать по ваттам или «эквиваленту» на упаковке, а не по PPF. Даже в одном каталоге эффективность различается на треть: 2,6 мкмоль/Дж у компактного Свинец 2.0 Farm и 3,5 у Промлайн Фито Eiffel, поэтому сравнивайте мкмоль/с и мкмоль/Дж. Вторая ошибка - не считать досветку от площади: один мощный светильник над большой секцией даст яркое пятно в центре и недосвет по краям.

Третья ошибка - забыть о среде. В теплице высокая влажность, полив и перепады температуры, поэтому разумно брать класс защиты не ниже IP65, а для камер проращивания и мойки - IP67. И наконец, растениям нужна тёмная пауза: досветку планируют по суточной дозе DLI и культуре, а не включают круглосуточно.