Оптимизация суточного графика досветки в защищённом грунте напрямую связана с балансированием затрат на электроэнергию и управлением развитием листового аппарата. В исследовании, опубликованном в журнале Frontiers in Plant Science (2025), учёные оценили совместное влияние интенсивности освещения, длины фотопериода, спектрального состава и температурного режима на морфологию и накопление биомассы салатных культур.
Методика и параметры эксперимента
Эксперимент проводился на салате сорта Rex в климатических камерах. Исследователи анализировали 18 комбинаций микроклиматических и световых параметров. В ходе испытаний салат Rex тестировали при трех температурах (20, 24 и 28 °C), двух долях дальнего красного спектра (0 и 20% FR в диапазоне 400–800 нм) и трех уровнях интенсивности света (150, 200 и 300 мкмоль/(м²·с)).
Для исключения влияния разного суммарного прихода радиации во всех вариантах поддерживалась фиксированная суточная доза освещения. При сохранении постоянного интеграла DLI на уровне 13 моль/(м²·сут) интенсивность света 150, 200 и 300 мкмоль/(м²·с) сопоставлялась с фотопериодами 24, 18 и 12 часов соответственно.
Взаимодействие спектра, фотопериода и температуры
Авторы работы установили, что реакция листового аппарата и стебля принципиально зависит от наличия дальнего красного излучения в спектре. При отсутствии дальнего красного света (0% FR) сочетание меньшей интенсивности излучения, удлиненного фотопериода и более теплой температуры синергетически увеличивало площадь листьев и перехват фотонов. Однако при введении 20% FR синергетический эффект на листовую пластину исчезал: растение перенаправляло ресурсы на вытягивание стебля, что нежелательно для товарного салата.
Физиологический вывод работы объясняет механизм набора массы растением. Накопление биомассы растений определялось главным образом перехватом фотонов (r² = 0,93), а не фотосинтетической эффективностью отдельного листа. Увеличение площади листьев на ранних и средних этапах за счёт длинного дня и умеренного потока фотонов позволило культуре быстрее сформировать сомкнутый полог и эффективнее перехватывать доступное излучение при неизменном суточном интеграле.
Значение для распределения мощности и тарифов
Для главного агронома и главного инженера тепличного комбината полученные результаты дают физиологическое обоснование для пересмотра установленной мощности и суточных графиков включения фитосветильников. В типовых сценариях расчёт систем искусственного освещения часто ведут под короткий световой день с высокой плотностью фотонного потока (PPFD), что требует повышенной присоединённой электрической мощности.
Если технологическая схема и сортовые особенности допускают увеличение фотопериода (вплоть до 18–24 часов при контролируемом микроклимате), агрономическая служба может снизить номинальный уровень PPFD без потерь в DLI. Это снижает пиковую электрическую нагрузку на трансформаторные подстанции и позволяет распределять досветку по суткам с максимальным использованием ночных и полупиковых тарифных зон. Опыт внедрения таких режимов на производстве рассматривается в обзоре проекты досветки салата.
Ограничения при переносе в производство
При адаптации результатов исследования к промышленным теплицам необходимо учитывать специфику эксперимента:
- Опыт проводился в замкнутых климатических камерах без естественной солнечной радиации, где фоновый микроклимат и DLI были строго постоянными.
- В промышленных остеклённых теплицах естественный приход ФАР варьируется по сезонам и времени суток, поэтому регулирование фотопериода требует динамического диммирования по показаниям датчиков освещённости.
- Длительный фотопериод при повышенных температурах (особенно круглосуточная досветка) на восприимчивых гибридах может провоцировать физиологические расстройства, такие как краевой ожог листьев (tipburn), если не скорректированы движение воздуха и транспирация.
- Наличие или отсутствие дальнего красного спектра в применяемых светильниках меняет реакцию культуры: при высокой доле FR в спектре снижение PPFD в тепле приведёт к нежелательному вытягиванию стебля вместо нарастания розетки.
Практические выводы для специалистов
Перед принятием решений по модернизации или корректировке технологических карт целесообразно выполнить следующие шаги:
- Главному агроному: проверить спектральный состав используемых фитосветильников на долю дальнего красного излучения. При спектрах без избытка дальнего красного диапазона протестировать режим «удлинённый фотопериод + умеренный PPFD» для стимуляции экспансии листовой поверхности.
- Главному инженеру: рассчитать профиль электрической мощности при переходе от короткого цикла досветки с высоким PPFD к растянутому графику с пониженной интенсивностью излучения. Сопоставить полученный суточный график потребления с действующими тарифами на электроэнергию.
- Службе микроклимата: синхронизировать температурный режим с графиком досветки, не допуская избыточного перегрева зоны растений при работе светильников в ночные часы.
Читайте также
Все материалы рубрики
