Универсального спектра для светокультуры томата не существует: отклик на дальний красный диапазон жёстко завязан на генетику сорта. Исследователи из Вагенингенского университета (Нидерланды) опубликовали в журнале Frontiers in Plant Science результаты тестирования 23 генотипов томата при введении дополнительного дальнего красного излучения. Работа показала, что одинаковый спектральный состав может приводить как к двукратному увеличению продуктивности, так и к полному отсутствию агрономического эффекта.
Параметры эксперимента и измеренные показатели
Опыты проводили в климатических камерах с контролируемой средой. Растения выращивали на минераловатных кубиках при 16-часовом фотопериоде. Базовое освещение составляло PPFD 200 мкмоль/(с·м²) со спектральным распределением: 24% синего диапазона (400–500 нм), 40% зелёного (500–600 нм) и 36% красного (600–700 нм). В опытном варианте к фону добавляли 50 мкмоль/(с·м²) дальнего красного излучения в диапазоне 700–750 нм, что доводило суммарный поток до 250 мкмоль/(с·м²).
По динамике урожайности выборка разделилась на две группы:
- значимый прирост сырой массы плодов зафиксирован только у 10 генотипов из 23 — прибавка урожайности составила от 31% до 175% по сравнению с контролем без дальнего красного;
- остальные 13 генотипов не показали статистически достоверного изменения урожайности при постоянной подаче 50 мкмоль/(с·м²) дальнего красного света.
Накопление растворимых сахаров в пересчёте на сухое вещество увеличилось у 16 сортов (прирост от 18% до 88%), тогда как 7 культиваров сохранили исходный уровень.
Чтобы проверить гипотезу о фазовой чувствительности, два нечувствительных генотипа (культивары 11 и 22) досвечивали дальним красным изолированно в разные фазы онтогенеза: от вегетации до цветения, от цветения до налива плодов и в период созревания. Ни на одной из фаз достоверного прироста урожая не было: средние отклонения составили от −1,0 до +16,2 г на растение для культивара 11 и от −1,9 до +19,5 г для культивара 22 при доверительных интервалах 95% от −51,3 до +66,6 г и от −41,7 до +59,3 г соответственно. Нечувствительность носит генетический характер, а не вызвана неудачно выбранным окном обработки.
Авторы выявили ранний биомаркер: реакция удлинения гипокотиля и высоты сеянца под дальним красным спектром показала прямую линейную корреляцию с итоговой прибавкой урожайности плодов (коэффициент корреляции r = 0,89). Чем сильнее рассада вытягивается в ответ на смещение спектра в дальнюю красную область, тем выше отклик взрослого растения по наливу плодов.
Что это значит для промышленного тепличного комбината
В российских широтах с дефицитом естественной инсоляции в осенне-зимний период светодиодную досветку проектируют с расчётом на высокую удельную отдачу каждого киловатт-часа. Дальний красный спектр требует дополнительных энергозатрат, снижая среднюю паспортную эффективность светильника в мкмоль/Дж относительно узкополосных красных светодиодов.
Если тепличный комбинат внедряет спектр с высокой долей дальнего красного света без предварительной оценки гибрида, возникает риск инвестировать в неэффективную фотонную мощность. Сорта с низкой аттрагирующей способностью плодов (fruit sink strength) не трансформируют дополнительный поток 700–750 нм в товарную продукцию. Напротив, для отзывчивых гибридов добавка спектра ускоряет перераспределение ассимилятов в плоды.
Модернизация освещения требует поэтапной проверки: сортовые особенности стоит оценивать ещё на этапе выращивания сеянцев. Правильно подобранные системы досветки рассады позволяют выявить пластичность гибрида по междоузлиям за две недели до высадки на постоянное место. Это исключает ошибки при масштабировании на основные производственные блоки, где реализуются технологические проекты досветки томата.
Ограничения исследования
Результаты получены на панели из 23 карликовых детерминантных культиваров в закрытых климатических камерах при стабильном фоне PPFD 200 мкмоль/(с·м²). Промышленные тепличные комбинаты работают преимущественно с индетерминантными гибридами на высокой шпалере, где действуют иные коэффициенты затенения ценоза и вертикальный градиент освещённости. Перенос корреляционных зависимостей (включая коэффициент r = 0,89) на высокорослые гибриды требует обязательной верификации в производственных условиях со светокультурой.
Практический вывод
Главным агрономам и проектировщикам тепличных комплексов не стоит рассматривать дальний красный свет как универсальный стимулятор урожайности. Добавление диапазона 700–750 нм в спектральную карту светильников должно быть жёстко привязано к сортовой программе комбината. Базовый тест рассады на ростовой отклик позволяет быстро определить, окупит ли выбранный гибрид томата затраты на дальнюю красную составляющую спектра.
Источники
Читайте также
Все материалы рубрики
