В промышленном тепличном овощеводстве при культивировании растений с развитым многоярусным ценозом верхнее освещение неизбежно формирует выраженный вертикальный градиент радиации. Верхний листовой полог перехватывает основную долю светового потока, тогда как в средний и нижний ярусы проникает лишь незначительная часть энергии. Дефицит фотосинтетически активной радиации в глубине ценоза ведет к падению содержания хлорофилла в листовых пластинках и ускоряет их преждевременное старение и отмирание. В научном обзоре Федерального научного агроинженерного центра ВИМ ученые Д. А. Бурынин и соавторы систематизировали результаты отечественных и зарубежных работ, посвященных межрядному облучению томата и огурца в защищенном грунте.
Влияние внутриценозной досветки на продуктивность томата
Авторы обзора проанализировали серию испытаний, где межрядные светодиодные модули размещали непосредственно внутри растительного полога на высоте от 0,65 до 1,5 м от поверхности субстрата либо монтировали вертикально вдоль стеблей. Локальная подача квантов света в зону затенения активизирует фотосинтетический аппарат листьев нижнего яруса, поддерживая в них стабильный уровень хлорофилла и продлевая активный период ассимиляции углекислого газа.
При обобщении производственных показателей установлено, что при комбинированном (междурядном и верхнем) освещении урожайность томата увеличилась от 12 до 23% [18–20]. Этот прирост обеспечивается за счет стимуляции ростовых процессов и увеличения средней массы плодов. В одном из рассмотренных опытов даже при высокой установленной мощности верхнего облучения 161 Вт/м² добавление междурядной досветки 60 Вт/м² позволило увеличить урожайность на 23% в зимний период [20]. Исследователи обращают внимание на то, что результативность досветки тесно связана с плотностью посадки: для полноценной реализации светового потенциала требуется корректировка схемы ведения культуры и густоты стеблестоя.
Результаты применения межрядных модулей на культуре огурца
Огурец отличается ускоренным формированием вегетативной массы и высокой чувствительностью к освещенности среднего яруса, где закладываются и наливаются плоды. Быстрое смыкание листьев верхнего полога снижает приток ФАР к узлам плодоношения, поэтому перевод части световой мощности в междурядья дает ощутимый агрономический результат.
Согласно представленным в обзоре данным, экспериментальное внедрение МО интенсивностью 49 и 99 мкмоль/(м²·с) в технологию выращивания огурца продемонстрировало высокую эффективность и увеличение продуктивности соответственно на 22,3 и 30,8% [23]. Параллельно исследователи оценивали и энергетические показатели: в работе зафиксировано увеличение энергоэффективности досвечивания при использовании междурядного облучения интенсивностью 75 мкмоль/(м²·с) на 16% по сравнению с верхним досвечиванием [26]. Базовые требования к световому режиму и уровням фотонной облученности для данной культуры подробно описаны в материале о досветке огурца в защищенном грунте.
При этом авторы обзора указывают на критическую роль спектрального состава излучения. Внутриценозное облучение огурца со спектром, содержащим 20% синего света, вызывало краевой ожог, деформацию и скручивание листовой пластинки, что лимитировало общую продуктивность растений. Это доказывает необходимость осторожного подбора спектральных параметров и пространственного светораспределения еще на этапе проектирования осветительной системы.
Инженерные аспекты и микроклимат
Установка светодиодных облучателей внутри растительного ценоза предъявляет повышенные требования к температурному режиму корпуса светильника. В отличие от натриевых ламп высокого давления (ДНаТ), светодиодные излучатели не генерируют мощного инфракрасного потока в сторону растений. Тем не менее отвод конвективного тепла от диодов и встроенных драйверов остается ключевой задачей.
В обзоре подчеркивается, что рабочая температура внешних поверхностей модулей не должна вызывать термических повреждений соприкасающихся вегетативных органов. При грамотном теплоотводе выделяемое корпусом тепло служит локальным источником обогрева зоны плодоношения, что уменьшает нагрузку на нижние подлотковые контуры отопления теплицы. Для контроля плотности фотонного потока и корректного сопоставления электрических и фотометрических параметров инженерам рекомендована методика перевода ваттов в микромоли.
Значение для модернизации осветительных установок в теплицах
Комбинация верхнего света и межрядных модулей позволяет агрономам преодолеть сезонные ограничения по инсоляции в зимний и ранневесенний обороты. Однако внедрение технологии в промышленных комбинатах требует учета практических эксплуатационных факторов:
- Оценка механической доступности: подвес светильников в междурядьях не должен мешать технологическим операциям по уходу за растениями, приспусканию плетей томата и сбору продукции;
- Балансировка спектра: высокая доля красного диапазона (75–80% и более) обеспечивает высокую фотонную отдачу, однако требует точной дозировки синего спектра во избежание патологий листовой пластинки;
- Электрическая и весовая нагрузка: подключение дополнительных кабельных линий и подвесных конструкций на шпалерах требует отдельного поверочного расчета прочности каркаса и пропускной способности распределительных щитов.
Перед полномасштабной установкой межрядного оборудования агрономической и инженерной службам тепличного комбината целесообразно выполнить тестовые замеры распределения PPFD по высоте ценоза и сопоставить затраты электроэнергии с ожидаемой прибавкой урожая.
Читайте также
Все материалы рубрики
