Влияние освещения растений на развитие корневой системы

Качество, продолжительность и интенсивность освещения для растений и рассады

Качество света — это величина, определяющая длину волны и цвет, направленные на поверхность растения.

Призма или капля дождя разделяет солнечный луч на спектральные цвета: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый (на ум приходит детская считалка: «Каждый Охотник Желает Знать Где Сидит Фазан»).Красный и синий цвета имеют наибольшее значение.

Зеленый цвет имеет наименьший эффект (отражение зеленого цвета дает зеленый цвет растениям).Синий цвет прежде всего ответственен за развитие листьев и корневой системы растений, красный цвет – за рост растения вверх.

Данные цвета обязательно использовать в комбинации, а не по отдельности, оптимально в соотношении красного к синему от 2:1 до 4:1.

Качество света — основной показатель, способствующий садоводству в помещениях.

• Люминесцентные лампы холодного белого свечения наиболее насыщены синим цветом, что является лучшим выбором для начала выращивания семян.
• Для цветущих растений, требующих больше красного света, используйте полноспектральную люминесцентную лампу.
• Лампы накаливания вдоволь насыщают красным и оранжевым цветами, но излучают слишком большое количество тепла для использовании их в выращивании хорошего урожая.
• Сейчас, как альтернатива всем этим лампам, существуют светодиодные фитолампы, которые имеют достаточно широкий спектр свечения, с выделенным красным и синим спектрами.

Про интенсивность света для растений

Чем больше солнечного света получает растение, тем выше будет уровень фотосинтеза. Однако, растения, с легкостью растущие в условиях низкой солнечности, опаляются при перемещении в более яркое пространство, но через определенный промежуток времени с увеличением содержания воска на листьях, увеличивается и их восприимчивость к свету.

Как показано на рисунке №2 типичный домашний уровень освещения недостаточен для большинства растений, поэтому, как правило, полноценно они растут исключительно возле источника света (например, на подоконнике), за исключением очень хорошо освещенных помещений.

Недорогие источники искусственного освещения доступны в специальных магазинах для обеспечения растениям необходимых условий.

Рисунок №2 –  Интенсивность света для садоводства внутри помещений и на открытом воздухе

Полевые растения различаются по степени их приспосабливания к изменениям в интенсивности света. Садоводческая литература, как правило, разделяет растения на солнечные, частично солнечные и теневые. Опытные садоводы различают отличия между этими 7 уровнями световой интенсивности:

• Полная солнечность — прямое воздействие солнечных лучей, включая промежуток с 9 утра до 6 вечера.
• Полная солнечность с отраженным теплом — включает в себя тепло, исходящее от зданий или других конструкций. Температура может быть критически высокой. Этот показатель может определяет место для некоторых растений.
• Утренняя тень, с полуденной солнечностью — юго-западное и западное отраженное тепло может создавать чрезвычайно высокую температуру.
• Утренняя солнечность с полуденной тенью — это идеальные условия для выращивания растений. Полуденная тень оберегает растения от перегрева.
• Ограниченная тень — тень с небольшими участками света, проступающего сквозь густую крону деревьев. Постоянно движущаяся тень ограничивает растения от перегрева. В более темных участках будут процветать лишь наиболее восприимчивые к темноте растения.
• Открытая тень — ситуация, когда растения находятся под открытым небом, но прямые солнечные лучи заблокированы некоторыми конструкциями (например, зданиями). Только наиболее восприимчивые к темноте растения могут полноценно развиваться.
• Закрытая тень — ситуация полной блокировки солнечного света какой-либо преградой. Только самые восприимчивые к темноте растения могут выжить

В жарком климате, чаще всего, температура, связанная с тенью, является ограничивающим фактором. Некоторые растения, например, бальзамин (недотрога) и бегонии могут использовать тень для спасения от жары. Эти растения имеет полную восприимчивость к полной солнечности в чуть более прохладном летнем климате.

Проникновение солнечного света непосредственно влияет на принципы правильного подрезания. Например, придание карликовой яблоне формы новогодней елки. Это дает лучший результат созревания фруктов. Ветви взрослых деревьев также подрезают с приходом весны для лучшего проникновения солнечных лучей.

Живая изгородь должна иметь широкое основание и сужающиеся, остроконечные верха.Совершенно иначе дело обстоит с сужающимся основанием. Распространенной ошибкой является надламывание верхушек цветущих кустов. Результатом является уплотнение верха растений, которое блокирует листву у основания.

Подрезание фруктовых деревьев, теневых деревьев и кустов является, в определенной мере, формой управления.

О продолжительности освещения для растений

Продолжительность освещения определяется промежутком времени, в течение которого растение находится под воздействием солнечных лучей.

Путешественники по Аляске всегда поражались огромными овощами и цветами, растущими под продолжительными арктическими солнечными днями, даже при низкой температуре.

При пересадке, проводимой в помещении, как правило, растениям предоставляют 12-14 часов получения света ежедневно. Представители флоры нетерпимы к продолжительному освещению на протяжении 24 часов.

Про световой период

Отклик цветения большинства растений непосредственно зависит от светового периода (продолжительность непрерывной темноты). Световой период для растений можно разделить на 3 периода:

• Растения короткого дня — продолжительный период ночной темноты. Примеры: молочай красивейший (пуансеттия), рождественский кактус (декабрист), хризантемы и клубника.
• Растения длинного дня — короткие периоды ночной темноты. Примеры: лук, и шпинат.
• Растения без зависимости от длины дня — без конкретной зависимости от длины светового дня. Характеризуются ранним цветением, наиболее активно проявляющимся все же под более длительным воздействием солнечного света. Например, земляника.

Рекомендуем к прочтению

Источник: https://Minifermer.ru/page_94.html

Спектры в агрофотонике

Производительность всей системы выращивания определяет количественный критерий оценки – например, полезная масса сухого вещества или объем целевого экстракта из листьев/корней. Для качественной оценки можно анализировать  химический состав растений и морфология (отклонение формы и размеров стебля/листьев/плода).

Для большинства культур лучший урожай и качество продукции могут быть получены при обеспечении растениям комфортных условий, где все основные физиологические потребности максимально приближены к естественным уровням.

Таким образом, в большинстве практических задач за эталон для сравнения и оценки результатов искусственного выращивания можно брать растение, выращенное в естественных условиях. Естественные условия для конкретной культуры, как правило, соответствуют климату в регионе его изначального происхождения.

Основы

Рассматривая процесс выращивания растений как замкнутую систему, можно  выделить следующие основные факторы, влияющие на  результат (см. рис. 1):

– солнечный свет, основной источник энергии
– содержание диоксид углерода (СО2) в воздухе (углерод – основной элемент, используемый для формирования новых клеток) 
– вода, в основном, как источник кислорода, входящего в ее состав, необходимого для реакции фотосинтеза
– температура окружающего воздуха.

Рис. 1

Оптимальная температура фотосинтеза для большинства растений средней полосы составляет примерно 20—25°С. Например, для подсолнечника повышение температуры в интервале от 9 до 19°С увеличивает интенсивность фотосинтеза в 2,5 раза. [1]

Так, при фотосинтезе за счет энергии света происходит образование органических веществ (углеводов) при участии хлорофилла.  Хлорофилл (от греч. χλωρός, «зелёный» и φύλλον, «лист») — зелёный пигмент, окрашивающий хлоропласты растений в зелёный цвет [1].

Таким образом, количество света является важным фактором, влияющим на интенсивность роста растений. [2]

Также на протяжении многих лет эволюции этот процесс адаптировался к суточному циклу “день/ночь”. Днем под воздействием света вода разделяется на кислород и водород, а растение запасает энергию и питательные вещества. Ночью, в темноте углекислый газ под воздействием запасенной энергии соединяется с водородом, образуя молекулы углеводов, т.е. происходит собственно рост культуры. 

Таким образом, при искусственном выращивании растений важно обеспечить не только высокую освещенность, но и правильную цикличность включения света, чтобы получить лучший результат.

О спектрах 

Современные светодиодные технологии позволяют форматировать сложные спектры освещения растений. Рассмотрим, каким образом спектр влияет на процесс роста. 

На рис. 2 детально показаны энергетические спектры поглощения базовых пигментов растения.

Рис. 2

Видно, что помимо традиционно упоминаемых пигментов хлорофилла с пиками поглощения в диапазоне 400-500 нм и 650-700 нм, на процессы роста также влияют вспомогательные пигменты из семейства светособирающих фикобилипротеинов.

В некоторых исследованиях спектры поглощения основных пигментов суммируются для формирования “универсального” спектра, форма которого показана на рис. 3.

Рис. 3

Для количественной оценки светового воздействия на растения используется фотосинтетически активная радиация (ФАР). В англоязычной литературе – Photosynthetic Photon Flux (PPF). Поток ФАР/PPF измеряется как число фотонов, излучаемых источником света, которые могут быть поглощены растением при фотосинтезе (диапазон длин волн от 400 до 700 нм).

Величина PPF рассчитывается без учета неравномерного поглощения растением различных энергии различных длин волн. Поэтому в дополнение к PPF иногда используется величина YPF – Yield Photon Flux  – т.н. усваиваемый растением поток фотонов. Для расчета YPF используется взвешенное значение ФАР и спектр эффективности фотосинтеза как весовые коэффициенты. 

Спектр эффективности фотосинтеза показан на рис. 4.

Рис. 4

Кривая весового коэффициента для фотонов (Photon-weighted) позволяет перевести PPFD в YPF; кривая весового коэффициента энергии (energy-weighted) позволяет сделать то же самое для ФАР, выраженной в ваттах или джоулях.

Рассмотрим подробнее, как влияет на растения излучение в различных участках этого диапазона.

Ультрафиолет C (280 –  315 нм)

Облучение растений таким излучением имеет негативные последствия, может приводить к гибели клеток и обесцвечиванию листьев/плодов.

Ультрафиолет B (315-  380 нм)

Это излучение не имеет видимого эффекта на растения.

Ультрафиолет A (380 –  430 нм)

Передозировка ультрафиолетового излучения может быть опасна для листвы, однако малые дозы излучения поглощаются в процессе цветения и созревания плодов и влияют на цвет и биохимический состав (вкус). Как правило, дозы, получаемые растением под воздействием естественного света, достаточны для поддержания этих процессов. 

Синий свет (430-450 нм)

Как показано выше, эта часть спектра хорошо поглощается большинством основных пигментов растения. Эта часть спектра может влиять на морфологию растения: размер и форму куста/листьев, длину стебля.

Ряд исследований показывает лучшую эффективность синего цвета на раннем этапе развития растения (вегетативная фаза).

 
Синий свет способствует открытию устьиц, увеличению количества белка, синтезу хлорофилла, делению и функционированию хлоропластов, сдерживанию роста стебля.

Зеленый свет (500-550 нм)

Значительная часть этого диапазона отражается от листьев, однако нельзя недооценивать роль и этого участка спектра на полноценное развитие растений. Так, например зеленое излучение, отражаясь от верхних листьев растения, обладает лучшей проникающей способностью и способствует более равномерному развитию листьев, на нижних уровнях, находящихся в тени более крупных соседей (рис. 5) [5]. 

Рис. 5

Также, управление уровнем зеленого в спектре облучения позволяет контролировать время наступления и длительность фаз прорастания и цветения.

Оранжевый свет (550-610 нм)

С точки зрения рассмотренных выше спектров поглощения хлорофиллов, этот диапазон имеет незначительный уровень отклик. Однако, успешный опыт применения натриевых ламп, излучение которых в основном лежит в этом диапазоне, подтверждает, что фактически растения способны развиваться даже при не оптимальном спектральном составе освещения.

Красный (610-720 нм)

Наиболее эффективный диапазон, с точки зрения количества фотонов, поглощаемых растением в процессе на всех этапах развития. 
Красный свет способствует цветению, прорастанию почек, росту стеблевых листьев, опадению листьев, спячке почек, этиоляции и т.д.

Дальний красный (720-1000 нм)

Несмотря на незначительный отклик в спектрах поглощения основных пигментов, дальний красный диапазон выполняет своего рода “сигнальную” функцию – как и в случае с зеленым цветом, корректировка уровня дальнего красного позволяет повлиять на время наступления и длительность фазы цветения и плодоношения.

Инфракрасный  (1000 нм и выше)

Все излучение в этом диапазоне конвертируется в тепло, дополнительно влияющее на температуру растения. 

Следует помнить, что для естественного солнечного света более 50% энергии излучается именно в  инфракрасном диапазоне. Если растение в искусственных условиях облучается только в диапазоне 400-700 нм, то нужно дополнительно предусмотреть запас мощности в системе отопления для поддержания комфортной температуры.

Потребности растения на разных этапах роста

Как было отмечено выше, свет является не только источником энергии, контролирующим фотосинтез. Различные участки спектра воспринимается растением как сигналы, влияющие на многие аспекты роста и развития (прорастания, деэтиоляция) Изменения в развитии растений, связанные со светом являются результатом фотоморфогенеза.

На схеме на рис.6 показаны основные эффекты, стимулируемые различными цветами на протяжении жизненного цикла растения.

Рис. 6

Рассмотрим более подробно влияние света на различных этапах 

Синтез хлорофилла

Самое большое количество хлорофилла вырабатывается при синем свете, меньшее – при белом и красном, самое меньшее – при зеленом свете и в тени. При разном свете, соотношение хлорофилла A и B также не одинаковое. Самая большая разница в соотношении А и B при желтом и синем свете. Красный свет способствует большой выработке хлорофилла типа A.

Для светолюбивых растений подходит синий свет, для тенелюбивых растений подходит красный свет.

Цветение

Соотношение между длительностью светового периода и периода темноты называется фотопериодом.

Общая протяженность суток – 24 часа, однако в зависимости от разной широты и времени года, протяженность дня и ночи неодинаковая.

В зависимости от разных климатических условий и места произрастания, фотопериод у разных растений неодинаков. Цветение, опадение листьев, спячка почек – всё это является реакцией растения на изменение фотопериода.

Растения, которые готовы начать цвести, зацветут при наступлении подходящего фотопериода. Количество дней до начала цветения определяется возрастом растения. Чем старше растение, тем оно быстрее зацветет.

Под воздействием фотопериода оказываются листья растений. Чувствительность листьев к изменению фотопериода связана с возрастом растения. Чувствительность старых листьев и молодых листьев неодинаковая.

Наиболее чувствительными к изменению фотопериода являются растущие листья.

Накопление питательных веществ и рост растений регулируются  излучением в красном и дальним красном диапазоне.  Размножение определяется, синим светом. Фитохром, содержащийся в листьях, может принимать сигналы красного света и дальнего света. Растение готовое к цветению, зацветет, если последнее излучение будет красным дальним светом.

На рис. 7 показаны спектры поглощения растений при синтезе хлорофилла, фотосинтезе и фотоморфогенезе.

Рис. 7

Светодиоды

Современные мощные светодиоды, применяемые в искусственном освещении растений, позволяют сформировать монохромное излучение фактически в любой части спектра, рассмотренной выше.
Примеры спектров светодиодов показаны на рис. 8

Рис. 8

Стоит отметить светодиоды с длиной волны 450 нм (“глубокий синий”) и 660 нм (“дальний красный”), как составляющие, совпадающие с пиками поглощения хлорофиллов.

Как было отмечено выше, наличие светодиодов пиком излучения в других частях спектра, позволяет дополнительно стимулировать другие участки спектра поглощения. Белые люминофорные светодиоды (серая кривая на рис.

имеют в составе своего спектра относительно широкую область излучения люминофора, а также синий пик непоглощенного люминофором излучения синего кристалла.

Комбинация светодиодов различных цветов в одном светильнике с возможностью независимого управления позволяет сформировать фактически любой спектр для конкретной культуры и фазы ее развития. 
Примеры спектров, используемых в различных сценариях освещения растений,показаны на рис. 9

Рис. 9

Отдельно стоит рассмотреть спектр облучения, получаемый растением, когда на него воздействует одновременно естественное излучение и излучение системы светодиодной досветки.
Предположим. что в светильнике для досветки используются синие и красные светодиоды в соотношении примерно 1:2 (по уровню энергии), для стимуляции хлорофиллов на стадии вегетативного роста. 

Пример такого спектра показан на рис. 10

Рис. 10

В реальности же на листья растений будет также воздействовать спектр солнечной радиации, и суммарный спектр облучения будет выглядеть следующим образом (рис. 11).

Рис. 11

Видно, что в этом случае растение монохромная досветка в сочетании с широкополосным естественны излучением дает спектр, стимулирующий все основные зоны поглощения растений. Результирующий спектр по форме близок к суммарному спектру поглощения всех основных пигментов растения, рассмотренному выше.

Заключение

Подводя итоги данного обзора можно отметить следующее:

Спектральный состав света является важным фактором для продуктивного выращивания культур в искусственных условия, однако, не первичным.

Получить прирост урожая за счет оптимизации спектра можно при обеспечении растению достаточного уровня базовых потребностей (температура, вода, CO2, вентиляция).

Количество света также является более приоритетным параметром по сравнению с его спектральным составом.

Современные светодиоды позволяют эффективно сформировать излучение в спектральном диапазоне поглощения растений. Причем возможно применение т.н. монохромных светодиодов с различными цветами (длиной волны излучения) и традиционных белых “люминофорных” светодиодов, обеспечивающих равномерное широкополосное излучение.

Наличие в светильнике светодиодов с различными цветами и технологии независимого управления ими позволяет исследовать влияние спектра на эффективность выращивание отдельно взятой культуры в конкретных условиях и выработать оптимальный баланс цветов для лучшей урожайности.

Список литературы

Физиология растений. Н.И. Якушкина. Издательство: “Владос”. Год: 2004

Исследования над образованием хлорофилла у растений. Монтеверде Н. А., Любименко В. Н. Известия Императорской Академии наук. VII серия. — СПБ., 1913. — Т. VII, № 17. — С. 1007–1028.

Создание эффективных светодиодных фитосветильников. Cакен Юсупов, Михаил Червинский, Екатерина Ильина, Владимир Смолянский. Полупроводниковая светотехника N6’2013

Contributions of green light to plant growth and development. Wang, Y. & Folta, K. M.  Am. J. Bot. 100, 70-78 (2013).

Источник: https://aurora-leds.ru/material/spektry-v-agrofotonike/

Как цвет затеняющих сеток влияет на растения

С другой стороны, на фотосинтез используется лишь очень незначительная часть энергии солнечного света. Остальная часть идёт на нагрев грунта и поверхности растений, а от них – воздуха. С повышением температуры увеличивается расход энергии на транспирацию и дыхание растений.

При экстремально высоких температурах растениями расходуется больше энергии, чем образуется в результате фотосинтеза. Как следствие рост растений тормозится, что приводит к недобору урожая. Качество урожая для многих растений, особенно декоративных, также существенно ухудшается.

Ситуация усугубляется, если корни растения не находят достаточно влаги для нормальной транспирации. Водный дефицит даёт старт целому ряду негативных физиолого-биохимических изменений в растении, истощает растение, превращает его в лёгкую мишень для болезней и вредителей.

Исходя из выше сказанного, важнейшим фактором повышения количества и качества урожая является уменьшение интенсивности солнечного света, поступающего к растениям в весенне-летний период.

Для растений оптимальное решение – использование ЗАТЕНЯЮЩИХ СЕТОК.

С одной стороны, затеняющие сетки задерживают избыточную солнечную радиацию, с другой стороны, преломляют и более равномерно распределяют пропускаемый солнечный свет.

Степень затенения сетки определяется материалом, из которого она изготовлена, размерами нити и рисунком плетения сетки.

Используя ЗАТЕНЯЮЩИЕ СЕТКИ можно регулировать такие процессы, как время цветения культур, размер и цвет плода, развитие корневой системы, урожайность, высота стебля растения.

Управление спектром освещения влияет на такие характеристики, как разветвление и длина побегов, количество почек, вес и размер.

Это позволяет адаптировать урожайность к особенностям рынка, отказаться от применения регуляторов роста и использовать другие химикаты.

Многочисленные опыты показали, что растения обладают уникальными свойствами и механизмами поглощения световых волн. Известно, что рассеянный свет покрывает больше площади листовой поверхности и одновременно с этим улучшает фотосинтез и ускоряет основные процессы роста растений.

Свет необходим растениям как источник энергии для фотосинтеза и накопления органического вещества. Зеленые растения, содержащие хлорофилл, способны при помощи лучистой энергии синтезировать и накапливать органические вещества и образовывать плоды.

От интенсивности освещения и его спектрального состава зависит образование хлорофилла, витаминов, ферментов и других веществ, играющих важную роль в жизни растений. Особенно важна для растений видимая область спектра солнечной радиации. В ее составе наибольшее влияние на растения имеют красные, оранжевые, синие и фиолетовые лучи.

 Большую часть энергии, необходимой для протекания фотосинтеза, обеспечивают красные и оранжевые лучи.

В связи с этим применение красной затеняющей сетки применяют для:

• увеличения биомассы растений
• увеличения количества производимой сельскохозяйственной продукции
• ускорения цветения и созревания
• увеличения размеров плода

К.А. Тимирязев указывал: «Предел плодородия данной земли определяется не количеством удобрений, которое мы могли бы ей доставить, не количеством влаги, которой мы ее оросим, а количеством световой энергии, которую посылает на данную поверхность солнце».

В полевых условиях растения обычно используют 0,1—0,2% всей солнечной энергии, попадающей на данную площадь. Такой низкий процент использования световой энергии К.А. Тимирязев объяснял непроизводительной тратой большей части энергии на испарение воды растением, на поднятие ее из почвы, на дыхание растения и формирование корневой системы.

Как же влияет на фотосинтез спектральный состав солнечного или иного света?

Давайте вспомним – почему лист растения зеленый? Правильно, именно потому, что его поверхность отражает (а значит – не поглощает) зеленый свет. Это свойство объясняется присутствием в зеленом листе пигмента хлорофилла. И поглощает хлорофилл свет (а значит и энергию) из красной (660 нм) и синей (445 нм) областей спектра дневного света.

Отсюда вывод применительно к фотосинтезу: желто-зеленая составляющая дневного света практически бесполезна для роста и жизни растения, а нужен ему – красный и синий свет. Но все ранее сказанное о фотосинтезе относится к взрослому (или достаточно подросшему) растению, а не к семени (рассаде).

Почему это происходит – еще немного теории.

Оказывается, кроме хлорофилла, в любом растении есть еще один замечательный пигмент – фитохром. (Пигмент – это белок, имеющий избирательную чувствительность к определенному участку спектра белого света).

Особенность фитохрома заключается в том, что он может принимать две формы с разными свойствами под воздействием красного света (660 нм) и дальнего красного света (730 нм), т.е. он обладает способностью к фотопревращению.

Причем поочередное кратковременное освещение тем или другим красным светом аналогично манипулированию любым выключателем, имеющим положение “ВКЛ-ВЫКЛ”, т.е. всегда сохраняется результат последнего воздействия.

Это свойство фитохрома обеспечивает слежение за временем суток (утро-вечер), управляя периодичностью жизнедеятельности растения. Более того, светолюбивость или теневыносливость того или иного растения также зависит от особенностей имеющихся в нем фитохромов.

Фитохром, в отличие от хлорофилла, есть не только в листьях, но и в семени.

Участие фитохрома в процессе прорастания семян для некоторых видов растений таково: просто красный свет стимулирует процессы прорастания семян, а дальний красный – подавляет прорастание семян. (Возможно, что именно поэтому семена и прорастают ночью).

Хотя, это и не является закономерностью для всех растений. Но в любом случае, красный спектр более полезен (он стимулирует), чем дальний красный, который подавляет активность жизненных процессов растения.

С красным светом разобрались. А как же влияет на жизнь проростка синий свет? Заметим, что желто-зеленая часть спектра практически никак не влияет: ни холодно от него – ни жарко.

Синий цвет играет также важную роль в жизни растений, благодаря другому пигменту – криптохрому, который реагирует на синий свет в диапазоне от 400 до 500 нм. Для взрослых растений синий цвет, в частности, регулирует ширину устьиц листьев, управляет движением листьев за солнцем, угнетает рост стеблей.

Применительно к прорастающему растению очень важна роль синего света в сдерживании роста стебля и в ограничении “вытягивания” рассады. Кроме того, синий свет управляет изгибом проростка и стебля: стебель изгибается в сторону источника света. Наверное, все наблюдали рассаду, согнутую в сторону окна – это из-за синего света.

Называется это явление тропизм.

Синий свет (а к нему можно отнести и некоторую часть ультрафиолетового спектра) стимулирует деление клеток, но тормозит их удлинение. Кстати, именно поэтому для альпийских растений, растущих на высокогорных лугах с большим процентом ультрафиолета, характерна розеточная, низкорослая форма. А при недостатке синего света (например, в загущенных посадках или под стеклом) растения вытягиваются.

Источник: https://karatzis.ru/articles/kak-cvet

Влияние различных спектров освещения на развитие растений

Закончен опыт в котором проводились наблюдения за воздействием трех спектров освещения на растения: красного, синего и зеленого. Каждым спектром растения освещались отдельно. Для опыта использовали горох и салата из-за их быстрого темпа роста.

Для освещения использовалась самодельная  светодиодная планка мощностью 18 Ватт  состоящая из шести 3 ваттных светодиодов компании EPISTAR. Наблюдения длились 25 дней, фото отчет представлен ниже.

Первыми в эксперименте были зеленые светодиоды так как считается, что зеленая часть спектра растениями не усваивается и в теории растения под зеленым светом должны были погибнуть или очень плохо расти, от части это подтверждается но не полностью.    

Влияние зеленого спектра освещения на развитие растений

Первый день после всходов.

Сложно что то сказать растения выглядят здоровыми.

четвертый день.

Растений заметно вытянулись. Так бывает когда недостаточно освещения.

седьмой день.

Растения продолжают тянутся особенно хорошо это заметно на горохе. Растения слабенькие листовой аппарат не большой.

Десятый день. Тенденция сохраняется растения вытягиваются развиваются плохо.

Тринадцатый день. Горох продолжает тянутся в поисках света. Салат вытянулся так сильно что тонкие стволы уже не держат и начал заваливаться.

Шестнадцатый день. Салат не развивается. 

Девятнадцатый день. Горох так же начал заваливаться стебель тонкий и длинный.  

Двадцать второй день. Часть салата погибло.

Двадцать пятый день. Горох на 25 день длинный и тонкий. Салат почти весь погиб. Тот что выжил абсолютно не развивается.

Влияние красного спектра освещения на развитие растений

Первый день после всходов. из земли вылезают не спеша выглядят здоровыми.

Четвертый день. Салат наращивает листья немного тянется вверх.

Седьмой день.  Горох тянется, Салат начинает заваливаться на бок.

Десятый день. Салат развивает листовой аппарат, но все равно заваливается.

Тринадцатый день. Горох продолжает расти тянется не так сильно как под зелеными светодиодами ствол более крепкий. Салат вытянулся сильно, но сила роста больше чем под зелеными светодиодами  .

Шестнадцатый день. горох чувствует себя хорошо. Салат разрастается в длину, но листья не наращивает.  

Девятнадцатый день. Горох начал заваливаться. Развитие растения более компактное стол крепче чем при зеленых светодиодах. Салат все так же растягивается.   

Двадцать второй день. Салат разросся в длинные макоронены, но не погиб.

Двадцать пятый день. Горох на 25 день чувствует себя хорошо. Салат жив.

Влияние синего спектра освещения на развитие растений

Первый день после всходов. Из земли вылезают не спеша выглядят компактными и здоровыми.

Четвертый день. Салат хорошо наращивает листья совсем не вытягивается.

Седьмой день. Горох компактно развивается наращивает листовой аппарат, Салат выглядит отлично.

Десятый день. Салат развивает листовой аппарат, посажен очень кучно, но все равно не вытягивается. Света достаточно.

Тринадцатый день. Горох продолжает расти, растения компактные междоузлия не вытянуты. Салат не вытягивается, наращивает зеленую массу.

Шестнадцатый день. Горох чувствует себя хорошо. Салат разрастается, очень плотная посадка салат мешает друг другу.  

Девятнадцатый день. Горох выглядит хорошо стволы толстые листьев достаточно. Салат прекрасно себя чувствует.   

Двадцать второй день. Салат разрастается, наращивает зеленую массу.

Двадцать пятый день. Горох на 25 день чувствует себя хорошо. Салат очень плотно посажен поэтому могло быть и лучше.

Судя по наблюдениям видно, что растениями используется не только красный и синий спектр, но так же и зеленый.

Очевидно, что на стадии вегетации растениям нужно больше освещения синего спектра, под ним растения развиваются более гармонично. Но из опыта видно что красную и зеленую составляющую спектра растения так же усваивают и растения хоть и с трудом но могут развиваться под ними какое то время. Это особенно касается зеленой части спектра.

Так как считается что зеленый спектр не участвует в фотосинтезе, если бы это было так то растения не прожили 2-3 дней. Поэтому не стоит ограничиваться только синим спектром, оптимально для растений будет использование всего видимого спектра в том числе и зеленого.

Конечно зеленого нужно совсем немного и большого вклада в развитие растения он не сделает, но если вы хотите получить максимум от растения то зеленая составляющая спектра не будет лишней.

21410

Дата: Вторник, 05 Августа 2014

Источник: http://GrowHobby.ru/vlijanie-razlichnyh-spektrov-osveschenija-na-razvitie-rastenij.html

Правильное освещение для растений и как его обеспечить?

Полноценное освещение для растений так же важно, как вода и почва. Культуры открытого грунта растут в естественных световых условиях и нуждаются только в поливе и подкормках. Комнатным цветам «повезло» меньше, так как в помещении они почти всегда страдают от затемнения.

Как влияет свет на растения

Растущие в полутени растения «недоедают» и так же, как все живое прекращают расти, развиваться, цвести. Процессы фотосинтеза обеспечивают цветам полноценное органическое питание, которое требуется им не меньше, чем получаемые из грунта вода и минеральные соли.

Но при нехватке света фотосинтез резко замедляется. В результате побеги истончаются и вытягиваются, листья бледнеют и не вырастают до нормальных размеров.

Исследователи установили, что минимальная фотосинтетическая активность начинается уже при освещенности 100 лк. Для развития должно быть не менее 1000 лк, а лучше – еще больше. Но перебарщивать также нельзя, так как избыток света для некоторых растений вреден. От этого их листья могут сморщиться, покрыться пятнами от ожогов.

Что такое хорошее освещение для растений

Свет должен быть:

Качественным.
Каждой фазе роста соответствуют свои потребности в спектральном составе световых лучей. Например, для развития зеленой массы необходим голубоватый свет, а для роста корневой системы и в период подготовки к цветению в спектре должны быть оттенки желтого и красного. Зеленоватые лучи стимулируют процессы фотосинтеза в листьях с плотной структурой.  

Продолжительным.
Большинство растений набирают силу и цветут только тогда, когда световой день составляет не менее 14 ч, то есть летом. Но есть и такие привереды, как пуансеттия и каланхоэ. Им для цветения необходимо находиться на свету не более 8-10 ч в сутки в течение 2 осенних месяцев.  

Интенсивным. 
Слабое освещение для растений губительно. Идеальный вариант для светолюбивых видов – 100000 лк, как у солнечного света. Поскольку обеспечить дома такие условия невозможно, остается один выход: стремиться к лучшему, исходя из потребностей домашнего «зеленого уголка». 

Как создать нормальную световую среду для комнатных цветов

Как уже упоминалось выше, длительность светового дня для растений должна составлять, в среднем, 13-14 часов в сутки. Большое значение имеет также интенсивность подсвечивания.

К примеру, если вы будете использовать маломощные лампы для освещения растений, растущих в природе на открытых солнечных участках, цветы могут «заболеть».

Чтобы этого не случилось, желательно строго соблюдать световой режим.

Приблизительные нормы освещенности для активного развития и цветения:

Фотосинтез запускается при участии хотя бы минимального количества световой энергии, поэтому тенелюбивых видов в природе нет. Есть теневыносливые, то есть менее требовательные к освещению. Но и им также необходимо дневное досвечивание хотя бы до 1000 лк.

Как рассчитать мощность ламп для освещенности полки с растениями

Освещенность – это количество люменов светового потока на квадратный метр поверхности. Предположим, что на полке длиной 80 см и шириной 30 см стоят цветы с умеренными требованиями к интенсивности освещения. Площадь полки составляет 0,8х0,3=0,24 (кв.

м). Для того чтобы создать среднюю освещенность 5000 лк, необходимы лампы со световым потоком 5000х0,24=1200 (лм). Если они будут расположены на высоте 30 см, потери составят около 30 %, то есть световой поток должен увеличиться приблизительно до 1700 лм.

Теперь, зная общее значение светового потока и светоотдачу разных видов осветительных приборов, можно рассчитать мощность ламп для нормального освещения растений на полке:

• Лампы накаливания. Светоотдача – 12-13 лм/Вт. Мощность – 1700÷12=141 (Вт). Это 2 лампы по 75 Вт каждая.
• Люминесцентные. Светоотдача – 65 лм/Вт. Мощность – 1700÷65=26 (Вт). Понадобятся, к примеру, 2 лампы с рефлектором по 13-15 Вт.
• Светодиодные. Светоотдача – 100 лм/Вт. Мощность – 1700÷100=17 (Вт). Достаточно 2 ламп по 8-9 Вт.

Лампы накаливания для подсвечивания – не лучший выбор, так как они не имеют в спектре синих и голубых тонов. Недостаток люминесцентных приборов освещения – выделение тепла, которое может помешать нормальному развитию зеленой массы. Светодиоды лишены этих минусов, к тому же они потребляют значительно меньше электроэнергии, дольше служат и не содержат ртути.

Это теоретические расчеты, которые весьма приблизительны. Установить точные параметры освещенности полки поможет люксметр RADEX LUPIN. Он же определит реальный световой поток ламп, который не всегда соответствует значению, заявленному производителем.

Зачем и чем измерять освещенность зеленого уголка

Если вы знаете световой поток и мощность используемых для подсветки ламп, то сможете приблизительно рассчитать освещенность, следуя указанному выше алгоритму. Но это значение будет далеко не точным. И, возможно, растения, которые недополучают света, продолжат чахнуть, несмотря на якобы нормальное освещение.

Чтобы получить максимально достоверную картину, используйте для измерения бытовой люксметрRADEX LUPIN. С таким прибором вы легко решите проблему освещенности любимых растений.

Прибор очень прост в использовании, его можно переносить в сумочке или кармане. Без люксметра организовать оптимальную световую среду для растений сложно. Всегда будет риск ошибки – неточности расчета или покупки неправильно выбранных ламп. Поэтому в арсенале «продвинутых» цветоводов обязательно есть качественный люксметр.

Если вашим комнатным цветам не хватает света, помогите им. Рассчитайте освещенность, установите соответствующие лампы и контролируйте световой режим с помощью люксметра. В благодарность растения отзовутся мощным ростом, их листья и стебли наполнятся соком, появятся силы на продолжительное цветение!

Источник: https://www.quarta-rad.ru/useful/vse-o-lampax-i-drugix-istochnikax-sveta/oscveschenie-rasteniy/

Свет для растений

В листьях содержится пигмент, (пигмент – окрашенное вещество в организме, участвующее в его жизнедеятельности и придающее цвет коже, волосам, чешуе, цветкам, листьям) называемый хлорофиллом, и именно через него растение поглощает световую энергию.

Активный рост растения, увеличение листьев происходит путем питания растения углеводородами –  обычными органическими соединениями. Их вырабатывает растение в процессе фотосинтеза. Углеводороды – результат реакции воды и двуокиси углерода. Однако продуктом, который вырабатывается в завершении фотосинтеза, является кислород – соединение, без которого не могут существовать живые организмы.

Факторы влияющие на фотосинтез

Существует ряд факторов, напрямую влияющих на процесс фотосинтеза растений. Прежде всего, интенсивность процесса напрямую зависит от

– содержания двуокиси углерода,

– температуры окружающего воздуха,

– достаточного обеспечения растения водой

– интенсивности света.

Однако для того, чтобы растение развивалось оптимально, важно не только наличие световой энергии, но и спектр света, а также длительность светового периода, когда растение бодрствует, и темного периода, когда оно отдыхает. 

Если правильно регулировать длительность светового дня, то стадиями роста растения можно управлять. Так, у растений длинного дня можно регулировать их вегетативную стадию, а также время цветения.

В свою очередь, для растений короткого дня световой период должен оставаться на определенном уровне, ведь слишком длительный период света может существенно нарушить время его цветения.

Существует и категория растений, которые растут в зависимости от наличия света, но при этом продолжительность темного и светлого периода суток на них не влияет.

Таким образом, правильно регулируя свет, можно достичь качественных результатов в процессе выращивания разных видов растений.

Дополнительно освещение для растений вы можете купить прямо сейчас в нашем онлайн магазине, в разделе освещение

Что же такое спектр света, и как он влияет на развитие растений?

Солнечный свет не является однородным, если рассматривать его спектральный состав. Свет солнца – это лучи, которые имеют разную длину волны. Таким образом, свет – это частица спектра электромагнитных волн, которую человек может видеть.

При этом различать человеческие глаза способны область электромагнитного спектра, которая пребывает в промежутке примерно от 400 до 700 нанометров.

В нанометрах  измеряется длина, и именно эту единицу наиболее часто используют для измерения малых длин.

Но в жизни растений наиболее важное значение имеет физиологически активная и фотосинтетическая активная радиация.

Самые важные лучи для растений – оранжевые (620-595 нм) и красные (720-600 нм). Эти лучи поставляют энергию для процесса фотосинтеза, а также «отвечают» за процессы, влияющие на скорость развития растения.

Например, пигменты с пиком чувствительности в красной области спектра отвечают за развитие корневой системы, созревание плодов, цветение растений.

Для этого в теплицах используются натриевые лампы, у которых большая часть излучения приходится на красную область спектра. 

Так, к примеру, слишком большое количество красных и оранжевых лучей могут задержать цветение растения.

Также в фотосинтезе непосредственное участие принимают и синие, а также фиолетовые лучи (490-380нм). Кроме того, в их функции входит стимулирование образования  белков и регулирование скорости роста растения. Те растения, которые растут в природных условиях короткого дня, быстрее зацветают именно под воздействием этих лучей.

Пигменты с пиком поглощения в синей области отвечают за развитие листьев, рост растения и т.д. Растения, выросшие с недостаточным количеством синего света, например, под лампой накаливания, более высокие – они тянутся вверх, чтобы получить побольше “синего света”. Пигмент, который отвечает за ориентацию растения к свету, также чувствителен к синим лучам.

Лучи, которые имеют длинную волну (315-380 нм), не позволяют растению чрезмерно «вытягиваться» и отвечают за синтез ряда витаминов. В то же время  ультрафиолетовые лучи, которые имеют длину волны 280-315 нм, могут повышать холодостойкость растений.

Таким образом, жизненно важными для развития растений не являются только желтые и зеленые лучи (565-490 нм).

Следовательно, при организации искусственного осветления растений необходимо в первую очередь учитывать их потребность в особенном спектре света.

Данный спектр, нужный растению выдаю специльно разработанные лампы для досветки растений, которые вы можете приобрести в нашем магазине в разделе свет

Если рассматривать растения с точки зрения их «отношения» к свету, то их принято делить на три категории:

– светолюбивые

– теневыносливые

– тенеиндифферентные. 

Для выращивания растений круглый год в условиях своей квартиры приобретайте – Фитосветильники для растений.

Источник: https://www.promgidroponica.ru/svet_dlja_rastenij