Часть 4. Основные параметры микроклимата в теплицах для выращивания роз
Свет
Аким Азимович Заурембеков,
кандидат сельскохозяйственных наук.
Основным или самым важным фактором роста растений является свет, точнее фотоситетическая активная радиация (ФАР).
В защищенном грунте это главным «лимитирующий» фактор роста растений.
Световую энергию растения в теплице в основном получают от солнца, а в «темный» период года от искусственного освещения (системы электродосвечивания растений).
В данной работе мы не будем касаться типа светильников и ламп применяемых в установках электродосвечивания. Нам важны показатели по интенсивности света и его продолжительности.
В настоящее время специалистами защищенного грунта используются разные единицы освещенности: Вт/м2 установленной электрической мощности, люксах. Интенсивность светопопока измеряют в Вт/см2, люксах или мкмолях/с-1.
Соотношение единиц таково: 1000 Вт/см2 = 100 000 люкс = 2200 мкмоль/с-1
По данным голландских специалистов, светопропускание теплиц только 75%. Поэтому при наружной освещенности 1000 Вт/см2внутрь теплицы поступает только 1500 мкмоль/с-1.
На рисунке №5 показана зависимость продуктивности роз от интенсивности светопотока в течение всего года, правда компания не указала сорта роз.
Для производства роз, с коммерческой точки зрения, важен период с ноября по апрель. На рисунке №5 видно, что без искусственного досвечивания продукции просто нет. При этом увеличение интенсивности освещенности повышает продуктивность роз. Особенно это наглядно видно при сравнении количество срезанных цветов в июне-июле по сравнению с декабрем-январем.
Необходимо отметить, что при высокой интенсивности света, продуктивность в летние месяца значительно выше, чем при низкой интенсивности света. Это говорит о сильных и здоровых растениях, у которых процесс фотосинтеза идет круглый год без существенных провалов.
По данным компании Hortilux без досвечивания было получено 336 шт./год/м2. При электродочвечивании 5000 люкс – 464 шт./год/м2 или на 38 % больше, чем без досвечивания. При этом каждое повышение интенсивности светопотока на 5000 люкс приводило к увеличению продуктивности роз на 27 и 21%, соответственно.
Многие исследователи и практики по выращиванию роз по современной технологии считают для нормального развития и плодоношения для роз достаточный уровень естественной освещенность 70 000 люкс. Повышение уровня освещенности свыше 70 000 люкс, не вызывает увеличения продуктивности роз, а наоборот приводит к снижению продуктивности фотосинтеза.
Но, при снижение естественного уровня освещенности на 1% от 70 000 люкс продуктивность роз снижается на 1%.
Кроме уровня освещенности, важными показателями для выращивания роз являются продолжительность светового дня, интенсивность светового потока и суммарный световой итог.
Суммарный световой итог, обычно измеряемый в Дж/см2 важен для назначения поливов, согласно управляющей программы и для понимания общей продуктивности фотосинтеза за сутки, неделю, месяц и т.д.
Интенсивность светопотока , особенно в 5, 6 и 7 световых зонах, может достигать критических величин- до 1000 вт/ см2 и более.
Как отмечает специалист из Нидерландов Ван дер Кнаар, на уровне культуры свет не должен превышать 500 В/м2. Слишком много света приводит к перегреву листа и устьица закрываются, транспирация становиться не продуктивной, а продуктивность фотосинтеза снижается или прекращается вовсе.
Высокая интенсивность света приводит к негативным последствиям для роз:
уменьшается длина цветоноса на 1-2 номера,уменьшается размер бутона, как по высоте, так и по диаметру,на красных сортах роз появляется «загар» в виде темно- коричневых или черных полосок на краешках лепестков,увеличивается до критической температура воздуха (30-35°С) в теплице, что приводит к снижению продуктивности фотосинтеза,снижается относительная влажность воздуха в теплице при повышении не продуктивной транспирации растений.
Для уменьшение негативных последствий высокой интенсивности света используют:
светоотражающий горизонтальный экран,забеливание кровли специальным составом.
Шторные светоотражающие экраны должны пропускать 70% света.
Применение горизонтального шторного светоотражающего экрана уменьшает интенсивность светопотока, но при этом ухудшается вентиляция теплицы через фрамуги. В любом случае приходится оставлять 20% не закрытой экраном поверхности, что приводит к ожогам части растений и ухудшению качества продукции.
Забеливание кровли специальными составами имеет отрицательное свойство, а именно в пасмурную сухую погоду растения испытывают недостаток естественной световой энергии до такой степени, что иногда включается электрическое освещение растений.
Кроме того, резкие колебания интенсивности светопотока приводят к большим нагрузкам на инженерно-технологические системы, такие как шторный экран, форточная вентиляция, испарительного охлаждения и доувлажнения воздуха, орошения кровли.
Продолжительность светового дня также имеет большое значение. Так в условиях 3-4 световых зон при низкой интенсивности света и длинном дне, растения получают такое же количество световой энергии, как в условиях 6-7 световых зон.
Период продуктивного фотосинтеза увеличивается в этих зонах, повышается коэффициент использования световой энергии и в следствии этого увеличивается продуктивность роз, улучшается качество цветов.
В условиях 6-7 световых зон световой итог в 3000 Дж растения получает в течение 8-10 часов, при этом при интенсивности светопотока 1000 -1500 Вт/м2. В этом случае, большая часть энергии растения направлена на транспирацию воды с целью охлаждения самого себя. Продуктивный фотосинтез при этом отсутствует.
Качество цветов снижается, так же как и общая продуктивность в следствии:
а) высокой интенсивности света и значительных затрат продуктов фотосинтеза растения на охлаждение самого себя,
б) короткого дня, соответственно короткого периода фотосинтеза и суммарно малой продуктивности фотосинтеза.
По мере снижения прихода солнечной энергии (ноябрь-март) или высокой облачности, в теплице включается система электродосвечивание растений для обеспечения требуемой для роз долготы дня и световой энергией для процесса фотосинтеза.
Электродосвечивание является основной составляющей современной интенсивной технологии выращивания роз. Система электродосвечивания позволяет экономить затраты на тепловую энергии, так как при ее включении температура воздуха в теплице поднимается на 4-6°С. При этом надо учитывать, что при выключении данной системы температура воздуха в теплице снижается на те же 4-6°С и происходит резкое повышение (до критической 95%) относительной влажности воздуха.
Уровень освещенности роз по разным источникам колеблется от 6000 до 20000 люкс. По данным голландских источников для успешного выращивания 15-17 штук с м2 в месяц высококачественных цветов, зимой достаточно 10 000 – 12 000 люкс искусственного освещения, а свыше 15 000 люкс – экономически не оправдано. При этом они отмечают, что освещенность 5000 люкс – только для выживания растений.
Профессор Шульгин И.А. считает, что уровень ФАР в 40 вт/м2 (вне зависимости от источника освещения) способен только поддерживать равновесии между фотосинтезом сахаров и их расходованием на жизнеобеспечение растения, без продуктивной составляющей.
Однако, финские производители роз применяют уровни освещенности 15 000-20 000, а иногда и 25 000 люкс.
Для экономии электроэнергии (доля электроэнергии в структуре себестоимости может достигать 40%) светоотражающий шторный экран должен быть закрыт во время работы системы электродосвечивания. Систему электродосвечивания проектируют из условия включения 50% и 100% установленных ламп, при непременном условии равномерности освещения растений.
Хотя на наш взгляд, более оптимальным было бы включение системы электродосвечивания растений в режиме 25,50,75 и 100% нагрузки и технически это возможно. Увеличение расходов на кабельную продукцию, для указанного варианта управления системой электродосвечивания, с лихвой окупятся экономией электроэнергии, при постоянном возрастании тарифов на электроэнергию.
Временной режим электродосвечивания устанавливается в зимнее время в количестве 20 часов в сутки. Обычно досвечивание включают в 4 часа утра и выключают в 24 часа. Темновая фаза фотосинтеза составляет 4 часа.
В практике эксплуатации, автоматизированная система управления электродосвечиванием учитывает солнечную активность (при достижение 100 или 150 Вт/см2 солнечного света в зависимости от установок управляющей программы), система ? электродосвечивания выключается.
Весной, по мере увеличения интенсивности солнечного света и продолжительности светового дня, время работы системы электродосвечивания сокращается до 16, 14, 10 и т.д. часов. Однако очень полезно проводит досвечивание растений после захода солнца с целью удлинения светового дня для роз, особенно при коротком световом дне. Это приводит к увеличению продуктивности роз и улучшению качества цветов (окраска и величина бутона, длина цветоноса, увеличение вазостойкости).
При переходе от лета к осени продолжительность электродосвечивания в течение суток увеличивается.
Важным показателем является эффективность использования света ( ЭИС) .
Это количество прироста сырой массы растения на единицу света. Обычно ее выражают в г/моль света или г/ количество часов электродосвечивания.
Для разных сортов розы показатели эффективности использования света свои. Так для сорта Аваланж нормой является 2,8г/моль или 20 г/20 часов, Гран при – 2,0 г/моль или 15 г/20 часов, Иллос – 2,4 г/моль или 18 г/20 часов.
Для определения эффективности использования света каждую неделю взвешивают по 5-10 букетов упакованных роз.
Для понимания данных величин приведем расчет-перевод приведенных единиц:
При уровне освещенности 8000 люкс мы получаем 100 мкмоль/с-1.
Имея такой уровень освещенности, мы можем получить 7,2 моля/м2 фотосинтетической активной радиации:
100 * 3600/1000000 * 20 = 7,2 моля/м2, где
100 – количество световой энергии в мкмолях/с-1,
3600 –количество секунд в часе,
1000000 – коэффициент перевода мкмоль в моли
20 – длительность электродосвечивания.