вопрос:
Что же будем есть через 5 лет-то?
Сверх-экономный LED-светильник для „огорода под (HI tech) искусственным светом самодельной биолампы“
Огород под БИОсветильником (на Марсе)
LED-ы светят как солнце
Экономия при освещении растений красными мощными светодиодами
Пандемия ковида и растения, животные
Сначала - немного теории фотосинтеза и цвета света
Кривая фотосинтетической активности (зависимость производительности хлорофилла от длины волны света [цвета света]) (ФАР, PAR) на нижнем графике рисунка "Спектр действия ФАР…"* на странице Википедии «Фотосинтетически активная радиация»…
* - Сейчас не стоит обсуждать бессмысленность этой подписи к графикам (ну, не понял сути переводчик на русский, обычное дело), есть более умные задачи :-)))
В статье с этим названием на английском языке имеется продолжение подписи (в переводе на русский):
Внизу: спектр действия ФАР (выделение кислорода на падающий фотон) изолированного хлоропласта.
Wavelength - длина волны [цвет света];
Photosynthesis Rate - показатель фотосинтеза.
…Наталкивает на мысль, что ЭНЕРГЕТИЧЕСКИ максимум "двугорбой" производительности фотосинтеза лежит не в синей стороне (400-500 нм) спектра, а… в красной (550-670 нм).
Дело в том, что фотоны синего цвета несут энергии больше, чем красного, а фотосинтезу для акта преобразования неорганических молекул в органические безразлично, какого цвета фотон. И получается кривая (синяя), показанная на графике "Весовой коэффициент фотосинтеза" (на той же странице).
Weighting factor - весовой коэффициент.
Существует типичное заблуждение относительно влияния качества света на рост растений, поскольку многие производители утверждают, что можно значительно улучшить показатели роста изменив спектральное распределение или иначе говоря соотношение цветов в падающем свете *1W. Этот утверждение базируется на широко распространённой оценке влияния качества света на фотосинтез, полученного на основе кривой усваиваемого растением потока фотонов или YPF-кривой, в соответствии с которой оранжевые и красные фотоны с длиной волны 600—630 нм дают на 20—30 % больше фотосинтеза чем голубые и циановые фотоны с длиной волны 400—540 нм *2W. Следует помнить, что кривая YPF была построена на основе коротких измерений фотосинтеза в одном листе при низком освещении. Некоторые более длительные исследования, в которых использовались цельные растения при сильном освещении, указывают на то, что, по-видимому, качество света значительно меньше влияет на рост растений, чем его количество *3W.
*1W - Nelson, Jacob A.; Bugbee, Bruce. Economic Analysis of Greenhouse Lighting: Light Emitting Diodes vs. High Intensity Discharge Fixtures (англ.) // PLOS One : journal. — 2014. — 6 June (vol. 9, no. 6). — P. e99010. — doi:10.1371/journal.pone.0099010. — PMID 24905835.
*2W - McCree, K. J. The action spectrum, absorptance and quantum yield of photosynthesis in crop plants (англ.) // Agricultural Meteorology : journal. — 1971. — 1 January (vol. 9). — P. 191—216. — doi:10.1016/0002-1571(71)90022-7.
*3W - Cope, Kevin R.; Snowden, M. Chase; Bugbee, Bruce. Photobiological Interactions of Blue Light and Photosynthetic Photon Flux: Effects of Monochromatic and Broad-Spectrum Light Sources (англ.) // Photochemistry and Photobiology (англ.)русск. : journal. — 2014. — 1 May (vol. 90, no. 3). — P. 574—584. — ISSN 1751-1097. — doi:10.1111/php.12233.
В реальной жизни растения растут "многоэтажно", разных пород, разных цветов-оттенков, покрыты пылью, грязью, экскрементами, и конечно же, реальная кривая энергетической эффективности фотосинтеза не является точной кривой PAR. Даже в сельскохозяйственных искусственных монокультурах, очевидно, не наблюдается ФАР!
Но красноватый свет, доходящий до поверхности Земли через дымную/пыльную нынешнюю атмосферу, наводит на мысль, что растения формировались МИЛЛИАРД(Ы) лет имеенно таким "не голубым" освещением (и формировали "голубую" кислородную атмосферу из атмосферы углекислого газа [CO2]). Получается, что красное тусклое освещение для земных растений - родное, а в (недалёком) прошлом яркое "голубое" освещение для растений является "новоделом", чуждым. И не красный Марс сформировал такую ФАР, а Земля.
(Конечно, интересно фантазировать, как марсианские космонавты засевали земные пространства марсианскими семенами… Но, скорее всего, не было этого…)
Экономия энергии** стоимости при выращивании растений с освещением красным светом
Энергия** стоимость красным светодиодным освещением экономится с трех концов - для создания красного света требуется меньше энергии*** (в данном случае - электроэнергии), светоотдача - высокая, электричество ОБЯЗАНО быть низковольтным, т.е. "зеленым" и более чем конкурентоспособным с "индустрией переменного тока".
** - стоило бы перечеркивание слова "энергия" поставить пунктирное (но нет такого стандартного тэга в HTML) потому, что энергия тоже экономится, но не это главное. Главное - экономится стоимость, в том числе, и энергии.
*** красный фотон менее энергоемкий, чем синий - для белого света, смеси фотонов всех цветов.
Для производства продуктов питания из искусственного света (в числе прочих факторов) экономичность процесса несет немалое значение. Впрочем, читайте «PAR - Photosynthetically active radiation - Фотосинтетически активная радиация (свет) - ФАР» - эффективность света различного спектра для сельского хозяйства и… еды.
Конструкция самодельного светодиодного светильника - фитолампы
В самодоме имеется электроснабжение +24 Вольта (т.е. постояного тока). По счастливой случайности (закономерности?) выпускаются китайские мощные (осветительные) светодиоды с длиной волны излучения 620~630 нм (т.е. красного цвета испускаемого света) максимальной силой тока 0,350 Ампера, потребляемой мощностью 1 Ватт, cветовой поток (его неправильно-называют "яркостью") 60 люменов (lm), прямым падением напряжения (рабочим напряжением) 2,2 - 2,4 Вольта.
Ну, прямо то, что нужно для создания эффективного светильника! И излучаемый цвет совпадает (смотри первую главку этой статьи - 625 нм светодиода попадает в диапазон 600—630 нм), и напряжение 24 Вольта в "бортсети" самодома, деленное на рабочее напряжение одного светодиода равно круглому числу 10 (т.е. напряжение для электропитания светильника очень даже подходит), и 10×60 люменов дает солидный световой поток в 600 люменов! Даже столько много дает - не надо столько для тусклого (экономного!) красного освещения. Это и к лучшему, что освещение выходит избыточным: ток через светодиоды можно немного уменьшить балластным сопротивлением (лампочкой накаливания) - меньше греться будут.
Кстати, светильник с охлаждающим вентилятором растениям не помешает (заодно будут обдуваться и LED с радиаторами). В комнате и оранжерее - стоячий воздух, земля плесневеет, а пусть малый поток воздуха ("ветер") резко ослабляет эту проблему.
Красный мощный светодиод припаян для лучшего охлаждения к радиатору из толстой медной проволоки
"Силовой" радиоэлемент хоть и китайского происхождения, но 19 штук выдержали температуру такой пайки (паяльником!) к термоконтактной площадке (только 1 светодиод сдох).
Именно припаян обычным припоем состава 60% цинк, 40% олово!
В бельевой деревянной прищепке для пайки зажат светодиод за керамический корпус.
Таким образом светодиоды в сборе с медными радиаторами охлаждения монтируются на деревянную основу светильника
Собрано. Вид с другой стороны (со стороны испускания красного света диодами).
LED-ы светят ярко светят, как солнце. Пока - на столе
В линке в начале написал "Фото 'инновационного' изделия". Кавычки около 'инновационного' изделия можно будет раскрыть в случае, если урожай получится таким же вкусным (калорийным, ароматным, красивым), как и при освещении не красивым розово-фиолетовым LED-биосветом (слепо ±воспроизводящий PAR).
Некрасивый цвет био-освещения "дерева". ФОТОКОЛЛАЖ
А раз вызывает неприязнь - значит, противоестественно, НЕприродно. Это - эмоции, но, как правило, они ПРАВЫ.
* * *
В фотоколлаже использованы изоцитаты из photo by ROMAN ODINTSOV from Pexels и фотографии сайта biosvet.by.
Огневые Зеленые испытания (испытание растениями) светильника
В общем-то из фотографий понятна простая конструкция этого нехитрого сооружения, а отчёт о биологических результатах я доложу в последующих статьях. Первыми уже выращиваются в оранжерее рассада сладкого ("болгарского") перца - под красным светом перчики подрастут, потом переедут в открытый грунт или в теплицу (по результатам - как и когда вырастут, до морозов созреют ли красные плоды); зимой вижу под освещением укроп - зелень.
Это уже не первая попытка выращивания растений под красным светом (Булгаков, колхоз "Красный луч" с председателем по фамилии Рокк- повесть "Роковые яйца" – не в счет, это было до меня).
А - вторая. В результате первой попытки 7 лет выращивалась "жирненькая" крепенькая помидорная рассада. (Без всяких "стопРастишек" и прочих химических глупостей.) Из помидорной рассады (несмотря на тяжелые условия жизни - совсем НЕприродные, с болезнетворными микроорганизмами**** и без "химических" ядов-лекарств, растишек, удобрений и "удобрений") получались какие-никакие СЪЕДОБНЫЕ помидоры. (Ну, условно-съедобные, со скидкой на нечеловеческие условия "прогресса" и ККК.)
**** Было бы странно, если бы пандемия ковида СЛУЧИЛАСЬ на равном месте, без испытаний на растениях и животных. Думаю, что испытания всё же были, только мы не поняли: испытания были на болезнях растений ("деревянные" бесвкусные овощи-фрукты тому свидетельства - см. поиск по слову "зелепуга") и животных (цены на мясо почему выросли? Вот-вот, на препараты по "борьбе" с микроорганизмами деньги пошли - в карман испытателям [хрЕновым]), про рыб не слышал, но вижу, что дико-выловленных у нас в ЕС в магазинах почти нет.
В последние годы в деле красного освещения диодами вкусных растений не было новых постижений по причине инсульта.
последние изменения статьи 31май2021, 12июн2021
