Светокультуры растений. Выращивание растений при искусственном освещении

Светокультуры растений, выращивание растений при искусственном освещении. Применяется для раннего выращивания рассады овощных культур, их зимней культуры (особенно в условиях Крайнего Севера), для выгонки цветочных растений, круглогодичной селекции и семеноводства растений при оптимальном световом режиме, а также в научных целях. Искусственным освещением пользуются также в теплицах и оранжереях в зимние месяцы для удлинения короткого дня и восполнения слабого солнечного света. В промышленности С. используют лампы накаливания, люминесцентные, ксеноновые, ртутные и др. Для нормального роста и развития растения при искусственном освещении интенсивность излучения в физиологическом диапазоне (380-710 нм) должна составлять не менее 30-150 вт/м² (в зависимости от вида или сорта растений); в спектре искусственного источника излучения должны отсутствовать ультрафиолетовые лучи (<300 нм). Для устранения избыточного количества инфракрасных лучей, вызывающих перегрев растения, применяют водные экраны или снижают температуру воздуха в помещении. Существенное значение при С. имеют спектральный состав света, интенсивность радиации, длина фотопериода. Наилучший эффект С. достигается при использовании ламп, видимый спектр излучения которых близок к солнечному (например, ксеноновые лампы). Ускоряя или задерживая развитие семян или плодов (в зависимости от спектральной и фотопериодической чувствительности растений), можно получать высокие урожаи листьев (например, у салата, листовой капусты), корнеплодов (например, у редиса), плодов (например, томатов) или семян (например, зёрна яровой пшеницы).

36.Фотосинтез и урожай. КПД фотосинтеза. Способы увеличения выхода биомассы урожая в агрофитоценозах.

Растительность земного ша­ра довольно неэффективно ис­пользует солнечную энергию. Коэффициент полезного дей­ствия у большинства дикорас­тущих растений составляет всего 0,2 %, у культур­ных он равен в среднем 1 %. При оптималь­ном снабжении культурных растений водой, минеральны­ми солями коэффициент по­лезного использования света повышается до четырех — шести %. Теоретичес­ки же возможен КПД, равный восьми—десяти %. Сопоставление приведенных цифр говорит о больших воз­можностях в увеличении фо­тосинтетической продуктив­ности растений. Однако прак­тическая их реализация встре­чает большие трудности.

Повысить эффективность использования солнечной энер­гии в ходе фотосинтеза можно, расположив растения на опти­мальном расстоянии друг от друга. В изреженных посевах значительная часть света про­падет зря, а вот в загущен­ных растения затеняют друг друга, их стебли становятся длинными и ломкими, легко полегающими от дождя и вет­ра. В том и другом случае происходит снижение урожая. Вот почему очень важно выбрать для каждой культуры наиболее оптимальное рас­стояние. При этом следует учи­тывать, что оптимальная плот­ность посевов может быть раз­личной в зависимости от обес­печенности растений водой, элементами минерального пи­тания и от их особенностей. Наиболее часто растения не­эффективно фотосинтезируют из-за недостатка воды и эле­ментов минерального питания. Если улучшить условия водо­снабжения и питания, то раз­меры листовой поверхности увеличатся, а между ними и величиной урожая обычно су­ществует прямая зависимость. Однако существует некото­рый предел роста эффектив­ности фотосинтеза, когда дальнейшее улучшение водо­снабжения и минерального питания не дает результатов. Дело в том, что при определенном размере листовой по­верхности (обычно, когда на 1 квадратный метр посевов приходится четыре-пять квад­ратных метров листьев) рас­тения поглощают практически всю энергию света. Если же на единицу площади поля при­ходится еще большая поверх­ность листьев, то в результате затенения их друг другом растения вытянутся, интенсив­ность фотосинтеза уменьшится. Вот почему дальнейшее улучшение снабжения расте­ний водой и элементами мине­рального питания неэффек­тивно.

Ученые по­лагают, что в выведении но­вых сортов культурных расте­ний, отличающихся выгодным строением тела. В частности, они должны иметь компактную низкорослую крону, с верти­кально ориентированными листьями, обладать крупными запасающими (луковицы, клуб­ни, корни, корневища) и репро­дуктивными (семена, плоды) органами.