Вопрос озеленения квартиры сам по себе несложен. Комнатных растений, которые есть в продаже, - более 1000 видов. По этому поводу издано множество книг, статей в журналах, инструкций и т. д. Но почти все они рассматривают нахождение комнатных растений при естественном свете, пускай даже и в полутени.

Почему растениям нужно хорошее освещение?

Освещение требуется растениям для фотосинтеза, после которого появляются особые вещества, которые являются для них энергетическим и базовым материалом . В первую очередь образование этого вещества будет зависеть от объема и качества энергии освещения, которую поглощают листья. Но хлорофилл, непосредственно трансформирующий световой поток в органические соединения, имеет явно выраженные максимумы впитывания в синем и красном диапазоне спектра. При этом он довольно слабо впитывает желтый и оранжевый спектр и совершенно не поглощает инфракрасные и зеленые лучи.

Помимо хлорофилла, в поглощении освещения берут участие такие пигменты, как каротиноиды. Как правило, в листьях они незаметны из-за наличия хлорофилла, но в осеннее время, когда он разрушается, каротиноиды придают листве оранжевый и желтый цвет. В процессе фотосинтеза они имеют немаловажное значение, так как впитывают лучи света в синем и фиолетовом спектре, эти цвета преобладают в пасмурные дни .

Что же требуется комнатному растению?

Потребность растений в освещении в значительной степени зависит от температуры в комнате, чем теплей в помещении, тем большее количество света требуется растению. Таким образом, растениям в зимнее время приходится хуже всего в слабо отапливаемом и плохо подсвечиваемом помещении.

Световой режим . Продолжительность светового дня имеет не немаловажную роль в жизни любых растений. Для экваториальных цветов, которые привыкли к почти постоянному естественному освещению в 12 часов, скорей всего не понравится наше географическое расположение, когда минимальный световой день продолжается до 7 ч., а максимальный – больше 15 ч.

Досветка и искусственное освещение для растений

Вначале определим, когда действительно требуется досветка растений:

• Во время содержания растений зимой и осенью при температуре более 22С в регионах с сильно коротким световым днем.
• Во время содержания растений на подоконниках с прямым солнечным светом меньше 3,5 часов.
• Во время содержания сеянцев растений зимой и осенью в регионах, где преобладает пасмурная погода.

В остальных случаях установка досветки просто неоправдана и, в некоторой степени, будет бесполезной тратой денег и сил.

Во время досветки растений необходимо учитывать такие факторы:

Искусственное освещение для комнатных растений

Запрещается использовать классические лампы накаливания в одиночку: в их спектре нет фиолетового и синего цвета, а инфракрасное облучение создает вытягивание цветов, их сильный нагрев, сушку листьев и бесполезно расходуют электричество.

Такие рекламируемые сегодня специальные лампочки накаливания в неодимовых колбах не показывают значительного улучшения. К ним можно отнести Фито-лампы компании Paulmann, лампы компании OSRAM и т. д. Невзирая на их высокое освещение за счет отражающего напыления и небольшого угла света, их спектральные показатели практически не отличаются от простых ламп накаливания.

Чуть лучшего эффекта можно достигнуть во время использования галогенных лампочек. Но, невзирая на более положительный состав спектра и повышенную светоотдачу, данный тип ламп вряд ли является оптимальными, поскольку нить создает большое выделение тепловой энергии.

Поддерживать привлекательный вид цветов и выращивать рассаду можно с помощью подсветки белыми люминесцентными лампами , они создают холодный свет (их спектр максимально приближен к солнечному спектру). Так как эти лампы не очень мощные, то их устанавливают одновременно несколько штук в специальные отражатели, усиливающие поток света и не позволяют мерцающему освещению проникать в помещение.

Как правило, их недостатки сводятся к повышенной рассеянности потока света (для достаточного света требуется много ламп) и к качеству создаваемого освещения. Лампы дневного света имеют очень много синего в своем спектре, потому их нужно устанавливать лишь в комбинации с остальными.

Предназначение люминесцентных ламп - это подсветка полок с цветами, досветка растений на окне. Полноценно растить под люминесцентными лампочками очень требовательные к освещению цветы практически невозможно.

Фито-люминесцентные лампы в форме трубок на самом деле эффективны в процессе фотосинтеза, экономичны, создают равномерный свет на поверхности и незначительно нагреваются во время работы, это дает возможность устанавливать их близко к цветам. Но их розоватая подсветка неестественна для людей, раздражает слизистые и значительно меняет зрительное восприятие декоративности цветов.

Фито-лампы с несколькими пиками излучения света в синем и красном спектре, специально сделаны для цветов, также они отлично подойдут для молодых побегов и взращивания сеянцев. Можно выбрать фитолампы с более натуральным освещением, но эффективность данных ламп чуть ниже, из-за излучения в неиспользуемом спектре растениями – зеленом, что, при этом, можно компенсировать добавлением мощных ламп.

Натриевые, метало-галогеновые и ртутные лампы - это, так называемые, газоразрядные лампочки повышенного давления. Их основное предназначение - создание мощного светового потока. Так, они лучше всего подойдут для подсветки парников, зимних садов, крупногабаритных одиночных цветов, растений, которые сильно требовательны к свету. О возможности установки данных ламп в квартирах говорят с осторожностью – такие лампы довольно дорогостоящи, используют большое количество электроэнергии и значительно нагреваются, многие работают в ультрафиолетовом спектре, что опасно для зрения.

Высота и варианты установки ламп над комнатными цветами

Самое лучшее месторасположение ламп достигается с условием, что освещение будет попадать на цветы сверху.

Очень высоко находящиеся лампы с целью осветить максимальное количество растений, в результате ничего не подсвечивают, так как освещенность снижается пропорционально расстоянию, например, установив высоту освещения с 25 см. до метра, освещение снизится в 30 раз. Оптимальной высотой для светолюбивых цветов является положение лампы (люминесцентной) приблизительно 17- 22 см.

Самый экономный вариант - делать направление потока света перпендикулярно растению, то есть, устанавливать лампу прямо над цветами, и оснащать световой источник отражателем. Можно приобрести готовые отражатели в аквариумных магазинах. С помощью рефлектора можно убрать чувство дискомфорта, если свет падает в глаза, но самое важное - направить практически без потерь основную часть потока освещения, которое зачастую тратится вхолостую. Фито-лампы имеют полноценный, требуемый только цветам спектр лучей и потому создают свет, который раздражает зрение человека. Именно по этой причине для фито-лампы особенно нуждаются в рефлекторах.

Желательно подвесить лампочку над цветами: при освещении сбоку растения растут, вытягиваясь к световому источнику. Если цветы подсвечиваются лишь искусственным освещением, то лампам нужно работать не меньше 12 часов ежедневно . Если искусственный свет применяется в качестве дополнительного, к примеру, зимой, то хватает 4-6 ч.

Высоту установки ламп в лучше всего сделать регулируемой, дабы при обнаружении ожогов на цветах можно было поменять высоту расположения ламп. Высокие стебли и бледный цвет говорят о том, что источник освещения расположен довольно высоко. Наименьшее расстояние цветка до лампочки накаливания 35см, до люминесцентной 7см, натриевой - полметра.

Как рассчитать количество люминесцентных ламп?

Расчет мощности подсветки и выбор вида лампочек полностью будет зависеть от потребности комнатных цветов в освещении. Все цветы по степени необходимости в подсветке можно поделить на:

• теневыносливые;
• любящие умеренную подсветку - тропические растения;
• светолюбивые – растения, родина которых большие солнечные пространства.

Мощность освещения нужно подбирать в пропорции: на 1 дм. кв. площади цветка должно быть:

• более 2,5 Вт для светолюбивых;
• 1,5-2,5 Вт - для любящих умеренную подсветку;
• 0,50-1,5 Вт – для теневыносливых.

По степени освещения 1 Ватт мощности люминесцентной лампочки создает 70 Лм, лампочка накаливания - в 4 раз меньше. С учетом из данной величины можно подсчитать количество и мощность лампочек для цветов. К примеру, размер подоконника, где находятся растения, равна 100дм. кв. Таким образом, будет необходима следующая общая мощность ламп:

• 2,5Вт х 100дм. кв. = 250Вт.

На эту площадь будет необходимо примерно 2-3 лампочки с мощностью 70 Вт . Нужно сказать, что данный расчет приблизителен и считается только ориентиром в выборе их количества. Использовать желательно мощные и продолговатые лампы, так как у них высокая светоотдача. Говоря иначе, две лампы по 34Вт лучше, нежели четыре по 17Вт.

Подводя итог, нужно сказать, что длительность искусственного освещения будет зависеть непосредственно от естественного. Как правило, это пара часов сутра и несколько ночью. То есть лампы будут включены с утра, до времени, когда вам нужно идти на работу, а вечером до времени перед сном.

Но, в общем, это время обязано составлять примерно 5-7 часов . В пасмурную погоду до 10 часов. Если день солнечные, хватает и 4 часов. Помимо этого, доказано, что подсветка не показывает положительного эффекта, когда является нерегулярной, поскольку, включая лампы только «когда вспомните», вы лишь навредите комнатным цветам, сбивая их биоритмы.

Любому растению для успешного роста и цветения необходим процесс фотосинтеза, то есть достаточное освещение. В зимний период необходима подсветка комнатных растений через спад интенсивности солнца и краткий световой день. Существуют виды, приспособленные существовать в комнатной среде без дополнительного искусственного освещения. Но теневыносливых цветов не так уж и много. Стандартный вариант, подходящий для большинства комнатных растений - западные и восточные стороны.

В большинстве, подобное расположение даже на подоконнике не требует притинения от прямых солнечных лучей, особенно в обеденное время и в то же время достаточное освещение в зимний период покоя. Но часть цветов зацветают под Новый Год, не имея выраженного периода покоя.

Именно по той причине, люди и покупают такие сорта, возможно для заполнения пробелов в зимний период, когда все окружающее в серых тонах и повсюду лежит снег.

При недостаточном освещении, ваши любимцы теряют цвет, тускнеют, вытягиваются, отсутствует цветение. Для успешного цветения определенных сортов, необходимо в период покоя, содержать при низких температурах, но большим количеством света. Часто нехватка освещения не зависит от интенсивности, а обязательное наличие 10-12 часов в сутки дневного света.

Для искусственной подсветки растений, устанавливают лампы различной конструкции. Об этом мы подробно разберем в данной статье.

Как определить достаточный уровень освещения?

Количество светового потока и освещения измеряется специальным приборов в единицах «люменах» (Лм) и «люксах» (Лк), это что-то подобное по аналогии мощности лампочки, измеряемой в ватах. То есть источник света (яркость лампы) измеряется в «люменах», а интенсивность освещенной поверхности (в нашем случаи растения) в «люксах».

Чем больше ват, тем больше люменов и интенсивней светит лампа. Большинство путают эти две величины и не могут разобраться при покупке товара.

Существуют нормы для того, или иного вида, но практически никто не имеет и не приобретает данный прибор. Выход есть, растение само вам подскажет, сватает ли ему дневного естественного света, или нужно устанавливать искусственное?

Необходимое количество света:

• 1000-3000 люксов - теневыносливые растения, как правило, с выраженным состоянием покоя в зимний период.
• До 5000 Лк - достаточно естественного освещения. Особенность - горшок ставят на подоконник для получения большей интенсивности света.
• 5000-1000 и выше - комнатные цветы нуждаются в обязательном дополнительном искусственном освещении.

Существует автоматический таймер со световым индикатором, способный при определенном освещении (настраивается вручную) автоматически включать свет с необходимой интенсивностью и также выключать. Это существенно сэкономит вам расход на электроэнергию и лишит дополнительных забот.

Все растения условно можно разделит на группы исходя из внешнего вида и естественной среды обитания.

Пестролистные виды всегда требовательны к интенсивности солнечных лучей и хорошо переносят попадания прямых лучей солнца.

Однотонные виды с широкими листовыми пластинами менее требовательны и могут расти в полу тени. Чем темнее цвет листьев, тем меньше света понадобится для успешного роста. Побеги заметно длиннее и толще от светолюбивых растений.

Недостаточное освещение сразу отразится на внешнем виде. Листья бледнеют, меняют окрас, тускнеют. Пестролистные виды сразу меняют окрас, побеги вытягивают, искривляются, новые листочки появляются мелкими. Иногда цветок частично, или полностью скидывает листву, нижний ярус желтеет при удовлетворительном поливе.

У всех растений заметно замедляется рост, иногда и вовсе останавливается. Расстояние между летними и зимними узлами значительно отличается.

Перед покупкой, всегда нужно знать, растение предпочитает солнышко, или нормально переносить полутень, можете ли вы обеспечить достаточное количество света в домашних условиях, исходя из конкретного вашего региона. В нашей энциклопедии комнатных растений , на каждой страницы существует краткая характеристика с графой - освещение. Выбрав любое растение в алфавитном порядке, вы всегда и быстро найдете необходимую информацию.

Необходимость подсветки в зимний период

Для средней и южной полосы бывшего СНД, часть растений могут расти без установки искусственных люминесцентных ламп при определенных условиях.

1. Размещение относительно полюсов. Иногда достаточно зимой переставить горшок на южную сторону.
2. Период цветения и покоя. Выраженный период покоя с ноября по март. В это время цветку не нужно интенсивный свет, так как рост замедляется и достаточно естественного периода дня. И, наоборот, у цветущих зимой комнатных любимцев начинается период вегетации и активного роста, установление ламп в большинстве обязательно. Например, орхидея, растущая на подоконнике в теплом климате зимой с восточно-южной экспозицией, зацветает самостоятельно.
3. Переходные виды. Например, сенполия не требует обязательной подсветки, при условии средней интенсивности цветения.
4. Пестрые виды в большинстве нуждаются в увеличении порции света, среди которых фикус Бенджамина , Аглаонема , Маранта .

Выбор ламп для освещения растений

Существует два тапа ламп:

1. накалывания
2. газоразрядные (люминесцентные).

Сразу можно сказать, второй тип более экономичен с точки зрения потребления электроэнергии, что немало важно для больших помещений на протяжении всей ночи.

Лампы накалывания работают от обычной сети без дополнительной аппаратуры, газоразрядные требуют устройства для включения. Среди второй группы существуют современные люминесцентные лампы, позволяющие употреблять ток прямо от сети, но цена в несколько раз превышает те же накалывания. Разберем более подробно.

Что такое спектр и насколько он важен

Спектр - возможность излучать определенный диапазон световых волн. В отличие от человеческого глаза, растения поглощают не все лучи, а только с определенной частотой волн, с синим и красным цветом.

Оранжево-красный свет используют для прорастания семян, и служит катализатором для роста побегов.

Сине-фиолетовый способствует развитию листьев.

Для фотосинтеза необходим диапазон с красными волнами. Под воздействием вырабатывается хлорофилл, способствующий обмену веществ зеленой массы.

Отсутствие синего цвета - приводит к вытягиванию побегов и скудности листьев.

Подобрав лампы с определённым спектром, вы сможете значительно ускорить рост и цветения ваших любимцев.

Иногда для полного спектра совмещают вместе несколько разновидностей ламп.

Лампы накалывания

Данный тип имеет внутри вольфрамовую спираль, помещенную в вакуум и при протекании через нее тока, она светится. Это обычные лампы, которые все имеют у себя в доме.

Такие лампы разделяются на несколько видов: галогенные и неодимовые.

• Галогенные - внутри вместе со спиралей накалывания, находится газ для увеличения срока службы и яркости.
• Неодимовые - поверхность колбы изготавливается из специального стекла способного удерживать часть спектра. Желтый и зеленый свет поглощается, тем самым увеличивая яркость. В состав стекла входит неодим. Но на самом деле количество люменов (светло отдачи) не увеличилось.

Существует ряд недостатков, по которым лампы накалывания не подходят как дополнительное освещение для растений.

• Неполный спектр, отсутствие синего и других цветов.
• По сравнению с потребляемой мощностью, светоотдача низкая, то есть КПД очень мал (65 Лм/100 Вт).
• Через сильное нагревание, нельзя ставить вблизи цветков, иначе появятся ожоги.
• Неравномерное освещение по сравнению с линейными газоразрядными лампами, понадобится несколько шт., а это дополнительная мощность.
• Срок службы не велик.

В цветоводстве лампы раскалывания применяют для обогрева мини тепличек и оранжерей, или совместно с люминесцентными, в спектре которых, красного цвета очень мало. Они служат как дополнение всего спектра.

Ламп данного типа могут, отличаться по форме, мощности, спектре.

Критерии выбора :

• КПД - количество светоотдачи на употребляемую мощность.
• Полный спектр для растений крайне важен. Определяется индексом цветопередачи Ra. Полнота спектра существенно влияет на рост цветка. Для растений Ra должно составлять не менее 80 единиц.
• Стабильность потока.
• Надежность лампы и большой срок службы.

Форма лампы также немаловажно. Одновременно для нескольких горшков, подходят линейные лампы. Для небольшой площади используют спиральные, или дугообразные формы.

Лампы с трехполосным люминофором (внутренняя часть стенок покрыта 3-мя слоями) обладают наибольшей светоотдачей и оптимальным спектром.

Обычная люминесцентная лампа обладает высокой КПД (60 Лм/Вт) и не нагревается, что дает возможность устанавливать непосредственно над растением.

Обычно продается светильник в сборе с пусковым механизмом, в дальнейшем при замене покупается только сгораемый элемент.

Пусковой механизм бывает двух типов: электромагнитный (дроссель) и электронный. Второй надежней и стабильно работает, мерцание лампы не видно. В комплекте можно установить регулировку яркости. Источник света располагают на высоте 30-50 см, строго над растениями.

Люминесцентные лампы, предназначенные для цветов

Существуют специально лампы с максимально передаваемым спектром для освещения комнатных растений. Но цена может превышать в десятки раз от обычных. Колба покрыта специальным напылением. Производят такие лампы OSRAM-Sylvania, Philips, GE.

Польза на много выше и со временем окупятся.

Лампы со встроенным балансом

Существуют современные небольшие лампы со встроенным балансом. По цене значительно дешевле, а по качеству и издаваемом спектре, не уступают зарубежным праведным производителям. Выпускаются они со стандартным цоколем и подходят для обычной бытовой сети, но спектр в отличие от трубчатых люминесцентных немного отличается, частично отсутствует красный и зеленый цвет. Для нескольких горшков устанавливают осветление на расстоянии 30 см.

Существуют и современные компактные люминесцентные лампы одно, или двух трубчатые с плюральным расположением, отличаются большой светоотдачей и мощностью по сравнения с небольшими габаритами, а также отличным спектром.

Сейчас на рынке появились светодиодные лампы. Это самый идеальный вариант с точки экономии электроэнергии, светоотдачи (в 4-6 раз выше люминесцентной), долговечности и нагревания (светодиоды не греются). Существуют светодиодные лампы с различным спектром излучения. Один недостаток - пока очень дорогие.

В качестве замены люминесцентным лампам, альтернатива - газоразрядные. Существует три типа: ртутные, натриевые с высоким давлением и металлогалогенные. Зачастую их используют для освещения большого количества растений, минимальная мощность составляет 300 ват.

Газоразрядные лампы имеют наибольшую светоотдачу при небольших размерах и способны охватить большую площадь.

Остановится подробно на каждом из видов.

• Металлогалогенные. Самые подходящие из данной линейки с приемлемым спектром и высокой светоотдачей. Ресурс в несколько раз превышает вышесказанные лампы. Выпускают их зарубежные производители Philips (CDM), OSRAM (HCI), но цена значительно дороже конкурентов. Отечественный продукт выпускается под маркой ДРИ. Лампа требует специальный патрон.
• Натриевые высокого давления. Отличная светоотдача на 1 ват, в спектре превосходит красный цвет, способствующий образованию цветков и развитию корневой системы. Лампы имеют отражатель, что еще увеличиваем освещение. Из отечественных производителей: «Светотехника». Ресурс до 20 000 часов. Используют для оранжерей и зимних садов с мощностью 300, 500 ват и выше. Из недостатков: В спектре отсутствует синий цвет, необходимо дополнительно чередовать с другими видами.
• Ртутные - основное преимущество, большое количество синего цвета. Самые старые и не эффективные лампы из линейки газоразрядных. Низкая передача света. Выпускают зарубежные производители, OSRAM Floraset. Немаловажный недостаток: при разбивании в воздух попадают пары ртути. Это устаревший вариант для подсветки растений.

Пожалуй, это все, что необходимо знать о лампах, их конструкции, рабочем диапазоне спектра, для самостоятельного изготовления искусственной подсветки для своих растений.

Обязательно правильно чередуйте день и ночь для успешного роста и цветения ваших любимцев.

Производство г.Москва ООО “Вертикальные лечебные сады”. Фитомодули, для создания фитостены в помещении и на улице. От 5000 руб. за кв. метр.

Уважаемые партнеры, наткнулась на очень толковую статью по досвечиванию растений, поэтому делаю ее полный репост.

Для выращивания растений при искусственном освещении используются, в основном, электрические , разработанные специально для стимуляции роста растений за счет излучения волн электромагнитного спектра , благоприятных для фотосинтеза . Источники фитоактивного освещения используются при полном отсутствии или при его недостатке. Например, зимой, когда продолжительности светового дня недостаточно для роста растений, искусственное освещение позволяет увеличить продолжительность их светового облучения.

Впервые применил в 1868 году керосиновые лампы для выращивания растений русский ботаник Андрей Сергеевич Фаминцын .

Искусственный свет должен обеспечивать тот спектр электромагнитного излучения , который растения в природе получают от солнца, или хотя бы такой спектр, который удовлетворял бы потребности выращиваемых растений. Уличные условия имитируются не только путём подбора цветовой температуры света и его спектральных характеристик, но и с помощью изменения интенсивности свечения ламп. В зависимости от вида выращиваемого растения, его стадии развития (прорастание , рост , цветение или созревание плодов), а также текущего фотопериода требуется особый спектр, световая отдача и цветовая температура источника света.

Применение

Источники искусственного света применяются в садоводстве , при озеленении помещений, при выращивании посевного материала, в производстве пищи (включая гидропонику и выращивание водорослей). Несмотря на то, что большинство источников фитоактивного света разработаны для применения в промышленных масштабах, возможно их применение и в бытовых условиях.

Используемые части светового спектра

Естественный свет имеет высокую цветовую температуру (примерно 5000 K). Видимый нами свет изменяется в течение дня в зависимости от погоды и высоты подъема солнца, поэтому процесс фотосинтеза может протекать в различных условиях освещенности. Расстояние до солнца не играет существенной роли в процессе сезонных изменений освещенности, поэтому не берется в расчет при планировании искусственного освещения для выращивания растений. Наклон земной оси изменяется в течение года при вращении Земли вокруг Солнца. Летом свет падает почти под прямым углом, а зимой под углом 23,44 градусов к плоскости экватора. Этот небольшой наклон земной оси изменяет эффективную толщину атмосферы, которую необходимо преодолеть лучу света, для того чтобы достичь одной и той же площадки на поверхности Земли. При этом свет испускаемый Солнцем не остается неизменным, изменяется и интенсивность (летом больше, зимой меньше) и спектральный состав света, который достигает нас. Индекс цветопередачи позволяет оценить близость цветового оттенка к естественному освещению.

Разные стадии развития растения требуют освещения лучами из разных частей спектра. На начальной вегетативной стадии должна преобладать синяя часть спектра, тогда как на поздней репродуктивной - красно-оранжевая.

Источники фитосвета

Цветовая температура различных источников света, используемых в растениеводстве

Применяются лампы разных типов, включая металлогалогенные, люминесцентные, накаливания, натриевые высокого давления и светодиодные.

Металлогалогенные лампы (МГ)

Металлогалогенные лампы излучают в синем спектре и хорошо заменяют условия весеннего и летнего естественного освещения.

Лампы накаливания

Обычные лампы накаливания излучают в красно-желтой части спектра и имеют низкую цветовую температуру (примерно 2700 K). Лампы такого типа не используются в качестве фитоосвещения, а только для подсветки растений в интерьере. Некоторые лампы накаливания имеют маркировку «grow lights» и покрыты светофильтром синего цвета, который уменьшает количество испускаемого ими красного света. Лампы со светофильтром не имеют особых преимуществ, поскольку фильтр лишь задерживает часть излучения в красной области спектра. Такие фитолампы имеют короткий срок службы около 750 часов и крайне не эффективны в плане расходования электроэнергии.

Люминесцентные лампы

Люминесцентная фитолампа с полным спектром. Длина около 40 см

В настоящее время цветовая температура люминесцентных лампы может варьироваться в широких пределах: от 2700 K до 7800 K. стандартные люминесцентные лампы можно применять для выращивания овощей, трав или рассады. Стандартные лампы производят в два раза больше световой энергии на единицу электрической мощности, чем лампы накаливания и имеют ресурс непрерывной работы порядка 20000 часов. Иногда в качестве фитоламп используют менее эффективные, но дешевые люминесцентные лампы холодной цветовой температуры.

Высокоэффективные люминесцентные лампы производят вдвое больше световой энергии, чем стандартные лампы. Специальная форма светильника с очень тонким профилем особенно выгодна при использовании в боксах с ограниченной высотой. Высокоэффективные люминесцентные лампы выдают порядка 5000 Люкс на 54 Вт мощности и выпускаются с теплым цветовым оттенком (2700 K) и холодным (6500 K). Ресурс работы таких ламп составляет около 10000 часов.

Компактные люминесцентные лампы - это уменьшенные копии люминесцентных ламп, которые используют как при выращивании рассады дома так и в больших теплицах. Компактные люминесцентные лампы используются со специальными рефлекторами, которые направляют свет на растения, точно так же как и ГР-лампы. Выпускаются в вариантах: теплый/красный (2700 K), дневной свет (5000 K) и холодный/синий (6500 K) цветовых оттенках. Ресурс работы компактных люминесцентных фитоламп составляет около 10000 часов.

Натриевые лампы высокого давления (НЛВД)

Натриевые лампы высокого давления имеют жёлтое свечение (2200 K) с очень низким индексом цветопередачи 22. Как правило, такие лампы используются на поздних (или репродуктивных) стадиях роста. Если использовать фитолампы такого типа на ранних стадиях вегетативного роста, растения растут немного быстрее, чем обычно. Оборотной стороной этого процесса является слишком высокое и раскидистое растение с длинными междоузлиями. Натриевые лампы высокого давления ускоряют процесс образования цветков и плодов у растений. Растения используют красно-оранжевую часть спектра НЛВД-ламп в репродуктивных целях, что позволяет получать более высокие урожаи трав, овощей, фруктов или цветов. Иногда растения визуально, из-за особенностей цветового оттенка ламп, выглядят бледными и нездоровыми.

Натриевые лампы высокого давления имеют продолжительный срок службы и в шесть раз большую светоотдачу на 1 Вт электроэнергии чем стандартная лампа накаливания. Ввиду высокой эффективности натриевых ламп их используют в качестве дополнительной подсветки в теплицах, где необходимую им часть синего спектра растения получают из естественного освещения. Но в высоких широтах, где период недостатка солнечного света очень продолжительный, НЛВД-лампы должны сочетаться с другими источниками света для правильного роста. НЛВД-освещение может привлекать насекомых или других вредителей, что может представлять угрозу для растущих растений. Натриевые лампы высокого давления излучают много тепла, что может вызвать вытягивание стеблей, хотя при должном контроле температуры воздуха эта проблема не так актуальна.

Комбинация металлогалогенных ламп (МГ) и натриевых (НЛВД)

В комбинированной НЛВД/МГ лампе в одном рефлекторе сочетается металлогалогенная колба с натриевой колбой высокого давления, при этом может использоваться общий балласт или два индивидуальных балластных устройства. Комбинация синей металлогалогенной и красной натриевой лампы высокого давления, как утверждают производители, является идеальной по спектральному составу и крайне эффективной для растениеводства, хотя на самом деле представляет собой компромисс между двумя ситуациями. Лампы такого типа стоят дороже, а служат меньше. Из-за небольшого размера ламп охватываемая световым пятном площадь оказывается значительно меньше той, что получается при использовании стандартных ГР-ламп.

Переключаемые, конвертируемые, универсальные светильники

Переключаемые, конвертируемые, универсальные светильники - это светильники в которые можно установить металлогалогенную колбу или эквивалентную ей по мощности натриевую лампу высокого давления. Растениеводы используют такие светильники при выращивании рассады и в вегетативный период с установленной металлогалогенной лампой, а затем, в период созревания плодов, меняют её на натриевую лампу высокого давления. Для переключения светильника нужно заменить колбу и настроить соответствующий режим работы. Более распространены металлогалогенные конвертационные лампы для использования в НЛВД-светильниках.

Светодиоды

Последние разработки в светодиодной отрасли позволили производить недорогие, яркие, с большим сроком службы источники фитосвета. Большим преимуществом светодиодных источников является возможность получения излучения исключительно в фитоактивной части спектра. Привлекательность светодиодов для выращивания растений в помещениях обусловлена многими факторами. Среди них: низкая электрическая мощность, отсутствие балласта, низкое тепловыделение, что позволяет устанавливать светодиоды вплотную к растениям без риска повредить их. Также необходимо отметить, что использование светодиодов снижает испарение, приводя к удлинению периодов между поливами .

Существует несколько активных участков спектра: для хлорофилла и каротиноидов . Поэтому в светодиодном светильнике могут сочетаться несколько цветов, перекрывающих эти фитоактивные участки. Хотя более перспективными следует считать белые светодиоды, спектр которых близок к естественному солнечному.

Рекомендации по оптимальному сочетанию светодиодов сильно разнятся. Например, в одном из источников, для максимизации роста и здоровья растений рекомендуется следующая пропорция «12 красных светодиодов с длиной волны 660 нм плюс 6 оранжевых светодиодов с длиной волны 612 нм и один синий светодиод с длиной волны 470 нм» .

Пурпурный оттенок светодиодного фитоосвещения

Также имеются публикации, в которых на период вегетативного роста рекомендуется отдавать приоритет светодиодам синего цвета (с длиной волны в районе середины спектра 400-500 нм). Для роста плодов и цветов рекомендуется увеличить долю светодиодов глубоко красного оттенка (с длиной волны около 660 нм). Следует отметить, что точность при выборе длины волны красных светодиодов более важна, нежели при выборе светодиодов синего спектра. Стандартные красные светодиоды с длиной волны 630 нм неэффективны. Красные фитосветодиоды имеют багряное, бархатистое свечение. Исследования показали полезность дополнительной подсветки растений светодиодами инфракрасного и ультрафиолетового спектра. При смешении красного и синего света получается свет пурпурного (розового) оттенка. Зелёный свет при искусственном освещении растений может применяться в эстетических целях для нейтрализации неприятного для глаз пурпурного свечения фитосветодиодов или для облегчения визуального контроля зеленых побегов и состояния почвы, поскольку глаз человека лучше всего различает детали именно в зелёной части спектра. Фотосинтетическая эффективность зелёного света крайне низка ввиду высокой степени отражения лучей данного спектра хлорофиллом.

Мощность светодиодов, получаемых по старой технологии, составляла сотые доли ватта, что не позволяло эффективно заменять ими ГР-лампы. Современные усовершенствованные светодиоды и светодиодные матрицы обладают мощностью, исчисляемой десятками и даже сотнями ватт, что делает их достойной альтернативой ГР-лампам.

Мощность и эффективность фитосветодиодов продолжает расти. Наиболее важными параметрами при выборе светодиодов являются энергетическая эффективность и спектральный состав излучения.

Световая эффективность

В следующей таблице приведена световая эффективность различных источников света

Категория	тип	Световая отдача (лм / Вт)	КПД
На основе горения	Свеча	0,3	0,04 %
	газовая горелка	2	0,3 %
Лампа накаливания	5 Вт лампа накаливания (120 В)	5	0.7 %
	40 Вт лампа накаливания (120 В)	12.6	1.9 %
	100 Вт лампа накаливания (120 В)	16.8	2.5 %
	100 Вт лампа накаливания (220 В)	13.8	2.0 %
	100 Вт галогенная лампа (220 В)	16.7	2.4 %
	2.6 Вт галогенная лампа (5.2 В)	19.2	2.8 %
	Кварцевая галогенная лампа (12-24 В)	24	3.5 %
	Высокотемпературная лампа	35	5.1 %
Люминесцентная лампа	5-24 Вт компактная флюоресцентная	45-60	6.6-8.8 %
	T12 линейная, с магнитным балластом	60	9 %
	T8 линейная, с электронным балластом	80-100	12-15 %
	T5 линейная	70-100	10-15 %
Светодиод	Белый светодиод	97 - 210
Дуговая лампа	Ксеноновые газоразрядные лампы	30-50	4.4-7.3 %
		50-55	7.3-8.0 %
Газоразрядная лампа	Натриевая лампа высокого давления	150	22 %
	Натриевая лампа низкого давления	183 - 200	27-29 %
	Лампа на галогенидах металлов	65-115	9.5-17 %
	1400 Вт Серная лампа	100	15 %
Теоретический предел		683,002	100 %

Требования к свету у растений

У каждого растения особые требования к освещению для правильного развития. Источники искусственного света должны имитировать условия освещения, к которым приспособлено растение. Чем больше растение, тем большее количество света ему требуется. При недостатке света растение перестает расти, независимо от прочих условий.

Однако, освещённость является световой величиной , то есть характеризует свет в соответствии с его способностью вызывать зрительные ощущения у человека и соответствующим образом зависит от спектрального состава света. Поэтому освещённость плохо подходит для использования при определении эффективности систем освещения в садоводстве. Вместо этого используются другие величины, такие как облучённость (энергетическая освещённость), выражаемая в Вт/м 2 , или фотосинтетически активная радиация (ФАР). Альтернативная величина измерения выражается в микромоль- фотонах в секунду (μmol/s) на единицу площади.

См. также

Ссылки

1. Светокультура - статья из Большой советской энциклопедии .
2. Гавриленко А. П. светодиодный свет для теплиц . ООО “ЭНОВА Лайт” (май 2016).
3. Patent US6921182 – Efficient LED lamp for enhancing commercial and home plant growth – Google Patents . Google.com. Проверено 26 февраля 2013.
4. Нормированный так, чтобы максимальное значение составляло 100 %.

К атегория: Использвание искусственного освещения

Результаты выращивания растении на искусственном освещении

«Мы не можем ждать милостей от природы; взять их у нее - вот наша задача»

И. В. Мичурин

«Роль искусственного света в развитии общества очень велика и своеобразна»

С. И. Вавилов

К милостям, которые мы должны взять у природы, относятся и новые способы культуры растений на искусственном освещении. На самом деле, почему человек, научившийся заменять свет и тепло солнца сперва костром, а затем электричеством и готовящийся перейти на еще более совершенный вид энергии - атомный, не может преодолеть зависимости от природы и обойтись без солнечного освещения при получении хотя бы наиболее ценной растительной продукции. Опыт показывает, что это вполне возможно. Некоторые результаты культуры растений полностью на искусственном освещении позволяют думать, что в этих условиях скорее, чем в природе, можно направить их синтез в наиболее выгодную человеку сторону. Таким образом, возможно, откроется путь к получению даже новых органических соединений, обладающих большим энергетическим потенциалом. Такая грандиозная научная задача не может считаться плодом фантазии, напротив, к ее постановке приводят факты успешной культуры растений на разных видах электрического освещения.

Конечно, от первых попыток использования искусственного освещения до результатов, позволяющих думать о направленном синтезе растений, пролегает длинный и извилистый путь удач и разочарований. Главнейшие этапы этого пути устанавливаются труда. Они еще свежи в памяти нашего поколения, аныпе чем возник вопрос о возможности культуры растений на искусственном освещении, были сделаны попытки использова-я последнего для вызывания отдельных процессов жизнедея-гельности растительных организмов. Так великий русский ученый М. В. Ломоносов в конце ноября 1752 г. на одном из придворных праздников устроил иллюминацию с целью показа действия света на движение листьев растений.

Объяснение иллюминации Ломоносов дал в специально написанных им стихах:

«Когда ночная тьма скрывает горизонт, Скрываются поля, брега и понт, Чувствительны цветы во тьме себя сжимают От хлада кроются и солнца ожидают».

В темноте растения, из которых Ломоносов устроил картину сада, стояли со сложенными листьями, но вот вспыхнула иллюминация, изображающая восход солнца,

«Но только лишь оно в луга свой луч прольет, Открывшись в теплоте сияет каждый цвет, Богатства красоты пред оным отверзают И свой приятный дух как жертву изливают» и сад Ломоносова развернул листья навстречу свету.

Позже, в 1865 г. А. С. Фаминцын применил искусственное освещение уже к изучению основного процесса жизнедеятельности растений - фотосинтезу. Подвергая действию света керосиновых ламп, снабженных специальными рефлекторами, водоросль Spiro-gyra (спирогира), находившуюся в блюдце с водою, он наблюдал образование крахмала в ее хлоропластах.

Таким образом была доказана возможность фотосинтеза в условиях не только солнечного, но и искусственного освещения, даже и такого слабого, какой давали керосиновые лампы.

Вскоре в работах А. С. Фаминцына и И. П. Бородина на свету ламп сперва с керосиновой, а потом с газовой горелкой с успехом изучалось прорастание спор, деление клеток, движение растений и т. д. Поэтому нет ничего удивительного, что вслед за открытием электрического освещения начались попытки его использования и для выращивания растений. Однако еще раньше этого, с введением на городских улицах газового освещения, были сделаны интересные наблюдения за поведением деревьев, находящихся около фонарей. Оказалось, что те части крон деревьев, на которые непосредственно попадал свет, осенью не сбрасывали листьев и тем самым обычные листопадные виды частично становились вечнозелеными.

Первая попытка использования электрического освещения для воздействия на растения, повидимому, принадлежит Мангону и относится к 1860-61 г. Этот автор применил свет электриче-скои~дуги для наблюдений за позеленением и гелиотропическими изгибами проростков. Затем в конце прошлого столетия Сименс в Англии, Дегерен и Бонье во Франции впервые демонстрировали опыты с выращиванием растений на электрическом освещении.

В то же время, в 1882 г. К. А. Тимирязев выступил со специальной лекцией, посвященной вопросу о возможности выращивания растений на электрическом освещении. На ней впервые при помощи волшебного фонаря было продемонстрировано действие электрического освещения на процесс разложения углекислоты водяными растениями. В этой лекции К. А. Тимирязев прежде всего разобрал опыты Сименса и Дегерена. Он показал, что первый (Сименс), несмотря на наличие в его распоряжении целой теплицы, снабженной мощными дуговыми лампами, не сумел прибавить ничего нового к тому, что было известно о действии на растения других, не электрических, искусственных источников освещения. Второй, - «Дегерен, - говорил К. А. Тимирязев, - брал сосуды емкостью приблизительно в литр, наполнял их водою, содержащей углекислоту, и стебельки Elodea и количество кислорода измерял целыми десятками кубических сантиметров. Но какой же результат дали эти опыты? Далеко не блестящий: приборы с Elodea, помещенные на расстоянии двух и трех метров от регулятора (в 2000 свечей), в шесть и восемь дней непрерывного освещения дали такое количество кислорода, какое при летнем солнце получилось бы в один час, - другими словами, главный процесс питания растений происходил приблизительно в 150 раз слабее, чем при солнечном свете» *. Отсюда можно видеть, как неутешительны были результаты первых опытов с действием на растения электрического освещения. Однако это не помешало К. А. Тимирязеву высказать полные оптимизма пророческие предположения о будущей роли электрического освещения в решении теоретических вопросов физиологии растений. Он говорил: «…теперь уже можно предвидеть любопытные результаты для чисто научного изучения явлений растительной жизни при помощи этого света (электрического - Б. M.). Но самым важным для нас, наследников его идей, является положение К. А. Тимирязева, сформулированное им в той же лекции: «Во всяком случае, опыт над выделением кислорода доказывает, что коренного, качественного различия между действием электрического и солнечного света не существует» (курсив наш - Б. М.). Оно является и являлось ведущей линией всех наших светофизиологических исследований и уже привело к значительным результатам.

Из первых ботанических работ с электрическим светом (также-с вольтовой дугой) особенно интересны опыты, проведенные Бонье.

французский исследователь выдерживал растения параллельно на непрерывном освещении и на 12-часовом дне с последующим 12-часовым темповым перерывом. Ему не только удалось показать наличие приростов растительной массы под воздействием электрического света, но и зависимость их от продолжительности периода ежесуточного освещения, т. е. этот же фактор сказался и на изменении в анатомическом строении и на окраске растений. Можно считать, что первые фотопериодические закономерности были вскрыты в опытах с электрическим, а не с естественным светом.

Общим выводом из этих исследований является признание пригодности электрического освещения для продления коротких зимних дней, но невозможность получения нормальных растений только в их излучении без естественного освещения.

Все исследователи конца прошлого века, пользовавшиеся в -своих работах электрическим освещением, применяли излучение вольтовой дуги, пропущенное через стеклянные и водяные фильтры. Первая попытка применить для культуры растений свет ламп накаливания была сделана в 1895 г. Рэном, зажигавшим над растениями в ночные часы угольные 16-свечовые лампочки. Судя но его утверждению, они оказывали благоприятное действие. Однако в то время из-за несовершенства электрического освещения предпочитали пользоваться другими источниками освещения и, в частности, газовой горелкой Ауэра. Пользуясь ее светом, В. П. Любименко провел свои ранние опыты, посвященные изучению фотосинтеза. Только в 1910 г. Тэленом были испробованы новые в то время источники электрического света -ртутная лампа с увполевым стеклом и лампа Пернста. Первая оказалась для культуры растений совершенно непригодной, а вторая была рекомендована им для добавочного освещения в пасмурные дни зимой.

Одним из первых электрическое освещение для культуры растений в теплицах знмой использовал Г. Клебс. Он показал, что некоторые виды, и в частности молодило (Sempervivum), не цветут в зимние месяцы только благодаря малой продолжительности дня. Продление зимних дней электрическим светом привело молодило к цветению. Исследования Клебса и последовавшие затем фотопериодическпе работы послужили новым толчком к расширению опытов, посвященных изучению действия электрического освещения на растения.

Наибольший интерес представляют работы Н. А. Максимова, начатые в 20-х годах и с тех пор непрерывно развивающиеся. С первых дней они пошли настолько успешно и дали такие интересные результаты, что для их более широкого развертывания была создана специальная лаборатория. Работы этой лаборатории (светофизиологин), руководимой вначале Н. А. Максимовым, а затем В. П. Мальчевским, а также опыты Н. А. Артемьева в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева послужили фундаментом дальнейших светофизиологических исследо ваний в нашей стране.

Н. А. Максимову удалось вырастить ряд растительных видов полностью на электрическом освещении ламп накаливания, начи-пая от посева п кончая сбором новых семян. В своих первых опытах он пользовался обычными 500- и 1000-ваттными лампами накаливания, горевшими над растениями, находившимися в темной камере, примерно на высоте одного метра. Объектами его исследований были пшеница, ячмень, горох, фасоль, гречиха и т. д. Пшеница, ячмень и горох дали вполне нормальные семена и при этом в очень короткие сроки - за 40-60 дней. Исходя из полученных результатов, П. А. Максимов тогда же рекомендовал широкое использование электрического освещения для работ контрольных семенных станций и селекционных учреждений. Последние при использовании электрического освещения получали возможность выращивания нескольких поколений в год, что ускоряет селекционный процесс. Кроме того, для селекционеров применение электрического освещения открыло возможность получения одновременного цветения видов, цветущих в природе в разные сроки, и тем самым упрощало задачу их скрещиваний.

Доказав возможность замены естественного освещения электрическим при выращивании растений от семени до образования новых семян, Н. А. Максимов открыл новую страницу светофизио-логических исследований.

Основные работы Н. А. Артемьева посвящены проблеме комплексного воздействия электрической энергией на жизнь растений. Проведя свои первые исследования в полевых условиях, он убедился в их бесполезности из-за сильного варьирования всех основных условий среды, окружающей растения. Желая устранить это неравенство и сделать все условия опытов контролируемыми, Н. А. Артемьев, по его словам, «…разработал способ исследования, исключающий изменчивую игру физических факторов и прежде всего света»*. Для этого ему пришлось сконструировать прибор, названный им люменостатом, т. к. в нем постоянство света любой силы могло быть строго поддерживаемо. При этом, конечно, пришлось отказаться от естественного света. Источником света в его люменостатах была 500-ваттная лампа накаливания. Объектами опытов были огурцы, томаты, овес, вика, капуста, салат, декоративные культуры: лобелия, астра, фуксия, цинерария, бромелия, гвоздика, канна, орхидеи, розы, акация и, наконец, лимон.

Огурцы давали плоды за 62 дня, но изменяли форму плодов от обычной (сорт Муромский) к грушевидной. Канна и орхидеи почти непрерывно цвели. Цвели и другие декоративные культуры. Томаты и овес не дошли до плодоношения.

Неблагоприятно влияние искусственного света сказалось на капусте и салате - они вытянулись и полегли.

Описание работ Н. А. Артемьева вышло в свет небольшой брошюрой в 1936 г. Обращает на себя внимание уже ее название: «Проблемы энерговоздействия на рост растений». Автор оправдываё* это название, стремясь показать, что: «Энерговоздействие на рост растений представляет комплексную проблему, правильное разрешение которой возможно только при четком расчленении отдельных видов действующей энергии - тепловой (теплокуль-тура), световой (светокультура) и электрической (электрокультура)»*. Дальнейшего развития работы подобного направления не получили.

Из зарубежных исследований заслуживают внимания работы Одена в Швеции, Гарвея и группы работников Бойс-Томпсонов-ского института в Америке, Роденбурга в Голландии и т. д.

Работы Одена были вызваны созданием в Швеции общества по культуре растений на.электрическом освещении. Они интересны тем, что в них количество лучистой энергии определялось по пиранометру (Онгстрема) и выражалось в калориях.

Гарвей, выращивая на электрическом освещении большое количество видов, пытался дать сравнительную оценку их «светолю-бия», но большинство растений в его опытах были далеки от нормального состояния.

Много лет изучается действие спета на растения в Бойс-Томпсоновском институте. При постройке его были созданы установки, позволяющие выращивать растения на фоне различных внешних условий. В частности были построены специальные «спектральные» теплицы, остекленные стеклом, пропускающим только определенные отрезки солнечного спектра. Однако результаты этих работ очень скромны. О них можно судить по книге В. Крокера «Рост растений», представляющей собою сводку работ института за 20 лет.

Прежде всего поражает неожиданный вывод о вредном действии искусственного света на некоторые культуры, например томаты, герань, колеус, при непрерывном освещении последних, без всяких попыток анализа этой вредности. Практических выводов из многолетней работы по изучению действия света на растения вообще не делается, и автор ограничивается только общими замечаниями. Вполне определенный практический вывод имеется только по вопросу о полезности досвечивания растений в зимнее время.

Во всех светофизиологических работах Бойс-Томпсоновского института нет и намека на разработку приемов выращивания растений полностью на искусственном освещении. Именно поэтому, разбирая важный для светокультуры вопрос о минимальной освещенности, необходимой для поддержания жизни растений, работники института берут основным объектом исследования калифорнийское мамонтовое дерево. Даже, казалось бы, такой практический вопрос, как сравнительная оценка различных источников искусственной радиации, а именно: ламп накаливания, неоновых, натриевых и ртутных ламп, привел исследователей (Артур и Стыоарт, 1935) к такому выводу: «Между полосами излучения различных дамп, полосами поглощения пигмента хлорофилла и действием света этих ламп на накопление растительными тканями сухого веса нет никакой связи». Вопрос же о предпочтении того или иного источника электрической радиации для культуры растений оставлен открытым.

Роденбург (1930) сравнивал действие на растения света различных искусственных источников радиации: ламп накаливания, неоновых и ртутных в тепличных условиях.

По его мнению, лампы накаливания при увеличении интенсивности их света перегревают и непомерно вытягивают растения, почему он и делает вывод об их ограниченном применении только при культуре теплолюбивых видов. Неоновые лампы Роденбург выдвигает на первое место, считая их наиболее пригодными для культуры растений с дополнительным электрическим освещением. Что касается ртутных ламп (в обычном стекле), то нх назначением было главным образом выяснение вопроса о потребностях растений в ультрафиолетовом излучении. Таковых не оказалось, а сами лампы были признаны им невыгодными it использованию, так как состав их света мало подходит к тому, который признается необходимым для фотосинтеза.

Наконец, в числе главнейших иностранных работ нельзя не остановиться на исследованиях французских авторов Трюфо и Турнейсена, опубликованных в 1929 г., которые поставили своей целью вырастить на электрическом освещении вполне нормальные растения, ничем не отличающиеся от солнечных. Для осуществления своей цели они использовали круговое движение (14 оборотов в минуту) двух 1200-ваттных ламп накаливания, находящихся на одном горизонтальном стержне. Движением ламп они старались достичь равномерности освещения растений. Последние находились ниже их на 120 см. В результате у фасоли были получены нормально созревшие семена, а ягоды земляники созрели за 40 дней. Забегая вперед, мы с полным правом можем отрицать нормальность растений при таком способе их выращивания.

Принцип подвижных осветительных установок был использован и в СССР инженером И. Н. Филькенштейном. В 1937 г. им была предложена подвижная осветительная установка с возвратно-поступательным движением ламп благодаря бесконечному тросу и двухходовому червяку. По мысли автора, движение позволяло избегать неравномерности освещения растений и затенения их от естественного света неподвижной арматурой. Такие установки имеются и сейчас в ряде тепличных хозяйств. Преимущество подвижных источников освещения при досвечивании в тепличных условиях несомненно.

Лаборатория светофизиологии Агрофизического института начала свою экспериментальную работу с мая 1932 г. Основной ее задачей в предвоенный период была разработка «методов по применению искусственного света при выращивании сельскохозяйственных растений для повышения их урожайности и получения нескольких поколений в год для селекционных целей». Несколько позднее наметился второй раздел исследований лаборатории - «исследований действия качества света на растения». Кроме того, В. П. Мальчевский большое внимание уделял применению искусственного света для ускорения роста и развития сеянцев древесных пород. Итоги всех этих исследований изложены им и его сотрудниками в Трудах лаборатории за 1938 г. и в его отчетах, частично опубликованных в Трудах Института физиологии растений АН СССР.

Наиболее интересными из них являются следующие:
1) получение 5 поколений в год ранних сортов яровых пшениц;
2) получение зрелых плодов томатов на искусственном освещении за 100 суток;
3) ускорение роста сеянцев древесных пород;
4) разработка приемов выращивания рассады томатов с досвечиванием ее электрическим светом и т. п.

Его опытами было охвачено свыше 50 видов (не считая сортов) растений. Варьировались ежесуточная продолжительность освещения. Велись работы по «фотоиидукции», разрабатывался прием так называемых световых ударов. Конструировались приборы для оценки световых условий выращивания растений. Много внимания уделялось действию спектрального состава света на ростовые процессы, на развитие растений и на их морфологическую структуру.

Основным источником электрического освещения в лаборатории в тот период были 300-500-ваттные лампы накаливания, горевшие в различной арматуре, в основном в глубокоизлучателях и в боковых софитах.

Кроме того, в лаборатории имелись стеклянно-ртутные лампы, натриевые лампы и неоновые рекламные трубки. Лампы накаливания, снабженные колпаками, для получения наиболее равномерного освещения располагались над стеллажами в темных помещениях в шахматном порядке на расстоянии 0,9 метра друг от друга и на высоте 75-100 см от вершин растений (рис. 1). Температура воздуха в этих помещениях поддерживалась на уровне 22-25°; относительная влажность 50-60%. Освещенность растений колебалась в пределах от 4000 до 8000 лк. В этих условиях особенно хорошо росли древесные виды. В их числе изучались сосна, ель, лиственница, береза, боярышник, шиповник, лещина, липа, желтая акация, обыкновенный ясень, барбарис, американский ясень и американский клен. Почти все эти виды в условиях непрерывного электрического освещения быстро росли и образовывали большую вегетативную массу, что В. П. Мальчевский приписывал действию спектрального состава ламп накаливания. Однако видную роль в скорости роста сеянцев и саженцев древесных видов играет и длинный день, а тем более непрерывное освещение.

Что касается ускорения развития сеянцев, то за время опытов У В. П. Мальчевского на первом году жизни зацвел шиповник, который в дальнейшем цвел по два раза в год.

В своих послевоенных исследованиях лаборатория исходила из известного положения академика Т. Д. Лысенко о том, что: «Коренной задачей научного земледелия, основой развития всех разделов сельскохозяйственной науки, согласно указаниям К. А. Тимирязева, являются изучение и учет требований растительных организмов. Выявление требований, изучение причин возникновения и развития этих требований и реагирований растения на воздействие среды являются основой теоретических работ нашей советской науки о наследственности и ее изменчивости» *. В свете этого тимирязевского положения о развитии растительных организмов были пересмотрены и изменены прежние принципы исследований лаборатории. Если раньше действие света на растения изучалось в отрыве от других внешних факторов, и в том числе даже от таких, как температура воздуха и вода, то в настоящих исследованиях этот крупный недочет был устранен.

Pиc. 1. Лаборатория светофизиологин. Верхнее освещение растений в довоенные годы

Кроме того, исходя из экономических соображений, в довоенных работах лаборатории основной источник электрического освещения - лампы накаливания - использовался неправильно.

Стремясь к увеличению площади, освещаемой одной лампой, обычно 500-ваттной, тем самым ухудшали рост растений и снижали их продуктивность. Высокий подвес ламп над растениями применялся как из боязни перегрева растений, так и из желания максимально расширить освещаемую ими площадь, и приводил к резкому снижению мощностей лучистого потока. Поэтому эффект от применения искусственного освещения был незначителен.

Вывести электро-светокультуру растений из создавшегося малоудовлетворительного состояния могли только исследования, направленные на выяснение условий, необходимых растительным организмам для наиболее полного использования получаемого ими света. От необоснованных попыток выращивания растений при малых количествах света следовало перейти к подробному изучению основных закономерностей использования растениями лучистых потоков. Даже не ставя опытов, заранее можно было ожидать, что при увеличении мощности лучистого потока 1) резко сократится срок выращивания растений за счет ускорения процессов развития и роста, 2) увеличится урожай с единицы освещаемой площади и 3) улучшится качество получаемой растительной продукции.

При этом затраты электрической энергии на единицу растительной продукции могли понизиться. Так и оказалось в действительности. По отчетным данным лаборатории светофизиологии 1940 г. на получение одного килограмма зрелых плодов томатов затрачивалось при «экономном» использовании электроэнергии более 1000 квт-ч, а в мощной осветительной установке в 1948 г. на ту же единицу продукции приходилось около 400 квт-ч электроэнергии.

Еще более наглядным примером являются результаты применения искусственного освещения для выращивания редиса. Все авторы согласно указывают, что этот вид особенно требователен к сине-фиолётовой части спектра и поэтому очень плохо растет на свету ламп накаливания. Так, по отчетным данным лаборатории 1940 г., за месячный срок выращивания на электрическом освещении ламп накаливания (14-часовой день) 10 растений редиса (сорта Розовый с белым кончиком) весили всего 6,4 г и не имели корнеплодов. В 1947 г. также при 14-часовом ежесуточном освещении и также на свету ламп накаливания, но собранных в осветительную установку с мощным лучистым потоком, за 28 суток были получены растения редиса (Розовый с белым кончиком), весившие в среднем по 12 г. Еще большего среднего веса, до 36 г, удалось достичь добавлением к свету ламп накаливания излучения ртутно-кварцевых ламп и удлинением периода ежесуточного освещения до 18 часов. Средний вес растений редиса в обычной культуре на солнечном освещении колеблется около 15 г. Однако контрольные растения редиса, выращенные на естественном освещении в теплице в период с 25 августа по 23 сентября в той же почве и так же в ящиках, как и при культуре на электрическом освещении, характеризовались весом 10 растений всего в 48,6 г (рис. 2).

Таким образом, при выращивании растений редиса на свету ламп накаливания были получены не худшие, а лучшие растения по сравнению с одновозрастными, но находившимися в условиях естественного освещения при продолжительности дня в 14 часов.

Столь же успешными были работы и по выращиванию на электрическом освещении салата. Последний, так же как и редис, считался культурой, совершенно непригодной для выращивания на свету ламп накаливания. Действительно, в опытах В. П. Маль-чевского под воздействием лучистого потока ламп накаливания салат давал чрезвычайно слабые этиолированные растения. Используя те же лампы, но собранные в осветительную установку с водяным фильтром, коллектив лаборатории в 1947 г. получил лучший рост салата, чем на естественном освещении (с 1 по 26 июля). Салат выращивался в одинаковых почвенных условиях в ящиках. Сырой вес 10 средних 26-суточных растений, выращенных на естественном освещении, равнялся 8,4 г, а росших в условиях электрического освещения - 46,7 г.

Урожай всякой растительной массы не может не зависеть от количества связанной растением лучистой энергии любого излучателя, начиная с солнца и кончая каким угодно источником искусственной радиации. Для процесса усвоения света растениями очень существенно их физиологическое состояние, формирующееся под воздействием внешних факторов и в их числе под влиянием лучистого потока. Формирование физиологического состояния, определяющего наибольшую продуктивность любой растительной формы, является основной задачей агрономии и особенно важно в усяовиях закрытого грунта.

Рис. 2. Вес 10 растений редиса (Розовый с белым кончиком) в граммах. 1 - 1940 г., искусственное освещение (лампы накаливания); 2 - 1947 г.. естественное освещение; 3 - 1947 г. искусственное освещение (лампы накаливания с водяным фильтром)

Вмешательство в естественный ход внешних факторов, определяемых географическим местоположением данного района, есте ственно увеличивает затраты на культуру растений и может быть окуплено только увеличением урожая за счет повышения производительности растительных организмов. Этого нельзя достигнуть без комплексного воздействия на растения.

С 1946 г. в лаборатории светофизиологии начались первые в СССР опыты по выращиванию растений полностью в лучистом потоке люминесцентных трубок, так называемых ламп дневного и белого света *. Эти опыты прежде всего были проведены с листовыми овощными культурами: салатом, шпинатом и укропом. Все они очень плохо растут в обычных условиях электрического освещения, создаваемого за счет горения отдельных ламп накаливания. Даже на свету 500-ваттных ламп при их использовании в арматуре, представляющей собою глубокоизлучатели, растения этих видов обычно ненормально вытянуты. Отсюда напрашивался вывод о их.непригодности для культуры на электрическом освещении. Это и понятно. Малое количество дешевой продукции требовало для своего формирования значительных затрат электроэнергии, и потому их электросветокультура не могла быть рентабельной.

Первая партия 15-ваттных люминесцентных трубок была получена в 1946 г., и лаборатории пришлось разработать схему установок, пригодных для выращивания растений.

После выбора схемы и изготовления необходимого количества дросселей люминесцентные трубки были смонтированы на металлических каркасах, размером 1,5 на 0,5 м, с расстоянием между осями трубок в 60-70 мм. Указанные расстояния были приняты, исходя из светотехнических соображений, и полностью оправдались результатами выращивания растений. Оказалось, что и салат, и шпинат, и укроп, находясь на свету только люминесцентных трубок, имели совершенно нормальный вид и образовали за короткий срок значительную вегетативную массу. Причем салат и особенно укроп долго оставались, несмотря на непрерывное освещение, в вегетативном состоянии. В этих опытах была обнаружена задержка цветения длиннодневных видов светом люминесцентных трубок. Забегая вперед, отмстим, что люминесцентный свет задерживает переход от роста к репродукции у всех так называемых длиннодневных видов.

На рисунке 3 представлены два растения ветвистой пшеницы в возрасте 25 дней, выращенные 1-е (левое) в условиях люминесцентного, а 2-е (правое) обычного электрического освещения (мелкие лампы накаливания).

В общем лучистом потоке ламп накаливания ветвистая пшеница уже колосится, а на свету люминесцентных трубок колошения нет, хотя в обоих случаях освещение было непрерывным.

На люминесцентном же освещении все эти культуры накапливали вегетативную массу лучше всего на длинном дне. В частности Редис образовывал самые крупные корнеплоды при продолжительности ежесуточного освещения в 22 часа. В этих условиях рост редиса шел скорее всего, а стрелкование не наступало. При сокращении ежесуточного периода освещения люминесцентным светом; снижалась продуктивность растений, и уже на 18-часовом дне; корнеплоды не образовывались. Отсюда можно сделать заключение о малой мощности лучистого потока люНинесцентных ламп для культуры некоторых видов растений. Количество витамина С в корнеплодах редиса и в листьях салата и шпината, выращенных на длинном дне, создаваемом за счет люминесцентных трубок, было равным его содержанию в условиях нормальной культуры на естественном освещении. Средний вес 10 растений редиса (сорта Розовый с белым кончиком) за 28 суток выращивания его даже на 16-часовом ежедневном люминесцентном освещении достигал 78 г, а на непрерывном освещении, в этих же условиях культуры, доходил до 150-160 г. Очень хорошо в условиях люминесцентного освещения рос и укроп, давая большое количество листьев, но сильно запаздывал с переходом к цветению (на 20 суток против нормы).

Pис. 3. Ветвистая пшеница. 1 - люминесцентное освещение; 2 - освещение мелкими лампами накаливания

Лампы накаливания (300-ваттные), собранные в осветительную установку по 16 штук на квадратный метр, погружались концами своих колб в проточную воду с температурой в 35-40°. Люминесцентные трубки были смонтированы так, как это было описано выше. В одном варианте опыта к шестнадцати 300-ваттным лампам накаливания были добавлены 4 прямые ртутно-кварцевые лампы мощностью по 400 вт каждая. Опыт с редисом продолжался 28 суток, с 25 августа по 23 сентября 1947 г. Растения, росшие на естественном освещении, находились в теплице. Опыт с салатом был проведен в том же году с 1 по 19 сентября. Длительность его была 18 суток. Результаты этих опытов дают наглядное представление об основных особенностях сравниваемых источников излучения, а также и о характере потребностей данных видов в лучистой энергии.

Сентябрьское естественное освещение в Ленинграде оказалось непригодным для получения корнеплодов редиса за 28 суток выращивания. За это время растения образовали только листья и то в небольшом количестве. За этот же срок не дали урожая корнеплодов и растения редиса, находившиеся все время в условиях 18-часового люминесцентного освещения. Растительная масса их была близкой к массе растений с естественного освещения.

Следовательно, свет люминесцентных трубок (ламп дневного света) при воздействии им на растения редиса по 18 часов в сутки оказался недостаточным для развития корнеплодов за 28 дней

опыта. Однако, стоило только исключить темноту, как в условиях люминесцентного освещения, но уже непрерывного, корнеплоды образовались. На свету ламп накаливания для образования корнеплодов 18-часового освещения вполне хватало. Больше того, по данным других опытов лаборатории, на свету ламп накаливания за 28 суток редис образовывал корнеплоды и при 14-часовом ежесуточном освещении. Наоборот, на непрерывном освещении лампами накаливания при высоких температурах воздуха (20- 25°) он очень быстро переходил к репродукции без образования годных в пищу корнеплодов. Таким образом, на одну и ту же продолжительность ежесутчного освещения редис реагировал по-разному, в зависимости от характера света.

При сравнении урожаев корнеплодов редиса, полученных за 28 суток культуры на искусственном освещении, выявляется значительное преимущество люминесцентного непрерывного освещения перед светом ламп накаливания. При выращивании редиса на свету люминесцентных ламп был получен и больший урожай корнеплодов, и, что особенно важно, на каждый грамм продукции (корнеплодов) было затрачено значительно меньшее количество электроэнергии, выраженной в киловатт-часах. В случае люминесцентного света на каждый грамм корнеплодов приходится по 1,5 квт-ч электроэнергии, а при культуре редиса в условиях освещения лампами накаливания этот расход увеличивается почти в три раза и выражается 4,0 киловатт-часами на один грамм сырых корнеплодов. Следовательно, в этом случае более слабый свет люминесцентных трубок при значительно меньшем расходе электрической энергии дал лучшие результаты. Однако общая величина урожая корнеплодов редиса, полученная на люминесцентном освещении с одного квадратного метра, составляющая 644 г, вероятно, не может быть увеличена в значительных размерах, так как фактором, ограничивающим урожай, в данном случае является недостаточная мощность лучистого потока люминесцентных трубок. Наоборот, увеличение мощности лучистого потока ламп накаливания не представляет затруднений, а некоторые изменения спектрального состава света могут быть достигнуты за счет включения в установку ртутно-кварцевых ламп, как это и было сделано в одном из вариантов нашего опыта. Урожай корнеплодов был увеличен тем самым в три раза. Замечательно, что в этом случае сохранилась та же величина расхода электрической энергии на единицу растительной массы при значительном общем возрастании ее расхода на освещение единицы площади. Отсюда вытекает вывод о большей продуктивности редиса в условиях более мощного освещения. Таким образом, путь экономного расходования электроэнергии при культуре растений не всегда лежит через уменьшение ее общего расхода.

Еще лучшие результаты по выращиванию редиса (Розовый с белым кончиком)были получены недавно в нашем опыте,где источником освещения была зеркальная лампа накаливания.

С помощью водяного экрана получался лучистый поток, близкий по спектральному составу к солнечному в полуденные часы. Мощность его была также равна солнечной и достигала 1000 вт на 1 м2. В таких условиях непрерывного освещения при температуре воздуха в 18° за 14 дней, прошедших от появления всходов до уборки, сырой вес отдельных растений редиса достиг 40 г, причем на долю корнеплода приходилось 15,5 г.

Кроме корнеплода, все растения имели небольшой стебель с крупными бутонами. Таким образом, за необычайно короткий срок растения редиса дали и нормальный корнеплод, и чрезвычайно раннее появление бутонов.

Напомним, что для этого сорта редиса считается нормальной уборка его в 30-35-дневном возрасте. Причем за это время он образует корнеплоды весом до 15-20 г. Понятно, что естественное освещение не является непрерывным, благодаря чему задерживается развитие редиса, но зато создаются более благоприятные условия для образования корнеплодов. В условиях же непрерывного освещения, особенно полностью электрического, создаваемого за счет ламп накаливания, редис, как правило, совсем не образует корнеплодов и прямо переходит к плодоношению.

Таких рекордно коротких сроков получения корнеплодов редиса, а равно перехода его от роста к воспроизведению ни наука, практика еще не знали. А между тем это, несомненно, еще не предел и описанные результаты могут быть значительно улучшены.

Близкими к только что описанным результатам выращивания редиса оказались и итоги культуры салата в аналогичных условиях опыта. Последний продолжался всего 18 суток, с 1 по 19 сентября 1947 т. За это время 10 средних растений салата, выращенных на естественном освещении в теплице, имели сырой вес, равный всего 7,35 г. Вес 10 растений в каждом из трех вариантов электрического освещения превосходил контроль в 10 раз и больше. Причиной отставания накопления растительной массы у салата на естественном сентябрьском освещении можно считать и худшие световые условия, и менее высокие температуры воздуха.

Лучшим освещением для салата, из всех испытанных в данном опыте, оказалось люминесцентное.1^ лампы накаливания с водяным фильтром, и дополнение к ним ртутно-кварцевых ламп дали худшие результаты в отношении затраты электрической энергии на единицу сырого веса салата. Таким образом, люминесцентные лампы для выращивания салата вполне пригодны и являются, пожалуй, одним из лучших для этих целей источником искусственного освещения. Однако стоимость продукции, зависящая от существующих отпускных цен на электроэнергию, пока еще очень высоких, никак не может устраивать практическое растениеводство. Поэтому приведенные результаты культуры редиса и салата имеют iioka более теоретическое, чем практическое значение, но онй показывают, что на искусственном освещении можно выращивать любые растительные виды с результатами отнюдь не худшими, чем на естественном солнечном освещении.

Основными показателями успеха послевоенных исследований лаборатории светофизиологии в области выращивания растений на электрическом освещении могут служить работы с ветвистой пшеницей и томатами. Если работа с последними была начата лабораторией с 1946 г. и ей уже предшествовал довоенный период исследований, то с ветвистой пшеницей работа началась только в 1949 г. Исходным материалом для нее послужили семена, полученные из экспериментальной базы Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук им. В. И. Ленина - Горок Ленинских. Проведенными там исследованиями было установлено, что данный образец ветвистой пшеницы даже в тепличных условиях не выколашивается раньше чем через 55 суток после всходов. Не отзывался он и на яровизацию.

Первый посев ветвистой пшеницы в лаборатории был сделан 12 декабря 1948 года, а 1 июля 1949 года уже колосилось 3-е лабораторное поколение.

В связи с значительным ускорением колошения в условиях осветительной установки лаборатории в первом же посеве более чем на 20 суток, был заложен новый опыт с ветвистой пшеницей, семена которой были получены вновь из Горок Ленинских. 29 апреля они были высеяны в почву, по 1 семени в глиняный горшок, а через 32 дня после набухания семян, 30 мая, выколосились уже первые растения ветвистой пшеницы. Та1*им образом период от всходов до колошения был сокращен в два раза. Для проведения указанного опыта с пшеницей были использованы две осветительных установки.^Одна - в первый период жизни пшеницы, от посева до начала колошения, и другая - во второй, от колошения до созревания семян. В первой установке на 0,25 м2 приходилось девять 300-ваттных ламп накаливания, что на 1 м2 дает мощность в 10,8 кет. Во второй установке на 1 м2 приходилось только шестнадцать 300-ваттных ламп, т. е. ее мощность равнялась всего 4,8 кет. Иными словами, во второй период развития пшеница получала лучистой энергии почти в два раза меньше, чем в первый. В обоих случаях колбы ламп, вмонтированных в общий потолок, погружались в медленно текущую воду с температурой около 35-40°. Мощность лучистого потока первой установки была раза в три ниже мощности солнечного лучистого потока при чистой атмосфере и стоянии солнца около зенита. Расстояние от стекла, являющегося потолком установок, до концов верхних листьев растений пшеницы регулировалось при помощи подъемного пола установок, который, по мере роста растений, опускался вниз. Ежесуточное освещение растений в течение всего срока их выращивания равнялось 20 часам при 4-часовом ночном перерыве. Глиняные горшки 130 мм диаметром наполнялись почвой с уча-етка лаборатории. Отверстий в дне горшков оставались* незакрытыми. Через них проходили корни в питательный раствор, находившийся в литровых фаянсовых сосудах, на которые ставились горшки с растениями. Таким образом создавалась двухъярусная корневая система. Верхняя ее часть находилась в почве, а ниж-няя - в питательном растворе Гельригеля, который сменялся вначале через два дня, а затем ежесуточно.

Кроме указанного выше основного варианта опыта, где ветвистая пшеница выращивалась все время в лабораторной установке на электрическом освещении, длившемся по 20 часов в сутки, и при температуре в 20-25°, были и 2 других. Один из них, второй, являлся контролем. В нем ветвистая пшеница все время находилась на естественном освещении в теплице, причем первую половину мая теплица отапливалась. В третьем варианте опыта растения в дневные часы, с 9 до 20 часов, находились на естественном освещении в теплице, а с 20 часов до 5 часов - на электрическом освещении в той же установке, где находились в это время растения 1-й группы. Остальные 4 часа, с 5 до 9, они находились вместе с растениями 1-й группы в темноте.

Появление всходов, индивидуально отмечаемых во всех вариантах опыта, растянулось на срок от 2 до 7 мая; период от замачивания семян до их прорастания над поверхностью почвы составил 4-9 суток. Первыми начали всходить растения, выращивавшиеся на электрическом освещении, но 2 из них оказались и последними по сроку прорастания. Всего по всем вариантам было высеяно 50 семян. Из них проросло 44. Прорастание шло одновременно во всех вариантах опыта и, вероятно, определялось качеством семян. Этот факт указывает на равенство температурных условий. Каждое растение ветвистой пшеницы вслед за прорастанием получало свой номер, и за каждым из них велись фенологические наблюдения.

Первыми начали колоситься растения, находившиеся полностью на электрическом освещении. Из 11 растений, бывших в этой группе, на 32-й день от посева выколосилось 4 растения, на 34-й день - одно растение, на 36-й день - 2 растения, на 38-й день - 2 растения и через 40 дней еще 2 растения. Первое растение ветвистой пшеницы в теплице па естественном освещении выколосилось только через 55^щей после всходов, но были растения, которые выколосились и только через 65 дней. Следовательно, выращивая растения ветвистой пшеницы при 20-часовом ежесуточном освещении в осветительной установке лаборатории, мы тем самым ускорили начало ее колошения на 20 суток. В более позднем опыте, выращивая ветвистую пшеницу в той же осветительной установке, но на непрерывном освещении, нам удалось сократить период от всходов до колошения до 27 дней, т. е. в два раза по сравнению с обычным сроком.

Месячный период от появления всходов до колошения обычен Для большинства ранних яровых пшениц. Следовательно, на искус-

Ственйом освещении ветвистая пшеница по данному признаку является типично яровой. Самое решающее значение для скорости выколашивания ветвистой пшеницы имеет продолжительность ежесуточного освещения.

На рис. 4 представлены точки роста ветвистой пшеницы в возрасте 22 дней, выращенной на электрическом свете при ежесуточном освещении в 16, 18, 20, 22 часа и на непрерывном освещении. Все другие условия одинаковы. Если длину точки роста фактически уже совершенно сформированного колоса на непрерывном освещении принять за 100%, то размеры конусов нарастания других растений выразятся следующим рядом: 22 часа - 56%, 20 часов - 28%, 18 часов - 12% и 16 часов - 7%. Даже на таком длинном дне, как 22-часовой, развитие ветвистой пшеницы сильно задерживается по сравнению с непрерывным освещением. Несомненно, что в обычных посевах на севере, где день длится не менее 20 часов, она могла бы выколашиваться так же быстро, если бы температуры воздуха были не так низки. Но ветвистая пшеница не только требовательна к длительности ежесуточного освещения, но она также и теплолюбива. Поэтому ветвистая пшеница во всех районах СССР относится к самым поздним яровым формам. На юге ее развитие одерживают короткие дни, а на севере недостаточно высокие температуры воздуха.

Pис. 4. Точки роста ветвистой пшеницы в возрасте 22 дней, выращенной па электрическом освещении. Слева направо: 16-, 18-, 20-, 22- и 24-часовое освещение

Колошение растений ветвистой пшеницы, получавших 9 часов электрического освещения в дополнение к И часам естественного, в условиях теплицы проходило в те же сроки, от 32 до 40 суток, что и у растений, бывших полностью на электрическом освещении.

Таким образом, и этот факт показывает, что характер колошения ветвистой пшеницы связан с продолжительностью ежесуточного периода освещения, сопровождающегося достаточно высокой температурой воздуха.

Обычно ветвистая пшеница созревает за 120-140 суток. В контрольной группе нашего опыта, т. е. в теплице на естественном освещении, она созрела за 112 суток, а на электрическом освещении на ее полное созревание потребовалось только 70 суток, считая от всходов, или 75 дней, считая от посева.

Следовательно, весь вегетационный период ветвистой пшеницы в условиях искусственного освещения был сокращен почти в два раза. Нет никаких сомнений, что он может быть еще укорочен, правда, не без ущерба для урожая. Что касается продуктивности ветвистой пшеницы при выращивании ее полностью на электрическом освещении, то она была выше нормы, несмотря на значительное ускорение развития. За 70 суток вегетации на электрическом освещении ветвистая пшеница образовала растительной массы на 30% больше по сравнению с растениями, росшими 112 суток в условиях естественной солнечной радиации. Причем это касается в одинаковой степени и урожая зернсРи надземной вегетативной массы. Число зерен в колосе у растений, выросших на электрическом освещении, колебалось в пределах от 56 до 75. Вес его составлял от 3 до 4,5 г на “один колос. Зерно было выполненным и более стекловидным, чем у растений, росших на естественном освещении. Наибольшее количество продуктивных стеблей, 4-8, также наблюдалось у растений, росших на искусственном освещении.

Таким образом, в пашем опыте с выращиванием ветвистой пшеницы па электрическом освещении наблюдалось одновременно и ускорение развитпф и повышение продуктивности растений (рис.. 5). Этот факт имеет большое принципиальное значение и показывает, что в определенных условиях растения могут быть одновременно и скороспелыми, и продуктивными, что для практики чрезвычайно важно. Быстрое созревание ветвистой пшеницы в условиях электрического освещения привело к получению за один год пяти ее поколений, причем растения, выросшие из семян первого лабораторного поколения на участке лаборатории, обнаружили очень высокую продуктивность. Так были растения, которые дали по 4700 зерен, собранных в 25-30 колосьях. Общий вес зерна на одно растение доходил до 200 г и выше. Таких высоких показателей продуктивности растений исходного образца при том же способе культуры не обнаружено. Следовательно, высокая продуктивность материнских растений, как многократно подчеркивал Т. Д. Лысенко, сказывается на продуктивности их семенного потомства.

Pис. 5. Ветвистая пшеница в возрасте 50 дней

Слева растения из теплицы (естественное освещение), справа - из осветительной установки (искусственное освещение).

Не менее интересны, а практически более существенны результаты послевоенных работ лаборатории по выращиванию на электрическом освещении томатных растений.

Нормальным периодом вегетации ранних сортов томатов, даже в условиях теплиц, считается 110-120 суток. ЕГдовоенный период работ лаборатории он был сокращен в условиях электрического освещения до 90-100 дней. Теперь вся вегетация ранних сортов томатов при выращивании их полностью на электрическом освещении укладывается в 50-60 суток, а особенно скороспелый сорт «Движение на север» созревал и за 45 дней. Эти факты представляют крупное практическое и теоретическое значение. Они ясно показывают, что не может быть и речи о принципиальной непригодности ^искусственного освещения для получения так называемых «нормальных» растений. Наоборот, в условиях электрического освещения их продуктивность и скороспелость увеличиваются.

За 60 суток вегетации у сорта Пушкинский в условиях электрического освещения созревало по 5-7 плодов весом от 30 до 60 г, что дает обхций урожай зрелых плодов на одно растение от 150 до 250-300 г. Все только что сказанное иллюстрирует рис. 6, представляющий среднее растение томата (сорт Пушкинский) в возрасте 63 дней, выращенное полностью на электрическом освещении. В условиях же естественного освещения на той же почве за 120 суток было получено на одно растение только 200 г красных плодов. Следовательно, продуктивность томатных растений на электрическом освещении была значительно выше, чем на солнечном в условиях Ленинграда. В неблагоприятном 1950 г. с растений раннего сорта (Пушкинский) в открытом грунте не удалось собрать ни одного красного плода. В северных широтах нельзя за 60 суток получить красных плодов даже ранних крупноплодных сортов томатов, а в условиях электрического освещения этот срок, вероятно, может быть еще сокращен.

Очень интересную.картину дает сопоставление отдельных фенологических фаз развития томатных растений в условиях естественного освещения и в наших опытах. Так, обычно до появления первого листа проходит 10-15 суток, в наших же опытах не один, а два настоящих листа появляются уже на 3-4-й день после всходов. В обычной культуре первые бутоны становятся видимыми только через 40-50 суток после появления всходов. В условиях электрического освещения на этот процесс уходит всего 12-15 днен(а то и еще меньше. Цветение ранних сортов наступает на 55-70-й день их жизни, а на электрическом освещении оно наблюдается на 20-25-й день. В опытах С. И. Доброхотовой (довоенный период работ лаборатории), также на свету ламп накаливания, цветение начиналось не ранее чем через 45 дней после всходов. О созревании плодов уже говорилось выше. Нормальный срок в 110-120 и даже в 130 дней, сокращенный нами при культуре томатов на электрическом освещении до 60 суток, в опытах С. И. Доброхотовой лежал в пределах от 95 до 100 суток. Обычный рассадный период выращивания томатных растений колеблется от 50 до 60 дней, а на электрическом освещении за это время Удается получить урожай красных плодов, сократив рассадный период всего до 16-20 суток, т. е. в три раза. За 20 суток рассада томатов в условиях электрического освещения достигает 40- 50 см высоты, имеет 7-8 хорошо развитых листьев и 2-3 соцветия. Сырой вес ее достигает 30 г, тогда как обычная рассада, имеющая в этом возрасте не более 2 листьев, весит около 2-3 г. Из такой быстро развивающейся рассады в хороших условиях не трудно получить зрелые плоды в течение 30-45 суток.

Pис. 6. Растение томата (сорт Пушкинский), выращенное на электрическом освещении. Возраст 63 дня

Непременным условием получения хорошей рассады является достаточно высокая мощность лучистого потока ламп накаливания л высокий агротехнический фон выращивания ее с исключением пересадки с голыми корнями. Несоблюдение этих правил всегда приведет к значительному ухудшению и рассады, и конечных результатов культуры томатов. Правда, на выращивание хорошей рассады затрачивается до 30 квт-ч на одно растение, но этот значительный расход электроэнергии вполне оправдывается получением ранней продукции зрелых плодов. К тому же намечаются совершенно реальные возможности снижения затрат электроэнергии на одно растение рассады до 15 квт-ч.

Pис. 7. Рассада томатов в совхозе «Красный выборжец», выращенная обычным способом

Качество плодов тслатов, полученных полностью на электрическом освещении, и вкусовое, и по содержанию ценных в питательном отношении соединений, не только не уступает, но и превышает таковое у плодов, созревших на естественном освещении в условиях северных широт.

Все только что сказанное относительно результатов выращивания томатных растений в условиях электрического освещения позволяет сделать заключение о полной возможности культуры их в этих условиях.

Практическое значение имеет выращивание рассады томатов полностью на электрическом освещении для получения раипеве-сенних урожаев зрелых плодов в условиях закрытого грунта. Опыт показывает, что даже в условиях Ленинграда с 1 марта можно обходиться без всякого досвечивания томатов, если они выращиваются в теплицах с температурою воздуха в 22-25° днем и не ниже 18° ночью. В феврале же рассада в теплицах Ленинграда растет очень медленно и поэтому без электрического освещения не может быть готова к 1 марта, в то время как на электрическом освещении рассаду можно приготовить к любому сроку за 16-20 суток.

Ниже приводятся фотографии (рис. 7 и 8) рассады томатов, высаженной в грунт стеллажа теплицы совхоза “Красный выборжец” в начале марта 1951 г., выращенной обычным способом (рис. 7) и на электрическом освещении (рис. 8).

Pис. 8. Рассада томатов в совхозе «Красный выборжец», выращенная на электрическом освещении

Несмотря на то что рассада, выращенная на электрическом освещении, на полтора месяца моложе обычной, она намного крупнее последней. Любой из ее семи листьев крупнее и тяжелее всей надземной массы рассады, росшей весь февраль на естественном ленинградском освещении. Понятно, что и дальнейшее развитие этих столь различных растений не может быть одинаковым в равных условиях культуры. Хорошая рассада даст урожай значительно раньше плохой.

Поэтому для получения первых ранних урожаев томатов на севере выращивание рассады на искусственном освещении должно войти в практику овощеводства закрытого грунта.

Хорошие результаты при выращивании на электрическом освещении дает и земляника. Преимуществом этой культуры перед многими другими является расположение ее листьев в небольшом объеме, практически в одной плоскости, что делает ее очень удобным объектом искусственной светокультуры. Зато очень трудной задачей при выращивании ее в искусственных условиях является борьба с паутинным и особенно земляничным клещиком. Оба они в этих условиях развиваются чрезвычайно быстро и так же быстро размножаются. Однако это обстоятельство не должно являться непреодолимым препятствием к получению хороших результатов при Сращивании земляники на искусственном освещении. В опытах лаборатории на электрическом освещении удалось получить.через два месяца от всходов плодоношение сеянцев земляники. Что касается усов,то, будучи укорененными в условиях электрического освещения, они уже через 45 дней давали спелые ягоды (рис. 9). Отдельные кусты за 60 дней культуры имели по 10-15 ягод с общим их весом до 45-50 г. Подсчеты показывают, что в последнем случае на один килограмм зрелых ягод затрачивалось около 600 квт-ч электроэнергии. Эти результаты, несомненно, могут быть значительно улучшены.

Pис. 9. Земляника, выращенная из осенних усов на электрическом освещении. Возраст 40 дней

Быстро растут и развиваются полностью на электрическом освещении и огурцы (Клинские, Неросимые, Вязниковские, Муромские). Так, в установке с 200-ваттными лампами накаливания и водяным фильтром с мощностью лучистого потока в 150 вгп на 1 м2 первые плоды клинского огурца нормального размера образуются за 35 дней от посева (рис. 10). Вес их за это время достигает 100 г Они имеют приятный вид и сильный огуречный запах. Семена (поел искусственного опыления) образуются в достаточном количеЗ стве и обладают хорошей всхожестью. Плоды вкусные, без венкой горечи. Рассада огурцов, выращенная на электрическом освещении, хорошо растет и развивается после высадки ее в теплицу. Понятно, что на севере, в местах, где электроэнергии много и она недорога, есть смысл выращивать на искусственном освещении и огуречную рассаду.

Pис. 10. Огуречное растение и осветительной установке. Возраст 35 дней

Лук также очень хорошо растет на искусственном освещении. Для его культуры выгоднее всего использовать люминесцентные лампы, размещенные между рядами растении в виде заборов и осве-тающие растения не сверху, а с боков. В этих условиях очень быстро удается получить лук, годный в пищу, даже при посеве семян. О выгонке лука на перо из луковиц и говорить нечего. Он на электрическом освещении идет так же хорошо, как весною на естественном освещении, и может быть с успехом использован в течение полярной зимы.

Хорошие результаты получились и при первом же опыте выращивания на искусственном освещении хлопчатника Ф 108 и Одесский 7. Последний выращивался в осветительной установке, где на 1 м2 потолка приходилось 16 штук 300-ваттных ламп. Проточный водяной фильтр имел обычную температуру в 40-45°. Продолжительность ежесуточного освещения была до цветения 18 часов, а после цветения 14 часов. На 1 м2 выращивалось 25 растений в глиняных горшках с обычной почвой. Все горшки стояли в поддонниках с водою, поэтому капилляры почвы были насыщены ею. Несколько раз давались небольшие подкормки растворами солей по типу питательной смеси Гельригеля.

Семена были замочены 3 марта, за два дня до посева. Посев в горшки с почвой произведен наклюнувшимися семенами 5 марта и с этого же дня 25 горшков были поставлены в осветительную установку. Всходы, довольно равномерные, появились 7 марта. Этот срок и надо считать началом выращивания хлопчатника полностью на электрическом освещении.

Первые боковые ветви появились через 20 дней после всходов и на другой день были уже обнаружены бутоны - на 21-й день после появления всходов. Еще через неделю уже на каждом растении было по 3 бутона - по одному на ветке. 7 апреля была произведена чеканка хлопчатника с оставлением трех ветвей. Цветение началось через 44 дня после появления всходов и через 24 дня после образования бутонов. 2 июня, через 85 дней после появления, всходов, раскрылись первые коробочки. Хлопок начал созревать. Через 8 дней он был уже убран. Таким образом, весь период от посева семян ж> полного созревания новых семян уложился в 95 суток. За это время на 8 растениях созрело по 3 коробочки, а на 17 - по две (остальные опали). Средний вес одной коробочки 4 г.

Наконец, как уже это было показано В. П. Мальчевским, на электрическом освещении исключительно хорошо растут древесные растения. В частности в наших опытах из листопадных видов прекрасно росли смородина и виноград, а из вечнозеленых - цитрусовые. Виноград, будучи посажен небольшим черенком (15 см), менее чем через год плодоносил в условиях очень слабого лучистого потока ламп накаливания и люминесцентных трубок (рис. 11). Черная смородина при посадке черенков длиною в 5-6 см через 2 месяца достигала 50-60 см высоты и начинала цвести также при очень незначительных мощностях лучистого потока. С 1949 г. в лаборатории проводится работа с сеянцами лимона, имеющая специальное назначение - ускорить их первое плодоношение. Рост их в условиях искусственного освещения идет очень быстро.

За один год жизни сеянцы лимона достигли высоты до 1,5 м. Дальнейший рост их в высоту из-за малого размера установок был искусственно прекращен, и в настоящее время они дают только новые ветви. Многие сеянцы лимона за 7 месяцев, считая от появления всходов, достигли высоты в 100 см, образовав при этом свыше 50 ярусов листьев по главному стеблю. Таких размеров в питомниках Закавказья они достигают за 3-4 года.

Pис. 11. Виноград Мичуринский, выращенный на электрическом освещении. Возраст 1 год

Таким образом, в условиях электрического освещения, и притом очень незначительного, создаваемого за счет мелких 6-вольтных ламп накаливания и 15-ваттных люминесцентных трубок, сеянцы лимона за 7 месяцев культуры дали метровые приросты. Такое значительное ускорение их роста позволяет надеяться и на получение более раннего, чем обычно, первого плодоношения. Уже сейчас черенки, взятые с этих сеянцев лимона в виде одного междоузлия с одной почкой осей второго порядка, дали за полгода выращивания их на электрическом освещении ветви 6-го порядка.

При выращивании части сеянцев лимона на электрическом освещении, а другой части в условиях естественного летнего освещения в теплице, наблюдался значительно лучший их рост в условиях искусственного освещения (рис. 12). В этом случае сеянцы лимона росли, по крайней мере, в 2 раза скорее, чем на естественном освещении. Кроме хорошего роста сеянцев лимона в условиях электрического освещения, наблюдается и очень быстрое укоренение их побегов, что для целей клонового размножения ценных сеянцев является чрезвычайно существенным. Культура лимонов на электрическом освещении может имет» значение не только для селекционных целей, преследующих задачу ускорения плодоношения и скорейшего размножения ценных образцов, но также непосредственно для практики выращивания их на севере в теплицах и комнатах или, вообще, в любых темных помещениях.

Кроме перечисленных видов, лаборатория светофизиологии выращивала на электрическом освещении и многие другие с неменьшим успехом. В частности было немало опытов с целым рядом декоративных растений, начиная от роз и пальм и кончая астрами.

Pис. 12. Сеянцы лимона 6 месяцев. Левое растение с искусственного освещения, правое - с естественного (росло в теплице с апреля по сентябрь)

- Результаты выращивания растении на искусственном освещении

Разница в освещенности летом и зимой настолько велика, что растениям бывает недостаточно естественного освещения, если при этом не происходит понижения температуры и перехода в фазу отдыха. Если летом растения приходилось притенять от жаркого полуденного солнца тюлевой занавеской, то с наступлением осени приходится переставлять растения как можно ближе к свету, те растения, что стояли около окна переместить на подоконник, те, что стояли в центре комнаты разместить ближе к окну. При чем, если летом на подоконнике южного окна могли находиться только растения переносящие солнце, то зимой на подоконнике того же южного окна можно разместить практически все растения, так как осеннее и зимнее солнце своим появлением балует не часто. Притенение понадобится в только в особенно солнечные дни.

Как узнать, что растениям недостаточно света?

Некоторые путают признаки недостатка света и принимают их за те, когда растение страдает от пересушки земляного кома или излишнего полива, но приглядевшись внимательней здесь можно разобраться. В первую очередь при недостатке света начинают вытягиваться побеги, новые листья мельче старых и окраска их не такая яркая и насыщенная. У пестролистных форм растений окраска листьев от недостатка света становится более однотонной или совсем зеленой. Начинают засыхать и опадать нижние листья, верхушечные почки не развиваются. Если это цветущее растение, то цветки постепенно опадают, цветение прекращается или образуются мелкие, не красивые цветки. Самая распространенная картина - это когда растение вообще прекращает рост, новые побеги не образуются, а старые листья начинают понемногу отсыхать и отмирать. Конечно, есть растения, которые находятся зимой в состоянии периода покоя, при этом у них тоже не образуется новых побегов, но старые листья в большом количестве отмирать не должны. Перестановка растений ближе к свету не всегда возможна, да и не все растения поместятся на подоконнике.

Люминесцентные светильники для растений

Большинство людей обходится искусственным освещением помещений, т.е. освещением люстр, светильников, бра и т.д. Но не все растения принимают такой свет, кроме того лампы накаливания излучают тепло, которое вредит растениям, если они близко находятся. Поэтому если вашим растениям недостаточно света используйте, например, люминесцентные лампы. Освещение от них максимально приближено к естественному свету и они почти не излучают тепла. Кроме того, люминесцентные лампы расходуют энергии в 4 раза меньше, чем лампы накаливания.

Сейчас в продаже имеются самые различные люминесцентные лампы, так что от вас требуется только купить и повесить. Расстояние, которое указывается для размещения растений - 30-60 см для декоративно-лиственных и 15-30 для декоративно-цветущих - весьма условно. Это значит, что если имеется много ламп и во всем помещении от этого очень светло - так же, как в ясный день летом, то растения не нужно размещать так близко к лампам. Но если у вас одна - две лампы, на все помещение их явно не достаточно, и растения размещают как можно ближе к лампам, на указанном выше расстоянии. Если растение оказывается расположенным к лампе какой-то одной стороной, то периодически его надо поворачивать, чтобы крона оставалась равномерной. Если не достаточно освещения даже тем растениям, которые стоят на подоконнике, то можно подвесить лампы дневного света с обоих боков в нише окна.

Использование одной люминесцентной лампы на 20 Вт, на расстоянии 30 см от декоративно-лиственного растения, например, циссуса или фикуса бенджамина средних размеров, бывает вполне достаточно, чтобы восполнить недостаток естественного освещения осенью и зимой.

Продолжительность искусственного освещения напрямую зависит от естественного. Обычно это несколько часов утром или несколько часов вечером. Т.е. лампы дневного света будут включены у вас утром, до того как вам надо будет уходить на работу, а вечером до того времени, когда вы ложитесь спать. Но в общей сложности это время должно составлять около 6-8 часов. В особо пасмурные дни до 12 часов. Если день будет особенно солнечным, достаточно 3-4 часов искусственного освещения. Для того чтобы осенью и зимой растения цвели, например, сенполии, им нужно около 12-14 часов хорошего непрерывного освещения.

От длины светового дня будет зависеть качество цветения и количество цветков. Следует только учитывать, что большинство растений нуждаются в периоде покоя и длительное вынужденное цветение зимой истощает растения (за исключением зимне-цветущих растений). Есть такое понятие - светокультура - это растения, выращенные частично или полностью на искусственном освещении.

Если крупное растение, например, монстера стоит на полу в углу комнаты, освещения с одной стороны будет недостаточно или оно будет не равномерным, если же лампа будет подвешена к потолку, это может оказаться далеко от растения. В этом случае можно разместить по одной лампе на каждой из стен, а растение отставить от них на расстояние 40-60 см, тогда освещение будет более равномерным и достаточным.

Выращивание растений при искусственном освещении

Что делать, если окон нет в помещении вообще. Многие растения можно выращивать при искусственном освещении, но при этом нужно, во-первых, использовать только лампы дневного света и, во-вторых, правильно соблюдать другие режимы ухода - температурный и водный. Кроме того, такие помещения должны регулярно проветриваться. Отличие такого разведения растений в том, что искусственное освещение должно быть максимально приближено к естественному - непрерывно около 12-14 часов весной - летом, 7-9 часов зимой. Желательно чтобы освещалось не одно только растение(я), а полностью все помещение. Такие условия чаще всего случаются в офисах и рабочих помещениях, где под потолком подвешено много люминесцентных ламп и помещение хорошо освещено.

В основном для выращивания в условиях только искусственного освещения подходят растения, не требующие прямых солнечных лучей. Т.е. это растения подходящие для выращивания на восточных, западных и северных окнах. Для размещения в помещении, где нет естественного освещения, можно использовать папоротник нефролепис, традесканцию, драцену окаймленную, фикус эластика (каучуконосный), аспарагус Спренгери, сциндапсус, филодендрон, панданус, пеперомию, монстера и д.р. Из цветущих растений китайский розан, глоксинию, пеларгонию, узамбарскую фиалку. Это в основном выносливые и не прихотливые растения.

Источники искусственного освещения

Недостаточное количество света приводит к тому, что листья становятся мелкими, нарушается или прекращается образование в них хлорофилла, растение сильно вытягивается. Если нет возможности обеспечить растение естественным освещением, приходится прибегнуть к искусственному освещению.

Cветодиодные лампы для растений.
Привлекают цветоводов тем, что потребляют очень мало энергии и не нагреваются. Для выращивания цветов и рассады необходимы лампы красного спектра (660nm) и синего (460nm). Именно такой спектр в специальных фитолампах. Но такие лампы достаточно дорогие.

Для домашних цветов можно купить светодиодные лампы с обычным цоколем E27 или узким E14. Ввернуть эти лампы в самый обычный светильник на прищепке. Мощность нужно выбирать самую большую. Например, для цоколя E27 на 7,5 Вт, это эквивалентно примерно 60 Вт лампы накаливания. На одно окно надо минимум две такие лампы для досветки осенью и зимой.

Люминесцентные лампы для цветов.
Наиболее приближены по своему спектру к естественному освещению. Люминесцентные лампы можно сейчас приобрести в любом хозяйственном магазине. Располагать лампу необходимо на расстоянии примерно 15-30 см для цветущих растений и 30-60 см для декоративно-лиственных растений. Если стебли растений стали вытягиваться, то придвиньте источник света поближе.

Кстати

После того как растение будет размещено в помещении с искусственным освещением, нужно понаблюдать за ним внимательно первые 3-4 недели, как оно будет себя чувствовать. Возможно, освещение придется усилить (добавив еще одну лампу) или приблизив ее к растению. Отсутствие нагрева люминесцентных ламп позволяет размещать их даже в 20 см от растения. Известны случаи, когда только при искусственном освещении выращивались кактусы, которые ежегодно цвели или виноград, который обильно плодоносил. Разумеется соблюдение всех остальных требований в уходе за каждым растением обязательно.