вторник, 9 сентября 2014 г.

Свет в аквариуме с растениями.



Свет в аквариуме с растениями.
Тема эта достаточно интересная и одновременно неблагодарная. На этот предмет написано столько статей, столько рекомендаций с выкладками, что впору следовать последним веяниям, купить LED- светильники и успокоиться. Но не будем торопиться с выводами.
Первое, о чем будем говорить, это о том, какой свет растения получают в природе. В тропиках, откуда происходит большинство наших аквариумных растений, световой день как принято, равен 12 часам. Но как правильно пишет Кристель Касельман, Каспар Хорст, да и другие немецкие исследователи природы, на самом деле растения остаются облученными в природных условиях 8-10 часов, это связано с тем, что часть растительности просто экранирует поступающий свет рано утром и поздним вечером.
Да и в течение дня гигрофиты не всегда получают полную дозу облучения, виноваты облака, тучи, закрывающие порой на целый день свет над растениями. Но, я считаю неправильным имитировать такие погодные условия в своих аквариумах. Делать световой день разорванным считаю просто преступным. Надо следовать природе и обеспечивать растениям непрерывный световой поток хотя бы в течение 8-10 часов, и еще некоторые аквариумисты с подачи западных поставщиков аквариумного оборудования делают для растений (?) лунный свет.
Зачем? 


Итак что происходит в природе?
В природе освещенность очень меняется от высоты солнца от горизонта. Вот таблица, которая показывает, что происходит в естественных условиях.

Спектральный состав солнечного излучения при различной высоте солнца над горизонтом, %
 
Область оптического излучения (нм)
Высота солнца, град
0,5
10
30
50
90





Ультрафиолетовая (295-380)
0
1,0
2,7
3,2
4,7





Видимая (380-780)
31,2
41,0
43,7
43,9
45,3





В том числе:










фиолетовая (380-430)
0
0,8
3,8
4,5
5,4





синяя (430-490)
0
4,6
7,8
8,2
9,0





зеленая (490-570)
1,7
5,9
8,8
9,2
9,2





желтая (570-600)
4,1
10,0
9,8
9,7
10,1





красная (600-780)
24,5
19,7
13,5
12,2
11,5





Инфракрасная (780-1100)
68,8
58,0
53,6
52,9
50,0







Освещенность для разных растений также сильно различается, например кувшинки и эхинодорусы, длинностебельники требуют света намного больше, чем скажем криптокорины, буцефаландры и анубиасы, которые обычно растут под пологом леса, получая  рассеянный и ослабленный дневной свет.
***Освещенность — отношение светового потока к площади поверхности, на которую он падает. Эта величина служит для оценки условий освещения. Единицей освещенности служит люкс. Один люкс (лк) соответствует освещенности, создаваемой потоком в 1 люмен (лм) на площади 1 м2. В природе освещенность меняется в широких пределах (лк): на открытом месте при ясном небе в полдень летом она составляет 100 000 лк;
на открытом месте без солнца 10000 лк;
при полной луне 0,2—0,5 лк;
при ночном небе без луны 0,0003 Лк.
Под ФАР (PAR) понимают фотосинтетическую активную радиацию, которая может потребляться растениями и измеряется в Вт/м2 в диапазоне длин волн света 380-710 нм, некоторые исследователи считают, что границы ФАР несколько отличаются принятых в России (300-800 нм).
Спектр света ФАР можно разделить на составляющие:
1.      Ультрафиолет – 380-315 нм,
2.      Видимый свет делится на:
фиолетовую 380-430 нм, 
синюю 430-490 нм, 
зеленую 490-570 нм, 
желтую 570-600 нм,
оранжевую 600-620 нм,
красную 620-780 нм – части спектра
3.      Инфракрасное излучение 760-800 нм
Весь спектр солнечного света так или иначе полезен растению, но для синтеза хлорофилла и роста растений особенно необходимы красное и сине-фиолетовое излучение. Почему так подробно останавливаюсь на этом моменте? Для понимания какой спектр и интенсивность облучения необходимы для аквариумных растений.

Вторая часть – практическая.
Покупая тот или иной домашний водоем, в котором кроме рыб, беспозвоночных, грунта и декораций будут еще и водные растения, всегда удивлялся недальновидности аквариумных крупных фирм – мощности люминесцентных ламп не хватает никогда, виноваты в этом пропорции аквариума (глубина) и слабые светильники.
Таким образом, осветители всегда надо переделывать, добавляя лампы или применять осветители открытого типа, подвешивая их на тросиках над аквариумом, что не всегда приемлемо.
Для растений, особенно водных, необходима большая часть оранжево-красного спектра, которая, к сожалению, не проникает глубоко в глубину, потери этой части воды просто огромны:

Пропускание лучистой энергии слоем воды (% от достигающей поверхности)

Толщина слоя воды , см
Спектр
0,1
1,0
10,0
100,0
200-600
24
24
24
23
600-900
35
35
30
13
900-1200
17
12
1
0
1200-1500
6
2
0
0
1500-2100
3
0
0
0
2100-3000
0
0
0
0
200-3000
85
73
55
36
Таким образом, инфракрасное излучение вообще не проникает в глубину аквариума, а доля оранжево-красной части спектра ослаблена. Вспомнили, как начинает быстро расти и красиво окрашиваться роталы, людвигии, да и криптокорины, эхинодорусы, когда растут на небольшой глубине?
Но вернемся к спектру ламп, которые мы применяем.
В прошлом веке, до конца 90-х годов аквариумисты СССР освещали свои емкости лампами накаливания. Выращенные под этими лампами (при соответствующей интенсивности разумеется) растения были превосходны. Опять же, истоки нужно искать в спектре ламп накаливания, а именно в большой доле оранжево-красной части спектра.
Лампы накаливания имели много преимуществ по сравнению с люминесцентными, но неэкономичность и высокий нагрев сводило на нет все преимущества.
Спектр ламп накаливания
Наши (Производимые в СССР) в то время люминесцентные лампы были достаточно неплохи, правда, диаметр их был нестандартный, 27 и 40 мм. Лучшими считались лампы ЛБ (белые с цветовой температурой 4200 К) и ЛТБ (тепло-белые – 2800 К) и фито лампы ЛФ 40-1 и ЛФ-40-2.

 По сравнению с импортными лампами, с которыми довелось столкнуться в середине 90-х годов, они немного проигрывали по качеству равномерности излучения, а служили немного больше.

После падения «железного занавеса» в нашей стране появилось много ламп таких известных производителей, как Philips, Osram, Silvania и другие, китайские (Resun, например) и малоизвестные фирмы. Впоследствии и до сего времени, на наших заводах выпускаются по лицензии, лампы Osram, которые уступают по качеству немецким. Проверено.
Я использую лампы следующих фирм Philips, Osram, Silvania с температурами 3000 К, 4000 К, 6500 К и фитолампы Fluora и Aquarelle, что полностью согласовываются с сообщениями г-жи Кристель Кассельман, которая считает сочетание этих ламп оптимальным.
Применение ламп со световой температурой 8000 К и 10000 К оправдано не только в морских аквариумах, для пресноводных они применимы в сочетании с другими типами ламп, имеющих более теплые оттенки. В моем большом аквариуме в 300 литров я использую лампы с цветовой температурой 8000 К + 6500 К + 4000 К.
Вообще, по-моему, надо обеспечивать более равномерный спектр облучения, применяя в основном дешевые лампы 865, 840, 830, прибавляя специализированные лампы с большой долей сине-фиолетовой и красной долей спектра, в России наиболее доступны Osram Fluora, как наиболее экономичные и дешевые.
Спектр излучения Osram Fluora
Многие аквариумисты используют дорогие (слишком дорогие) лампы фирм Dennerle, Hagen и прочие, они представляют перемаркированные лампы тех же самых Philips, Osram, Silvania. Примеров масса, некоторые лампы они даже не перемаркировывают.
Лампа Т8 18 Вт OSRAM 840 стоит в рознице 69-80 руб, а тот же самый Dennerle – 890 руб, HAGEN – 343 руб. Заменять лампы все равно приходиться раз год из-за уменьшения отдачи, она падает в среднем на 20-30 %.
Надо сказать, что применение в аквариумистике такой характеристики в качестве удельной мощности (Вт/л) как мерила качественного  света неправильно и сильно вредит пониманию «Как выбирать лампы?» Это справедливо лишь для длинных ламп, имеющих довольно большую светоотдачу лм/Вт.
Правильнее использовать все же понятие «Освещенность», обеспечивая на поверхности воды ее значение на уровне 20000-25000 Лк, учитывая однако, что с увеличением глубины освещенность на глубине 40 см падет в три раза:
Для примера рассмотрим типовой аквариум Juwel  с габаритами 80 см х 36 см х 40 см (115 литров)
В таком случае площадь освещаемой поверхности 0,8 х 0,36 = 0,288 м2, тогда в люменах получаем 20000 лк х 0, 288 м2 = 5670 лм ( хватит 2 ламп, но лучше предусмотреть третью) для более равномерного облучения и с учетом падения освещенности при старении ламп.
Выбираем светильники, например, китайский HETO, заменяя лампы RESUN лампами OSRAM, например такими :
DULUX L36 W/830 2G11- c 2900 лм с цветовой температурой 3000 К (тепло-белый)
DULUX L 36 W/840 2G11- c 2900 лм с цветовой температурой 4000 К (белый)
DULUX L 36 W/865 2G11- c 2750 лм - с цветовой температурой 6500 К (небесно-белый)
Если пересчитать на 3 лампы , то получаем 108 Вт/115 Л=0, 94 Вт/л, если на две – 0,62 Вт/л

DULUX L36
Естественно, лучше использовать более современные лампы с цоколем Т5, у них большая светоотдача и бОльший срок службы. http://buy-aqua.ru/zamenat8nat5.html
По поводу длительности освещения: лучше обеспечивать сильное равномерное освещение при небольшой длительности 8-10 часов, чем слабый свет при длинном световом дне 12-16 часов.
К применению ламп МГ (металло-гидридных) с одной стороны отношусь с уважением (большая удельная мощность), видел несколько аквариумов у очень известных аквариумистов, но меня смущает своеобразная игра света и большой нагрев. Хотя сочетание ламп МГ и ЛЛ очень дополняет друг друга.
По поводу светодиодных светильников: несмотря на прекрасное соотношение полезная мощность на Ватт, пока по спектру света они не дотягивают (на мой взгляд) до люминесцентных ламп, я знаю нескольких аквариумистов, которые отказались от применения светодиодов из-за изменения цвета листьев их любимых водных растений, они стали блеклыми. Я тоже решил попробовать, поддавшись на общий порыв, поставив небольшую LED - лампу, но пока результат меня не впечатлил, пошли водоросли, а в палюдариуме стали гибнуть растения, срочно поменял на старую люминесцентную. 

Для сравнения:

маленькая ремарка - Натриевые лампы, несмотря на высочайшую отдачу обладают очень неприятным спектром из-за очень пикового монохроматического излучения (589 нм - ярко-желтый)

Продолжение следует.