При выращивании растений в теплицах недостаток света в осенне зимний период можно компенсировать

Обновлено: 28.04.2024

Все ростовые процессы и накопление сухого вещества растением связаны с фотосинтезом. В процессе фотосинтеза создается около 95 % органической массы урожая и аккумулируется вся энергия, накапливаемая в организме. Поэтому при выращивании растений в теплнцах основное внимание должно быть уделено повышению их фотосинтетической деятельности. Исследованиями ряда авторов установлено, что тепличные культуры, в частности огурец н томат, обладают пониженной способностью к фотосинтезу. Интенсивность его у этих культур, выращиваемых в теплицах, в 1,5—2 раза ниже, чем у растений, выращиваемых в открытом грунте. Это объясняется прежде всего тем, что в тепличных условиях освещенность значительно ниже, чем в естественных.

В естественных условиях интенсивность поглощения углекислого газа растениями превышает 40 мг на 1 дм2 листовой поверхности в час, тогда как тепличными растениями, как показали наши исследования, поглощается его не более 20 мг, и только при особо благоприятных условиях — 30 мг/дм2 в час.

Особенно резко снижается фотосинтстическая деятельность тепличных растений в осенне-зимний период, когда интенсивность освещения резко падает.

В теплицах можно создавать более благоприятные условия для фотосинтеза растений, влияя тем самым на их продуктивность.

К факторам внешней среды, влияющим на фотосинтез, относятся освещение, концентрация углекислого газа в воздухе теплиц, температурный режим и режим влажности в теплицах, условия минерального питания и водоснабжения растений.

Условия внешней среды, особенно температура и влажность воздуха, субстрата, а также освещение оказывают влияние на интенсивность фотосинтеза и накопление пигментов, в частности хлорофилла в листьях растений.

Особо важную роль для тепличных растений имеет интенсивность солнечной радиации, которая является источником света и тепла.

При достаточном коли гестве света фотосинтез в растениях проходит во много раз энергичнее, чем дыхание, поэтому в них накапливаются органические вещества. По мере снижения интенсивности освещения фотосинтез ослабевает и наконец наступает такой момент, когда интенсивность фотосинтеза и дыхания становятся одинаковыми. Такое состояние равновесия, как известно, называется компенсационной точкой. При дальнейшем понижении интенсивности освещения начинает преобладать процесс дыхания над процессом фотосинтеза. Растения вместо накопления органических веществ расходуют их, вследствие чего у них сначала прекращается рост и опадают листья, а затем они погибают. Повышенная температура в теплицах при недостатке света способствует ускорению процесса дыхания растений.

В условиях защищенного грунта к выращиванию рассады огурца и томата приступают в начале декабря, т. е. во время, когда накопление сухой массы растениями находится почти на компенсационном уровне.

Чтобы восполнить недостаток света, необходимо осуществлять ряд мероприятий, в частности: облучение рассады лампами дневного света, очистку кровли теплиц от пыли и копоти, подкормку растений углекислым газом и растворами макро и микроэлементов (некорневые подкормки) .

Большое влияние на фотосинтез оказывает температура воздуха. От температурных условий зависит процесс новообразования хлорофилла. Низкие температуры, воздействуя на синтез и деятельность хлоропластов, подавляют процессы фотосинтеза огурца.

Установлено, что на процесс фотосинтеза отрицательное влияние оказывает не только низкая, но и высокая температура. По данным В. И. Эдельштейна (1962), В А Чес- нокова (1955) и других авторов, благоприятной для ассимиляции веществ огурцом и томатом является температура от 20 до 35 °С с оптимумом 25—30 °С. Повышение ее свыше 35 °С ведет к замедлению фотосинтеза, а затем к полному его прекращению.

При выращивании растений в теплицах имеются все возможности для более интенсивного процесса ассимиляции, а следовательно, и повышения урожайности, даже в условиях несколько пониженного зимнего освещения.

Люндегард еще в 1924 г., повышая содержание углекислого газа в теплнцах в 3—4 раза против нормального, добился увеличения урожайности огурца на 25—28,5 %.

В грунтовых теплицах основным источником пополнения углекислого газа в воздухе является почва, где он образуется в результате жизнедеятельности микроорганизмов, разложения органических веществ и дыхания корневой системы растений.

В гидропонных теплицах, где отсутствует основной источник углекислого газа — почва, наблюдается большой дефицит его.

По данным наших исследований, в солнечные дни при интенсивном фотосинтезе содержание углекислоты в воздухе гидропонных теплиц уменьшается значительно больше, чем в грунтовых теплицах. Так, содержание углекислого газа при выращивании томата в грунтовых теплицах ночью было незначительно выше, чем в гидропонных (соответственно на 0,039 и 0,032 %)• К 10 часам утра содержание его как в грунтовых, так и в гидропонных теплицах резко снижалось, особенно в гидропонных. Если в грунтовых теплицах оно составляло 0,032—0,034, то в гидропонных 0,027—0,030 %.

Изменение содержания углекислоты в воздухе теплиц имеет временной характер с заметным снижением к 12 ч ( 13). Наиболее низкое содержание ее к этому времени

достигало 0,017- 0,019 %. С увеличением поверхности листьев н условий освещения растений дефицит С02 резко возрастает. При проветривании теплиц содержание углекислоты несколько повышается, однако остается на более низком уровне, чем в наружном воздухе. Следовательно, в ясные дни при закрытых и даже открытых форточках недостаток углекислоты выступает в качестве фактора, лимитирующего фотосинтез.

И пасмурные дни содержание С02 в теплице при закрытых форточках было несколько выше, чем в наружном воздухе. В утренние и вечерние часы оно составляло 0,035— 0,038 %, к полудню снижалось до 0,03 %

Такое низкое содержание углекислого газа в воздухе гидропонных теплиц не может обеспечить интенсивный фотосинтез растений. Поэтому подкормка их углекислотой должна быть неотъемлемым приемом агротехники.

Работами многих авторов установлено, что для большинства овощных культур наиболее благоприятное содержание углекислоты в воздухе теплиц бывает в солнечные дин —0,15—0,20 %.

В теплицах, особенно весенних, в качестве биотоплива применяют соломенные тюки, при этом растения меньше болеют корневыми гнилями, стриком, бурой пятнистостью листьев.

Автотрофные растения способны к фотосинтезу и создают органическое вещество из содержащегося в воздухе диоксида углерода.
Высокий урожай огурцов в теплице . Выращивание овощей в теплице.

Поскольку увеличение продовольственных ресурсов в конечном результате зависит от роста растений, фотосинтез играет ключевую роль в производстве продуктов питания, фотосинтез – это важнейший естественный процесс, посредством которого зеленые растения.

Высаживают рассаду в зимних теплицах в первой декаде февраля, в весенних теплицах на биотопливе и с техническим обогревом — 1—5 апреля, на биотопливе
В качестве опылителей подсаживают сорта Неросимый 40, Марфинский, Тепличный 40 (одно-два растения).

Болезнь снижает фотосинтез, приводит к угнетению растений.
Позднее происходит отмирание ткани пЯтнами Основным источником заражения растений служат послеуборочные остатки больных растений как в парниках, так и в поле.

Практически вся используемая живыми организмами энергия обеспечивается деятельностью зеленых растений, или, другими словами, процессом Ф. Фотосинтез оказал огромное влияние на дальнейшую эволюцию жизни на Земле. В период возникновения жизни на Земле не было.

При выращивании растений в теплицах недостаток света в осенне-зимний период можно компенсировать

1) поддерживанием высокой влажности почвы

2) биологической борьбой с вредителями

3) повышением в воздухе содержания углекислого газа

4) регулярной подкормкой растворами азотных и калийных солей

Один из путей повышения общей продуктивности растений — усиление их фотосинтетической деятельности. Важное значение имеет способ размещения растений на площади (правильные нормы высева семян), обеспечение их достаточным количеством CО₂ в воздухе, воды, элементов почвенного питания.

Светокультура растений в теплицах

Малая интенсивность естественного света и короткий день в течение многих осенне-зимних месяцев не позволяют выращивать в теплицах овощные растения без дополнительного электрического освещения. В настоящее время искусственное освещение (светокультура растений) широко применяется в средней и северной частях России и СНГ при выращивании рассады огурца и томата.

Лампы накаливания имеют очень низкий коэффициент полезного действия: в световое излучение у них превращается менее 10% расходуемой энергии. Они излучают много оранжевых, красных и инфракрасных лучей, что вызывает ненормальное вытягивание стеблей, деформацию листьев, перегрев и ожоги растений. Кроме того, значительно увеличивается расход электроэнергии на единицу продукции.

Поэтому теперь их практически не применяют для выращивания рассады или получения плодов томата или огурца. Исключением является выгонка лука, петрушки и других зеленных культур. В этом случае допустимо использование ламп накаливания мощностью 100, 150 вт; установленная мощность может быть порядка 200 вт на 1 м2 досвечиваемой площади. Высота подвеса над растениями 50—60 см, продолжительность досвечивания в сутки — минимум 6, максимум 18 (при отсутствии естественного света) часов. При выращивании растений огурца и томата с досвечиванием перепад температуры воздуха между светлым и темным периодом суток — порядка 6—8°.

Одновременное выращивание в одной теплице рассады огурца и томата не рекомендуется из-за разных требований этих растений к температуре и влажности воздуха.
При использовании ЛЛ и ДРЛ в 2 смены в одном помещении, при освещении каждой половины в течение суток по 12 часов весьма желательно освещенную и темную части теплицы разделять плотным занавесом, обеспечивающим растениям нужный перепад температуры и несколько часов абсолютной темноты, необходимой для прохождения нормальных физиологических процессов у растений. В противном случае наблюдается отставание в развитии и опадение первых цветков.

Люминесцентные трубки (ЛЛ) монтируют в прямоугольные рамы, сделанные из дюралевого или железного уголка, металлических трубок или деревянных планок. Рамы подвешивают горизонтально (над рассадой) или вертикально (между взрослыми, плодоносящими растениями) на блоках, шарнирах или роликах, позволяющих изменять высоту их подвеса. Дроссели монтируют в огдельные пакеты в металлическом, хорошо вентилируемом каркасе. Эти пакеты помещают или в стороне от рам, предохраняя их от сырости и перегревания, или на самой раме над трубками.

В пасмурные дни или в темные часы суток на рамы с ЛЛ помещают экраны на расстоянии 3—4 см выше трубок. Экраны делают из полированного алюминия, жести, железа или фанеры, окрашенных сернокислым барием, окисью магния, мелом, известью или масляной краской. Можно применять металлизированную пленку с высоким коэффициентом отражения. Такие экраны увеличивают освещенность растений на 15—25% . Под рамами с экраном температура воздуха повышается на 3—5° в зависимости от отражающего покрытия.

Лампы ДРЛ монтируют либо вертикально в стандартной осветительной арматуре, либо горизонтально в прямоугольной, корытообразной арматуре из металла с отражающим внутренним слоем и вентиляционными отверстиями. Эти лампы используют как в стационарных, так и в подвижных установках с поступательно-возвратным движением.

В небольших теплицах лампы ДРЛ можно периодически передвигать вручную, подвесив их на тросе, натянутом по оси стеллажа. Передвижение осуществляется по мере надобности, в зависимости от состояния растений.
Эффективность освещения рассады люминесцентными трубками или лампами ДРЛ практически одинакова.

Дополнительное освещение необходимо применять сразу после появления всходов и не допускать перерыва между естественным и искусственным освещением. Суммарное освещение в течение суток (естественное и искусственное) не должно лревышать для огурца 12 часов, для томата 16—18 часов.

Дополнительное освещение рассады огурца и томата почти вдвое сокращает время, необходимое для ее выращивания.
Весьма способствует повышению урожая (на 30—50%) добавление в воздух теплицы углекислоты из расчета 0,2—0,3% к объему помещения.

Высокое качество рассады, выращенной под ЛЛ или ДРЛ, позволяет получить первые плоды на 20—25 дней раньше, чем без досвечивания. Общий урожай за вегетационный период увеличивается на 25—30%. Себестоимость овощей, несмотря на дополнительные затраты, снижается на 15—20%.

Затраты на осветительные установки окупаются за 1—2 года.
Величину дополнительных затрат на одно растение при выращивании рассады огурца или томата с дополнительным освещением можно определить по следующей формуле:

где Q — величина амортизационных отчислений электрооборудования на 1 м2 освещаемой площади (средний срок амортизации 10 лет); иногда при выращивании рассады эта площадь используется 2—3 раза;
R — амортизационные отчисления электроламп, установленных на 1 м2 (среднее время горения ламп 5000 часов);
V — стоимость 1 квт*Ч;
К — количество часов досвечивания за весь период;
р — суммарная установленная мощность ламп на 1 м2 в квт;
S — стоимость сэкономленного топлива;
W — деловой выход рассады c 1 м2 в шт. (огурца 80—100, томата 70—80 шт.).

Дополнительное освещение взрослых растений ЛЛ или ДРЛ для получения зимой зрелых томатов и огурцов вполне возможно, хотя экономически пока не всегда выгодно. В этом случае установленную мощность светильников надо значительно повысить, а общую продолжительность досвечивания довести до 70— 100 дней в зависимости от культуры. Затрата электроэнергии на 1 кг продукции достигает 150—200 квт*ч.

Весьма перспективны для выращивания рассады и плодоносящих растений в теплицах ксеноновые лампы с водяным охлаждением.
При определенной системе-подвески ксеноновых ламп каждая из них освещает рассаду на площади 15—20 м2. При этом лампы не загораживают солнечный свет, не мешают агротехническому уходу и не требуют уборки их весной и подвеса осенью (табл. 1).

Таблица 1. Характеристика технологии выращивания рассады для зимних теплиц при дополнительном освещении (для средних широт России)

В большинстве регионов нашей страны довольно сложные климатические условия, что мешает выращивать растения в открытом грунте и повышает актуальность использования теплиц. Но, чтобы получить хороший урожай достойного качества, недостаточно установить парник, нужно еще и правильно организовать в нем искусственное освещение. Как лучше это сделать? Какие лампы будут работать в теплицах наиболее эффективно? И какой свет нужен растениям для гармоничного развития и активного роста? Разбираемся в вопросе.

Зачем нужно искусственное освещение в теплице?

О том, что свет очень важен для нормального развития растений в целом, и сельскохозяйственных культур в частности, знают все. Но, когда речь идет о выращивании овощей, ягод, цветов и корнеплодов в промышленных масштабах его роль многократно возрастает. Все дело в том, что из-за короткого светового дня в осенне-зимний период, который во многих регионах России длится девять месяцев, все вегетативные процессы замедляются или вовсе останавливаются. В результате недостатка света:

прекращается рост растений;
стебли становятся хрупкими, истончаются и ломаются;
листья подвергаются деформации;
цветение и плодоношение становится невозможным.

А фотоны света, аналогичного солнечному, позволяют стимулировать фотосинтез и буквально спасти культуры от гибели. При правильно организованном искусственном освещении биомасса будет нарастать, рассада постепенно окрепнет и со временем сможет завязать бутоны, а потом и плоды.

Принципы организации подсветки в тепличном хозяйстве

Чтобы искусственное освещение в теплице было максимально эффективным, нужно учитывать, что у каждой культуры своя потребность в свете, а на результат влияет не только количество света, но и цвет освещения.

Так, овощи и цветы нуждаются в красных и синих лампах, для цветущих растений из категории декоративных оптимален фиолетовый свет, усиливающий окраску их лепестков, а вот для выращивания рассады специалисты рекомендуют применять оранжевые лампы.

Желтые лампы в теплицах использовать не стоит, поскольку они не способствуют нормальному развитию растений и часто вызывают деформации листьев и побегов.

Для получения хорошего урожая надо:

Использовать для обшивки парников прозрачные или полупрозрачные материалы, которые не будут препятствовать проникновению солнечных лучей. Солнце жизненно необходимо растениям, и полностью заменить его искусственным освещением не получится.
Располагать лампы подсветки на расстоянии около полуметра от верхних листьев. Если же растениям при таком размещении не будет хватать света, можно попробовать пустить светильники ниже, а при избытке – поднять.
Применять лампы разного цвета и использовать их поочередно. Оптимальное решение – сочетание синей подсветки и инфракрасного освещения.
При необходимости устанавливать светоотражатели – они могут быть заводскими или самодельными (экраны из фольги).

Подбор оборудования

При выборе ламп для подсветки грядок в теплицах нужно учитывать их:

мощность;
световой спектр;
материалы, использованные при производстве, – они должны иметь высокую коррозионную стойкость, чтобы выдержать повышенную влажность.

Кабельные линии

Чтобы избежать замыканий, в небольших теплицах лучше прокладывать воздушные кабельные линии. Если же речь идет о промышленных объектах крупных агрохолдингов, где парники используются круглогодично, для прокладки кабеля следует задействовать специальные лотки, которые обычно интегрируются в конструктивные элементы. А для управления подсветкой рекомендуется применять автоматику – она будет контролировать и длительность, и интенсивность освещения.

Особое внимание при монтаже систем электропитания нужно уделять проверке качества изоляции кабелей. В теплицах повышенная влажность и даже незначительное повреждение изоляционного слоя может привести к замыканию и возгоранию.

Какие лампы можно использовать в теплицах?

Обычно для освещения теплиц применяются:

Лампы накаливания

Лампы накаливания одни из самых распространенных, но, являясь источником световых лучей красного спектра, стать полноценной заменой солнечному свету они не могут. Да и постоянно держать их включенными не рекомендуется, поскольку это чревато ожогами листьев и стеблей (лампы сильно нагреваются при работе) и приостановкой вегетации. Так что использовать их для освещения теплиц можно только периодически и в сочетании с люминесцентными. При этом надо отметить, что лампы накаливания идеальны для выгонки зелени. А одним из главных минусов таких источников света являются значительные затраты на энергоснабжение.

Натриевые

Натриевые лампы часто применяются для выращивания рассады и радуют своей экономичностью – мощные экземпляры 400 Вт можно использовать и для освещения, и для обогрева теплиц. Но в таких лампах преобладающими являются лучи желто-красного спектра, и ощущается явный недостаток синего. Поэтому, чтобы обеспечить полноценное развитие тепличных культур, придется дополнять систему освещения другими источниками света.

Металлогалогенные

Металлогалогенные лампы являются одними из наиболее адаптированных для применения в теплицах. Они дают свет необходимого спектра, и растения при таком освещении чувствуют себя прекрасно. Но, к сожалению, у них есть целый ряд недостатков, среди которых:

высокая стоимость по сравнению с другими моделями ламп;
короткий срок службы – он напрямую зависит от того, насколько часто будет включаться лампа;
чувствительность к любым перепадам напряжения – при нестабильном энергоснабжении спектр излучения может меняться, что негативно скажется на растениях;
риск выхода из строя (взрыва) при резком повышении напряжения.

Ртутные лампы

Ртутные лампы – прекрасный источник ультрафиолета и поэтому востребованы для выращивания рассады. К их несомненным преимуществам можно отнести:

энергоэффективность – они гарантируют высокую светоотдачу при достаточно низком потреблении электричества;
легкий и быстрый монтаж;
нетребовательность в плане обслуживания.

Но утилизация ламп, отработавших свой ресурс, может стать серьезной проблемой – ртуть токсична и просто выбросить лампы в контейнер с бытовыми отходами нельзя. Кроме того, ртутные лампы часто перегреваются, что может создать дополнительные трудности при их эксплуатации.

Газоразрядные

Разработанные специально для тепличных хозяйств газоразрядные лампы реалистично имитируют солнечный свет и больше других подходят для организации искусственного освещения. Они:

отличаются минимальным энергопотреблением, что важно при охвате больших площадей;
долго служат (срок работы одной лампы составляет примерно 20 000 часов) и доступны по цене;
осуществляют не только освещение, но и обогрев;
характеризуются высокой светоотдачей – лучшие показатели демонстрируют модели с зеркальными отражателями;
оптимизируют процесс образования бутонов и повышают плодоношение благодаря преобладающему действию оранжевого и красного спектра.

Если говорить о коэффициенте полезного действия, то у газоразрядных ламп он составляет порядка 39 %, что считается очень неплохим показателем. Но у таких осветительных приборов есть и минус – частый перегрев, который почти всегда приводит к выходу из строя.

Люминесцентные

Многие дачники и руководители тепличных хозяйств при организации искусственного освещения отдают предпочтение люминесцентным лампам. Высокий спрос на них объясняется их экономичностью и низким энергопотреблением, а также редкой вариативностью: такие источники света можно размещать как горизонтально, так и вертикально. А это дает дополнительные преимущества при выращивании рассады. Но, планируя установку таких моделей, следует учитывать, что:

Теоретически люминесцентные лампы идеальны для теплиц, но на практике часто происходят сбои оборудования, поскольку они чувствительны к показателю напряжения. И если оно нестабильно, лампы будут работать не на полную мощность и толку от них будет мало. А при резком падении напряжения они могут и вовсе не включиться.

Освещение теплиц при помощи светодиодов

В последнее время возрос спрос на светодиодные лампы для освещения теплиц. И это неудивительно, ведь LED-подсветка:

экологична и безопасна;
энергоэффективна;
отличается низкой теплоотдачей и не обжигает листья и стебли растений;
долговечна – светодиоды прослужат не меньше 15-20 лет, и все это время могут эксплуатироваться со значительной суточной нагрузкой (не менее пятнадцати часов активной работы);
может обеспечить освещение различного спектра (синего, красного, комбинированного);
дает направленное излучение – это значит, что устанавливать отражатели не придется;
позволяет регулировать спектр и интенсивность излучения в зависимости от погодных условий и обстоятельств;
экономически выгодна – при эксплуатации светодиодных светильников можно сэкономить до 40 % энергии без снижения качества подсветки;
не требует особых условий при утилизации.

Независимо от напряжения светодиоды обеспечивают равномерный яркий свет и демонстрируют отличную работоспособность в условиях повышенной влажности. Они также не меняют температурный режим в помещении, поскольку не нагреваются выше 50*C.

Что же касается минусов, то у светодиодов он всего один – высокая стоимость. Но, учитывая значительный срок службы и пониженное энергопотребление, рентабельность светодиодного освещения очевидна.

Режим использования светодиодов в теплице

Для освещения теплицы подходят как светодиодные ленты, так и точечные светильники, что очень удобно при организации системы освещения для разных культур. При этом использовать светодиодное освещение можно в двух режимах:

Как дополнительный источник света при необходимости искусственно увеличить продолжительность светового дня.
Для круглосуточного освещения, когда искусственный свет полностью заменяет собой солнечный, – этот вариант часто применяют в теплицах, где выращиваются цветы.

Устанавливаются светильники обычно в 15-30 см от растений, но возможна корректировка расстояния в зависимости от вида культуры. А при покупке фитоламп нужно обращать внимание на:

рабочее напряжение;
плотность расположения диодов;
цвет спектра.

Как подобрать оптимальный светодиодный спектр?

Формируемый светодиодами спектр излучения зависит от того, какие именно полупроводники используются в светильниках. Например, при сочетании синего, красного и желтого диодов получается видимый белый спектр. А в тепличных хозяйствах ставку делают на красно-синее излучение, которое часто дополняется белым.

Синий спектр (430-355 нм)

Красный спектр (660 нм)

Если в подсветке доминирует синий спектр, растения будут невысокими, но максимально пышными, А красный, напротив, стимулирует рост и выработку хлорофилла. Таким образом, грамотно сочетая диоды, можно активизировать любой вегетативный процесс и значительно увеличить урожайность.

Сегодня в большинстве теплиц используются фитолампы, в которых на один синий диод приходится четыре красных. По результатам многочисленных исследований ученые выяснили, что такая пропорция делает подсветку универсальной и максимально эффективной.

Итак, подведем итог. Правильно организованное искусственное освещение в теплице способно увеличить не только урожайность, но и рентабельность сельхозпроизводства. Главное – правильно подобрать оборудование, и профессионально выполнить монтаж.

Читайте также: