ВЛИЯНИЕ ИСКУССТВЕННОГО СВЕТА НА РОСТ ТОМАТОВ © Александрова С.Н.

ВЛИЯНИЕ ИСКУССТВЕННОГО СВЕТА
НА РОСТ ТОМАТОВ
© Александрова С.Н., Кудайбергенова Ж.Д.,
Рыбакова А.А., Незнамова Е.Г.
Томский университет систем управления и радиоэлектроники, г. Томск
В работе приведены результаты обзора литературы по теме воздействия искусственных источников света на тепличные растения, в частности на томаты и обоснована методика проведения экспериментальных исследований воздействия светодиодных источников света на рост
этих растений. Из литературы [1-4] показано, что наиболее эффективными для роста тепличных растений являются оптические спектры источника света: синий (400-500 нм), зеленый (500-600 нм) и красный
(600-700 нм). Так для роста стебля и листьев томатов [5] необходимы
спектры с синей и красной составляющей, а для роста и воздействия на
вкусовые качества плодов необходим спектр с зелѐной составляющей.
Для изготовления светодиодных источников света использованы светодиоды со спектром излучения приведѐнным в [6, 7].
Ключевые слова: тепличные растения, помидоры, светодиодный
светильник.
В начале двадцатого века было обнаружено положительное влияние
искусственного освещения на рост и развитие растений. Проведенные в
80-ых годах прошлого века эксперименты продемонстрировали, что при
освещении растений длинноволновым красным светом интенсивность их
роста увеличивается относительно интенсивности роста при дневном освещении [1].
В настоящее время велика значимость выращивания растений, в особенности овощных культур в искусственных условиях. Во многих районах
России возделывание большинства овощей в открытом грунте затруднено
или невозможно в связи с неподходящими климатическими условиями. Выращивание в теплицах, в закрытых грунтах решает эту проблему, и это играет большую роль в агрономическом секторе экономики. Для выращивания пригодных к потреблению культур требуются различные условия, такие
как оптимальная температура, влажность, и одно из самых главных – освещенность.

Студент кафедры Радиоэлектронных технологий и экологического мониторинга.
Студент кафедры Радиоэлектронных технологий и экологического мониторинга.

Студент кафедры Радиоэлектронных технологий и экологического мониторинга.

Доцент кафедры Радиоэлектронных технологий и экологического мониторинга, кандидат
биологических наук.

142
НАУКА И СОВРЕМЕННОСТЬ – 2014
Для установления оптимальной освещенности при выращивании тепличных растений играет большую роль правильный выбор источников излучения. Они должны обладать: максимальным фотосинтетическим воздействием, способствующим ускоренному росту растений, цветению, плодоношению; экономичностью – источники света должны потреблять минимум
энергии; безопасностью, которая выражается в отсутствии вредного воздействия на человека [2].
Растения в процессе фотосинтеза поглощают спектр только определенных длин волн, а их спектральная чувствительность сильно отличается от
чувствительности человеческого глаза [2]. Для различных растений физиологическое активное излучение, при котором происходит фотосинтез и другие процессы, находится в интервале 300-800 нм, а спектр поглощения фотосинтетической активной реакции (ФАР) – в интервале 400-700 нм. В диапазоне ФАР обычно выделяют три физиологически значимых спектральных участка: синий (400-500 нм), зеленый (500-600 нм) и красный (600-700 нм) [3].
Чтобы определить основные требования к спектрам излучающих ламп,
нужно провести литературный анализ исследований о воздействии излучения разных диапазонов спектра на развитие и рост растений. Подобные исследования были проведены для разных видов растений: редиса, огурца, томатов, гороха, пшеницы. К примеру, доказано исключительное значение в
достижении высокой продуктивности ценоза томата излучения в пределах
600-700 нм. Излучение в диапазонах 400-500 и 500-600 нм необходимо в
незначительных количествах [3].
Синий свет (400-500 нм) – затормаживает рост стебля, корней и листа.
Количество клеток, хлоропластов и уровень фотосинтеза на одну единицу
поверхности листа высокое, но через малую поверхность листа даже высокая интенсивность фотосинтеза не может восполнить торможение процессов роста. При зеленом свете (500-600 нм) обычно могут формироваться
вытянутые осевые органы с небольшим числом клеток и хлоропластов и
очень низким уровнем фотосинтеза (на единицу поверхности листа). Продуктивность у растений остается низкая. Также действие зеленого света сопутствует снижению числа хлоропластов на единице поверхности, и это
приводит к уменьшению фотосинтеза на единицу площади, падению биологической продуктивности листа и растения. При красном свете (600-700 нм,
важен диапазон 625-680 нм) происходит интенсивный рост листьев и осевых органов. Низкая интенсивность или отсутствие излучения красного участка спектра приводит к формированию неполноценных дегенеративных
органов, дающих низкий урожай [3].
Из результатов изучения влияния света с разными длинами волн, излучаемого лампами накаливания и люминесцентными лампами на рост и фотосинтез растений установлено, что отдельно взятый из трех основных диапазонов ФАР малопригоден для выращивания растений. Лишь излучения с
Сельскохозяйственные науки
143
определенными соотношениями энергии в спектре или с широкополосным
спектром для конкретного растения соответствует спектру поглощения ФАР
листьями различных видов растений [3].
Диффузный свет более эффективен, чем прямой, поскольку распределяется лучше. Интенсивность света от вертикального источника сильно снижается после прохождения света через лист. Верхний лист получает 100 %
света, лист, находящийся под верхним – 20 %, третий лист – всего 4 %. При
искусственном освещении рекомендуется располагать источники света так,
чтобы излучение падало под различными определенными углами. В условиях светокультуры растения развиваются как в направленном и в диффузном светопотоке. Диффузного излучения добиваются путем установки матового стекла перед источником излучения, используя другие переизлучающие или рассеивающие поверхности [4].
Спектральный состав света – важнейший фактор, определяющий скорость и качество процессов фотосинтеза и роста растений. Однако нерешенным остается вопрос о влиянии на растения томатов разных сортов светового спектрального состава [3]. Поэтому цель нашего проекта – выращивание томатов под различными видами ламп, которые отличаются по спектральному составу цвета и иным характеристикам – нахождение оптимального светового режима для выращивания томатов в тепличных и комнатных
условиях для повышения их потребительских (пищевых) свойств и качеств.
Томат в домашней культуре довольно неприхотлив, если обеспечить ему
достаточную освещенность и оптимальную температуру [5]. Для исследований мы выбрали такие сорта томатов, как томаты черри «Лукошко на окошке» и «Кнопка». Обрызгав землю и семена гуматом калия, произвели высадку семян в 5 ящиков длиной 40 см, высотой 10 см и шириной 20 см. К каждому из ящиков, после того, как семена взойдут, будут подводиться разные
источники света: к первому ящику – люминесцентные лампы, ко второму –
солнечный свет (ящик находится на подоконнике), к третьему – лампы накаливания, к четвертому – светодиоды белого света, к пятому – светодиоды
красного и фиолетового света, с добавлением зеленого в дальнейших фазах.
Дальнейшая технология выращивания будет такова: после всхода ростков
размещаются лампы возле каждого из ящиков, их расположение будет боковое, верхнее, а так будет использоваться диффузное (объемное) излучение.
Осуществляется полив, подкормка удобрениями (раз в 7-10 дней).
После появления настоящих помидорных листьев (спустя 18-25 дней) –
растения пикируются в отдельные емкости диаметром 8-10 см, продолжается своевременный полив и подкормка, интенсивность света немного уменьшается [5]. Производится проветривание помещения, рыхление почвы, ежедневные проверки состояния растений с измерениями влажности и освещенности помещения. Когда растения образуют больше 6 помидорных листьев, производится окончательная пересадка в четырех – пяти литровые
144
НАУКА И СОВРЕМЕННОСТЬ – 2014
емкости. Продолжается полив, подкормка, измерение влажности и освещенности помещения, проветривание помещение и рыхление почвы, даже
когда появятся плоды. Первые плоды появляются через 80-100 дней после
посева семян.
Исходя из результатов (форма растений, их листовых пластин и осевых
органов, время цветения и плодоношения, наличие или отсутствие заболеваний и т.д.) будет проведен анализ практического воздействия каждого из видов освещения на рост и развитие растений, основанный на ежедневных наблюдениях за растениями и оценке конечного результата – появления плодов.
В итоге можно будет выявить лучший из вариантов освещения и рекомендовать его для выращивания растений в теплицах и в комнатных условиях.
Таким образом, проведя эксперимент, мы ознакомимся со светокультурой растений, установим, как реагирует каждый из выбранных сортов томатов черри на определенный спектр света, проследим изменения морфологических свойств растений в ходе эксперимента, выявим самый пригодный
вариант досветки (или полного освещения) растений в тепличных и домашних условиях, будет разработан оптимальный световой режим для выращивания растительных объектов в условиях искусственного освещения.
Список литературы:
1. Астафурова Т., Лукаш В., Гончаров А., Юрченко В. Фитотрон для
светодиодной досветки растений в теплицах и на дому // Полупроводниковая светотехника. – 2010. – № 3. – С. 36-38.
2. Кондратьева И.П., Валеев Р.А. Результаты опытов по влиянию спектра излучения светодиодов на меристемные растения // Энергообеспечение
и энергосбережение в сел. хоз-ве. – М., 2012. – Ч. 2. – С. 212-218.
3. Говоров П.П., Велит И.А., Щиренко В.В., Пилипчук Р.В. Источник
света для выращивания овощей в условиях закрытого грунта: учебное пособие для студентов специальности «Светотехника и источники света» [Электронный ресурс]. – Тернополь: Джура, 2011. – 156 с. – Режим доступа:
http://svitlo.dn.ua/get-news/56. – (Официальный сайт ООО «Укрпромсвет»).
4. Тихомиров А.А., Шарупич В.П., Лисовский Г.М. Светокультура растений в теплицах [Электронный ресурс]. – Новосибирск: Издательство СО
РАН, 2000. – Режим доступа: http://www.greenhouses.ru/Svetokultura.
5. Официальный сайт Homeand Graden [Электронный ресурс]. – Режим
доступа: http://www.homegardens.ru/component/content/article/24-home-plant/
ogorod-okno/70-pomidory-cherri-na-podokonnike.
6. Вилисов А.А., Дохтуров В.В., Тепляков К.В., Солдаткин В.С. Индикаторные светодиоды для поверхностного монтажа // Полупроводниковая светотехника. – 2011. – Т. 5, № 13. – С. 50-51.
7. Вилисов А., Калугин К., Солдаткин В., Перминова Е. Белые светодиоды // Полупроводниковая светотехника. – 2012. – Т. 4, № 18. – С. 14-17.