поле2Проблемы, рациональной организации освещения растений в теплице, определяются выбором источника искусственного света. Основные критерии, влияющие на предпочтение того или иного источника света: капитальные вложения, эксплуатация облучательной установки и сопутствующего светотехнического оборудования, а так же величина оплаты за электроэнергию. Светотехническими характеристиками источника света являются спектр излучения, световой поток, световая отдача, цветовая температура и т.д. Современные источники света отличаются большим разнообразием, однако их можно разделить на три основные группы: тепловые – лампы накаливания (ЛН), галогенные лампы накаливания (ГЛН); газоразрядные – люминесцентные (ЛЛ), компактные люминесцентные (КЛЛ), индукционные (ИЛ), ртутные (ДРЛ), натриевые (ДНаТ), металлогалогенные (ДРИ) и др.; светоизлучающие диоды – светодиоды (СД).
Из проведенного нами глубокого анализа выявлено, что самыми оптимальными лампами для досветки тепличных растений в настоящее время считаются дуговые натриевые трубчатые лампы высокого давления (ДНаТ). Чаще всего при досветке в теплицах используют лампы ДНаЗ (дуговая натриевая зеркальная лампа высокого давления), КПД ее отражающего слоя выше обычного отражателя в светильниках. Но в результате сравнительного анализа светотехнических характеристик существующих источников света, наилучшими характеристиками обладают индукционные лампы и светодиоды, что определяет перспективность их применения в будущем. Необходимо отметить, что существует реальная возможность в ближайшем будущем появления на рынке плазменных и индукционных серных газоразрядных ламп.
Проблема выбора лампы используемой для освещения тепличных растений стоит ост-ро, и в дальнейшем в связи с развитием светотехники будет только усугубляться. В на-стоящее время наиболее рекламируемые и продвигаемые на рынке это светодиодные лампы. В мировой тепличной практике они уже применяются как одна из перспективных технологий выращивания растений в защищенном грунте. С нашей точки зрения критерии выбора светодиодов не оправданы и научно не обоснованы. Рассмотрим вопрос с двух аспектов:
• Во-первых – выбор источника света исходя из биологических особенностей растений.
• Во-вторых – выбор источника света исходя из требований обеспечения длительной работы и эксплуатации.
Световая среда для растений – совокупность ультрафиолетовых, видимых и инфракрасных излучений, генерируемых источниками естественного и искусственного света. Это важнейшая составляющая жизненной среды живых растений, определяемая световым потоками источников света, трансформируемыми в результате взаимодействия с окружающей предметной средой, которая воспринимается по распределению света и цвета в пространстве. Наиболее важными являются четыре основные характеристики излучения: спектральный состав, интенсивность облучения, продолжительность суточного облучения (фотопериод) и пространственное распределение светового поля (пространственная структура).
Спектральный состав света определяет общую интенсивность фотосинтеза, активность его отдельных реакций и набор синтезируемых продуктов. Кривая зависимости интенсивности фотосинтеза от качества света при выровненном количестве квантов (спектр действия фотосинтеза) демонстрирует два отчетливых максимума – в синей и красной области спектра, совпадающих со спектрами поглощения фотосинтетических пигментов.
Ученые установили особенность красных лучей (600-690 нм) низкой интенсивности (не выше 620 лк) активно воздействовать на физиологические процессы в растениях, чувствительных к смене света темнотой и обратно (фотопериодических). Это в первую очередь относится к тепличным томатам и огурцам. При облучении их в вечерние суме-речные часы указанным светом специальных ламп был получен эффект ускорения развития, усиления ростовых процессов и повышения урожайности. Инфракрасные лучи различно воздействуют на растения. На ближний инфракрасный свет (до 1100 нм) слабо реагируют томаты и довольно сильно огурцы. Этот диапазон света действует на растяжение подсемядольного колена, стеблей и побегов. Ближнее излучение при низких температурах может частично поглощаться хлорофиллом и не перегревать лист, что будет полезно для фотосинтеза. Более длинные лучи только повышают температуру листа. По мере возрастания их длины лист начинает завядать с конечным результатом его гибели, как и всего растения.
Максимумы поглощения отражают наиболее эффективное использование определенных лучей при фотосинтезе. В опытах Н.П. Воскресенской было показано специфическое действие синего света на фотосинтетический аппарат растений. При выравнивании синего и красного освещения по квантам на синем свету у растений увеличивалась общая активность ассимиляции углекислого газа, что было обусловлено активацией в этих условиях транспорта электронов в ЭТЦ хлоропластов и ферментов углеродного цикла. Качество света определяло и состав продуктов, образующихся при фотосинтезе. Так, на синем свету преимущественно синтезировались органические кислоты и аминокислоты, а позднее – белки, тогда как красный свет индуцировал сначала синтез рас-творимых углеводов, а в дальнейшем – крахмала.
Наиболее интенсивное усвоение углекислого газа наблюдается в красных лучах. Затем, в направлении зелёной части спектра процесс фотосинтеза постепенно ослабевает, зелёные лучи хлорофиллом почти не поглощаются. В сине-фиолетовой части спектра наблюдается второй подъём интенсивности фотосинтеза. Таким образом, кривая интенсивности фотосинтеза имеет два максимума соответственно двум максимумам поглощения хлорофилла. Интенсивность процесса фотосинтеза в различных участках спектра получила название спектра действия.
По современным представлениям, диапазон оптического излучения, имеющий у растений основное субстратно-регуляторное значение, находится в границах 280…750 нм. Внутри этих границ выделены спектральные диапазоны со следующими физиологически характеристиками развитие растений:
• 320-400 нм – играет регуляторную роль в развитии растений, поэтому целесообразно присутствие этого излучения в небольших количествах (несколько процентов) в общем лучистом потоке;
• 400-500 нм («синий») – обладает как субстратным, так и регуляторным воздействием, должен входить в состав спектра фотосинтетически активной радиации (ФАР) для выращивания растений;
• 500-600 нм («зеленый») – не является абсолютно необходимым для обеспечения фотосинтеза растений, но благодаря своей высокой проникающей способности полезен для обеспечения фотосинтеза оптически плотных листьев и густых посевов растений;
• 600-700 нм («красный») – обладает ярко выраженным субстратным и регуляторным воздействием. Должен входить в состав общего излучения для обеспечения высокого фотосинтеза. Но монохроматический (однородный) красный свет может приводить к аномальному росту и развитию, а в ряде случаев и к гибели некоторых видов растений;
• 700-750 нм («дальний красный») – обладает ярко выраженным регуляторным действием. В небольших количествах (несколько процентов) должен входить в состав общего излучения;
• более 1000 нм – только тепловое воздействие.
Таким образом, выстраиваются предположение эффективности светодиодных ламп для выращивания растений при искусственном освещении. На наш взгляд данный подход оценки не совсем оправдан.
Резюмируем выше сказанное:
• Вопрос об эффективности монохроматического излучения, созданного при помощи красных и синих светодиодов, не однозначен и до конца не изучен. Необходимо дальнейшее проведение научных исследований. Поиск критериев оценки и выбора является темой дальнейших исследований.
Надеюсь, что своей статьей я вызвала у вас интерес к данной проблеме. Подпишитесь на новости, если эта тема вам не безразлична, оставьте комментарий о статье. За ранее благодарна с пожеланиями удачи и всех благ.
Список литературы
1. Вознесенская, Н.П. Принципы регулирования метаболизма растений и регулирование действие красного и синего света на фотосинтез / Н.П. Вознесенская. – Москва: Наука. – 1975. – 204 с.
2. Протасова, Н.Н. Рост растений и содержание гормонов в зависимости от спектрального состава света / Н.Н. Протасова, Р.А. Карначук, И.Ф. Головацкая // Рост и устойчивость растений; Под редакцией Р.К. Саляева и В.И. Кефели. – Новосибирск: Наука. – 1988. – С. 71–81.

Безымянный