При проектировании и модернизации салатных линий защищённого грунта расчёт проектной облучённости остаётся сложной задачей. Вопрос о том, даёт ли увеличение плотности фотонного потока пропорциональный прирост товарной массы или приводит к падению отдачи на затраченный киловатт-час, требует опоры на физиологические данные. Профильные исследования физиологии салатных культур в контролируемой среде дают возможность количественно оценить эффект наращивания интенсивности света и динамического управления спектром.
Физиологический отклик салата на повышение плотности фотонного потока
В публикации журнала Frontiers in Plant Science научная группа оценила отклик краснолистного салата 'Rouxai' на различные уровни фотонного потока и режимы динамического облучения при непрерывном 24-часовом фотопериоде в гидропонной культуре. Авторы зафиксировали выраженную реакцию биомассы и морфологии на рост облучённости.
На стадии рассады (11 дней после посева) повышение PPFD со 150 до 350 мкмоль/м²·с увеличило сырую массу побегов на 69% (с 0,28 до 0,47 г) и сухую массу на 84% (с 0,02 до 0,04 г). Растения формировали более компактную структуру с увеличенной шириной листовой пластинки.
Для зрелых растений при постоянном уровне освещения увеличение потока также стимулировало накопление биомассы. Как установили авторы работы, при увеличении постоянного уровня PPFD со 150 до 350 мкмоль/м²·с сырая и сухая масса побегов зрелого салата увеличились на 66% и 70% соответственно, количество листьев — на 23%, ширина листьев — на 11%, индекс хлорофилла — на 37%, при снижении эффективности использования света на 27–29%. Этот спад световой отдачи (LUE) указывает на то, что прямолинейное наращивание постоянного потока сопряжено с убывающей предельной эффективностью фотосинтеза.
Преимущество ступенчатого досвечивания по фазам роста
Поскольку на начальных этапах развития листовой аппарат сеянцев невелик и перехватывает лишь малую долю подаваемых фотонов, постоянная работа осветительной установки на высокой мощности приводит к прямым потерям энергии. Исследователи протестировали ступенчатые схемы досветки, распределённые по трём фазам: лаг-фаза (0–11 дней), фаза экспоненциального роста (11–25 дней) и финишная фаза перед уборкой (25–28 дней).
Результаты показали, что динамический световой режим 250→250→350 мкмоль/м²·с обеспечил сопоставимую биомассу, но показал на 23–31% более высокую эффективность использования света по сравнению с постоянным освещением 350 мкмоль/м²·с. Поддержание умеренного уровня облучённости на ранней стадии с последующим подъёмом мощности на финишном этапе позволяет получить идентичную товарную массу при меньшем расходе электроэнергии.
Влияние интенсивности облучения на накопление вторичных метаболитов
Помимо вегетативной массы, интенсивность света определяет потребительские качества салата, включая плотность листа и содержание антиоксидантов. В статье Frontiers in Plant Science при изучении салата 'Rex' исследователи установили, что повышение плотности суммарного фотонного потока (TPFD) со 150 до 300 мкмоль/м²·с увеличило концентрацию каротиноидов на 8%, флавоноидов на 19%, фенолов на 42% и антиоксидантную способность на 31%.
Увеличение уровня облучённости активизирует защитные метаболические пути растений, делая ткань более плотной и насыщенной пигментами, что важно для товарного вида и сохранности продукции при транспортировке.
Что это означает для промышленного тепличного комбината
Для главного агронома и инженера тепличного комбината эти результаты дают прикладную основу для расчётов параметров досветки. Подробные основы взаимосвязи между PPFD, интегралом DLI и фотопериодом показывают, что увеличение проектного уровня мощности светильников без зонального управления снижает энергетическую отдачу каждого моля фотонов.
Если в тепличном комплексе рассматривается модернизация салатного отделения или корректировка агрономических карт, учитывают следующие параметры:
- Зонирование по технологическим линиям. Рассадное отделение и начальные зоны салатной линии не требуют высоких уровней облучённости. Повышение интенсивности до максимальных значений целесообразно реализовывать только на заключительных участках вегетации.
- Снижение удельного расхода энергии. Переход на ступенчатый график досветки с помощью диммирования позволяет снизить эксплуатационные затраты на киловатт-час без потери темпов накопления массы.
- Климатическое сопряжение. Более высокий уровень фотонного потока требует согласованного управления температурой и питанием для реализации потенциала фотосинтеза без краевого ожога листьев.
Практический опыт эксплуатации светодиодных установок в производственных условиях описан в материале об опыте выращивания салата в тепличном комбинате, где сопоставлялись показатели роста и энергопотребления.
Ограничения переноса результатов и выводы для проектирования
Данные исследований получены в закрытых камерах с искусственным освещением и круглосуточным фотопериодом при стабильном микроклимате. В условиях промышленных остеклённых теплиц на растения действует естественная инсоляция, суточные колебания влажности и температуры, а также стандартный фотопериод 16–18 часов. Поэтому перенос абсолютных цифр требует поправки на суммарный суточный интеграл излучения (DLI).
Главное практическое действие при проектировании новых линий или замене светильников — закладывание зонального управления мощностью по фазам перемещения салатных столов. Это исключает перерасход энергии в рассадный период и обеспечивает заданные параметры товарной массы и плотности листа на финише.
Источники
Читайте также
Все материалы рубрики
