Многие производители светодиодного освещения утверждают, что их светильники полного спектра являются лучшим вариантом для выращивания растений, поскольку они имитируют естественный свет солнца. Обычно в ход идет такой аргумент: "Растения растут под солнечным светом уже миллионы лет. Зачем нам менять то, что создала мать-природа?"

Ответственно заявляем:

не существует такого понятия, как светодиодный светильник полного спектра!

Прежде чем мы получим поток возмущений предлагаем выяснить, что такое полный спектр.

Полный спектр или фулл-спектр — это маркетинговый термин, который подразумевает, что спектр светильника похож на солнечный свет.

Первоначально данный термин применялся к единственному реальному источнику полноспектрального света — Солнцу.

Со временем этот термин начали применять для обозначения других характеристик солнечного света. Индустрия коммерческого освещения начала использовать название "полноспектральный" для продажи светильников с индексом цветопередачи CRI более 90. Люди более точно воспринимают цвета под источниками света с высоким CRI, подобно тому, как мы видим цвета в нашем естественном мире при дневном свете. Это полезная характеристика для таких помещений, как офисы, магазины, витрины с продуктами, публичные пространства и т. д.

Одной из причин, по которой светотехники смогли добиться высокого CRI, было создание более плавной и непрерывной кривой спектрального распределения (SDC), напоминающей дневной свет.

С появлением освещения для растений (фитосветильников) компании снова начали заимствовать этот термин. Они начали заявлять, что светодиоды полного спектра способны воспроизвести эффект солнечного света для растений.

Однако с растениями не все так просто.

Если вы что-то назвали Солнцем, это еще не значит, что это Солнце. Подобная риторика, имеет смысл для дизайнеров освещения, заинтересованных в продаже ламп предназначенных для восприятия человеческим зрением, но растениям необходим свет для питания, роста и жизни. В этом месте мы приходим к ряду проблем, которые предлагаем рассмотреть.

Основная проблема многих светильников заключается в том, что они предназначены для создания видимости дневного света, но не приспособлены для интенсивного роста растений.
Не все длины волн света оптимальны для фотосинтеза. Растения используют электромагнитное излучение в диапазоне от 400 до 700 нанометров, известное как фотосинтетически активная радиация или ФАР (PAR). Таким образом, растениям все равно, насколько ярким вам кажется ваш светильник.

PAR — для растений, а люмены и люксы — для людей

Тем не менее, большинство компаний, производящих осветительные приборы полного спектра, делают светильники с учетом визуальной привлекательности.
Когда вы слышите, что диоды в вашем светильнике полного спектра имеют температуру от 3000K до 4500K или 5000K+, это лишь означает насколько "холодным" или "теплым" является ваш свет по внешнему виду.

На рисунке выше мы видим стандартную кривую светодиода с "полным спектром" 2800K. Этот светодиод был оптимизирован для создания теплой атмосферы, привлекательной для человека. Большая часть энергии аккумулирована в оранжево-красном диапазоне волн. Акцент сделан на свет около 550–600 нанометров, поскольку именно в этом диапазоне наши глаза наиболее чувствительны.
Цель ситифермеров — улучшить наиболее важные для роста растений характеристики освещения. Это означает не только получение достаточного количества света в диапазоне PAR, но и правильное сочетание спектров света, что подводит нас ко второй проблеме.

Позиция многих светодиодных ламп "полного спектра", представленных на рынке, заключается в том, что, создавая спектральное распределение, похожее на солнечный свет, ваши растения будут хорошо расти. Достойная теория, за исключением того, что лампы полного спектра не похожи на солнечный свет.

Ниже мы видим, что солнечное излучение включает в себя гораздо больше, чем видимый или PAR диапазон волн.

На рисунке выше показан спектр солнечного излучения на уровне моря и за пределами атмосферы.

Вы можете видеть, что солнечный свет также содержит ультрафиолетовый (УФ) и инфракрасный свет (а также рентгеновские лучи, радиоволны и другие).
Хотя PAR является наиболее важным светом для фотосинтеза, растения все же реагируют на излучение за пределами спектра PAR.
Например, ультрафиолетовый свет вызывает образование защитных соединений в растениях, подобно тому, как люди загорают в присутствии ультрафиолета.

Растения также используют тип света, называемый "дальним красным светом" диапазон (700—800 нм), чтобы вызвать реакцию избегания тени, это заставляет их вытягиваться и может вызвать раннее цветение.
Создание источника света, вызывающего у растений такую же реакцию, как солнце, было бы слишком дорогостоящим при современном развитии технологий.

Кроме того, что создание светодиодного светильника полного спектра будет слишком дорогостоящим, даже если бы такая вещь существовала, ее характеристики все равно не будут точно отражать то, что происходит в природе.

Солнечный спектр находится в постоянной динамике из-за изменений погоды или положения Солнца в небе относительно Земли. На графике выше вы можете видеть, как меняется спектр солнечного света в течение дня или при различных погодных условиях.
Из-за этого явления лучше всего думать о взаимодействии между солнечным светом и растениями как о постоянно меняющемся процессе.
Если вы повесите свои "полноспектральные" светильники в теплице в качестве досвета и если вы возьмете те же самые светильники и повесите их в помещении, куда не проникает солнечный свет, реакция растений будет разной.
Фотоморфогенные реакции растений регулируются совместно, что означает,
что определенные проявления растения могут включаться или выключаться в зависимости от количества света в одном диапазоне волн по отношению
к другому.

Фотосинтез зависит от поглощения света фоторецепторами и пигментами в листьях растений. Наиболее известным из этих пигментов являются хлорофиллы a и b, но существует множество вспомогательных пигментов, которые также участвуют в фотосинтезе.

Относительное поглощение света хлорофилловыми пигментами, как показано на графике, является одной из причин, почему красный свет стал популярным среди производителей светодиодных светильников. Не весь свет PAR в равной степени способствует фотосинтезу, хотя последние исследования доказывают, что другие полосы света, такие как зеленый, играют важную роль в этом процессе.

Поскольку фоторецепторы растений также имеют свои собственные диапазоны поглощения света, они совместно регулируют процессы, которые создают форму и структуру растений в зависимости от "спектрального коктейля", который они получают.

Например, более высокое соотношение синего света может вызывать интенсивный рост корней, более благоприятную биохимию растений и более прочную структуру. Но эти эффекты могут быть не столь выраженными, если вводить больше красного света.

Ультрафиолетовый или инфракрасный свет не являются необходимыми
для жизни растений. Кроме того, в контролируемой среде растениям создаются идеальные условия для роста, и им не требуется конкурировать с другими видами, чтобы выжить.

Для фотосинтеза растениям требуется свет в диапазоне от 400 до 700 нанометров. Поэтому вам нужно выбрать светильник для выращивания, который обеспечит желаемые результаты, более высокую урожайность
и лучшее качество ваших растений.

Сейчас вы, наверное, задаетесь вопросом: "Если я не могу имитировать солнечный свет, то какой световой спектр я должен использовать?".

Ответ одновременно прост и довольно сложен.
Растениям для фотосинтеза требуется только свет PAR. Поэтому, если ваш светильник оптимизирован в спектре PAR 400—700 нм, вы получите максимальную отдачу, при минимальных затратах.

Повторим, что не существует реальных стандартов для светодиодных ламп полного спектра. Полный спектр — это просто термин, используемый для того, чтобы продать вам светильник.

Хотя вы не можете имитировать солнечный свет, вы можете использовать спектр света в своих интересах.

Узкоспектральные светодиодные лампы обычно имеют фиолетовый или "маргранцовочный" оттенок, поскольку основная энергия находится в синем и красном диапазонах волн PAR.

Это узкополосный спектр, который направляет большую часть энергии в синий и красный диапазоны волн, с небольшим количеством зеленого света для вторичных метаболических процессов при использовании в закрытых помещениях.


Эти типы "марганцовочных" светильников были особенно популярны несколько лет назад. Хотя это не означает, что они устарели. Такие светильники лучше всего подходят для дополнительного облучения растений в теплицах.

Кроме того, благодаря большей эффективности красных диодов по сравнению с другими, вы потратите меньше денег на оплату электроэнергии.

Светодиодные светильники широкого спектра имеют другое соотношение в распределении длин волн. По внешнему виду это белый свет, хотя на самом деле белый оттенок представляет собой смесь синего, красного и зеленого волновых диапазонов.

Спектр BL (применяется в светильниках X-Space и X-1 PRO компании Just Grow) — это обогащенный широкополосный спектр, оптимизированный для фотосинтеза в условиях отсутствия солнечного света. Этот обогащенный широкий спектр разработан, чтобы взять самые важные части ДНаТ, металлогалогенных и узкополосных светодиодных ламп и создать спектральную смесь, которая универсальна для выращивания любых растений.

Данный спектр имеет пики в красном и синем диапазонах для стимулирования интенсивного фотосинтеза и развития растений, в то же время в нем присутствует зеленый диапазон волн, чтобы быть универсальным для любого типа культур или условий выращивания. Кроме того белый свет позволяет без искажений оценивать состояние растений и обнаруживать любые проблемы на ранних этапах.

Для того чтобы максимально раскрыть потенциал растений в широкий спектр могут добавляться другие длины волн. Для стимуляции развития вторичных метаболито в спектр MX добавлен ультрафиолет. Для дополнительной манипуляцией фитохромами и увеличения скорости фотосинтеза благодаря эффекту Эмерсона в спектр добавляют дальний красный свет.

Читать подробнее о спектрах BL и МХ

Современные светодиодные светильники состоят из нескольких групп светодиодов. Управление разными каналами дает возможность имитировать динамические свойства солнечного света. Это может быть реализовано в виде переключателя "вегетация / цветение", в виде усилителя цветения как в светильниках X1 PRO и X-Space, или в прямом управлении разными каналами светильника, как мы реализовываем в проектах для научных лабораторий.

В теории возможности управления спектром безграничны. Сегодня подобные светильники начинают применять в коммерческой сфере, но по большей части являются объектом для научных исследований. Мы полагаем, что будущее — за совместной работой инженеров и специалистов в области изучения растений, в результате которой для каждого растения на разных этапах жизни будет применяться оптимальный спектр.

Наша компания сотрудничает с учеными ведущих научных организации в России в области биотехнологии и селекции растений и применяет полученный опыт в разработке современных систем освещения растений.