Польза и вред ультрафиолета для растений

Растения в природе живут под солнечным светом. В нём содержатся все необходимые составляющие спектра электромагнитного излучения для их роста и плодоношения. Но при выращивании растений в теплице в зимний период или при выращивании рассады на подоконнике нужно “досвечивать” растения, обеспечивая им нужную длительность светового дня. Для этого используют различные виды искусственных источников света. Давайте разберемся, нужны ли ультрафиолетовые лампы для растений и что они собой представляют.

Искусственное освещение для растений на подоконнике

Влияние ультрафиолета на растения

Прежде чем рассказать о влиянии ультрафиолета на растения, рассмотрим, что это вообще такое и как оно влияет на человека

Ультрафиолет – это вид электромагнитных излучений невидимых человеческому глазу. Длины волн УФ-излучения лежат в пределах 10-400 нм, тогда как оптический (видимый) диапазон лежит в пределах 380-750 нм.

Длина волн ультрафиолетового спектра

Ультрафиолет делят на три типа:

• коротковолновой 100-280 нм (UVC);
• средневолновой 280-315 нм (UVB);
• длинноволновой 315-400 нм (UVA).

Но не весь ультрафиолет доходит до земли, коротковолновой или, как его еще называют, UVC не проходит через озоновый слой. UVB ослабляется в нём, доходит до растений и людей, но роговица и хрусталик не пропускают его к сетчатке, и влияния на зрение он не оказывает. А вот длинноволновой доходит даже до сетчатки глаза, на земле УФ-излучений этого спектра больше всего.

Восприятие глазом ультрафиолета и видимого диапазона спектра света

Если говорить не о космическом ультрафиолете, а об искусственном, то нужно рассматривать каждую часть спектра отдельно.

Короткие волны (UVC) воздействуют на молекулы, поглощаются белками и НК. Это приводит к мутации, повреждению ДНК и его разрушению. У человека такое излучение вызывает ожоги, может привести к онкологическим заболеваниям. В то же время это тот самый бактерицидный эффект, который используется для обеззараживания помещений и инструмента.
Его влияние на растения также негативно, оно может быстро погибнуть или, говоря простым языком, сгореть.

Среднее УФ-излучение (UVB) с длиной волны в 290-310 нм опасно для человека, а длины волн 310-350 нм относительно безвредны. Длительное воздействие на растения такого спектра излучения приводит к его гибели или заболеваниям. При кратковременных облучениях (до 20-30 минут в день) наблюдается усиление роста различных видов сельскохозяйственных культур (прирост плодов от 20% до 50% в зависимости от культуры).

Длинноволновое излучение (UVA) не наносит существенного вреда ни человеку, ни растениям. Мы получаем его ежедневно с солнечными лучами. Длительное воздействие вызывает увеличение роста и положительно сказывается на некоторых видах растений.

Итак, чтобы понять, как ультрафиолет влияет на растения, я сделал подборку фактов:

• синтез хлорофилла уменьшается от долгого влияния, а от короткого влияния усиливается;
• активизируется синтез каротиноидов (листья краснеют);
• большинство растений реагируют на весь диапазон ультрафиолетового излучения;
• при искусственном облучении может закладываться больше цветовых почек, особенно у короткодневных растений (это перец, помидоры, огурцы, базилик и др.).

Кратковременное облучение растений ультрафиолетом (280-320 нм) называют также стресс-фактором растения. После него могут активироваться процессы, положительно влияющие на рост, цветение или плодоношение. Если говорить простыми словами, растение закаляется и после этого лучше переносит негативные факторы окружающей среды.

к содержанию ↑

Выбор лампы

Итак, начнем с того, что для выращивания растений используются в первую очередь не ультрафиолетовые лампы, а фитолампы, но как выбрать правильный светильник? Ультрафиолетовые лампы используют в перечисленных выше случаях (для создания стресса и инициирования процессов). Для ускорения роста растений нужно, чтобы у источника света преобладали длины волн около 440 нм (синий) и 660 нм (красный), а они лежат не в УФ, а в видимом диапазоне. Это связано с тем, что данные излучения используются для фотосинтеза, это так называемая фотосинтетически активная радиация (ФАР).

На рисунке ниже изображен оптический диапазон и активность различных процессов жизнедеятельности растения, увеличивающейся благодаря тому, что хлорофилл (самый многочисленный пигмент) наиболее интенсивно поглощает красный и синий цвет.

Связь активности процессов жизнедеятельности растения и спектра излучения

Более наглядно поглощение разными типами пигментов растений, хлорофиллом а, хлорофиллом б и каротиноидами изображено на рисунке ниже. Каротиноиды поглощают лишь часть зеленого спектра, передавая его энергию для фотосинтеза.

Поглощение света различными пигментами

Здесь видно, что зеленая область видимого излучения поглощается хлорофиллами мало, другими словами — отражается. Поэтому “трава зелёная, а небо голубое”. Говоря научным языком, фотоны с малой длиной волны имеют слишком большую энергию и способны повредить клетку (как коротковолновой ультрафиолет, например), их же фильтрует озоновый слой. Энергия фотонов с большой длиной волны мала. Верхний график отражает степень поглощения, а нижний — активность фотосинтеза.

Итак, подведем небольшие итоги, разберемся, какая длина волны за что отвечает при выращивании растений:

• 640–660 нм – красные цвета, для репродуктивного развития и укрепления корневой системы взрослых растений;
• 595–610 нм – цвета близкие к оранжевому нужны для цветения и созревания плодов;
• 440–445 нм – сине-фиолетовые оттенки нужны для вегетативного развития;
• 380–400 нм – ближний УФ-диапазон, для регулировки скорости роста и образования белков;
• 280–315 нм – средний ультрафиолет для растений, повышающий морозостойкость.

Поэтому для роста растений используют лампы, у которых основные пики спектра свечения приходятся на красные 660 нм и синие 440 нм.

Комбинация таких цветов даёт фиолетовое или розоватое свечение. Отсюда происходит следующее заблуждение: их часто называют ультрафиолетовыми лампами для растений. К тому же пики не точечные именно в этих длинах волн, они, так скажем, плавные, как холмы, и захватывают соседние области, указанные в перечне выше.

Произрастание помидоров под светом фитоламп с полным спектром

На практике сегодня такие лампы набирают либо из отдельных светодиодов с соответствующими длинами волн, либо же со светодиодов с полным спектром.

 Фитолампа из дискретных монохромных светодиодов для растений 440 и 660 нм

Обратите внимание: в светильнике для цветов на светодиодах с полным спектром все излучатели одного цвета.

Светильник для досветки цветов на светодиодах с полным спектром

В продвинутых моделях фитоламп производители добавляют и УФ, и ИК-светодиоды как раз для стимуляции клеток растений дополнительными длинами волн.

Светодиодная фитолампа с ИК и УФ-светодиодами

Спектральные характеристики светодиодов полного спектра захватывают интересующие нас области, ниже изображена типовая характеристика. Картина может отличаться при использовании приборов от разных производителей.

Спектральная характеристика светодиодов для растений

Но светодиоды – это не единственный источник света, который используют для домашнего выращивания растений. Кроме них, есть еще люминесцентные лампы, натриевые (ДНаТ) и другие газоразрядные приборы. У них совершенно другой принцип действия. Это трубки, в которых находится амальгама – смесь паров ртути и инертных газов. На концах трубки находятся электроды, между которыми возникает разряд. При разряде излучается ультрафиолет, а стенки колбы (трубки) покрыты специальным люминофором, который преобразует ультрафиолет в излучения нужного спектра.

Для большего понимания их преимуществ и недостатков посмотрите видео, где автор сравнивает специальные люминесцентные трубчатые фитолампы от известного бренда с обычными люминесцентными трубками для освещения.

Вы можете наблюдать, что спектр не такой плавный, как у LED продукции, и к тому же имеет более узкие пики в нужных цветах.

Сравнение спектра ДНаТ и фитосветильника

ДНаТ выделяет довольно много тепла, это нужно учитывать при расположении ламп относительно растения. Такие источники света, как и люминесцентные трубки, для своей работы требует пускорегулирующей аппаратуры – электромагнитного балласта или электронного преобразователя.

к содержанию ↑

Рекомендации по использованию

Но досветка нужна не всегда и не всем цветам и другим растениям. На рисунке ниже вы можете видеть признаки недостатка и избытка света, более подробную информацию вы можете узнать из флористических справочников для каждого конкретного вида растений.

Недостаток и избыток света

Общие рекомендации использования ультрафиолетовых и фитоламп сводятся к тому, что нужно обеспечить достаточную для конкретного вида растений продолжительность светового дня. Также отметим, что рекомендуют использовать освещение с преобладанием синих оттенков на стадии проращивания, а на стадии цветения и плодоношения должны преобладать красные длины волн. То есть нужно подбирать для каждого периода соответствующие лампы. Время работы УФ-ламп также подбирается исходя из потребностей растения в нём. Многие растения хорошо растут без УФ-лучей, но, например, укроп, вырастает не таким ароматным, как если бы он облучался ультрафиолетом.

Облучение растений ультрафиолетом нужно не всегда и используется для достижения конкретных результатов, описанных в первой половине статьи.

Также следует учитывать, что при использовании светодиодных ламп не выделяется столько же тепла, как при использовании ДНаТ, например. Поэтому, если вы используете ДНаТ, следует также контролировать температуру листьев, чтобы они не перегрелись. Схема досветки цветов по времени подбирается опытным путем индивидуально. Так, досветка может производиться в утренние и вечерние часы, если днём на растения попадает достаточное количество света.

Досветка утром и вечером

Если даже днем света в ваших широтах или в конкретном помещении мало, то лампы для растений работают целый световой день.

Дополнительный свет в течение светового дняк содержанию ↑

Есть ли вред для человека

Посетители нашего сайта часто спрашивают, вредно ли использовать ультрафиолетовые лампы для цветов и фитолампы в частности. Давайте разберемся! В процессе работы ультрафиолетовых ламп может выделяться озон. Это газ, который опасен при вдыхании, он раздражает слизистые оболочки, пагубно воздействует на сердечно-сосудистую систему и даже может привести к смерти. Также ультрафиолет опасен для зрения. Поэтому не стоит находиться в комнате с работающей ультрафиолетовой лампой, желательно, чтобы помещение при этом проветривалось.

Стерилизация помещения с помощью УФ-ламп

Но следует помнить, что большинство УФ-ламп люминесцентные, внутри них содержатся пары ртути. Если такая лампочка разобьется, то нужно собрать осколки, сделать влажную уборку и проветрить помещение. Одна разбившаяся лампа не представляет существенной опасности.

Фитолампы не оказывают существенного опасного влияния, разве что их освещение может раздражать органы зрения. Не стоит смотреть на такую лампу. В остальном, никаких иных рекомендаций нет.

Предыдущая

Кварцевые и УльтрафиолетовыеКак выбрать ультрафиолетовый фонарик и зачем он нужен

Следующая

Кварцевые и УльтрафиолетовыеДля чего нужна ультрафиолетовая лампа