Сведения об алмазах и бриллиантах

«Но ещё нет описаний неописуемой красоты алмаза».
Гай Плиний Старший

Алмаз - это кристаллическая модификация чистого углерода, образованная в глубоких недрах Земли, в верхней мантии на глубинах более 80-100 километров, при исключительно высоких давлении и температуре. Это самый драгоценный камень, самый твердый и износостойкий минерал, самый блестящий и неподверженный времени самоцвет. История алмазов насчитывает тысячи лет, однако и в наше время бриллианты привлекают миллионы людей своей магической красотой.

Во все времена этот завораживающий и уникальный камень притягивал человека. «Он остаётся невредимым в самом сильном огне, это свет солнца, сгустившийся в земле и охлаждённый временем, он играет всеми цветами, но сам остаётся прозрачным, точно капля воды...» - писали об алмазе в древности. Первые упоминания об использовании человеком алмазов относятся к Индии и появились примерно за три тысячи лет до нашей эры. Алмазы сверкающей нитью проходят сквозь ткань бытия, сквозь историю человечества, исчезая на время и вновь появляясь, чтобы осветить своим загадочным сиянием самые невероятные и причудливые легенды. "Величайшую цену между всеми человеческими вещами, а не только между драгоценными камнями, имеет алмаз, который долгое время только царям, да и то весьма немногим, был известен" - писал древнеримский ученый Плиний Старший в 79 году н.э. в своем трактате «О естественной истории».

Греки называли его «адамас» или «адамантос» — непобедимый, несокрушимый, непреодолимый; римляне — «диамонд»; арабы — «алмас», наитвердейший; древние евреи — «шамир»; индусы называли его «фарий». Древнерусский литературный памятник, «Изборник» 1073 г., в равной степени использует термины «адамас» и «адамант», а «Хождение за три моря» Афанасия Никитина (1466-1472 г. г.) впервые, и навсегда, «узаконило» в русском языке название «алмаз». В древней Индии считали, что алмазы образованы из пяти начал природы - земли, воды, воздуха, неба и энергии. В Индии алмаз был обожествлён и превращён в фетиш. Его наделили множеством мифических возможностей, таких, как исцеление от болезней, защита от злых духов и просто врагов, от ранений, сглаза, порчи; объявили дарующим ясновидение, способность предсказывать...

Для измерения веса алмазов принят метрический карат, — 0,2 грамма или 200 миллиграммов. Алмазы массой более 15 карат — редкость, массой в сотни карат — величайшая редкость. Некоторые камни получают собственные имена, мировую известность и прочное место в истории. Подробнее об исторических алмазах. В настоящее время общемировой объем добычи алмазов составляет порядка 130 миллионов карат. Главное использование природных алмазов - в ювелирном деле, но далеко не из каждого алмаза можно сделать бриллиант. Безусловно ювелирными считаются около 15% добываемых алмазов, еще 45% считаются околоювелирными, т.е. уступают ювелирным по размеру, цвету или чистоте. До конца XIX века бриллиантами владели только высшие сословия, но в ХХ веке были открыты крупные месторождения алмазов, и рост добычи сделал их более доступными для покупателей. Тем не менее и сегодня бриллианты доступны далеко не каждому, и люди по-прежнему рассматривают владение бриллиантом как принадлежность к наиболее успешной части общества.

Сверкание и красота алмаза в полной мере раскрываются только после огранки. Долгое время считалось, что Л. ван Беркем из Брюгге в конце 15 в. разработал метод точной симметричной огранки (используемый до сих пор), заключающийся в шлифовке камня на железном круге, на который наносится смесь алмазного порошка и масла. Сейчас существование этого мастера ставится под сомнение. Предполагают, что вышеуказанный метод был разработан в Индии. Ранее полагали также, что бриллиантовую огранку изобрел итальянский гранильщик Винченцо Перуцци в конце 17 в., но и это мнение оказалось ошибочным. Поэтому среди историков нет единого мнения, где и когда появилась бриллиантовая огранка.

Бриллиант (от франц. brillant - блестящий), алмаз, которому посредством обработки придана специальная форма, так называемая бриллиантовая огранка, максимально раскрывающая оптические свойства камня. Огранщики на протяжении столетий проб и ошибок научились таким образом использовать показатель преломления камня, чтобы переотражать на гранях павильона свет, вошедший в камень со стороны короны, и рассеивать в разные стороны. Благодаря дисперсии света, присущей алмазу, можно наблюдать игру бриллианта в виде лучей всех цветов радуги. Подробнее о . Слово "бриллиант" на самом деле - это название вида огранки, а не материала. Но в случае, когда речь идёт о бриллианте, огранённом из алмаза, наименование материала может быть опущено. В этом случае "бриллиант" означает и вещество, и вид огранки. Слово «алмаз» используется, когда имеется в виду сам материал, вещество, или когда речь идет об алмазном сырье.

Необработанный алмаз - это сырье, из которого огранщики сделают бриллиант, а мастера ювелирных дел - роскошное изделие. Алмазы, как отпечатки пальцев, уникальны - не бывает двух полностью идентичных камней. Бриллианты же наоборот, изготавливаются по строго определенным правилам. Есть бриллианты, например, желтые или черные, авторские формы огранки, которые подвержены моде, и спрос на них изменчив. Но классический бриллиант стоит над модой, и спрос на него не меняется с годами. Высказывание «Diamond is forever», т.е. «Бриллиант - это навсегда» не только иллюстрирует неизменно высокое место бриллиантов в нашем обществе и связь этих камней с вечными человеческими чувствами, но и невообразимо древний их возраст. Дело в том, что научные методы, используемые для определения возраста минералов и горных пород, дают для алмазов возраст от полутора до трех с половиной миллиардов лет. Можно сказать, что алмазы старше всего, что нас окружает, и их возраст соизмерим с возрастом нашей планеты.

Алмазы как носители уникальной твердости и других интересных свойств являются объектами пристального внимания ученых, являются как объектом исследования, так и ценным материалом для использования в технике. Существует и специалисты - геммологи, или эксперты по драгоценным камням. Геммологи на протяжении последних десятилетий разрабатывают научные методы определения подлинности алмазов и бриллиантов, объективные системы их оценки, рекомендации по огранке бриллиантов. Однако потенциальному покупателю непросто сориентироваться среди этого большого объема знаний, особенно если он ищет простые рекомендации, которые позволили бы ему сориентироваться в мире бриллиантов и выработать правильную линию поведения на рынке. Многие сведения, позволяющие профессионалам зарабатывать на продаже бриллиантов, являются многолетними наработками и представляют собой коммерческую тайну. Однако сегодня, в век информационных технологий, информация становится гораздо более доступной, и для любого человека, желающего стать знатоком, квалифицированным потребителем, не существует былых ограничений.

Поистине, у бриллианта нет конкурентов - это безусловный фаворит в мире драгоценных камней и ювелирных украшений. Однако сколькими бы прекрасными свойствами не обладали бриллианты, приобретая изделия с этим камнем, никогда нельзя надеяться на случай. Неподготовленный человек, имея дело с драгоценными камнями, нередко обречен на неудачу. Подходить к покупке столь серьезного камня стоит хорошо подготовленным. Будущий покупатель может научиться понимать камень как "личность" и оценивать такие важные его характеристики, как цвет, чистоту, огранку, его игру и блеск, вес, и научиться соотносить это всё с его ценой. Бриллианты очень во многом похожи на людей. Практически каждый из них имеет недостатки, которые только нужно суметь разглядеть (идеала практически нет), и какие-то свои индивидуальные преимущества, например, высокое качество огранки или полировки, уникальный цвет. Индивидуальность бриллиантов остается несмотря на стандарты, которыми руководствуются огранщики, поскольку эта индивидуальность присуща алмазам - уникальным природным творениям. Понимание индивидуальности бриллиантов позволяет выбрать наиболее подходящий камень. Процесс поиска и выбора бриллианта не обязательно должен сводиться к посещению ближайшего ювелирного магазина, он может стать увлекательным событием, путешествием, в котором каждого ожидают новые знания, новые впечатления и новый опыт.

использованы фотографии Де Бирс и журнала "Вокруг света"

Выбор спектра

Основными и самыми эффективными светодиодами для растений, являются синие и красные с длинами волн 660 нм и 455 нм
Почему такие?
Посмотрим спектр поглощения света растениями:
">

Хлорофилл - зеленый цвет (поглощает синий и красный).
Каротины - желтый, оранжевый, красный цвета (поглощает синий).
При этом разные пигменты поглощают по разному, а что они не поглощают, они отражают, и именно этим обуславливается цвет самого растения.

Учёными доказано, что источником энергии для фотосинтеза служат преимущественно красные лучи спектра, на что указывает спектр активности фотобиологических процессов, где наиболее интенсивная полоса поглощения наблюдается в красной, и менее интенсивная – в сине-фиолетовой части.
почему лист растения зеленый? Потому, что его поверхность отражает, а значит – не поглощает зеленый свет. Это свойство объясняется присутствием в зеленом листе пигмента хлорофилла. А поглощает хлорофилл свет (а значит и энергию) из красной (660 нм) и синей (445 нм) областей спектра дневного света.
Желто-зеленая составляющая дневного света, практически, бесполезна, на графике там провал, для роста и жизни растения нужен красный и синий свет.

Фотоморфогенез – это процессы, происходящие в растении под влиянием света различного спектрального состава и интенсивности. В этих процессах свет выступает не как первичный источник энергии, а как сигнальное средство, регулирующее процессы роста и развития семени. Оказывается, кроме хлорофилла, в любом растении есть еще один замечательный пигмент – фитохром. Пигмент – это белок, имеющий избирательную чувствительность к определенному участку спектра белого света.

Особенность фитохрома заключается в том, что он может принимать две формы с различными свойствами, под воздействием красного света 660 нм и дальнего красного 730 нм, он обладает способностью к фотопревращению. Причем поочередное кратковременное освещение тем или другим красным светом аналогично манипулированию любым выключателем, имеющим положение «ВКЛ-ВЫКЛ», т.е. всегда сохраняется результат последнего воздействия. Но тут еще нужно поискать информацию или поєкспериментировать самому.
Про периоды освещения, о длительности дня и ночи я распишу позже!

Это свойство фитохрома обеспечивает слежение за временем суток (утро-вечер), управляя периодичностью жизнедеятельности растения. Более того, светолюбивость или теневыносливость того или иного растения также зависит от особенностей имеющихся в нем фитохромов. Из-за чего сложно создать универсальную лампу для всех растений.

Фитохром, в отличие от хлорофилла, есть не только в листьях, но и в семени. Участие фитохрома в процессе прорастания семян для некоторых видов растений таково: красный свет стимулирует процессы прорастания семян, а дальний красный – подавляет. Возможно, что именно поэтому семена и прорастают ночью. Хотя, это и не является закономерностью для всех растений. Но, в любом случае, красный свет полезнее так как он стимулирует, а дальний красный - подавляет активность жизненных процессов растения.

Экспериментальным путём получили, что красного должно быть больше. Для разных растений пропорции разные. Вот оказывается если томатам хорошо при большом количестве красного, то огурцы начинают погибать или сильно увеличивать свои листья.

Адениумы - растения, которые в родных местах произрастания получают максимум красного спектра. В Африке и арабских странах, рассветы и закаты длятся не долго, солнце быстро заходит и встаёт, а так же там очень мало пасмурных дней. А значит и синего света мало.
Из различных экспериментов, пришли к выводу, что пропорции красных и синих светодиодов примерно 1синих:2красных для активной фазы вегетации и
при стадии созревания плодов светолюбивых растений это соотношение возрастает до 1:8

Так же нужно учитывать, в каких условиях находятся растения, попадет на них естественный свет или нет, если попадает, то преимущественно какой? Если растения находятся в гроубоксе или скажем в подвале, то некоторым растениям понадобятся другие спектры, их можно им дать, если установить какое-то количество белых светодиодов, можно подключить и ультрафиолетовые, если того требуют экзотические растения. Расти без УФ могут почти все растения, но выделять, скажем, эфирные масла - не все. Пример - Укроп. Без ультрафиолета он не такой ароматный.

В теплицах иногда совмещают два типа искусственного освещения -это натриевые лампы, в которых много красного спектра и плюс светодиоды. Ведь установить на большие площади необходимое количество светодиодов требует больших вложений.

В многочисленных отчётах и опытах, встречаются такие соотношения:
для вегетации от 1:2 до 1:4
для созревания плодов от 1:4 до 1:8
почему так много красного?
Но стоит учесть, что в теплицах есть еще и естественный свет, который и компенсирует необходимый баланс.
Для выращивания в закрытом грунте, обычно применяют 1:2 - 1:4 в зависимости от растений.
я так же встречал, как выращивают практически под одним синим спектром материнские растения, видимо для дальнейшего производства клонов и укоренения их.
Сочетание спектров так же влияет на проявление половых признаков растений. У канабиса появление женских растений резко возрастает, если при первых неделях роста будет преобладать синий спектр.
Для адениумов я бы рекомендовал соотношение синих к красным, с диной волны 660 нм и синих 440-445 нм, от 1:3 до 1:4 если вы выращиваете их не в гроубоксе, можно добавить немного белых. Если добавить зелёных, для глаз свет будет белым или почти белым, в зависимости от количества, но для растений он останется не замеченным.

Выбор мощности
Тут так же зависит от места и условий, а также от культуры которая будет расти.
Можно условно разделить растения на светолюбивые, светолюбивые и плодоносящие, и не требовательные.
плодоносящие светолюбивые, это например томаты или клубника. Им необходимо много света и чем его больше, тем выше урожай.
Не требовательные, это салат, тропические растения, многие комнатные растения. Ну и просто светолюбивые, с этим понятно.

Какая мощность нужна?
Из личного опыта и из наблюдений за другими, я сделал вывод:

Для теплиц:
не требовательные 10-40 Вт на м2
светолюбивые растения 20-60 Вт на м2
плодоносящие 50 Вт на м2 и более, можно увеличить в несколько раз.
Обычно используют в теплицах для выдерживания длительности дня, так что бы не ниже 12/12, день/ночь, в дневное время досвечивание увеличивает рост и ускоряет созревание, а так же добавляет красного спектра, которого очень мало в осенние и весенние дни.

Без естественного света:
не требовательные 40-80 Вт на м2
светолюбивые растения 50-100 Вт на м2
плодоносящие 150 Вт на квадратный метр и более.

Нужно знать, что чем выше висит лампа, тем меньше света, а при увеличении расстояния в 2 раза, света будет меньше в четыре раза. Вот такая она квадратичная зависимость.

Встречаются расчёты для натриевых и люминесцентных ламп в люксах и люменах. В случае расчёта с лампами светодиодными для растений, необходимо учитывать много составляющих и обычно считают просто в Ваттах. Что бы дать расчётные данные, нужно провести много расчетов, а мерить прибором, нужно одинаковые лампы. Ведь освещенность 5 белых светодиодов будет на много выше 5 красных с длиной волны 660 нм. а толку от белых будет на много меньше!

Люкс – это единица измерения освещенности. Люкс равен освещенности поверхности площадью 1 кв.м. при световом потоке от источника в 1 лм.
На практике основное значение имеет показатель освещенности на рабочей поверхности, измеряемый в Лк (Люкс) с помощью специального прибора - люксметра.

Какие светодиоды выбрать, для освещения растений?
Синие и красные светодиоды с длинами волн 650-660 нм в красном и 440-460 нм в синем. Пики приходятся в 660nm и 445nm
Это не значит, что при длинах волн 630 нм и 465 нм будет плохо расти, просто будет чуть-чуть ниже эффективность. На сколько - не скажу.

Красный свет плохо проникает через слои листвы, синий лучше.
Светодиоды можно располагать очень близко к растению, до 5 см. не боясь опалить растение. Сильно нежные листики, всё же лучше располагать не ближе 10 см. от верхних листьев. При выращивании высоких растений, нужно думать о боковом освещении, так как нижние ярусы будут недополучать свет.

Каждому опытному цветоводу известно, какую огромную роль играет правильно подобранное освещение комнатных растений. Наравне с поливом и почвой, свет является незаменимой составляющей, от которой напрямую зависит успешный рост. Не секрет, что в естественной среде одни растения прекрасно себя чувствуют в затенённых местах, а другие – не могут развиваться без прямого воздействия солнечных лучей. В домашних условиях ситуация выглядит аналогично. О том, как грамотно сделать искусственное освещение для комнатных растений, поговорим детально.

Декоративная подсветка и освещение для роста растений

Лампа для выращивания комнатных растений – это прекрасный способ продления светового дня. Ведь много комнатных цветов имеют тропическое происхождение, а значит, ежедневно испытывают нехватку солнечной энергии, особенно в зимний период. Для эффективного роста растений продолжительность светового дня должна быть около 15 часов. В противном случае они ослабевают, перестают цвести и подвергаются разным заболеваниям.

Планируя будущую подсветку комнатных цветов, важно не упустить и эстетическую составляющую. Фитосветильник должен стать частью интерьера, своеобразным элементом декора. В продаже есть огромное количество светильников с настенным креплением разной формы, под любую энергосберегающую лампу: КЛЛ или светодиодную. В зависимости от размеров домашнего цветника, подсветка может быть выполнена из нескольких спот светильников, направленных непосредственно на каждого зелёного любимца, или из трубчатых люминесцентных ламп с отражателем. Подключив собственную фантазию, можно сделать оригинальный светодиодный фитосветильник самостоятельно.

Важнейшая составляющая роста – спектр света

Для того чтобы понять, насколько неоднородным является свет от разных электрических источников и солнца, необходимо взглянуть на их спектральный состав. Спектральная характеристика представляет собой зависимость интенсивности излучения от длины волны. Кривая излучения солнца носит непрерывный характер во всём видимом диапазоне со снижением в УФ и ИК областях. Спектр искусственных источников света в большинстве случаев представлен отдельными импульсами разной амплитуды, что в результате придаёт свету определённый оттенок.

В ходе экспериментов было установлено, что для успешного развития растения используют не полный спектр, а лишь его отдельные части. Наиболее жизненно важными считаются следующие длины волн:

• 640–660 нм – бархатно-красного цвета, необходимые всем взрослым растениям для репродуктивного развития, а также для укрепления корневой системы;
• 595–610 нм – оранжевого цвета для цветения и созревания плодов;
• 440–445 нм – фиолетового цвета для вегетативного развития;
• 380–400 нм – ближнего УФ диапазона для регулировки скорости роста и образования белков;
• 280–315 нм – среднего УФ диапазона для повышения морозостойкости.

Освещение только перечисленными лучами подходит не для всех растений. Каждый представитель флоры уникален по своим «волновым» предпочтениям. Это означает, что полноценно заменить энергию солнца с помощью ламп невозможно. Но искусственное освещение растений в утренние и вечерние часы сможет значительно улучшить их жизнь.

Признаки недостатка света

Существует ряд признаков, по которым несложно выявить нехватку света. Нужно лишь внимательно присмотреться к своему цветку и сравнить его с эталоном. Например, найти аналогичный вид в интернете. Явный недостаток освещённости проявляется следующим образом. Растение замедляет свой рост. Новые листья имеют меньший размер, а стебель становится тоньше. Нижние листья желтеют. Цветок либо полностью перестаёт цвести, либо количество сформированных бутонов меньше среднестатистического показателя. При этом считается, что полив, влажность и температура воздуха находятся в норме.

Сколько нужно света?

Дать однозначный ответ на этот вопрос невозможно. Как человек может жить в разных частях земного шара, так и комнатный цветок может расти на подоконнике с выходом на север, юг, запад или восток. Растение в течение всей жизни будет стремиться адаптироваться под текущие условия: вытягиваться вверх от недостатка освещённости или, наоборот, подставлять солнечным лучам очередной распустившийся бутон.

Наблюдая за внешним видом стеблей и листьев, размером и количеством цветков, можно определить достаточность уровня освещения. При этом не стоит забывать о том, на каком этапе развития находится комнатный цветок: вегетация, цветение, созревание семян. На каждом из этапов он берёт от солнца свет той длины волны, который ему необходим в данный момент. Поэтому при организации дополнительной подсветки важно учесть качественную составляющую светового потока.

Длительное воздействие яркого света солнца и ламп с уровнем освещённости более 15 тыс. лк любят те комнатные цветы, которые в естественной среде обитания произрастают под открытым небом. Это многими любимая крассула, герань, каланхоэ, бегония. Искусственное освещение для растений данного типа в вечернее время пойдёт им на пользу.

К представителям флоры, которые комфортно себя чувствуют при освещённости в 10–15 тыс. лк, относится спатифилум, кливия, сенполия, традесканция и драцена. Листья этих видов комнатных цветов не любят жарких солнечных лучей, но и не переносят ранние сумерки. Поэтому идеальным местом для них будет подоконник с выходом на запад, где в вечернее время их листья получат необходимую энергию от уходящего солнца.

Так называемые тенелюбивые растения могут цвести и развиваться вдали от оконного проёма, довольствуясь освещённостью до 10 тыс. лк. Однако это не означает, что они погибнут, если их поставить в более светлое место. Просто они меньше нуждаются в прямых солнечных лучах. К ним относятся некоторые виды фикуса и драцены, филодендрон, а также тропические лианы.

Досветка растений и искусственные источники освещения

В большинстве случаев комнатные растения нуждаются в дополнительной подсветке. Цветы, которые на первый взгляд имеют ярко-зелёные сочные листья и регулярно цветут, будут выглядеть ещё лучше, если на них начать воздействовать фитолампой. Если кто-то считает иначе, то он имеет прекрасный шанс убедиться в ошибочности своего мышления и собрать . Для продления светового дня используют различные источники искусственного света. Рассмотрим каждый из них и разберемся, какой свет лучше подходит для растений.

Лампы накаливания

Подсветка растений с помощью ламп накаливания является наименее эффективной по нескольким причинам. Спектр излучения обычных лампочек со спиралью сильно смещён в красную область, что никак не способствует фотосинтезу. Низкий КПД и, как следствие, огромное выделение тепла устремляют их энергетическую и световую эффективность к нулю. К тому же лампы накаливания характеризуются наименьшим сроком службы в сравнении с остальными источниками искусственного света.

Люминесцентные лампы

Трубчатые люминесцентные или, как их чаще всего называют, энергосберегающие лампы дневного света типа Т8 полного спектра (Т=5300–6500°K) считаются оптимальным вариантом для подсветки комнатных растений на протяжении многих лет. Они заслужили много положительных отзывов, благодаря наличию избирательного спектра, экономичности и низкой теплоотдаче в сочетании с приемлемой стоимостью.

Компании, специализирующиеся на выпуске люминесцентных ламп, предлагают растениеводам улучшенный вариант – фитолампу с избирательным спектром излучения. Они работают преимущественно в синем и красном диапазоне, что видно по характерному свечению. Но стоимость таких ламп для подсветки растений на порядок выше обычных аналогов.

Светильник с натриевой лампой является наиболее эффективным источником света. По световой отдаче и рабочему ресурсу эти лампы сравнимы со светодиодами для растений. Вот только для домашних условий они не пригодны из-за чрезмерно большой яркости (более 15 тыс. лк). Зато во многих теплицах и оранжереях выращивание растений при искусственном освещении основано именно на газоразрядных лампах. Ввиду того, что они излучают больше красного света, их устанавливают в комплексе с люминесцентными лампами 6500К.

Светодиодные источники света

Все фитосветильники на светодиодах разделяют на три группы:

• биколорные;
• с мультиспектром;
• с полным спектром.

Биколорные или двухцветные светильники базируются на синих (440–450 нм) и красных (640-660 нм) светодиодах. Их свет принято считать наиболее оптимальным для организации подсветки любых растений в период вегетации. Указанный рабочий спектр благоприятствует процессу фотосинтеза, что приводит к ускоренному росту зелёной массы. Именно поэтому дачники отдают предпочтение именно сине-красным светодиодным лампам при выращивании рассады овощных культур на подоконнике.

Светодиодные лампы с мультиспектром имеют более широкое применение за счёт расширения красного диапазона в область инфракрасного и жёлтого света. Они востребованы для подсветки взрослых растений, стимулируя цветение и созревание плодов. В квартирных условиях использовать светодиодный мультиспектр лучше для цветов с густой кроной.

На фитосветильнике с полным спектром излучения можно сделать подсвету для цветов в квартире, независимо от вида и места размещения. Это своего рода универсальный источник искусственного света, который излучает в широком диапазоне с максимумами в красной и синей зоне. Светодиодный светильник full spectrum – это тандем энергоэффективности и световой энергии, напоминающей действие солнечных лучей.

На сегодня создание благоприятных условий для обширного перехода на фитосветодиоды не происходит по двум причинам:

• высокая стоимость качественных светильников для растений;
• большое количество подделок, собранных на обычных светодиодах.

Какой свет лучше для роста?

Безусловно, идеальным источником света является солнечная энергия. В квартирах с окнами на юго-восток и юго-запад можно выращивать любые цветы, размещая их в разных точках комнаты. Но не стоит расстраиваться тем, у кого вид из окна только на северную сторону. Люминесцентные и светодиодные лампы для освещения растений компенсируют отсутствие лучей солнца.

Лампы для растений дневного света – это бюджетный вариант, проверенный временем. Они подходят тем, кто старается создать для цветка нормальные условия при небольших капиталовложениях. Светодиодные фитолампы для тех, кто стремится форсировать события и достичь наилучших результатов в короткие сроки, несмотря на цену в несколько тысяч рублей.

1. Перед покупкой очередного «лиственного питомца» следует узнать, насколько он светолюбив. Возможно, отведённое место в комнате не сможет обеспечить ему полноценное развитие.
2. Недорогой вариант подсветки светолюбивых растений можно сделать из лампы дневного света 18 Вт и лампы накаливания 25 Вт.
3. Превалирующее излучение в жёлтой области видимого спектра тормозит рост стеблей. Подсветка драцены (и других древовидных) тёплым светом придаст ей компактную форму.
4. Если растение с пёстрой листвой теряет свой оригинальный окрас и становится однотонным, то ему явно не хватает света. Вернуть цветку прежнюю привлекательность поможет светодиодная фитолампа.
5. Свет от красных и синих светодиодов ускоряет утомляемость глаз. В связи с этим следует исключить зрительную работу в зоне их действия.

Подводя итоги

Надеемся, что прочитанный материал помог читателю овладеть базовыми знаниями по организации освещения для цветов в доме и на балконе. Ещё раз хочется подчеркнуть экономичность и высокую эффективность светодиодных ламп для выращивания растений, массовый переход на которые уже не за горами. Пусть каждый цветовод, имеющий возможность сегодня приобрести фитосветильник на светодиодах, оценит его мощность и оставит свой отзыв для других читателей в комментариях ниже.

Читайте так же

Светодиодные светильники для растений, в отличии от предыдущих источников света, имеют монохроматическое излучение, чем и обусловлена их эффективность. Возможность подбора спектра в его фитоактивной части, дает такие неоспоримые преимущества, как отсутствие излишнего теплового и ультрафиолетового излучения, соответственно нет риска ожогов и обезвоживания растений, так же исключается неусвояемый растениями зеленый и желтый цвета.

Несмотря на то, что светодиодные фитолампы сразу имеют свет с теми длинами волн, которые лучше всего подходят для подсветки растений, то есть чаще всего синего и красного света, воздействие фитосветильника на рост будет разным в зависимости от соотношения мощности излучения данных цветов.

У нас исследований воздействия светодиодных светильников для растений не много, но в мире эта тема достаточно известна, поэтому, немного теории.

Фотосинтез – процесс, при котором растения превращают воду и углекислый газ в органические соединения, используя энергию света. Для этого они используют два типа хлорофилла а и b, с достаточно узким диапазоном поглощения света в красном и синем спектре. Для хлорофилла a пик поглощения это 430нм и 662нм, для b соответственно 453нм и 642нм. Для роста и развития растения более важен хлорофилл a, хлорофилл b только помогает увеличить диапазон спектра поглощения. При этом точность спектра синего света не так важна, растения могут использовать более широкий диапазон, в отличии от красного света. На самом деле многие производители led grow светильников, используя светодиоды, прекрасно понимают, что такой точности в длине волны добиться практически невозможно, при этом экспериментально, эффективность фитоламп высокая, так как свет все равно, расположен вблизи от пика поглощения и практически полностью усваивается растениями. Поэтому правильнее будет говорить о диапазоне используемого света, при этом спектры 430-460 нм для синего и 640-660 нм для красного света можно считать вполне подходящими для выращивания большинства растений. Иногда производители источников света для растений еще добавляют светодиоды с длиной волны 612 нм, то есть оранжевого света, но этот свет не участвует в процессе фотосинтеза, он используется бактериями, грибами и растениями только для синтеза каратиноидов, и поэтому влияние его незначительное. Более подробное описание процесса можно найти здесь - http://en.wikipedia.org/wiki/Photosynthesis
Для практического применения светодиодных фитоламп и фитосветильников, значительно важнее правильное соотношение красного и синего спектров, потому что именно это соотношение формирует развитие растений.

Синий свет с длинами волн 430-460 нм необходим для вегетативной стадии роста, в целом способствуя укреплению растений, развитию корневой системы, стебля, листьев. Для начала развития растения, безусловно, синий свет имеет большее значение, чем красный. При недостатке в спектре синего света растения начнут рано вытягиваться, будут иметь слабый стебель с длинными междоузлиями. При этом на данной фазе роста фотопериод, то есть время и ритм освещенности не имеет большого значения, главное чтобы растению хватало света для собственного развития, то есть можно подсвечивать практически 24 часа в сутки.

Красный свет необходим растениям для цветения и плодоношения. Как только растение определяет, что в освещении превалируют красный свет, это становится сигналом к ускоренному росту, развитию и цветению. Большое количество красного света в спектре в природе возникает при затенении растений и эволюционно в ответ на развитие конкурентов растения начинали бурный рост и плодоношение. Для этой фазы развития растений становится важен фотопериодизм, для каждого вида растения он свой, чаще 12-16 часов. Важно для активации цветения и плодоношения создавать суточный ритм, близкий к природному для данного растения, с достаточным количеством энергии света.

В зависимости от того что вашим растениям необходимо, какую фазу роста и развития вы хотите подсвечивать, вы можете выбрать соответствующие светильники. При этом, несмотря на то, что реальную фотосинтетическую активную радиацию, то есть полезную энергию, которую излучают светодиоды красного и синего цвета, подсчитать достаточно трудно в связи с разной энергией квантов, общее грубое соотношение известно. Большинство производителей, говоря о нейтральном воздействии света на растения, называют соотношение 4-6 красных на 1 синий светодиод. Соответственно если вам нужно стимулировать больше вегетативное развитие, то соотношение красных и синих, должно меньше чем 4 красных на 1 синий либо полностью синие светодиоды. Если необходимо стимулировать цветение, то красного должно быть больше чем шесть к одному, или только красные светодиоды. Все вышесказанное будет полноценно работать, только если используются специальные светодиоды led grow light с соответствующими спектрами, предназначенными для подсветки растений. При правильном использовании светодиодных фитосветильников, за счет возможности эффективно воздействовать на разные фазы развития растений, можно в любое время года, независимо от естественного освещения, получить прогнозируемый результат.

Производительность всей системы выращивания определяет количественный критерий оценки – например, полезная масса сухого вещества или объем целевого экстракта из листьев/корней. Для качественной оценки можно анализировать химический состав растений и морфология (отклонение формы и размеров стебля/листьев/плода).

Для большинства культур лучший урожай и качество продукции могут быть получены при обеспечении растениям комфортных условий, где все основные физиологические потребности максимально приближены к естественным уровням.

Таким образом, в большинстве практических задач за эталон для сравнения и оценки результатов искусственного выращивания можно брать растение, выращенное в естественных условиях. Естественные условия для конкретной культуры, как правило, соответствуют климату в регионе его изначального происхождения.

Основы

Рассматривая процесс выращивания растений как замкнутую систему, можно выделить следующие основные факторы, влияющие на результат (см. рис. 1):

Солнечный свет, основной источник энергии
- содержание диоксид углерода (СО2) в воздухе (углерод - основной элемент, используемый для формирования новых клеток)
- вода, в основном, как источник кислорода, входящего в ее состав, необходимого для реакции фотосинтеза
- температура окружающего воздуха.

Рис. 1

Оптимальная температура фотосинтеза для большинства растений средней полосы составляет примерно 20-25°С. Например, для подсолнечника повышение температуры в интервале от 9 до 19°С увеличивает интенсивность фотосинтеза в 2,5 раза.

Так, при фотосинтезе за счет энергии света происходит образование органических веществ (углеводов) при участии хлорофилла. Хлорофилл (от греч. χλωρός, «зелёный» и φύλλον, «лист») - зелёный пигмент, окрашивающий хлоропласты растений в зелёный цвет .

Таким образом, количество света является важным фактором, влияющим на интенсивность роста растений.

Также на протяжении многих лет эволюции этот процесс адаптировался к суточному циклу “день/ночь”. Днем под воздействием света вода разделяется на кислород и водород, а растение запасает энергию и питательные вещества. Ночью, в темноте углекислый газ под воздействием запасенной энергии соединяется с водородом, образуя молекулы углеводов, т.е. происходит собственно рост культуры.

Таким образом, при искусственном выращивании растений важно обеспечить не только высокую освещенность, но и правильную цикличность включения света, чтобы получить лучший результат.

О спектрах

Современные светодиодные технологии позволяют форматировать сложные спектры освещения растений. Рассмотрим, каким образом спектр влияет на процесс роста.

На рис. 2 детально показаны энергетические спектры поглощения базовых пигментов растения.

Рис. 2

Видно, что помимо традиционно упоминаемых пигментов хлорофилла с пиками поглощения в диапазоне 400-500 нм и 650-700 нм, на процессы роста также влияют вспомогательные пигменты из семейства светособирающих фикобилипротеинов.

В некоторых исследованиях спектры поглощения основных пигментов суммируются для формирования “универсального” спектра, форма которого показана на рис. 3.

Рис. 3

Для количественной оценки светового воздействия на растения используется фотосинтетически активная радиация (ФАР). В англоязычной литературе - Photosynthetic Photon Flux (PPF). Поток ФАР/PPF измеряется как число фотонов, излучаемых источником света, которые могут быть поглощены растением при фотосинтезе (диапазон длин волн от 400 до 700 нм).

Величина PPF рассчитывается без учета неравномерного поглощения растением различных энергии различных длин волн. Поэтому в дополнение к PPF иногда используется величина YPF – Yield Photon Flux - т.н. усваиваемый растением поток фотонов. Для расчета YPF используется взвешенное значение ФАР и спектр эффективности фотосинтеза как весовые коэффициенты.

Спектр эффективности фотосинтеза показан на рис. 4.

Рис. 4

Кривая весового коэффициента для фотонов (Photon-weighted) позволяет перевести PPFD в YPF; кривая весового коэффициента энергии (energy-weighted) позволяет сделать то же самое для ФАР, выраженной в ваттах или джоулях.

Рассмотрим подробнее, как влияет на растения излучение в различных участках этого диапазона.

Ультрафиолет C (280 - 315 нм)

Облучение растений таким излучением имеет негативные последствия, может приводить к гибели клеток и обесцвечиванию листьев/плодов.

Ультрафиолет B (315- 380 нм)

Это излучение не имеет видимого эффекта на растения.

Ультрафиолет A (380 - 430 нм)

Передозировка ультрафиолетового излучения может быть опасна для листвы, однако малые дозы излучения поглощаются в процессе цветения и созревания плодов и влияют на цвет и биохимический состав (вкус). Как правило, дозы, получаемые растением под воздействием естественного света, достаточны для поддержания этих процессов.

Синий свет (430-450 нм)

Как показано выше, эта часть спектра хорошо поглощается большинством основных пигментов растения. Эта часть спектра может влиять на морфологию растения: размер и форму куста/листьев, длину стебля. Ряд исследований показывает лучшую эффективность синего цвета на раннем этапе развития растения (вегетативная фаза).
Синий свет способствует открытию устьиц, увеличению количества белка, синтезу хлорофилла, делению и функционированию хлоропластов, сдерживанию роста стебля.

Зеленый свет (500-550 нм)

Значительная часть этого диапазона отражается от листьев, однако нельзя недооценивать роль и этого участка спектра на полноценное развитие растений. Так, например зеленое излучение, отражаясь от верхних листьев растения, обладает лучшей проникающей способностью и способствует более равномерному развитию листьев, на нижних уровнях, находящихся в тени более крупных соседей (рис. 5) .

Рис. 5

Также, управление уровнем зеленого в спектре облучения позволяет контролировать время наступления и длительность фаз прорастания и цветения.

Оранжевый свет (550-610 нм)

С точки зрения рассмотренных выше спектров поглощения хлорофиллов, этот диапазон имеет незначительный уровень отклик. Однако, успешный опыт применения натриевых ламп, излучение которых в основном лежит в этом диапазоне, подтверждает, что фактически растения способны развиваться даже при не оптимальном спектральном составе освещения.

Красный (610-720 нм)

Наиболее эффективный диапазон, с точки зрения количества фотонов, поглощаемых растением в процессе на всех этапах развития.
Красный свет способствует цветению, прорастанию почек, росту стеблевых листьев, опадению листьев, спячке почек, этиоляции и т.д.

Дальний красный (720-1000 нм)

Несмотря на незначительный отклик в спектрах поглощения основных пигментов, дальний красный диапазон выполняет своего рода “сигнальную” функцию – как и в случае с зеленым цветом, корректировка уровня дальнего красного позволяет повлиять на время наступления и длительность фазы цветения и плодоношения.

Инфракрасный (1000 нм и выше)

Все излучение в этом диапазоне конвертируется в тепло, дополнительно влияющее на температуру растения.

Следует помнить, что для естественного солнечного света более 50% энергии излучается именно в инфракрасном диапазоне. Если растение в искусственных условиях облучается только в диапазоне 400-700 нм, то нужно дополнительно предусмотреть запас мощности в системе отопления для поддержания комфортной температуры.

Потребности растения на разных этапах роста

Как было отмечено выше, свет является не только источником энергии, контролирующим фотосинтез. Различные участки спектра воспринимается растением как сигналы, влияющие на многие аспекты роста и развития (прорастания, деэтиоляция) Изменения в развитии растений, связанные со светом являются результатом фотоморфогенеза.

На схеме на рис.6 показаны основные эффекты, стимулируемые различными цветами на протяжении жизненного цикла растения.

Рис. 6

Рассмотрим более подробно влияние света на различных этапах

Синтез хлорофилла

Самое большое количество хлорофилла вырабатывается при синем свете, меньшее – при белом и красном, самое меньшее - при зеленом свете и в тени. При разном свете, соотношение хлорофилла A и B также не одинаковое. Самая большая разница в соотношении А и B при желтом и синем свете. Красный свет способствует большой выработке хлорофилла типа A.

Для светолюбивых растений подходит синий свет, для тенелюбивых растений подходит красный свет.

Цветение

Соотношение между длительностью светового периода и периода темноты называется фотопериодом. Общая протяженность суток – 24 часа, однако в зависимости от разной широты и времени года, протяженность дня и ночи неодинаковая. В зависимости от разных климатических условий и места произрастания, фотопериод у разных растений неодинаков. Цветение, опадение листьев, спячка почек – всё это является реакцией растения на изменение фотопериода.

Растения, которые готовы начать цвести, зацветут при наступлении подходящего фотопериода. Количество дней до начала цветения определяется возрастом растения. Чем старше растение, тем оно быстрее зацветет. Под воздействием фотопериода оказываются листья растений. Чувствительность листьев к изменению фотопериода связана с возрастом растения. Чувствительность старых листьев и молодых листьев неодинаковая. Наиболее чувствительными к изменению фотопериода являются растущие листья.

Накопление питательных веществ и рост растений регулируются излучением в красном и дальним красном диапазоне. Размножение определяется, синим светом. Фитохром, содержащийся в листьях, может принимать сигналы красного света и дальнего света. Растение готовое к цветению, зацветет, если последнее излучение будет красным дальним светом.

На рис. 7 показаны спектры поглощения растений при синтезе хлорофилла, фотосинтезе и фотоморфогенезе.

Рис. 7

Светодиоды

Современные мощные светодиоды, применяемые в искусственном освещении растений, позволяют сформировать монохромное излучение фактически в любой части спектра, рассмотренной выше.
Примеры спектров светодиодов показаны на рис. 8

Рис. 8

Стоит отметить светодиоды с длиной волны 450 нм (“глубокий синий”) и 660 нм (“дальний красный”), как составляющие, совпадающие с пиками поглощения хлорофиллов. Как было отмечено выше, наличие светодиодов пиком излучения в других частях спектра, позволяет дополнительно стимулировать другие участки спектра поглощения. Белые люминофорные светодиоды (серая кривая на рис. 8) имеют в составе своего спектра относительно широкую область излучения люминофора, а также синий пик непоглощенного люминофором излучения синего кристалла.

Комбинация светодиодов различных цветов в одном светильнике с возможностью независимого управления позволяет сформировать фактически любой спектр для конкретной культуры и фазы ее развития.
Примеры спектров, используемых в различных сценариях освещения растений,показаны на рис. 9

Рис. 9

Отдельно стоит рассмотреть спектр облучения, получаемый растением, когда на него воздействует одновременно естественное излучение и излучение системы светодиодной досветки.
Предположим. что в светильнике для досветки используются синие и красные светодиоды в соотношении примерно 1:2 (по уровню энергии), для стимуляции хлорофиллов на стадии вегетативного роста.

Пример такого спектра показан на рис. 10

Рис. 10

В реальности же на листья растений будет также воздействовать спектр солнечной радиации, и суммарный спектр облучения будет выглядеть следующим образом (рис. 11).

Рис. 11

Видно, что в этом случае растение монохромная досветка в сочетании с широкополосным естественны излучением дает спектр, стимулирующий все основные зоны поглощения растений. Результирующий спектр по форме близок к суммарному спектру поглощения всех основных пигментов растения, рассмотренному выше.

Заключение

Подводя итоги данного обзора можно отметить следующее:

Спектральный состав света является важным фактором для продуктивного выращивания культур в искусственных условия, однако, не первичным. Получить прирост урожая за счет оптимизации спектра можно при обеспечении растению достаточного уровня базовых потребностей (температура, вода, CO2, вентиляция). Количество света также является более приоритетным параметром по сравнению с его спектральным составом.

Современные светодиоды позволяют эффективно сформировать излучение в спектральном диапазоне поглощения растений. Причем возможно применение т.н. монохромных светодиодов с различными цветами (длиной волны излучения) и традиционных белых “люминофорных” светодиодов, обеспечивающих равномерное широкополосное излучение.

Наличие в светильнике светодиодов с различными цветами и технологии независимого управления ими позволяет исследовать влияние спектра на эффективность выращивание отдельно взятой культуры в конкретных условиях и выработать оптимальный баланс цветов для лучшей урожайности.

Список литературы

Физиология растений. Н.И. Якушкина. Издательство: "Владос". Год: 2004

Исследования над образованием хлорофилла у растений. Монтеверде Н. А., Любименко В. Н. Известия Императорской Академии наук. VII серия. - СПБ., 1913. - Т. VII, № 17. - С. 1007–1028.

Создание эффективных светодиодных фитосветильников. Cакен Юсупов, Михаил Червинский, Екатерина Ильина, Владимир Смолянский. Полупроводниковая светотехника N6’2013

Contributions of green light to plant growth and development. Wang, Y. & Folta, K. M. Am. J. Bot. 100, 70-78 (2013).