Массовая замена натриевых ламп высокого давления на светодиодные фитосветильники в тепличных комбинатах снижает затраты на электроэнергию и повышает общую урожайность. Однако на практике такая модернизация нередко вскрывает скрытые физиологические проблемы растений. По сообщению профильного издания VerticalFarmDaily со ссылкой на данные директора исследовательской организации HortiTech Перри ван Адрихема (Perry van Adrichem), голландские производители томатов после перехода с натриевых ламп высокого давления (ДНаТ) на светодиоды столкнулись с характерным зимним дефектом качества: на созревающих плодах появляются стойкие зелёные пятна, которые не исчезают со временем, независимо от продолжительности нахождения кисти на растении.
Физиологический механизм дефекта созревания
По оценке специалистов HortiTech, появление пятен не связано с патогенами или вирусами, а представляет собой физиологическое нарушение роста тканей. Под лампами ДНаТ тепловое излучение стимулирует активную транспирацию в ценозе. Испарение влаги листьями создаёт восходящий поток сока, который доставляет растворённые элементы питания к формирующимся плодам.
При переходе на светодиодные светильники лучевой прогрев полога снижается. Одновременно с этим агрономические и инженерные службы тепличных комплексов в тёмные зимние месяцы держат энергосберегающие экраны плотно закрытыми ради экономии тепла. В этих условиях транспирация растений существенно падает, а поступление элементов питания замедляется. Если в период налива плода приток питательных веществ нарушен, внешние слои клеточных стенок развиваются быстрее внутренних. Возникает неравномерность налива и формируются внутренние пустоты ткани, внешне проявляющиеся как незаплывающие зелёные зоны.
Исследователи зафиксировали, что подобное нарушение созревания наиболее выражено у крупноплодных гибридов: у томатов со средней массой около 150 граммов плод после цветения наливается чрезвычайно быстро, и любой временный дефицит восходящего тока питания мгновенно приводит к структурной неоднородности мякоти.
Инженерные решения для восстановления испарения
Для поиска баланса между энергосбережением и качеством продукции в HortiTech провели сравнительные испытания в четырёх изолированных отделениях на гибридах Macxize и Showvine при одинаковых базовых параметрах микроклимата. В качестве базы сравнения использовали отделение со стандартными лампами ДНаТ (высокое энергопотребление, интенсивное испарение, низкая пятнистость, но меньший сбор продукции) и классическое отделение с типовыми LED-модулями (высокий валовой сбор, но выраженная пятнистость плодов).
Два других опытных отделения тестировали активное управление микроклиматом:
- Светодиодные светильники с интегрированными вентиляторами. Модули со встроенным принудительным обдувом направляют выделяемое радиаторами тепло вниз, непосредственно в зону верхушек и верхних кистей. Такое перераспределение тепла прогревает растения и активизирует испарение. По данным опытов, этот подход позволил сократить расход газа на отопление на 30% по сравнению с контрольным отделением на лампах ДНаТ, одновременно обеспечив прирост сбора томатов на 30–40% и заметное снижение брака по пятнистости относительно стандартного LED.
- Колонная принудительная вентиляция. В отделении смонтировали распределённые вентиляционные колонны, способные забирать сухой воздух из подкровельного пространства над теплозащитными экранами и подавать его в рабочий растительный полог. При закрытых шторах это снижает влажность вокруг листьев и стимулирует транспирационный ток без перегрева верхнего яруса.
Хотя ни одно из протестированных технических решений не устранило проблему пятнистости полностью, оба варианта принудительного перемешивания воздуха существенно улучшили товарность продукции по сравнению со статичной светодиодной досветкой.
Значение для российских тепличных комплексов
При реконструкции действующих комбинатов и проектировании новых объектов в защищённом грунте ключевая ошибка агрономической и инженерной служб заключается в прямом пересчёте фотонов без корректировки теплового контура. Разрабатывая проекты досветки томата, важно учитывать, что полный отказ от инфракрасного излучения натриевых ламп меняет тепловой баланс листа и кисти.
В условиях холодного климата российских регионов и продолжительного зимнего периода теплосберегающие экраны остаются закрытыми на протяжении многих недель. При низкой транспирации даже сбалансированный питательный раствор не поступает в быстрорастущие ткани в требуемом объёме. В результате хозяйство, получив номинальную экономию электроэнергии на киловатт-часах, сталкивается со снижением доли плодов первого сорта и падением выручки.
Для исключения физиологических нарушений при проектировании досветки и вентиляции специалисты рекомендуют:
- Оценивать не только уровень ФАР и плотность фотонного потока, но и температурный баланс яруса завязи и налива плодов, обращаясь к практическим руководствам по досветке томата.
- Предусматривать активное перемешивание воздуха и осушение при закрытых энергосберегающих экранах с помощью подэкранной вентиляции или рециркуляционных установок.
- Корректировать целевую температуру труб подпочвенного и межрядного обогрева (вегетационного контура) для локальной стимуляции испарения в зоне нижних и средних листьев при работе полупроводниковых светильников.
- Адаптировать схему минерального питания и поливные стратегии под сниженную транспирацию в периоды пиковой нагрузки светокультуры.
Читайте также
Все материалы рубрики
