Лекция 8 СВЕТОВОЙ РЕЖИМ Солнечный свет является важным фактором в жизни растений. За счет солнечной энергии, углекислого газа, воды, элементов питания с помощью хлорофилла растения создают и накапливают органическое вещество (фотосинтез), осуществляют транспирацию, синтез витаминов, ферментов, хлорофилла и других веществ, в результате чего обеспечивают формирование урожая. Световая энергия солнца поступает в виде прямой и рассеянной радиации. Прямая радиация попадает на растения в виде параллельных лучей главным образом на наружные листья и в часы полуденного солнцестояния и имеет меньшее значение для растений. Наибольшее значение в жизни растений имеет рассеянная радиация, образующаяся в результате преломления солнечных лучей от взвешенных в атмосфере паров воды, кристаллов льда, пыли и т. д. Овощные растения произошли из разных районов земного шара, поэтому у них и различное отношение к спектральному составу, интенсивности освещения и продолжительности дня и ночи (фотопериодизм). Лучистая энергия солнца состоит из видимых лучей — 44% и невидимых: инфракрасных — 54% и ультрафиолетовых— 2%. Внутри солнечного излучения можно выделить три диапазона, влияющих на продуктивность и морфогенез растений (возникновение и развитие органов, частей организма): длина волны до 380 нм — ультрафиолетовая (УФ), 380-750 нм — физиологическая или фотосинтетическая радиация (ФАР), 750-4000 нм — инфракрасная ближняя радиация (ИК). В среднем растения на фотосинтез используют 1-1,5% радиации, теоретически возможно использование до 10%. Требования растений к интенсивности освещения различны. Минимальная освещенность, при которой возможны слабый рост, цветение для гороха равна 1100 лк, для фасоли и огурца— 2400, для томата и редьки — 4000. Качество света. Инфракрасные лучи с длиной волны 750-4000 нм в пределах оптимальных температур обеспечивают в растениях нормальное течение всех физиологических процессов, в частности, повышают энергию фотосинтеза, влияют на морфогенез и фотопериодизм. Видимые красные (720-620 нм) и оранжевые (620595 нм) лучи — основной вид энергии, необходимой для фотосинтеза и морфогенеза (формирование органов) зеленых растений, их роста, цветения и плодоношения. Желтые (595-565 нм) и зеленые (565-490 нм) лучи мало влияют на физиологические процессы. Растения в этих случаях растут и развиваются медленно. Синие (490440 нм) лучи и фиолетовые (440-380 нм) обусловливают нормальный обмен веществ, стимулируют формирование побегов и листьев. Растения растут и развиваются нормально только при наличии всех видимых лучей. Ультрафиолетовые лучи невидимые. Наиболее длинные из них (380-315 нм) задерживают вытягивание стебля, повышают содержание в овощах витаминов. Интенсивность света. В северных районах и средней части России интенсивность и продолжительность солнечной радиации в зимние месяцы (ноябрь, декабрь, январь) снижается до такой степени, что успешное выращивание большинства овощных культур в защищенном грунте возможно и экономически целесообразно только при дополнительном искусственном освещении. Радиация с длиной волны 380-750 нм (ФАР) является источником энергии фотосинтеза. Годовой приход ФАР зависит от географической широты территории. В связи с сезонными колебаниями длины дня и прихода ФАР в средних и высоких широтах световые условия не обеспечивают в осенне-зимние сроки возможности получения урожая светотребовательных культур (томат, огурец, редис и листовые, выращиваемые из семян). Для большинства овощных растений оптимальная освещенность 20 000-40 000 лк. Повышение яркости света выше 70 000 лк часто подавляет фотосинтез и рост растений, вызывает хлороз и ожоги тканей. Уровень освещенности влияет на скорость развития растений. Например, у томата, огурца, перца с улучшением освещенности наблюдается ускорение начала цветения, у томата — срока заложения первой кисти и уменьшения числа листьев, расположенных до нее, более быстрое формирование плодов. При слабой освещенности в общей биомассе возрастает удельный вес стеблей, уменьшается размер листьев и плодов. В анатомическом строении листа наблюдается уменьшение количества устьиц на единицу поверхности. Низкая освещенность способствует накоплению нитратов и снижению витамина С. Требовательность к интенсивности освещенности у овощных культур может меняться в зависимости от фазы роста и развития, способов выращивания. Особенно высокую требовательность к свету растения предъявляют в начальные фазы развития, при появлении всходов, когда запасы питательных веществ семени бывают израсходованы и дальнейшее развитие растений идет за счет продуктов ассимиляции. Недостаток освещения в этот период создается за счет загущенных посевов при нарушении норм высева семян, обилия сорняков. Это ведет к вытягиванию всходов, ослаблению растений, повреждению вредителями и грибковыми заболеваниями. В следующие фазы роста и развития требования овощных растений к интенсивности освещения могут меняться. По требовательности к интенсивности света, обеспечивающей оптимальные условия для фотосинтеза и органогенеза, овощные культуры ориентировочно делятся на три группы: 1. Наиболее требовательные. Это растения, выращиваемые для получения плодов: арбуз, дыня, тыква, огурец, томат, перец, баклажан, фасоль, горох, кукуруза, бамия, капуста кочанная. 2. Среднетребовательные: капуста цветная, кольраби, лук репчатый, чеснок, свекла, морковь, редька, салат, картофель. 3. Малотребовательные: укроп, сельдерей, петрушка, шпинат, щавель, лук порей, спаржа, многолетний лук. У некоторых культур потребность в свете в период непосредственно перед формированием продуктовых органов сильно снижается или даже отсутствует, так как свет способствует развитию механических или проводящих тканей и образованию хлорофилла. В результате овощи теряют вкусовые качества: становятся деревянистыми или горькими на вкус. Для получения нежных молодых побегов спаржи, листьев черешкового сельдерея, отбеленной ложной луковицы («ножки») лука порея применяют этиолирование: растения высоко окучивают. Для получения отбеленной головки цветной капусты надламывают крупный лист. При ограниченном освещении в сочетании с низкой температурой (4...8°С) можно временно хранить рассаду томата, капусты, сельдерея (метод консервации). Фотопериодизм. Большое значение для овощных растений имеет продолжительность освещения. В зависимости от продолжительности дня происходит ускорение или замедление развития растений. Это явление называется фотопериодизмом. Реакция растений на длину дня связана с их географическим происхождением. Растения длинного дня произошли из средних широт. Для образования репродуктивных органов им необходима продолжительность дня 15-17 ч. Поэтому однолетние культуры — редис, салат, шпинат, укроп, китайская капуста — в условиях продолжительного светового дня («белые ночи») начинают преждевременно цвести, редис не образует корнеплод, а листовые овощи — товарные листья и кочаны. При сокращенном (10-часовом) дне эти длиннодневные растения не зацветают до осени, усиленно формируя вегетативные органы. К длиннодневным растениям относятся и двулетние овощные культуры: капуста, брюква, репа, редька, морковь, петрушка, свекла, лук. Но в первый год, когда растения формируют только вегетативную часть, длинный день ускоряет формирование продуктовых органов: корнеплодов, кочанов, луковиц. Растения короткого дня произошли из тропиков и субтропиков. Для образования репродуктивных органов (цветков, плодов) им необходима продолжительность светового дня 1214 часов. К этой группе относятся плодовые овощные: огурец, дыня, томат, перец, баклажан, бамия, фасоль, кукуруза; из клубнеплодных: картофель, батат. Этим растениям фактор темноты необходим в начале жизни, после чего они успешно могут развиваться в условиях длинного дня. Поэтому при выращивании томата, огурца и др. плодовых культур в зимне-весенний период в защищенном грунте режим досвечивания рассады не круглосуточный и составляет 12-14 ч. Некоторые овощные культуры не реагируют на изменение длины дня и с точки зрения фотопериодизма являются нейтральными растениями. К ним относятся арбуз, спаржа, некоторые виды и сорта томата, огурца, картофеля. Для улучшения светового режима необходимо не допускать загущения и затенения. Для этого следует: ■ соблюдать норму посева семян; ■ прореживать всходы; ■ создавать оптимальную площадь питания при посеве и посадке; ■ удалять сорняки, которые затеняют растения и отбирают у них воздух и питательные вещества почвы; ■ располагать гряды, гребни, ряды, с севера на юг для равномерного освещения в первой и второй половине дня; ■ удалять лишние боковые побеги.
