Свет является одним из важнейших факторов, влияющих на рост и развитие растений. Растения используют свет в качестве источника энергии для фотосинтеза, процесса, посредством которого растения преобразуют воду и углекислый газ в глюкозу и кислород. Количество и качество света, получаемого растением, влияет на многие аспекты роста растений, включая цветение, плодоношение, удлинение стебля, расширение листьев и общее производство биомассы. Понимание того, как свет влияет на растения, может помочь садоводам и производителям оптимизировать условия для более здоровых, более продуктивных растений.
Растения используют свет несколькими основными способами:
Фотосинтез: растения преобразуют световую энергию солнца в химическую энергию в процессе фотосинтеза. Эта энергия подпитывает все аспекты роста и развития. Без достаточного количества света для фотосинтеза растения будут чахлыми и нездоровыми.
Фотопериодизм: многие растения используют световые сигналы, чтобы определить, когда цвести или впадать в спячку. Фотопериодизм позволяет растениям координировать свой рост и развитие с сезонными изменениями продолжительности дня.
Фотоморфогенез: световые сигналы запускают реакции развития у появляющихся сеянцев, процесс, называемый фотоморфогенезом. Сеянцы чувствуют наличие или отсутствие света и создают структуры, адаптированные к условиям освещения.
Фототропизм: стебли и листья ориентируются на направленные источники света посредством фототропизма. Это позволяет растениям наилучшим образом расположить свои листья для захвата солнечного света для фотосинтеза.
Интенсивность света, также называемая количеством света, относится к количеству световой энергии, достигающей заданной поверхности за определенный период времени. Она измеряется в единицах светового излучения или люксах. Увеличение количества света оказывает несколько эффектов на рост растений:
– Увеличивает фотосинтез и скорость роста: растения, выращенные при высокой интенсивности света, могут фотосинтезировать больше глюкозы и расти быстрее. Однако слишком много света может нанести вред.
– Более тонкие, мелкие листья: высокий уровень освещения приводит к более мелким, тонким листьям относительно общей площади листьев. Это подвергает больше хлоропластов захвату света.
– Компактный характер роста: интенсивный свет приводит к более низким, более компактным растениям. Это уменьшает затенение и улучшает улавливание света.
– Раннее цветение: многие растения будут цвести раньше в условиях высокой освещенности. Световые сигналы влияют на гормоны, которые инициируют цветение.
– Повышенная урожайность: больше света приводит к более высоким скоростям фотосинтеза и большему накоплению биомассы у многих культур. Правильное дополнительное освещение может повысить урожайность.
Существует точка насыщения, за которой больше света не увеличивает фотосинтез. Избыточный свет может вызвать фотоингибирование, обесцвечивание и окислительное повреждение. У каждого вида растений есть оптимальный диапазон количества света для роста.
Качество света относится к цвету или длине волны света. Различные длины волн оказывают различное влияние на рост и развитие растений:
– Синий свет: стимулирует выработку хлорофилла, фотоморфогенез и фототропные реакции. Важен для компактного вегетативного роста.
– Красный свет: максимизирует фотосинтез и производство биомассы. Наиболее эффективно поглощается фитохромными пигментами.
– Дальний красный свет: подавляет удлинение стебля, ускоряет цветение у растений длинного дня. Сигнализирует о затенении близлежащими растениями.
– Зеленый свет: отражается листьями и почти не поглощается. Маловероятно, что он сам по себе повлияет на рост.
– Ультрафиолетовый свет: избыток УФ-излучения вызывает повреждения листьев, мутации, подавление иммунной функции. Небольшие количества полезны для некоторых культур.
– Инфракрасный свет: основной источник лучистого тепла для листьев и стеблей растений. Минимально участвует в фотосинтезе.
Лампы и фильтры для выращивания растений могут оптимизировать качество света для повышения урожайности и желаемых качеств растений, таких как компактная листва. Идеальным является соответствие спектра света пиковой чувствительности фоторецепторов культуры.
Одностороннее освещение означает освещение растений только с одной стороны. Это может произойти, когда растения растут рядом со зданиями, под навесами или на краю густонаселенных посадок. Одностороннее освещение приводит к:
– Фототропному изгибу: стебли изгибаются и искривляются в сторону источника света, чтобы максимизировать перехват света. Листья поворачиваются к свету.
– Асимметричному росту: сторона растения, обращенная к источнику света, испытывает больший рост. Это приводит к неравномерному распределению листвы вокруг стебля.
– Избеганию тени: при свете, поступающем только с одной стороны, растения проявляют поведение избегания тени. К ним относятся повышенное удлинение стебля, раннее цветение и снижение урожайности.
В то время как умеренный фототропизм помогает растениям адаптироваться, сильное одностороннее освещение приводит к этиолированному, ослабленному росту. Поворот или вращение растений под односторонним светом помогает нормализовать симметричное развитие. Идеальным вариантом является обеспечение достаточного освещения с нескольких сторон.
Продолжительность светового воздействия и время освещения оказывают значительное влияние на рост растений:
Фотопериод
– Растения короткого дня цветут при фотопериоде менее 12 часов
– Растения длинного дня цветут при фотопериоде более 12 часов
– Растения, нейтральные к световому дню, цветут независимо от фотопериода
Интеграл суточного освещения (ИСС)
– ИСС представляет собой совокупное количество фотосинтетически активного света за один день.
– Более высокий DLI приводит к большему фотосинтезу, темпам роста и урожайности.
– У каждого вида есть оптимальный диапазон DLI для цветения и плодоношения.
Время освещения
– Постоянный график освещения запускает циркадные ритмы, соответствующие рассвету и закату.
– Растения, ожидающие рассвета, фотосинтезируют больше. Нарушение тайминга вызывает стресс у растений.
– Ночное прерывание освещения может продлить фотосинтез и повлиять на цветение.
Оптимизация дневного светового графика и продолжительности помогает соответствовать фотопериодическим требованиям вида для идеального роста и развития.
Направление, с которого свет падает на растение, и угол падения влияют на перехват света и модели роста:
Направление света
– Северный свет вызывает компактный вегетативный рост.
– Восточный свет дает умеренно вытянутый рост.
– Южный свет приводит к высокому, часто веретенообразному росту.
– Западный свет приводит к коротким, компактным растениям.
Угол освещения
– Вертикальный свет сверху вниз минимизирует удлинение стебля.
– Боковое освещение под углом вызывает фототропизм и асимметричный рост.
– Горизонтальное освещение стимулирует вытягивание и наклон.
Рассеянный против направленного
– Рассеянный свет от пасмурного неба снижает фототропизм.
– Направленный солнечный свет запускает вращение стебля и изменение положения листьев.
Когда это возможно, равномерно распределенный рассеянный свет минимизирует неравномерный рост. Целенаправленное освещение также может направлять и формировать модели роста.
Неидеальное освещение, которое отклоняется от потребностей растения, часто приводит к аномальному росту. К распространенным проблемам относятся:
– Недостаточная интенсивность света: слабые, удлиненные стебли, мелкие листья, минимальное цветение и плодоношение, хлороз
– Избыточная интенсивность света: обожженные края листьев, фотоингибирование, обесцвечивание, задержка роста
– Неправильный баланс цвета света: неравномерный и ненормальный рост, проблемы с репродуктивной функцией
– Недостаточный фотопериод: подавленное цветение и развитие
– Плохое проникновение света в полог: редкая нижняя листва, голые участки стебля, опадание листьев
– Нестабильный уровень освещенности: реакции на стресс, неравномерный рост, вытягивание
– Одностороннее освещение: сильный наклон и изгиб в сторону источника света, скрученные стебли
– Прерывание освещения в конце дня: подавленное цветение, нерегулярные фотопериодические реакции
Понимая потребности растения в свете и отслеживая симптомы, производители могут регулировать освещение для здорового, крепкого рост.
Оптимальные условия освещения для комнатных растений зависят от выращиваемого вида, но вот некоторые общие рекомендации:
– Солнцелюбивым растениям необходимо не менее 4 часов прямого солнечного света в день или 12–16 часов под лампами для выращивания.
– Растениям с низкой и средней освещенностью необходимо 50–150 фут-кандел (400–1500 люкс) или 10–12 часов под лампами для выращивания.
– Часто поворачивайте растения для равномерного роста со всех сторон.
– Яркое прямое солнце часто слишком интенсивно для комнатных растений. Прозрачные занавески рассеивают резкий свет.
– Избегайте размещения растений в темных углах или исключительно под односторонними источниками освещения.
– Включайте и выключайте лампы для выращивания в определенное время каждый день.
– Выбирайте лампы для выращивания, которые излучают длины волн, соответствующие культуре. Идеальным вариантом будет сочетание холодного и теплого света.
– Расположите лампы для выращивания на расстоянии 6–12 дюймов от листвы и отрегулируйте интенсивность, чтобы предотвратить ожоги листьев.
– Регулярно очищайте крышки ламп для выращивания, чтобы максимально увеличить полезный световой поток.
Благодаря тщательно контролируемому и оптимизированному режиму внутреннего освещения растения могут процветать в помещении. Отрегулируйте условия в соответствии с каждым сортом растений.
Наиболее подходящие лампы для выращивания в комнатном саду обеспечивают яркое полноспектральное освещение, настроенное на потребности растений:
– Светодиодные лампы для выращивания – Энергосберегающие, долговечные, с настраиваемым соотношением длин волн, регулируемой интенсивностью. Можно комбинировать красные, синие, белые светодиоды.
– Высокоинтенсивные разрядные лампы (HID) – Металлогалогенные и натриевые лампы высокого давления обеспечивают интенсивный спектр света для выращивания. Работают очень жарко.
– Флуоресцентные лампы для выращивания – Компактный и доступный вариант для небольших крытых садов. Излучают сбалансированный спектр света. Низкая теплоотдача.
– Индукционные лампы – Генерируют свет с помощью магнитной индукции. Наиболее близкая копия солнечного света, но высокая стоимость.
– CFL-лампы для выращивания – Недорогие в эксплуатации, легкодоступные компактные флуоресцентные лампы. Могут сочетать холодные и теплые трубки. Низкая интенсивность.
Для максимально качественного роста светодиодные и газоразрядные лампы обеспечивают яркость и настраиваемые длины волн, необходимые растениям. Определите размер системы и отрегулируйте высоту, чтобы избежать ожогов листьев.
Свет является основным источником энергии, обеспечивающим рост и развитие растений. Как количество, так и качество света влияют на такие процессы, как фотосинтез, фотоморфогенез и фотопериодические реакции цветения. Оптимизация условий освещения дает растениям сигналы, необходимые для активного роста и обильного цветения и плодов. Внутренние сады могут процветать, если они оснащены регулируемыми светодиодными или газоразрядными лампами для выращивания растений с регулируемым спектром, синхронизированными с естественными циклами день-ночь. При правильном освещении внутреннего пространства для выращивания можно выращивать процветающие растения круглый год.