Перейти к содержанию
ЛиС

  • 0

Способы снижения энергетических затрат при производственном выращивании растений на светокультуре

Оценить этот вопрос:


Редактор

Вопрос

  • Редактор

Эксперименты со светом

Эксперименты со светом

 

Текст: О. В. Ильин, академик, д-р с.-х. наук, Т. О. Ильина, гл. науч. сотр., НИ НПЦ «Олимп» 

В современных условиях изучение и разработка различных способов снижения энергетических затрат при производственном выращивании растений на светокультуре не теряют своей актуальности. Принято считать, что с этой задачей могут эффективно справляться светодиодные источники освещения. но так ли выгодны новые технологии? 

Сегодня сельхозпроизводителям доступны для установки в теплицах обычные светодиодные лампы белого цвета, а также монохромные источники синего или красного излучения. Многие производители подобной продукции регулярно сообщают об их высокой экономической эффективности и множестве преимуществ. Однако вместо реальных подсчетов себестоимости и результатов сравнительных испытаний нередко приводятся общие данные. 

ДЕЙСТВИЕ ОБЛУЧЕНИЯ 

Продолжительные и подробные исследования влияния монохромных источников на растения предпринимались еще в последние годы XX столетия в ряде российских НИИ, в частности в нынешнем Институте биофизики СО РАН. Об их итогах достаточно убедительно писал ученый Г. М. Лисовский, который отмечал, что при выращивании культур не следует разделять свет на синее и красное излучение, поскольку при повышении интенсивности его воздействия получается «перемена знаков областей спектра… на разные виды растений». В этом случае оптимальным является использование белого света, о чем свидетельствуют результаты многолетних испытаний технологий для интенсивной светокультуры. 

Специалистов научно-производственного центра интересовала степень воздействия на растения светодиодного облучения теми источниками белого света, которые сегодня представляются как достаточно энергоэффективные и доступные. Из представленного на рынке ассортимента для экспериментов были выбраны лампы СДФ-9 и СДФ-9-1 от Саранского ГУП РМ «Лисма», а также светильники мощностью 15 Вт фирмы Wolta. Данные источники освещения были почти идентичны по энергоэффективности и световому потоку — около 120 лм/Вт и 1200 лм соответственно. При заявленном сроке службы, равном 30 тыс. ч, эта продукция могла стать неплохой заменой натриевым лампам ДНаТ-400. По этой причине специалисты решили провести исследования, основной целью которых стало сравнение результатов возделывания различных культур под светодиодными лампами и в ГОУВРИ, то есть гидропонной осветительной установке выращивания растений Ильина, в которой установлены натриевые источники света. Для опытных образцов были смонтированы специальные светильники с одинаковой отражающей поверхностью на один квадратный метр, равной данному показателю в гидропонном оборудовании. В осветительных приборах размещали 16 ламп СДФ-9 или СДФ-9-1 общей мощностью 144 Вт, а также 13 ламп Wolta на 195 Вт. В ходе экспериментов применялась регулируемая высота подвеса, чтобы на всех опытных вариантах сравнять облученность на уровне верхушек растений в пределах 120 Вт/кв. м. 

ВИДИМОЕ ОТСТАВАНИЕ 

В ходе длительных экспериментов испытывалось поведение разных культур — земляники сорта «Гигантелла» и ремонтантной разновидности, томатов карликового сорта «Танюшка», сельдерея, петрушки, кориандра, базилика, укропа и редиса. Температурный режим в помещении выращивания поддерживали в пределах 23–25ºС, фотопериод составлял 14 ч света и 10 ч темноты, влажность под всеми источниками освещения и посевные площади на всех вариантах были одинаковыми. 

Под светодиодным лампами наблюдалось торможение развития побегов ремонтантной земляники. В ходе опыта листовые черешки на растениях удлинялись и к моменту окончания испытаний были длиннее варианта с натриевой лампой на 25–30 процентов, вследствие чего стебли стали выше, а усы — тоньше. Однако на укоренение растений разные режимы освещения не повлияли. Количество усов на опытных вариантах в среднем было одинаковым — 1,8 штук, число «деток» на них тоже не изменилось — 3,2 единицы. Земляника сорта «Гигантелла» под разным светом цвела одинаково, но под светодиодным освещением цветоносы сильно вытянулись и даже обвисли. В этом случае ягоды завязались однообразно, но размер их был гораздо меньше — в среднем 2,2 г против 3,9 г под лампами ДНаТ-400. Кроме того, около трети ягод под светодиодными светильниками не росли вообще и постепенно усохли. В итоге показатели объемов урожая ремонтантной земляники и сорта «Гигантелла» под светодиодами и натриевой лампой составили 1,35 и 1,82 кг/кв. м и 2,41 и 4,9 кг/кв. м соответственно. Собирать ягоды на варианте со светильником ДНаТ-400 можно было уже на 41 сутки после начала эксперимента, а в блоке со светодиодами — лишь на 78 день. При выращивании растений под опытными лампами общий расход электроэнергии уменьшился на 22,6 процента в сравнении с показателем на установках ГОУВРИ. Однако в пересчете на килограмм полученной продукции он увеличился в 1,3 раза у ремонтантной земляники и в 2,4 раза — у сорта «Гигантелла». Данный факт в совокупности со значительным отставанием сроков созревания урожая ягод привел к отрицательной экономической рентабельности использования светодиодов белого света на данной культуре. 

КОЛЕБАНИЯ КАЧЕСТВА 

Во время экспериментов томаты под лампами ДНаТ-400 зацветали на 13–14 день, в то время как под светодиодным освещением первое цветение наступило лишь на 22 сутки у некоторых растений, причем они образовали всего четыре листа. Урожайность данной культуры при использовании опытных светильников составила 4,82 кг плодов и была получена только на 86 день эксперимента, а под лампой ДНаТ-400 урожай достиг объема в 19,58 кг уже на 48 день. Таким образом, на интенсивной светокультуре томатов светодиодное освещение также показало результаты, оказавшиеся хуже. 

При выращивании сельдерея под натриевыми светильниками удалось получить высокую урожайность — порядка 7,3 кг/кв. м за месяц. При использовании опытных ламп данный показатель был несколько ниже — 5,7 кг/кв. м, при этом растения сильнее вытягивались и давали более толстый черешок листа, а сама листовая пластина была несколько тоньше и светлее. Более того, при выращивании сельдерея под светодиодами его срезку можно было проводить лишь на 20 день, что почти в два раза увеличивало сроки сбора продукции и расход электроэнергии на ее производство. Меньший объем урожая также был получен в эксперименте по выращиванию петрушки под светодиодным освещением. При использовании натриевых ламп данный показатель составил 4,9 кг/кв. м, опытных светильников — 3,7 кг/кв. м, причем сроки получения продукции растянулись, как и у сельдерея. Более того, во втором случае листовые пластинки были длинными и полегающими, чуть желтеющими, с закручивающимися краями, то есть их товарность и внешний вид ухудшились. Похожие результаты были получены при выращивании кориандра под светодиодным освещением. В этом случае стебли вытянулись, размер листовой пластины уменьшился, ее цвет стал светлее, но растения сохранили аромат и были нежными и сочными. Урожайность культуры сократилась на 22 процента, а сроки срезки увеличились до 18 суток. 

ПЛОХОЕ ВЛИЯНИЕ 

Разница между опытными вариантами при выращивании базилика зеленого была менее заметной. Так, в блоке со светодиодным освещением срезка растянулась только на четыре дня, а урожайность снизилась лишь на шесть процентов. При этом листья немного увеличились визуально, но стали тоньше и нежнее, а их аромат — резче. Базилик евгенольный срезали на установке ГОУВРИ на восьмой день выращивания, причем его урожайность равнялась 12,4 кг/кв. м в месяц. Однако на варианте с применением светодиодного освещения растения стали сильно вытягиваться, в результате чего их урожайность составила всего 0,76 кг/кв. м. Опыт пришлось прервать в те же сроки, что и на установке ГОУВРИ, хотя этот вид базилика пользуется на рынке повышенным спросом. При проведении экспериментов на укропе также были получены различные показатели урожайности, однако при применении светодиодных ламп сильно начали вытягиваться черешки растений, а листы стали более скрученными и имели меньший размер. Продуктивность культуры на данном варианте опыта снизилась на 57 процентов, а сроки срезки выросли до 16 дней. Редис на установках ГОУВРИ имел стандартные показатели урожайности, а при использовании светодиодного освещения листья растений вытягивались, желтели и опадали. Урожай корнеплодов не был получен в этом блоке. 

Проведенные опыты показали, что многие светодиодные светильники не обеспечивают уровень облученности, аналогичный данному показателю у ламп ДНаТ-400. Помимо этого, качество подобной продукции нередко не отвечает заявленному производителями, а цена на нее оказывается завышенной. Однако к преимуществам светодиодных ламп можно отнести простоту их монтажа и подключения автоматики, поскольку для этого не требуются балластные ПРУ, ИЗУ и пускатели. Сами светильники при функционировании остаются холодными, благодаря чему они не обжигают листовые пластины и точки роста растений даже при касании. В связи с этим можно сделать вывод: применение светодиодных источников при выращивании аграрных культур в существующих условиях возможно только в научных или любительских целях. В агробизнесе данный вид освещения пока не обеспечивает нужного экономического эффекта, и рекомендовать его для промышленного сельхозпроизводства преждевременно.

https://agbzgreen.ru/

  • Нравится 1
Ссылка на комментарий

Рекомендуемые сообщения

  • 0
  • Модераторы
1 час назад, Редактор сказал:

В связи с этим можно сделать вывод: применение светодиодных источников при выращивании аграрных культур в существующих условиях возможно только в научных или любительских целях. В агробизнесе данный вид освещения пока не обеспечивает нужного экономического эффекта, и рекомендовать его для промышленного сельхозпроизводства преждевременно.

Тем не менее, светодиодное досвечивание в промышленных теплицах ряда стран, включая РФ, из экзотики уже превратилось в еще один элемент технологии.

Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
43 минуты назад, Марите сказал:

...из экзотики уже превратилось в еще один элемент технологии

В северных странах, включая РФ, экзотикой было, есть и останется в ближайшие годы! А , возможно, и в ближайшее десятилетие :yes:, судя по фактическим результатам 2017-2018 гг. в производственном секторе.

  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
  • 0

Ещё бы такое же доступное сравнение почитать про белые и красные/красно-синие светодиоды (в непромышленных масштабах)

Ссылка на комментарий
  • 0

Использовать бытовые лампы на мой взгляд не совсем правильное решение для тестов. Светильников на ледах уже много. Вот например тест в гроубоксе ДНаТ/китайский Лед.
 

 

 

В общем не все так однозначно...

Изменено пользователем BKB
Слияние сообщений, с удаление лишнего.
Ссылка на комментарий

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйте новый аккаунт в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти
×
×
  • Создать...

Важная информация

Мы используем файлы cookie, чтобы улучшить работу сайта. Дальнейшее пребывание на сайте означает согласие с их применением.