Umělá osvětlení

Mnoho lidí světlo zanedbává a nedopřává rostlinám jeden z největších požadavků. Na prvním místě by vždy mělo stát hospodaření s prostředky, které máme zadarmo. Řeč je o slunečním světle. Pokud právě vy řešíte umělé osvětlení pro rostliny, nejdřívě se ujistěte, že jste naplno využili světlo sluneční. 

Co tedy udělat na prvním místě?

Setkal jsem se s mnoha pěstiteli, kteří dávají rostliny na druhý konec místnosti co nejdále od okna, nebo s lidmi, kteří používají záclony, žaluzie apod. Takové pěstování je naprosté plýtvání potenciálu růstu a rostliny tím velmi trpí. Bez světla to zákonitě nejde. Doporučuji tedy dát na prvním místě pryč žaluzie, záclony a umístit rostliny co nejblíže k oknu. Také by bylo na místě okna pravidelně umývat z obou stran, možná byste se divili, ale dělá to opravdu hodně. Někdy je to opravdové minimum a výsledek se projeví velmi rychle.

Základní pojmy

Možná je to i váš připad, kdy ani sluneční světlo nedosahuje nároků roslin. Zejména v zimním období, kdy je den velmi krátký a když už zrovna slunce svítí, tak jen v omezené míře. Jestli zvažujete pořízení nějakého osvětlení, zbytek článku je právě pro vás.

Zde jsem si dovolil zapůjčit tento obrázek (https://www.cidly.cz/_obchody/zkouska.shop5.cz/soubory/absor1.jpg), kde vidíme vztah mezi vlnovou délkou a absorpcí světla. Pro růst našich rostlin jsou nejdůležitější chlorofyl A, B a Karoteniody. Nejvíce tato barviva absorbují světlo při vlnové délce odpovídající modré a červené barvě (vrcholy křivky na vlnové délce 430nm 453nm - modrá barva a 642nm 662nm - červená barva). Zelené světlo nevstřebávají vůbec, rostliny ho odráží (to je mimochodem důvod, proč jsou rostliny zelené, zelené světlo narozdíl od ostatních vlnových délek neabsorbují). 

- UV (280-400nm) - Tyto hodnoty ovšem platí pro rostliny. Tyto vlnové délky lidské oko už téměř nevidí. Obecně platí, že používání UV záření ve vlnových délkách vstřebatelných rostlinou mají za výsledek zkracování řapíků a stonků - opačný efekt, jako má IR (infračervené světlo). Ovšem větší množství tohoto spektra rostlinám škodí.

- Modrá barva (420-470nm) - Je primárně určená pro růst rostlin.

- Červená barva (620-700nm) - Uvádí se spíše pro plod a květ a také pro prodlužování stonků a řapíků, nicméně pod červenou barvou rosliny dokážou také normálně růst. 

- 700nm a výš je infračervené světlo, které prochází listy. Při zastínění rostliny jinou rostlinou červené a modré světlo neprojde a prohází jen to infračervené. Rostlina dokonce srovnává poměr modrého a červeného světla s infračerveným světlem a podle toho upravuje svůj růst. Tímto způsobem detekuje zastínení a začíná prodlužovat v případě převahy infračerveného světla stonek a řapíky. 

Tímto způsobem podle mého názoru rychlopěstírny (holandské skleníky apod.) upravují poměr infračerveného světla oproti ostatním vlnovým délkám. Myslím si, že je to jeden z důvodů, proč jejich rostliny mají nepřiměřeně dlouhé řapíky a stonky. Rostliny jsou pak totiž větší a víc to láká zákazníky, samozřemě je tomu úměrná i vyšší cena. Typickým příkladem jsou například vytáhlé holandské skleníkové kokosky. Toto ale už nemám ničím podložené.

Bílé nebo spektrální světlo?

Zajímá vás, proč speciální spektrální světla jsou kombinací červené a modré barvy? Teoreticky by světla pro rostliny mohla být bílá (obsahující v cca vlnové délky 400-700nm), ale rozhodně by to nebylo tak efektivní. Proč? Protože klasické bílé osvětlení obsahuje vlnové délky ideální pro růst rostlin jen minimálně nebo na úkor ostatních vlnových délek. Abychom získali stejný efekt klasickým osvětlením museli bychom svítit na rostlinu déle, abychom získali stejný výsledek jako při používání spektrálních osvětlení.

Pro srovnání bych použil dvě imaginární zářivky. První daylight (ani teplý ani studený odstín - imitace slunečního světla) 2000lm a druhá speciální spektrální se stejným světelným tokem 2000lm (správně by se mělo uvádět Photosynthetic Usable Radiation neboli PUR někdě PAR, které definuje světelný tok, jak ho vidí rostliny ne lidské oko, ale to je spíše už pro odborníky). Spektrální bude obsahovat pouze spektrum odpovídající absorpční křivce s větší intenzitou v těchto vlnových délkách, přitom daylight musí na ten samý světelný tok obsahovat i vlnovou délku mezi modrou a červenou barvou na úkor červené a modré barvy.

Efektivitu zvýšíme tedy tím, že budeme svítit cíleným spektrem pro rostliny červené a modré barvy o správné vlnové délce. Bílá světla lze použít společně se spektrálními jako doplnění nějakých vlnových délek, které klasické spektrální světla neobsahují, ovšem jen jako samostatné světlo by to takový efekt nemělo. Druhá věc je také pořizovací cena, která je zhruba 3x výšší oproti daylight.



Zářivky

Asi nejjednodušší řešení. Z oblasti akvaristiky víme, že vodní rostliny pod klasickými zářivkami rostou. 
Snažil jsem se to udělat trochu více efektivně a koupil jsem zářivky spektrální. Ve výsledku kytky rostly, ale bledly, protože zářivky nemají tak velký světelný tok. Jako pomoc při zimování to jde, ale nečekejte zázraky.

Upgrade na LED

Zářivky mají velkou nevýhodu v tom, že na to jako mají spotřebu, svítí poměrně málo. Proto jsem objednal speciální LEDky a přidělal jsem je na místo zářivky do zářivkového tělěsa. Mají 2x25w a ve finále svítí více, než těch 72w co mělo to těleso. Uvidíme ještě co na to řeknou kytky.

Samostatné LED osvětlení

Zářivky jsem nakonec postupem času vyměnil za samostatá LED svítidla. Není to zrovna ta nejlevnější záležitost, ale pro osvětlení větší plochy vám asi nic jiného nezbyde. 

Zářivky

Velmi snadná volba osvětlení, musíte ale chytnout kvalitní čipy. Mají velký světelný tok, ale zrovna tyhle mi příliš nevyhovovaly, přepalovaly listy a to spektrum mi přišlo malinko mimo. 

Líbí se mi toto video, kdy jeden YouTuber kupuje různá spektrání osvětlení a testuje je přímo na rostlinách. V tomto videu koupil 12W LEDku za 300Kč. 12 Wattů není opravdu velký výkon a i přes to dokáže rostlina spolehlivě růst a mít krásné zelené listy. Podotýkám, že rostlina neměla jiný zdroj světla (slunce).


Zkušenosti mého kamaráda a velmi zkušeného pěstitele BENYho

Slovo úvodem, autor následujícího textu je BENY (b.e.n.y@volny.cz ). Beny se divá na osvětlení trochu jiným pohledem než já, což je skvělá příležitost pro ještě objektivnější názor při pěstování pod umělým osvětlením. 

Umělé osvětlení rostlin.

Záměrně vynechávám teorii osvětlení rostlin. O tom je možné na internetu sehnat dostatek informací. Výborný článek je možné nalézt např. na:

https://pestovani-palem.webnode.cz/umela-osvetleni

Jen jako shrnutí připomenu, že rostliny jsou schopné z přirozeného bílého (denního) světla využít asi 20%. Použijeme-li tedy k nasvícení rostlin jen část ze spektra, kterou rostliny přijímají (červená a modrá) můžeme tím ušetřit až 80% nákladů na svícení.

Krátce lze říct, že rostliny vnímají světlo jinak, než lidské oči (mají svůj vlastní světelný tok). Světlo pro rostliny (část spektra) se označuje v hodnotách PAR (PUR). Mezi bílým světlem a PAR existuje převodní poměr, který je předmětem velkých debat v odborných kruzích. Do dalšího rozpitvávání tohoto tématu bych se nepouštěl (lze si o tom dost počíst na internetu).

Pro upřesnění:

PUR: Photosynthetic Usable Radiation - záření vztažené k absorbční křivce rostlin (různé rostliny mají různou citlivost)

PAR: Photosynthetic Aktive Radiation - záření v rozsahu cca 380 až 720nm.

Osvětlování rostlin bych rozdělil do tří kapitol podle účelu osvětlení.

  1. Osvětlení rostlin bílým světlem. Používá se hlavně jako světlo pro pozorování rostlin a při jejich kontrole. Při dostatečné intenzitě a kvalitě může sloužit i jako růstové světlo nebo jako zdroj dalších částí světelného spektra k barevnému led osvětlení.

Při používání bílého světla nás zajímá světelný výkon zdroje světla (lm/W). Tedy jak moc jsou jednotlivé světelné zdroje schopné využít el. energii:

Úsporná zářivka má kolem 50 lm/W

Kvalitnější zářivková trubice má kolem 80 lm/W

Bílé led světlo má 80 - 100lm/W

Výbojka MH má kolem 100lm/W

Výbojka sodíková (HPS) kolem 150lm/W

Nové Grow COB čipy údajně kolem 160lm/W (ale to už není bílé světlo)

Dalším důležitým parametrem je teplota (barva) světla (K). Žlutější "květové" spektrum má kolem 2.700 K a "růstové" bílé kolem 6.000 K:

Obyčejná žárovka cca 2.700 K

Obyčejné denní světlo cca 5.000 K

Ostré polední slunce cca 6.000 K

Pro pozorování rostlin je vhodné znát i index podání barev (CRI, Ra). Tedy jak moc se zdroj světla blíží kvalitou k dennímu. Čím je index vyšší, tím je zdroj dražší, ale tím přirozeněji rostliny vypadá.

Hodnota Ra = 0 znamená, že při tomto osvětlení není možné rozeznat barvy.
Naproti tomu Ra = 100 znamená, že tento světelný zdroj umožňuje přirozené podání barev.

Zářivkové trubice cca 80

Běžné bílé LED cca 80

Zářivkové trubice plnospektrální cca 93

Bílé LED s vysokým CRI cca 93

U výbojek se tento parametr nepoužívá, protože produkují jen část světelného spektra.

Nejběžnější zdroje bílého světla jsou zářivkové nebo led trubice. Hodně se také používají led pásky (je na ně nutná lišta, která současně funguje jako chladič, a napájecí zdroj podle nároků použitého pásku).

Největší nevýhodou zářivek (a vůbec světel na principu luminoforů - povrch vnitřku zářivek, úsporek, atd) je relativně krátká životnost. Po 4 až 5 letech, při několikahodinovém sezónním používání, dochází k zeslabování výkonu i parametrů.

Trochu zvláštní situace je u zářivek určených k pěstování rostlin (Aquarelle, Flora). Vyzařují jen část světelného spektra, ale je při nich stále ještě dobře vidět. Jenomže to není tak, že by svítili v požadovaném spektru. Svítí úplně stejně, jako jakákoliv jiná zářivka, ale barevný filtr uvnitř trubice propouští jen tuto požadovanou část spektra. Proto mají tyto zářivky mnohem menší světelný tok (při stejných watech), jako bílé. Pokud budeme svítit rostlinám normálními bílými zářivkami vyjde to úplně nastejno.

V podstatě jakákoliv úprava spektra (barevným filtrem uvnitř trubice) může světelný tok snížit.

Pro příklad:

Philips lineární MASTER TL-D 58W / 827 G13 má světelný tok 5.200 lm

Philips lineární MASTER TL-D 58W / 865 G13 má světelný tok už jen 5.000 lm

Philips lineární MASTER TL-D Graphica 58W / 965 G13 už jen 3.350 lm

PHILIPS lineární TL-D AQUARELLE 58W/89 G13 pro osvětlení akvárií jen 3.800 lm

Podobná situace je i s led diodami. Např. u bílé barvy se vyššího CRi dosahuje použitím luminoforů, podobně jako zářivky, a to několika způsoby. Levnější bílé LED fungují na principu skládáni par izolovaných vlnových délek, jejich kombinaci oko vnímá jako bílou. Uvádí se, že zvýšení CRi z 80 na 90 sníží světelný tok o cca 15%.

Bílé led světlo se obvykle jako pěstební nepoužívá (osazují se rovnou barevné led).

Svoje stálé místo mezi světelnými zdroji mají pěstební výbojky. Vyrábí se výkonových řadách obvykle od 75 do 1000W. pro jejich použití je nutný předřadník (elektromagnetický nebo elektronický). Je to "krabička" která je zapojená mezi zásuvkou a výbojkou. Pro osazení zářivky se používá tzv. stínidlo (odrazová plocha) s paticí do které se zašroubuje výbojka.

V zásadě se používají dva typy výbojek MH (metal - halidové) na tzv. růstovou část vývoje rostliny a HPS (vysokotlaké sodíkové) na tzv. květovou část vývoje rostliny. Názvy jsou odvozeny od nejčastějšího využití pěstebních výbojek - pro pěstování konopí.

Každá z typů produkuje hlavně jen potřebnou část spektra (více na internetu). Největší nevýhodou výbojek je vysoká spotřeba elektřiny a velká produkce tepla.

Bývají pokusy místo výbojek používat CFL kompaktní zářivky, které se vyrábí až s výkonem 300W. Svítí trochu méně, než výbojky a produkují také o hodně méně tepla (lze je použít i v obtížně větratelných prostorách). Je tam ale zase použit luminofor, takže kratší životnost. Moje osobní zkušenost: při instalaci CFL zářivky 200W vodorovně ve stínidle došlo k vytavení trubic z patice a zničení celého světla za cca 3 měsíce. Vodorovnou instalaci proto nemohu doporučit.

Záměrně se nepouštím do rozpitvávání takových detailů, jako je intenzita osvětlení. U rostlin je to velmi specifické. Je dobré si uvědomit, že ostrý sluneční svit má intenzitu cca 100 000 lx, jako výborné osvětlení ve světlé místnosti se bere 700 lx. Z toho plyne, že umělého světla pro rostliny není nikdy dost.

Pokud mají mít bílé světelné zdroje (o běžných výkonech) nějaký vliv na růst rostlin, musí být v jejich naprosté blízkosti (do cca 50 cm), nejlépe se jich skoro dotýkat. Je dobré mít na paměti, že umělé bílé světlo je odlišné od přirozeného denního světla. Jeho využitelnost rostlinami je závislá na použitých částech barevného spektra z kterých se skládá výsledné bílé světlo. Pro konkrétnější představu je nutné znát spektrální křivku daného zdroje umělého bílého světla.

  1. Barevné osvětlení rostlin pěstovaných u okna a rostlin na zimovišti. Jedná se již o barevné světlo v části spektra přijímaného rostlinami. Používají se buď jednotlivé barevné ledky a nebo ledkové čipy, které obsahují již více vlnových délek. Cenově nejdostupnější jsou barevné led žárovky. Vyrábí se i barevné led grow pásky. Při tomto způsobu osvětlení stačí jen základní osvětlení (modrá + červená) a jen o mírné intenzitě.

Tropické rostliny jsou navyklé na 12-ti hodinový světelný cyklus a proto i při pěstování u okna je v zimě nutné několikahodinové přisvícení), obvykle při pokojové teplotě.

Podobné je i přisvětlování subtropických, zejména stálozelených, rostlin na studeném zimovišti (při teplotách 5° až 8°C rostliny upadnou do "spánku", ale pokud jsou vyloženě ve tmě, může u některých druhů rostlin docházet k opadu listů).

Na to jsou ideální liniová světla, která se dají namontovat do polic přímo nad rostliny. Vhodné by byly grow led pásky, ale údajně nemají dlouhou životnost.

Výhodou, při tomto osvětlení, je potřeba nižší intenzity světla pro zajištění světelné pohody rostlin. Světelné zdroje je možné umístit nejen nad rostliny, ale i do středu místnosti do kruhu a osvětlovat s nimi rostliny po obvodu. Nebo je mít rozmístěné na obvodových stěnách.

Světla se zapínají přes časový a nebo soumrakový spínač. (já používám na přisvícení rostlin u okna cyklus 2 hod ráno a 5 hodin odpoledne).

Platí úměra, čím je teplota na zimovišti nižší, tím může být nižší i intenzita osvětlení. Některé druhy rostlin lze při nízkých teplotách zimovat i zcela po tmě. Vycházím ale z potřeby mít na zimovišti různé druhy rostlin a jejich tepelné nároky se mohou mírně rozcházet a trocha světla se může někdy hodit.

  1. Barevné osvětlení pro růst rostliny. Tím myslím plnohodnotný růst rostlin pod umělým osvětlení. Může být jako doplňkové ve skleníku a nebo zcela bez přístupu denního světla. Při tomto způsobu je už vhodné si zjistit více informací i o ostatních částech spektra, které by rostliny mohli využít (tady už nevystačíme jen s červenou a modrou). Pro tento způsob se zatím nejvíce používají pěstební výbojky (jen s potřebnou částí spektra), ale začínají se prosazovat i velké skládané led panely a svítidla s výkonnými Grow COB čipy.

Zde je nejvhodnější použít nejúčinnější způsob instalace světel - vodorovně nad rostliny. U pěstebních výbojek bývá problém s nadměrným teplem, které při svícení vzniká. Řeší se to stínidly napojenými na ventilátor nebo pojezdovými rampami nad záhonem rostlin. Ledkové panely lze zavěsit blíže rostlinám. U velmi výkonných Grow LED panelů již nestačí pasivní chlazení. Takže v tělese svítidla bývá zabudováno několik chladicích ventilátorků. Výrobky dostupné v tuzemsku jsou zatím poměrně drahé....

Závěr:

Největším problémem (zjevně nejvhodnějších zdrojů světla) barevných ledek a čipů je jejich horší dostupnost a vysoká cena. A obvykle zatím nutnost si svítidla zhotovit svépomocí.

Oproti jiným zdrojům ale produkují méně tepla a mají nejdelší životnost. Pokud je možnost a příležitost, jednoznačně doporučuji se zaměřit hlavně na svítidla s Grow COB čipy.

Cenově nejdostupnější (z hlediska pořizovací ceny) jsou výbojky. V Growshopech je na výběr velké množství kombinací.

Zářivky jsou vhodné hlavně jen jako doplňkové svítidlo.


Názor si udělejte sami, kdybyste chtěli s výberem osvětlení pomoct, určitě napište mně, nebo Benymu. :)