LEDs Lighting Inc.

Светокультура как способ выявления потенциальной продуктивности растений.

Н. Н. ПРОТАСОВА

Институт физиологии растений им. К. А. Тимирязева Академии наук СССР, Москва

Применяемые сокращения:

Исследовали рост, фотосинтез и продуктивность растении (салат, редис, подсолнечник, перец, левзея сафлоровидная) при выращивании их на свету различной интенсивности и спектрального состава в условиях фитотрона. Показано, что световое насыщение процессов роста наступает при более низкой интенсивности света, чем фотосинтез. Наиболее благоприятными для выращивания светолюбивых растении являются интенсивности ФАР в пределах 150—220 Вт/м2. Синий свет вызывает торможение роста стебля и поверхности листьев, при этом формируются листья с большей удельной плотностью. На синем свету наблюдался самый высокий фотосинтез в расчете на единицу площади листа. Красная область спектра способствовала интенсивному росту площади листьев и вытягиванию осевых органов. В зеленой области спектра формировались тонкие листья с меньшим числом клеток и хлоропластов в 1 см2 листа и регистрировался самый низкий фотосинтез на единицу площади листа, но самый высокий - в расчете на хлоропласт. Используя ксеноновые и металлогалогенные лампы в условиях фитрона, получены урожаи в несколько раз более высокие, чем в теплицах и в поле в 1,5—2 раза более короткие сроки. Сделан вывод, что соотношение энергии по спектру ФАР в растениеводческих лампах желательно иметь следующее: 25-30% - в синей, 20% - в зеленой, 50%- в красной области. Светокультура - интенсивность и спектр света - фотосинтез - урожай. 

Светокультура растений находит все более широкое применение в сельскохозяйственном производстве для досвечивания рассады овощных и декоративных культур и при выращивании растений при полном искусственном освещении в теплицах, на селекционных станциях и фитотронах. 

В естественных условиях в период вегетации растения редко испытывают острый недостаток солнечной радиации, который приводил бы к их гибели. ФАР имеет особую значимость в условиях защищенного грунта, где из-за низкой облученности и короткой длины дня в осенне-зимние месяцы выращивание полноценных растений возможно только с применением источников искусственного света [1-3]. 

В связи с необходимостью расширения площадей под светокультурой растений значительно увеличивается потребность в источниках излучения, имеющих высокую биологическую эффективность. Для выполнения этой задачи необходим выпуск растениеводческих ламп, имеющих не только высокий КПД, но и благоприятный для растений спектральный состав. Высокая биологическая и энергетическая эффективность источников искусственного света в конечном счете определит экономический эффект светокультуры растений и возможность более широкого ее использования в тепличных хозяйствах нашей страны. 

В связи с тем, что до настоящего времени в нашей стране нет полноценного растениеводческого источника света, создание такого источника является важной задачей для дальнейшего развития светокультуры растении. В этом плане представляют интерес работы по изучению спектрального состава света, наиболее эффективного для выращивания растений. 

Перед нами стояли задачи выяснить: 

1) какие интенсивности белого света в условиях фитотрона являются оптимальными и минимально допустимыми для выращивания растений;
2) какова специфичность действия на рост и фотосинтез трех основных областей ФАР - синей, красной и зеленой;
3) как меняется продуктивность растений в зависимости от спектрального состава света;
4) какое распределение энергии по спектру ФАР желательно иметь в источнике света для светокультуры растений.

Учитывая то обстоятельство, что в естественных условиях произрастания растения никогда не получают чисто красный, чисто синий или чисто зеленый свет, а получают их сумму с разными максимумами излучения в зависимости от плотности посева и географической широты места, мы использовали источники, имеющие максимум излучения в той или другой области спектра, - цветные люминесцентные лампы. 

При определении биологической эффективности источника искусственного света или отдельных областей спектра в качестве основных критериев оценки мы брали показатели интенсивности фотосинтеза и скорости роста — основные физиологические процессы, определяющие продуктивность растений.