Правильне освітлення теплиць – запорука високої врожайності
Віктор Підопригора
Сьогодні, в умовах, коли несприятливі зміни клімату вже стали стабільною дійсністю, аграрії України, інших країн Європи та світу змушені адаптувати свої господарства до нових умов з метою збереження врожайності агрокультур на прийнятному, або високому рівні. Одним з ефективних напрямків такої адаптації є збільшення площ тепличних угідь, на яких, завдяки сучасним досягненням агрономії закритих грунтів, техніки кліматконтролю і світлодіодним джерелам світла, вдається реалізувати оптимальні для вирощування тих чи інших культур параметри повітря та освітлення. Важливо, що ці параметри і характеристики в сучасних теплицях вже майже не залежать від атмосферних чинників зовнішнього середовища. Світло і технічні засоби освітлення, здатні забезпечити високу врожайність тепличних культур, будуть предметом розгляду в цій роботі та в наступних дописах автора на цю тему.
ПРАВИЛЬНЕ ОСВІТЛЕННЯ
Правильне освітлення для рослин – це освітлення, що створює оптимальні умови для фотосинтезу. Іншими словами, воно має бути біоефективним.
Ключовими для фотосинтезу є хлорофіли і каротиноїди – пігменти, що входять до складу всіх здатних до фотосинтезу рослинних організмів.
Серед них основну роль в поглинанні енергії світла відіграють хлорофіл-а, хлорофіл-b і β-каротин. Хлорофіл-а має вирішальне значення для перетворення енергії світла в хімічну енергію фотосинтезу.
Названі хлорофіли і каротиноїди поглинають, тобто перетворюють в енергію фотосинтезу світло фіолетового, синього, синьо-зеленого і червоного кольорів (діаграма 1).
Очевидно, що правильне, або біоефективне освітлення повинно мати у своєму складі достатню кількість світла саме таких кольорів. Тобто, структура його спектру має якнайкраще відповідати структурі спектру поглинання світла хлорофілами і каротиноїдами рослинних організмів. Таке світло ще називають фотосинтетично активною радіацією (ФАР).
СКІЛЬКИ МАЄ БУТИ СВІТЛА?
Світлові прилади, що застосовуються для освітлення рослин в теплицях, або в так званих «вертикальних» фермах називаються фітосвітильниками. Біоефективне світло, яке випромінюється фітосвітильниками заведено називати фотосинтетичним фотонним потоком – PPF (Photosintetic Photon Flux) – який вимірюється в мкмоль/с. Наприклад, світильник FLORA-250 потужністю 250 Вт випромінює PPF = 820– 850 мкмоль/с. І це саме фотосинтетичний фотонний потік, тобто світло, яке можна назвати правильним для фотосинтезу. Воно має у своєму складі велику частку синього і червоного кольорів (діаграма 2).
Кількість фотосинтетичних фотонів, що падає на одиницю площі поверхні за одну секунду, називається щільністю фотосинтетичного фотонного потоку – PPFD (Photosintetic Photon Flux Density) – яка вимірюється в мкмоль/с·м2.
Встановлено, що для різних культур, які вирощуються в теплицях, для отримання високих врожаїв потрібно забезпечити певну щільність фотосинтетичних фотонів, наприклад:
- 75 мкмоль/с·м2 для салатів, грибів, орхідей;
- 150 мкмоль/с·м2 для коренеплодів;
- 250 мкмоль/с·м2 для полуниці, перцю, дрібних томатів («чері»), цитрусових;
- понад 300 мкмоль/с·м2 для троянд, крупних томатів, огірків, баштанних.
Часто кількість біоефективного світла, яке отримують рослини оцінюється таким параметром, як добова сума світла ДСС (Daily Light Integral – DLI). ДСС вимірюється в моль/м2 ·доба. Значення цього параметру легко визначити, якщо відома щільність фотосинтетичного фотонного потоку (PPFD):
DLI = PPFD·3600·T / 1 000 000 моль/м2 ·доба
Де: Т – кількість годин протягом доби, коли в теплиці присутнє світло.
На відкритому повітрі рослини отримують ДСС від 5 до 60 моль/м2 ·доба залежно від пори року, погоди, тривалості дня. В теплицях цей параметр зменшується в середньому на 30–40 %. Але, в будь-якому разі, для нормального фотосинтезу рослинам в теплицях потрібно забезпечити рівень ДСС ≥ 10 моль/м2 ·доба. І чим вище його значення, тим вищий буде врожай.
Якщо відомий фотосинтетичний фотонний потік PPF фітосвітильників і параметри світлорозподілу, то відносно легко вирахувати PPFD для конкретних теплиць і умов застосування цих світильників. Для цього використовуються відповідні комп’ютерні програми, наприклад, DIALux. За отриманим значенням PPFD можна розрахувати і ДСС, скориставшись наведеною вище формулою.
В будь-якому разі, важливо, щоб світло мало в своєму складі певну кількість світла саме таких кольорів, які будуть найбільш ефективними для нашої культури. При цьому, завжди доцільно в спектрі випромінювання фітосвітильників мати якусь долю білого світла. Це сприяє нормальному сприйняттю кольорів персоналом теплиць, відповідає гігієнічним вимогам і сприяє кращому розповсюдженню світла в нижні яруси крони рослин.
ЗАСТОСУВАННЯ БІОЕФЕКТИВНОГО СВІТЛА В ТЕПЛИЦІ
Насправді ж, кожна культура і теплиця вимагає індивідуального вирішення питання спектру PPF. Тому, перш ніж застосовувати фітосвітильники на великих площах доцільно випробувати їх в експериментальних теплицях незначної площі. Одночасно виконується калібрування спектрів. Тобто, визначається, який приріст врожайності можна отримати від застосування того чи іншого спектру, або від збільшення PPFD.
Як правило, найперші рекомендації щодо застосування фітосвітильників, що випромінюють світло того чи іншого спектру, можна отримати від виробника таких світильників. Уточнення структури спектру відбувається вже в конкретних умовах конкретних теплиць.
Загальні правила, якими можна скористатися:
• Синє світло (400–500 нм) і його кількість в спектрі сприяє проростанню, зміцненню стебла, розвиває холодостійкість рослини.
• Зелене світло (500– 600 нм) сприяє глибокому проникненню світла в нижні пологи рослини.
• Червоне світло (630–660 нм) стимулює активний розвиток всіх процесів життєдіяльності рослини, сприяє її розростанню, укоріненню, цвітінню і дозріванню.
• Світло далекого червоного кольору (730 нм) в присутності синього світла стимулює активне проростання пагінців і розвиток крони рослини в ширину. За відсутності синього світла, або відносно малої його кількості – ріст стебла вгору.
Власне, якщо калібрування дозволило з’ясувати, що новий застосований спектр світла забезпечує приріст врожаю хоча б на 1 г маси з 1 мкмоль/с·м2 приросту PPFD і забезпечує прийнятну морфологію рослин, то можна вважати вибір цього спектру вдалим.
ЯКИМИ МАЮТЬ БУТИ ФІТОСВІТИЛЬНИКИ?
Сьогодні найбільш поширеними джерелами штучного світла для рослин, що вирощуються в закритих грунтах, все ще є світильники з натрієвими лампами високого тиску (НЛВД). Вони досить добре себе зарекомендували, але не стільки завдяки оптимальному спектру випромінювання, скільки простому збільшенню освітленості (PPFD).
Найкращими ж на сьогодні для освітлення тепличних культур є світлодіодні фітосвітильники.
Їх найважливіші переваги:
• Можливість реалізувати освітлення теплиць світлом різних спектрів.
• Висока ефективність, що переважає ефективність світильників з НЛВД у більш ніж два рази.
• Значно менше виділення тепла світлодіодними світильниками, порівняно з натрієвими світильниками.
• Строк служби світлодіодних світильників сягає 50–60 тис. год, тоді як у натрієвих світильників він знаходиться в межах 25-30 тис. год.
Трапляється і змішане використання світлодіодних і натрієвих фітосвітильників.
Наприклад, модернізація освітлення теплиць Асканія-Флора, полягала в дооснащенню мережі натрієвих світильників світлодіодними світильниками FLORA-1050 і FLORA-1250, потужністю 1050 і 1250 Вт, відповідно. Вона дозволила довести щільність фотосинтетичного фотонного потоку до 300 мкмоль/с·м2 і підвищити урожайність трояндових плантацій в середньому на 60 %. Вищою стала якість квіток, покращилась їх естетична привабливість.
ВИСНОВКИ:
1. Завдяки застосуванню правильного освітлення можна суттєво збільшити врожайність тепличних культур незалежно від клімату й атмосферних факторів зовнішнього середовища.
2. Використання світлодіодних фітосвітильників для освітлення і досвітки рослин, що вирощуються в закритих грунтах, дозволяє значно зменшити витрати електроенергії на освітлення, завдяки надзвичайно високій ефективності світлодіодів, в порівнянні з електролампами.
Аби придбати друкований випуск журналу, оформити передплату на 2025 рік, або придбати видання, видані впродовж минулих років, звертайтеся: Лариса Товкач, +38 (097) 968 95 16, sad.nti@ukr.net.
Якщо ви хочете, щоб у наступному номері журналу ми написали саме про ваше господарство, підприємство, медіагрупа «Технології та Інновації» пропонує розміщення новин та інформації про компанії на електронних та друкованих ресурсах.
Ми з радістю напишемо про досвід – ваш чи ваших клієнтів, про впроваджені новітні технології та передові рішення у журналах чи на сайтах («Ягідник», «Садівництво та Овочівництво. Т.І.», «Напої. Технології та Інновації»).
Контакти: Надія Ящук, директор проєкту, тел. +38 (068) 568-58-22, rnadia@ukr.net
Лариса Товкач, менеджер, +38 (097) 968 95 16, sad.nti@ukr.net.
Анна Панкратенкова, менеджер, +38 097 759 25 83, +38 095 607 09 04, reklama.nti@gmail.com
Ірина Петронюк, тел: +38 096 49 166 92 oksana.buh.ti@gmail.com
Триває передплата журналу “Ягідник” на 2025 рік!
