Вплив спектрального складу та інтенсивності світла на овочеві культури

Як спектральний склад і структура світла керують урожаєм

Сонячне світло — це головний зовнішній фактор, що визначає темпи росту та урожайність овочевих культур. Увесь сонячний спектр, що досягає землі (від 300 до 4000 нм), так чи інакше впливає на рослини, але ключову роль відіграє фотосинтетично активна радіація (ФАР) у діапазоні від 300 до 710 нм. Кожен спектральний діапазон ФАР запускає свої механізми розвитку, що необхідно враховувати при регулюванні світлового режиму в теплицях і у відкритому ґрунті.

• Ультрафіолетові промені (300–380 нм): стимулюють синтез вітамінів, антоціанів, флавоноїдів і підвищують холодостійкість розсади при світловому загартовуванні в захищеному ґрунті.
• Синьо-фіолетові промені (380–490 нм): регулюють рух хлоропластів, форму, розмір і положення листя, активно асимілюють вуглекислоту.
• Зелені (490–565 нм) і жовті промені (565–595 нм): беруть участь у фотосинтезі, розподілі асимілятів і формуванні органів.
• Помаранчеві (595–620 нм) і червоні промені (620–710 нм): найбільш активні при асиміляції вуглекислого газу, стимулюють обмін речовин і прискорюють розвиток культур довгого дня. Їх також можна використовувати для загартовування розсади, але з меншою ефективністю, ніж ультрафіолет.
• Інфрачервоні промені (понад 710 нм): забезпечують теплове нагрівання, стимулюють органогенез і посилюють ефект довгого дня для рослин помірної та субтропічної зон.

При оцінці освітленості посівів важливо враховувати структуру світлового потоку. У ясний полудень частка прямої радіації біля поверхні землі становить 60–85%, а вранці, ввечері та в похмурі дні переважає розсіяне світло. Внутрішня частина куща і його тіньова сторона освітлюються в основному розсіяною радіацією. Оскільки розсіяне світло спектрально багатше за пряме, воно відіграє ключову роль у фотосинтезі рослин.

Світловий режим і вимоги культур за фазами росту

Інтенсивність і тривалість освітлення визначають швидкість накопичення біомаси та загальний рівень обміну речовин. Більшості овочевих культур для нормального розвитку потрібна освітленість у межах 20–30 тис. лк. При нестачі світла різко знижується накопичення біомаси, затримується розвиток рослин і порушується формування органів розмноження.

• Межа ФАР — 300–710 нм
• Оптимум освітленості — 20–30 тис. лк
• Мінімальний поріг росту — 5–6 тис. лк
• Довжина дня для мінімуму — 8–10 год на добу

Вимоги овочевих рослин до світла змінюються протягом усієї вегетації. Для проростання насіння освітлення не потрібне, проте з появою сходів потреба в ньому різко зростає для швидкого формування коренів і листкового апарату. Наприкінці вегетації, коли завершується формування продуктових органів, вимогливість до світла мінімальна. Білоголова та цвітна капуста, а також цибуля ріпчаста здатні накопичувати пластичні речовини в запасних органах навіть при слабкій освітленості — за рахунок органічної маси, накопиченої в листі та стеблах.

Для підвищення коефіцієнта використання фотосинтетично активної радіації необхідно формувати оптимальну густоту стояння рослин. За реакцією на тривалість дня овочеві культури ділять на дві основні групи: короткоденні та довгоденні. Рослини короткого дня швидше розвиваються при короткому світловому дні, хоча деякі види томата малочутливі до цього фактора. Рослини довгого дня переходять до цвітіння при довжині дня 16–20 годин, а деякі види успішно розвиваються при цілодобовому освітленні.

• Використання ФАР рослинами — 0,5–1,5 %
• Теоретичний потенціал ФАР — 6–8 %
• Період достатнього світла на півдні РФ — 10 місяців
• Довжина дня для цвітіння довгоденних культур — 16–20 годин

Більшість сучасних комерційних сортів і гібридів овочевих культур слабо реагують на довжину дня. Ця чутливість проявляється тільки на початку вегетативного росту — до моменту диференціації конуса наростання, а після початку цвітіння рослини стають нейтральними до фотоперіоду. Виняток становлять деякі представники родини селерових, які змінюють свої вимоги протягом сезону, через що їх відносять до довго-короткоденних або коротко-довгоденних. При цьому абсолютно всім культурам необхідна регулярна зміна дня і ночі для підтримки нормального обміну речовин і своєчасного перерозподілу асимілятів.

У польових умовах світловий режим регулюють за рахунок точного підбору ділянки, строків вирощування та схем садіння. Світлолюбні культури рекомендується висаджувати на південних схилах, а рослини, що дають товарну вегетативну масу, — на північних. У південних регіонах, таких як Північний Кавказ і Нижнє Поволжя, природного сонця достатньо для вегетації із середини січня по середину листопада. При цьому в літні місяці на півдні спостерігається надлишок сонячної радіації, через що посіви потребують захисту від перегріву.

Для запобігання тепловому стресу рослин у відкритому ґрунті використовують комплекс технологічних прийомів:

• загущення садіння, що виключає появу відкритих ділянок ґрунту;
• напрямок рядків, за якого рослини взаємно затінюють одна одну опівдні;
• вертикальне формування кущів та висаджування захисних куліс із високорослих культур;
• охолоджувальний полив ґрунту та листкового апарату.

Реконструкція систем досвічування в захищеному ґрунті

У теплицях важливо звести до мінімуму будь-які втрати світлової енергії. Для цього обирають типові проекти з мінімальною площею непрозорих несучих конструкцій і розміщують внутрішнє обладнання так, щоб воно не відкидало тінь на грядки. Навіть у найбільш освітлених 5-й та 6-й світлових зонах Росії природного сонця взимку не вистачає для безперервного виробництва. Вирішити проблему дефіциту радіації в лімітуючі календарні періоди допомагає штучне електроосвітлення, що дозволяє вести світлокультуру цілий рік.

• Світлові зони півдня Росії — 5 і 6
• Потужність ламп ДРЛФ, що замінюються, — 400 Вт
• Потужність ламп ДНАЗ/Reflux — 400 і 600 Вт

У сучасних тепличних комплексах застарілі ртутні лампи ДРЛФ-400 в опромінювачах ОТ-400 активно замінюють на дзеркальні натрієві лампи ДНАЗ/Reflux потужністю 400 і 600 Вт. Їх використовують як при модернізації існуючих площ, так і при будівництві нових блоків. Ці лампи універсальні й однаково ефективні при вирощуванні розсади, а також у межах повного циклу виробництва овочів, зелені та квітів. Нові світлові рішення забезпечують стабільний світловий потік протягом усього періоду експлуатації.

При підборі світлотехнічного обладнання агрономам варто звернути увагу на найбільш поширені вітчизняні світильники. На ринку добре зарекомендували себе прилади воронезького виробництва та моделі Кадошкінського заводу. Конкретні маркування обладнання, сумісного із сучасними дзеркальними лампами, включають наступні позиції:

• Серія «Флора» ЖСП-64-400-001 та ЖСП-64-600-001 (ТОВ НВП «НФЛ», м. Воронеж);
• Моделі Кадошкінського електротехнічного заводу: ЖСП 44-400-002, ЖСП 44-600-002, ЖСП 44-750-002, ЖСП 30-400-01 Reflux, ЖСП 30-600-01 Reflux, ЖСП 55-600-002.