Штучне підсвічування, зокрема фітолампи застосовуються для створення потрібних умов світлолюбним посівам, або у разі створення декоративних композицій із залученням рослин.
Для вирощування рослин під штучним освітленням здебільшого використовують електричні джерела світла, розроблені навмисно для заохочення росту рослин завдяки випромінюванню хвиль електромагнітного спектра, сприятливих для фотосинтезу. Джерела фітоактивного освітлення використовуються за цілковитої відсутності природного світла або його нестачі. Наприклад, у першій половині зими і в похмурі дні упродовж всього холодного півріччя, коли тривалості світлового дня недостатньо для зростання рослин, штучне освітлення дозволяє збільшити тривалість їх світлового опромінення.
Штучне освітлення повинне забезпечувати той спектр електромагнітного випромінювання, що рослини в природі отримують від Сонця, або, у разі неможливості його забезпечення — спектр тих кольорів, які потребує рослина на даному щаблі розвитку. Вуличні умови створюються не лише шляхом підбору колірної температури світла і його спектральних характеристик, але й за допомогою зміни яскравості світіння ламп. Залежно від виду вирощуваної рослини, її щаблю розвитку (проростання, зростання, цвітіння чи дозрівання плодів), а також поточного фотоперіоду потрібен особливий спектр, світлова віддача і колірна температура джерела світла.
Застосування Джерела штучного світла застосовуються у садівництві (лісовідновленні), під час озеленення приміщень, вирощування посівного матеріалу, у виробництві їжі (в тому числі гідропоніки й вирощування водоростей). Попри те, що більшість джерел фітоактивного світла розроблено для застосування у промислових масштабах, можливе їх застосування і в побуті.
Згідно закону обернених квадратів, інтенсивність світлового випромінювання спадає обернено пропорційно до квадрату відстані до джерела світла. Якщо, наприклад, відстань до лампи подвоїти, то інтенсивність світла, що досягає об'єкта, зменшиться вчетверо. Цей закон слугує серйозною перешкодою для садівників, тож багато зусиль вони мусять спрямовувати на поліпшення розповсюдження світла. Фермери використовують усілякі відбивачі, що дозволяють зосередити світло на невеликій площі, намагаються висаджувати саджанці якомога ближче один до одного, роблять усе для того, аби якомога значніша частина випромінювання потрапляла на площини листків, а не розсіювалася в просторі.
Джерелами світла можуть слугувати лампи розжарення, люмінесцентні лампи (ЛЛ), газорозрядні лампи (ГР), індукційні лампи, а також світлодіоди. Наразі професіонали здебільшого використовують газорозрядні і люмінесцентні лампи. У приміщеннях теплиць зазвичай встановлюють натрієві лампи високого тиску (НЛВТ) або металгалогенові (МГ) лампи, останні, щоправда, все частіше стали замінювати на люмінесцентні через їх вищу продуктивність та ощадливість.
Металгалогенові лампи часом використовують на першому (вегетативному) щаблі росту рослин, оскільки такі лампи випромінюють достатню кількість синього світла, що сприяє зростанню зеленої маси на перших порах розвитку рослини; водночас МГЛ мають найбільше випромінювання в околі жовтого кольору.
Натрієві лампи високого тиску (НЛВТ) використовуються на другому (репродуктивному) щаблі росту, оскільки їх випромінювання має червонуватий відтінок. Червоний спектр сприяє цвітінню й утворенню плодів. Якщо ж натрієві лампи використовувати під час вегетативного росту, рослини розвиваються й ростуть скоріше, але при цьому відстані між міжвузлями у них більші й загалом рослини виявляються вищими. Рослина може витягнутися, а якщо й не буде яскраво вираженого витягування, то, наприклад, везти таку високу розсаду буде значно складніше.
Інколи тип лампи не міняють, а застосовують увесь час МГЛ з додаванням червоного спектра або НЛВТ з додаванням синього спектра.
Останнім часом з'явилися джерела фітоактивного освітлення на основі світлодіодів. Шляхом поєднання діодів різних кольорів отримують світильники, що годиться і під час вегетації, й у репродуктивний період. НАСА вже провело успішні експерименти з вирощування їжі в космосі послуговуючись світлодіодними світильниками.
Використовувані частини світлового спектра
Природне денне світло має високу колірну температуру (приблизно 5000-5800 С). Колір видимого світла змінюється залежно від погоди і ВС (кута висоти Сонця), а також конкретних кількостей світла (у люменах), що пожвавлює фотосинтез. Відстань планети від Сонця, яка дещо змінюється залежно від пори року, мало впливає на сезонні зміни якості і кількості світла і обумовлену ними поведінку рослин під час цих сезонів. Вісь Землі не перпендикулярна до площини її орбіти навколо Сонця. У середині року Північний полюс нахилений у бік Сонця, але північна півкуля отримує майже прямі сонячних промені й довгий день, а Південна півкуля отримує косе сонячне світло під час короткого дня, до того ж косі промені мусять пройти більший шлях атмосферою, перш ніж досягнути поверхні Землі. У іншій половині року все відбувається навпаки. Колірна гама видимого світла, випромінюваного Сонцем, майже не змінюється, лише кількість (більше влітку і взимку менше) і якість в цілому світла, що досягає поверхні Землі. Індекс передавання кольору дозволяє порівнювати, наскільки впритул світло, відповідає природному кольору звичайного сонячного світла.
Різні проміжки росту рослин вимагають відмінних спектрів. Початкова вегетативна стадія вимагає синього спектра світла, тоді як пізніше під час цвітіння необхідніші промені з червоно-помаранчевого спектра.
Здатність рослин поглинати світло змінюється залежно від біологічних видів і навколишнього середовища, однак взагалі вимірювання для якості світла, як це впливає на рослини в номінальної вартості, або фотосинтетично активної радіації (ФАР). Це вимірює корисну світлову енергію, одержувану рослиною, і окремі вимірювання стосуються спектрів синьої та червоної частини світлового спектра, відкидаючи при цьому частково зелені та жовті ділянки, з яких рослини зазвичай не здатні отримати вигоду.
Фотосинтетично активна радіація (PPFD) — частина сонячної радіації в межах від 400 до 700 нм, яка використовується рослинами для фотосинтезу. Ця ділянка спектра більш або менш відповідає ділянці видимого випромінювання. Фотони із меншою довжиною хвилі несуть надто багато енергії, тому можуть пошкодити клітини (у випадку сонячного випромінювання вони відфільтровуються озоновим шаром у стратосфері). Кванти із великими довжинами хвиль несуть недостатньо енергії і тому не використовуються для фотосинтезу більшістю організмів. Інтеграл денного освітлення (, скор. DLI) — кількість фотосинтетично активної радіації, яку рослина отримує протягом дня. Являє собою функцію інтенсивності світла (миттєве світло: мкмоль·м−2·с−1) й часу (доби). Виражається як моль світла на квадратний метр у день, тобто моль·м−2·день−1
Джерела фітосвітла
Керамічна розрядна металева лампа
Керамічні металогалогенні лампи є порівняно новим джерелом ШОР. Існує думка, що вони є достатньо вигідними джерелами світла для росту рослин для установок середніх потужностей.
Метало-галогенна лампа
Металогалогенні лампи випромінюють в синій частині спектра й непогано замінюють умови весняного та літнього природного освітлення. Але зараз вони виготовляються зокрема у версії з цифровим баластом, імпульсним стартом і можуть бути приведені в будь-який спектр від холодного білого кольору (7000 С) до теплого білого (3000 С) і навіть важкого ультрафіолету (10000 С). Металогалогенні лампи широко використовуються в садівництві.
Лампа розжарювання Звичайні лампи розжарювання випромінюють в червоно-жовтій частині спектра й мають низьку колірну температуру (приблизно 2700 K). Лампи такого типу не застосовуються як фітоосвітлювальні, а тільки для підсвічування рослин у інтер'єрі. Деякі лампи розжарювання мають маркування «grow lights» і покриті світлофільтром синього кольору, що зменшує кількість випромінюваного червоного світла. Лампи зі світлофільтром не мають особливих переваг, оскільки фільтр лиш затримує частину випромінювання в червоній ділянці спектра. Такі фітолампи мають короткий строк служби близько 750 годин й украй недоцільні через енергетичну витратність.
Люмінесцентна лампа Колірна температура сучасних люмінесцентних лампи може коливатися в широких межах: від 2700 K до 7800 K. Стандартні люмінесцентні лампи можна застосовувати для вирощування овочів, трав чи розсади. Стандартні лампи виробляють удвічі більше світлової енергії на одиницю електричної потужності, аніж лампи розжарювання й мають ресурс безперервної роботи порядку 20000 годин. Інколи як фітолампи використовують менш доцільні, але дешеві люмінесцентні лампи холодної колірної температури.
Високоефективні люмінесцентні лампи виробляють вдвічі більше світлової енергії, ніж стандартні лампи. Спеціальна форма світильника з дуже тонким профілем особливо вигідна під час використання у парниках з обмеженою висотою. Високоефективні люмінесцентні лампи видають близько 5000 Люкс на 54 Вт потужності й випускаються як з теплим колірним відтінком (2700 K), так і з холодним (6500 K). Запас роботи таких ламп становить близько 10000 годин.
Компактні люмінесцентні лампи — це зменшені копії люмінесцентних ламп, які використовують як під час вирощування розсади як у будинку, так і у великих теплицях. Компактні люмінесцентні лампи використовуються зі спеціальними рефлекторами, які направляють світло на рослини, точно так само як і ГР-лампи. Випускаються у варіантах: теплий/червоний (2700 K), денне світло (5000 K) і холодний/синій (6500 K) колірних відтінках. Запас роботи компактних люмінесцентних фітоламп становить близько 10000 годин.
Натрієві лампи високого тиску (НЛВТ) Натрієві лампи високого тиску мають жовте свічення (2200 K) з дуже низьким індексом передачі кольору 22. Як правило, такі лампи використовуються на пізніх (або репродуктивних) стадіях росту. Якщо використовувати фітолампи такого типу на ранніх стадіях вегетативного росту, рослини ростуть трохи швидше, ніж зазвичай. Зворотнім боком цього процесу, є занадто висока і розлога рослина з довгими міжвузлями. Це може призвести навіть до витягування, а в кращому випадку просто додасть багато роботи при перевезенні розсади або змусить установлювати підпори тощо. Натрієві лампи високого тиску прискорюють процес утворення квіток і плодів у рослин. Рослини використовують червоно-помаранчеву частину спектра НЛВД-ламп з репродуктивною метою, що дозволяє отримувати більш високі врожаї трав, овочів, фруктів або квітів. Інколи рослини зорово, через особливості колірного відтінку ламп, виглядають блідими і нездоровими.
Натрієві лампи високого тиску мають тривалий час служби й у шість разів більшу світловіддачу на 1 Вт електроенергії, ніж звична лампа розжарювання. Зважаючи на високу ефективність натрієвих ламп, їх використовують як додаткову підсвітку в теплицях, де необхідну їм частину синього спектра рослини отримують з природного освітлення. Але у високих широтах, де період нестачі сонячного світла дуже тривалий, НЛВТ повинні поєднуватися з іншими джерелами світла для правильного росту. НЛВТ-освітлення може приваблювати комах чи інших шкідників, що може становити загрозу для ростучих рослин. Натрієві лампи високого тиску випромінюють багато тепла, що може викликати витягування стебел, хоч у разі належного контролю температури повітря ця проблема не так актуальна.
Поєднання металгалогенових ламп (МГ) і натрієвих (НЛВТ)