Дальний красный — излучение около 700–780 нм, которое почти не участвует в фотосинтезе, но управляет формой растения: по соотношению красного к дальнему красному растение определяет, затенено оно или нет. В опыте на микроклонах картофеля снижение этого соотношения до 0,8 дало на 20-е сутки прирост длины 42 %, площади листа 40 % и массы 21 %.
Что такое дальний красный и почему он важен
Дальний красный свет (far red, ДКС) — излучение в диапазоне примерно от 700 до 780 нм, на границе видимого и инфракрасного. В стандартный диапазон фотосинтетически активной радиации 400–700 нм он не входит и в показатель PPF светильника не считается. Фотонов дальнего красного растение почти не использует для питания — оно использует их для ориентации.
Механизм построен на пигменте фитохроме, который существует в двух формах и переключается между ними: красный свет около 660 нм переводит его в активную форму, дальний красный около 730 нм — обратно в неактивную. Растению важна не абсолютная величина, а соотношение красного к дальнему красному, R:FR.
Смысл этого соотношения в природе прямой. Лист поглощает красный свет и почти прозрачен для дальнего красного, поэтому под пологом соседей доля дальнего красного растёт, а R:FR падает. Для растения низкое R:FR — сигнал «меня затеняют», и оно включает реакцию избегания тени: вытягивает побег, тянется вверх, увеличивает площадь листа, чтобы перехватить больше света и обогнать конкурента. Высокое R:FR означает открытое место, и растение растёт компактнее.
Для светокультуры это означает, что дальним красным можно управлять формой растения, не увеличивая мощность досветки. Где это выгодно, а где вредно, зависит от задачи: рассаде вытягивание обычно противопоказано, а микроклону при размножении — наоборот, полезно.
Опыт: четыре сектора гроубокса с разным R:FR
Работа «Изменение морфометрических показателей у растений Solanum tuberosum L. (in vitro) под влиянием освещения с различным соотношением красного и дальнего красного света» выполнена коллективом Пермского государственного национального исследовательского университета и Пермского НИИСХ: Е. А. Елохова, О. А. Четина, Т. Н. Лисина, С. В. Щербёнок. Доклад прозвучал на XXXII Всероссийской молодёжной научной конференции «Актуальные проблемы биологии и экологии» в Сыктывкаре 17–21 марта 2025 года и вышел в её материалах (Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, 2025, с. 22–24), выполнена при поддержке Минобрнауки в рамках государственного задания, тема № 122031100058-3. Соавторов от производителя светильников в работе нет.
Постановка опыта:
- объект — картофель сорта Невский, микроклоны на питательной среде Мурасиге — Скуга;
- гроубокс из четырёх секторов, изолированных светоотражающей поверхностью друг от друга;
- базовое освещение всех секторов — светильники ECOLED-BIO-37-RF-D120-F-Trade IP65 (4000 K); в опытные секторы дополнительно введены светодиодные линейки с длиной волны 730 нм, закреплённые рядом с основными приборами;
- фотопериод 16 часов, температура 22–25 °C, влажность воздуха не ниже 70 %, длительность опыта 28 суток;
- спектр в каждом секторе снят спектрометром MK350S Premium.
Получились четыре режима: R:FR = 9,9 (контроль, только базовое освещение), 1,1, 0,8 и 0,5.
Измеряли длину и массу надземной части, площадь листовой пластинки и количество междоузлий на 11-е, 20-е и 28-е сутки, в 30-кратной повторности; площадь и длину считали в программе ImageJ. Достоверность различий проверяли критериями Стьюдента и Краскела — Уоллиса с предварительной проверкой нормальности распределения, значимыми считали различия при P ≤ 0,05.
Результат: выигрывает 0,8, и только в первые три недели
Лучшим оказался третий сектор, R:FR = 0,8. На 20-е сутки растения в нём достоверно превзошли контроль по всем трём ростовым показателям сразу:
- длина надземной части — на 42 % выше контроля (в четвёртом секторе, R:FR = 0,5, — на 34 %);
- площадь листовой пластинки — на 40 % больше;
- масса надземной части — на 21 % больше.
К 28-м суткам картина изменилась: достоверным осталось только превышение по площади листа — на 24 % в третьем секторе и на 23 % в четвёртом. По количеству междоузлий достоверных различий не было ни в одном варианте на протяжении всего эксперимента.
Вывод авторов сформулирован осторожно и ровно по данным: положительное влияние досветки дальними красными лучами при соотношении R:FR = 0,8 проявляется на начальных этапах развития микроклонов картофеля — в первые 20 дней.
В этой осторожной формулировке спрятаны две важные детали. Первая: эффект временный, к концу месяца прирост длины и массы перестаёт быть достоверным. Вторая: больше дальнего красного — не значит лучше. Сектор с самым низким соотношением 0,5 уступил сектору 0,8 по всем показателям, кроме площади листа на 28-е сутки. Зависимость не линейная, у неё есть оптимум.
Почему больший лист — это разумная стратегия растения
Объяснение, которое дают авторы со ссылкой на работу Li и Kubota (2009), стоит проговорить отдельно, потому что оно объясняет и результат, и его границы.
При появлении дальнего красного растение считает, что оказалось в тени. Разумный ответ на затенение — увеличить перехват света: вытянуть побег, чтобы подняться над соседями, и увеличить площадь листовой пластинки, чтобы поймать больше фотонов на единицу растения. Более крупный лист в условиях «избегания тени» обеспечивает больший перехват, а это может привести и к значительному увеличению биомассы — что в опыте и наблюдалось на 20-е сутки.
Рост массы надземной части авторы напрямую связывают с двумя другими показателями: масса выросла там же и тогда же, где увеличились длина побега и площадь листа. То есть прибавка биомассы — следствие изменённой формы, а не более интенсивного фотосинтеза как такового. Дальний красный не «кормит» растение, он перераспределяет его ресурсы.
Отсюда и границы применимости. Там, где вытягивание — благо, приём работает: при микроклональном размножении нужны длинный побег и апикальная почка, из которых нарезают черенки. Там, где нужна коренастая, компактная рассада с толстым стеблем, тот же приём даст вытянутое растение, которое сложнее транспортировать и высаживать. Один и тот же приём в одной задаче полезен, а в другой вреден.
Что из этого следует для проектирования света
Четыре практических следствия.
- Дальний красный не считается в PPF. Стандартный показатель фотонного потока охватывает 400–700 нм, и излучение 730 нм в него не входит. Прибор с добавленным дальним красным по паспорту может выглядеть скромнее, а работать на морфологию сильнее. Что именно считается в мкмоль и что нет — в статье мкмоль, ватты и люмены.
- R:FR — управляемый параметр, а не побочный эффект. В опыте его задавали отдельными линейками 730 нм при неизменном базовом освещении. Тот же принцип применяется в мультиспектральных приборах: к белым полноспектральным диодам добавляют дискретные с пиками 420, 440, 660 и 730 нм в нужной пропорции.
- Оптимум ищется, а не берётся из справочника. В этой работе он оказался около 0,8 для картофеля in vitro в первые три недели. У другой культуры, на другой стадии и при другой базовой облучённости он будет другим.
- Изоляция секторов обязательна. Четыре режима в одном гроубоксе разделяли светоотражающей поверхностью. Без этого свет соседнего сектора смешал бы спектры, и разница в 42 % оказалась бы разницей в методике.
Что означают обозначения исполнений спектра в нашем каталоге и чем они различаются, разобрано в статье спектр света для растений. Готовой таблицы «культура → исполнение» не существует: пропорция подбирается под культуру, стадию развития и базовую облучённость на этапе проекта.
Четыре режима R:FR на микроклонах картофеля сорта Невский
| Сектор гроубокса | Длина надземной части, 20-е сутки | Площадь листа, 20-е и 28-е сутки | Масса надземной части, 20-е сутки |
|---|---|---|---|
| Сектор 1, R:FR = 9,9 — контроль, только базовое освещение | контроль | контроль | контроль |
| Сектор 2, R:FR = 1,1 | — | — | — |
| Сектор 3, R:FR = 0,8 | +42 % | +40 % и +24 % | +21 % |
| Сектор 4, R:FR = 0,5 | +34 % | — и +23 % | — |
По количеству междоузлий достоверных различий не выявлено ни в одном варианте за весь эксперимент. К 28-м суткам из всех показателей достоверным осталось только превышение по площади листа — прибавка длины и массы к концу месяца перестала быть значимой.
Приборы для камер и лабораторий
Линейные светильники малой мощности — те, что ставят в фитотроны и на стеллажи.
-
Фитосветильник для фитотрона и камеры выращивания
ECOLED-BIO-30W-xx F-OPTIMA
-
Фитосветильник для фитотрона и камеры выращивания
ECOLED-BIO-60W-xx F-OPTIMA
-
Фитосветильник для фитотрона и камеры выращивания
ECOLED-60W-LX-xx Fito IP65
-
Фитосветильник для фитотрона и камеры выращивания
ECOLED-BIO-50W-xx F-LINE IP67
Вопросы и ответы
Что такое дальний красный свет и чем он отличается от красного?
Дальний красный — излучение примерно 700–780 нм, на границе видимого и инфракрасного диапазонов. В стандартный диапазон фотосинтетически активной радиации 400–700 нм он не входит и в показатель PPF светильника не считается. Красный около 660 нм переводит пигмент фитохром в активную форму, дальний красный около 730 нм — обратно, и растение считывает именно соотношение между ними.
Что такое реакция избегания тени?
Лист поглощает красный свет и почти прозрачен для дальнего красного, поэтому под пологом соседних растений доля дальнего красного растёт, а соотношение R:FR падает. Низкое R:FR растение воспринимает как сигнал затенения и отвечает вытягиванием побега и увеличением площади листа — старается перехватить больше света и обогнать конкурента.
Какое соотношение R:FR оказалось лучшим в опыте?
0,8. При нём на 20-е сутки микроклоны картофеля превзошли контроль по длине надземной части на 42 %, по площади листовой пластинки на 40 % и по массе надземной части на 21 %. Сектор с ещё более низким соотношением 0,5 показал меньший результат — зависимость не линейная, у неё есть оптимум.
Эффект сохраняется до конца выращивания?
Нет, и это важно. К 28-м суткам достоверным осталось только превышение по площади листа — на 24 % при R:FR 0,8 и на 23 % при 0,5. Прибавки по длине и массе к концу месяца перестали быть значимыми. Авторы формулируют вывод именно так: положительное влияние проявляется на начальных этапах развития микроклонов, в первые 20 дней.
Дальний красный полезен любой культуре?
Нет. Он вызывает вытягивание, и польза зависит от задачи. При микроклональном размножении длинный побег и развитая апикальная почка — это выход продукции, там приём работает. Для коренастой рассады с толстым стеблем то же вытягивание вредно: растение хуже переносит транспортировку и высадку. Один и тот же спектральный приём в разных задачах полезен и вреден.
Почему дальний красный не виден в паспортных мкмоль?
Потому что показатель PPF считается в диапазоне 400–700 нм, а излучение 730 нм в него не попадает. Прибор с добавленным дальним красным по паспортным цифрам может выглядеть скромнее соседа, но сильнее влиять на форму растения. Это одна из причин, по которой светильники нельзя сравнивать одной цифрой.
Как задавали разные соотношения в опыте?
Базовое освещение во всех четырёх секторах было одинаковым — светильники ECOLED-BIO-37-RF-D120-F-Trade IP65 с цветовой температурой 4000 K. В опытные секторы дополнительно ввели светодиодные линейки с длиной волны 730 нм, закреплённые рядом с основными приборами. Секторы изолировали друг от друга светоотражающей поверхностью, а фактический спектр в каждом сняли спектрометром MK350S Premium.
Есть ли в каталоге светильник с дальним красным?
Прибора ECOLED-BIO-37-RF F-Trade из этого опыта в текущем каталоге нет. Дискретные светодиоды с пиками 420, 440, 660 и 730 нм добавляются к полноспектральным белым при изготовлении мультиспектральных исполнений под задачу — пропорция определяется на этапе проекта. Напишите, какая культура и стадия, и мы скажем, что можно собрать.
С кем обсудить спектр под задачу
Скажите культуру и стадию — обсудим, нужен ли дальний красный вообще и в какой пропорции.
Обсудим спектр под вашу задачу
Дальний красный меняет форму растения, а не его питание. Полезен он или вреден — зависит от того, что вы выращиваете и на какой стадии.
