Как снизить затраты в теплице для огурцов при помощи освещения
Группа ученых из Института садоводческих наук, Варшавский университет естественных наук, Польша (Катажина Ковальчик, Давид Олевницкий, Малгожата Миргос и Янина Гайц-Вольска) провели ряд экспериментов, чтобы выяснить преимущества и недостатки различных систем освещения в теплицах для огурцов.
Количество энергии, используемой в сельскохозяйственном производстве закрытого грунта, постоянно увеличивается. В зимние месяцы в тепличной промышленности дополнительное освещение, необходимое для поддержания уровня производительности, приводит к высоким расходам.
В современных технологиях используются широкополосные натриевые лампы высокого давления (HPS), которые не являются самым эффективным источником света для растениеводства. Недавние успехи в развитии технологий источников света привели к новым возможностям использования устойчивых и высокоэффективных осветительных приборов для теплиц в виде светодиодов (светоизлучающих диодов).
Целью исследования было оценить эффективность трех различных типов освещения при выращивании огурцов и их влияние на переменные затраты.
Огурец – экономически важный овощ, выращиваемый более чем в 80 странах мира, и его годовое производство оценивается примерно в 80 миллионов тонн, в том числе около 3 миллионов тонн выращивается в Европейском Союзе (ЕС 28).
Высокая температура, влажность, интенсивность света и доступность питательных веществ – все это важно для производства огурца, типичного субтропического растения, очень чувствительного к неблагоприятным условиям окружающей среды.
Огурцы развиваются в диапазоне температур от 18,3 до 23,9 ° C, при минимальной температуре 15,6 ° C и максимальной 32,2 ° C. Прорастание огурца происходит в почве с температурным диапазоном от 15,6 до 35 ° C. Однако при температурах ниже 15,6 ° C прорастание существенно затрудняется.
При выращивании огурцов, как и при выращивании других растений, большое значение имеет энергия света, и контроль температуры следует учитывать в контексте интенсивности света. Кроме того, огурцы, полученные при пониженном уровне освещенности, содержат меньше сухого вещества, а цвет при сборе становится светло-зеленым, но плоды быстро желтеют на полке в магазине.
Использование динамических моделей дополнительного освещения в производстве тепличных культур становится очевидной необходимостью для производителей во всем мире.
В северных широтах, где уровень солнечной освещенности (дневной интегральный световой поток) недостаточен осенью и зимой и даже в пасмурные летние дни, в течение всего года используется дополнительное освещение натриевые лампы высокого давления (HPS).
Однако, из-за их высокой рабочей температуры лампы HPS могут применяются только в качестве верхнего освещения при размещении над растительным покровом, что приводит к неравномерному вертикальному распределению света на высоких культурах, таких как огурцы.
Альтернативным решением может стать светодиодное освещение. Светодиоды подходят и для верхнего, и для промежуточного освещения, которое направляет и фокусирует стимулирующий рост свет на наиболее важные части урожая. Исследованиями доказано, что все светодиодные световые эффекты улучшили визуальное качество плодов, а также увеличили урожай более чем на 10%.
Исследование проводилось с использованием трех отдельных отсеков для выращивания в теплице, при этом растения огурца, содержащиеся внутри, были освещены с использованием трех комбинаций: 1. Стандартное освещение HPS от верхних натриевых ламп HPS — контроль, 2. HPS-LED — верхнее освещение HPS и промежуточное светодиодное освещение, и 3. LED-LED — 100% светодиодное освещение.
Результаты показывают, что эффективность использования света была самой высокой в комбинации светодиод-светодиод и самой низкой в HPS, а использование дополнительного лампового освещения в комбинации LED-LED (промежуточное освещение и верхнее освещение) дает наиболее благоприятное превышение всех переменных затрат над стоимостью продукции, которая должна быть получена.
В целом, светодиодное освещение считается полезным в следующих отношениях: небольшой размер, длительный срок службы, пожарная безопасность (поскольку не выделяется избыточное тепло) и низкие значения напряжения, позволяющие использовать устройства с батарейным питанием. И, конечно, низкое энергопотребление имеет первостепенное значение.
Преимущество использования светодиодных ламп по сравнению с традиционными (HPS) лампами заключается в оптимизации и преобразовании энергии в полезный свет — традиционные (HPS) лампы способны преобразовывать лишь 30% в полезный свет и 30% преобразуется в высокую температуру. Светодиоды могут преобразовывать до 50%, а также оптимизируются для работы с различными длинами волн.
В случае освещения светодиодными лампами увеличиваются затраты на тепловую энергию. Тем не менее, увеличение стоимости производства, вызванное использованием комбинации светодиод-светодиоды, безусловно, компенсирует в этом случае затраты на тепловую энергию.
Несмотря на самый высокий абсолютный уровень переменных затрат в этом типе дополнительного освещения, стоимость урожая была выше на 32,55% по сравнению с комбинацией HPS, что также привело к увеличению валовой прибыли.
Однако стоит отметить, что в комбинации HPS-LED доля затрат на освещение и отопление в общей стоимости продукции была самой низкой. Это также комбинация, которая в настоящее время рекомендуется как наиболее полезная для тепличного производства. Следовательно, экономически целесообразно использовать лампы HPS в качестве верхнего света. Правильно спроектированная система гибридного освещения с использованием потолочных HPS со светодиодной подсветкой может снизить затраты на дополнительное освещение, а также позволит одновременно повысить урожайность сельскохозяйственных культур.
«Одним из ключевых факторов, замедляющих использование светодиодных технологий в тепличном освещении, признаются высокие капитальные затраты: пятилетние затраты на светодиодные светильники более чем вдвое превышают затраты на светильники HPS.
Несмотря на этот недостаток, ожидается, что из-за сильного, повсеместного спроса в нынешней и потенциальной тепличной промышленности технологические инновации и крупномасштабное производство значительно снизят капитальные и эксплуатационные расходы в будущем», заключают авторы.
Работа опубликована на портале Agronomy.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Дзен.новости | Группа Вконтакте.
Источник
Как организовать освещение в теплице зимой
Для нормального развития растений в теплицах необходимо три составляющих – вода, свет и воздух. Без света овощи и другие выращиваемые культуры могут зачахнуть. Как правило, у них замедляется рост, и не завязываются плоды. Поэтому зимой нужно организовать круглосуточное освещение тепличного хозяйства. При подготовке работ следует помнить о том, что не все типы света подходят для растений.
Как правильно распорядиться освещением
Согласно исследованиям, в период активного цветения рекомендуется красный свет, а для роста подойдет синий. Но это не значит, что растения должны остаться без естественного света. Искусственное освещение в период длительного воздействия вызывает негативные перемены у растений, способствует стрессу. Поэтому хозяину стоит заранее побеспокоиться о правильном планировании теплицы, и тогда зимой можно будет собрать отличный урожай огурцов и помидоров.
Опытные хозяева советуют не оставлять лампы включенными круглые сутки, ведь 6 часов вполне достаточно для растений. Другие советы по улучшению условий тепличного развития можно прочесть на форумах.
Лампы накаливания
Привычные для всех людей лампы накаливания не советуют применять при освещении теплиц. Конечно, они обладают рядом преимуществ, основное из которых – способность прогреть воздух в зимний период. Но, к сожалению, их свет не совсем подходит для растений. Если в теплице выращиваются огурцы и помидоры, то лампы накаливания нельзя использовать для освещения. В противном случае листья и стебли растений могут получить ожоги, что приведет к их гибели.
Для выгонки культур можно применять такие лампы, однако очень осторожно. Обычно их располагают в полуметре от грядок. В отделе для зелени можно использовать такое освещение. Дело в том, что укроп и петрушка не являются настолько чувствительными. Можно посмотреть видео, которое иллюстрирует принцип построения сети такого освещения.
Освещение для огурцов в теплице зимой должно быть мягким, щадящим их структуру. Только выполняя это условие, можно добиться хорошего урожая.
Другие виды освещения
Не менее популярны по своим характеристикам и использованию ртутные, натриевые, люминесцентные лампы. Ртутные лампы не подходят для выращивания огурцов и других требовательных культур, поскольку они имеют свойство быстро нагреваться. Это имеет пагубные последствия для растений, поскольку возникают существенные ожоги на стеблях и листьях растений.
Пожалуй, лучшее освещение для теплицы зимой представляют собой люминесцентные лампы. Они обладают мягким светом, который щадит растения, благоприятствует их росту и развитию. Нормативный уровень освещения у ламп высок, но при этом они не выделяют достаточного тепла. На форуме огородников можно прочитать положительные отзывы о применении такого вида освещения. Однако хозяину придется потратить много средств на обогрев теплицы зимой.
Применение натриевых ламп вызывает неоднозначные мнения. С одной стороны, они экономичны и имеют лучший уровень светоотдачи. А с другой стороны, выделяют лишь красный свет, который благотворно влияет на цветение и образование плодов. Поэтому данный метод не подходит для теплиц, где выращивается клубника, огурцы и помидоры.
Лучшее освещение для тепличных хозяйств зимой принесет установка металлогенных ламп, которые обладают естественным светом. Благотворно скажется такой источник света на самых прихотливых обитателях теплицы. Металлоген подходит для выращивания лилий, поскольку не повредит ни цветению, ни листьям.
Чтобы определиться с источником подходящего освещения, можно просмотреть фото применения различных ламп. Там будут проиллюстрированы этапы от выгонки растений до их цветения. На основании просмотренного можно сделать вывод о каждом источнике света.
Светодиоды
Самый популярный вид освещения. В комплексных лампах присутствует красный и синий цвета, которые способствуют нормальному и органичному развитию растений. Такой нормативный источник света обойдется недешево для хозяйства. Главное преимущество светодиодов – это экономичность. Низкая плата за электричество через время окупит затратность на лампы.
Освещение с помощью светодиодов способствует быстрому росту и урожайности растений. В теплицах, которые вышли на производственный уровень по выращиванию растений, используется именно такой источник света.
Освещение зимой в теплицах при выгонке лилий должно способствовать их быстрому росту и цветению, иначе растение может погибнуть. Опытные огородники и садоводы на форуме дают советы по правильной установке оборудования. По всей площади теплицы необходимо установить тросы и на них подвесить лампы.
Выращивание овощей, ягод и цветов в теплице – это достаточно выгодный бизнес. Главное – нужно правильно распланировать зоны посадок, которые будут отведены под определенные виды растений. Советы по разведению, установке оборудования и прочие секреты опытных производителей, можно прочесть на форуме.
Зимой тепличные растения особо остро нуждаются в тепле и освещении. Решение этой проблемы нужно продумывать, исходя из своего финансового положения и перспектив развития. Правильно подобрав грунт и создав необходимые условия, можно добиться высокой урожайности по нескольку раз в год.
Источник