Отношение овощных культур к свету. Способы регулирования светового режима в открытом грунте.
.Световой режим. Все процессы в растении в той или иной степени зависят от притока света. Зеленые растения - единственные организмы, способные при помощи лучистой энергии солнца создавать и накапливать органическое вещество и, следовательно, обеспечивать образование урожая.
Требования овощных растений к количеству световой энергии, падающей на их листовую поверхность, неодинаковы. Овощные культуры по требовательности к интенсивности освещения можно распределить на три группы:
1) Наиболее требовательные - большинство овощных культур, которые выращивают для получения плодов - томат, перец, баклажаны, арбуз, дыня, тыква, фасоль, луки.
2) Растения со средними требованиями к освещенности - корнеплоды, капуста, салат, шпинат, многолетники, огурец.
3) Растения, которые требуют малой освещенности - в эту группу входят растения, урожай которых можно получить за счет запасных питательных веществ в органах отложения - лук репчатый, петрушка, щавель, свекла, при выращивании этих культур на выгонку для получения в качестве урожая листьев.
По требовательности к продолжительности светового дня овощные растения разделяются на две группы: короткого дня - помидоры, огурец, арбуз, дыня, тыква, перец, баклажан, фасоль, овощная кукуруза; длинного дня - капуста, репа, редька, редис, брюква, луки, морковь, свекла, шпинат, щавель, укроп.
Знание отношения растений к продолжительности дневного освещения позволяют нам управлять ростом и развитием растений. Так, можно получать высокие урожаи лука и моркови за Полярным кругом, так как длинный световой день ускоряет рост и развитие растений длинного дня. При выращивании таких культур как салат, шпинат в условиях короткого дня они не зацветут или зацветут значительно позднее и, следовательно, продукция их (листья) будут более сочными, крупными.
В открытом грунте возможности управления световым режимом ограниченны и сводятся к выбору сроков сева, норм высева, что определяет густоту размещения растений, выбору участка, борьбой с сорняками. При загущенных посевах растения получают недостаточное количество света и снижают урожай. Тоже происходит и при засорении посевов - на сорных посевах растения также недополучают света и в итоге снижается урожай.
Свет — важнейшее условие жизни растений. Он служит источником энергии для фотосинтеза, существенно влияет на рост, анатомическое строение, транспирацию и минеральное питание растений. Требования овощных растений к силе и составу света весьма различны в разные периоды их жизни, у различных сортов и при различных сроках сева.
Дневной свет, как известно, непостоянен: он изменяется как по временам года, так и по часам суток и не только количественно, но и качественно, по своему спектральному составу. Интенсивность солнечной радиации в первую очередь зависит от высоты солнца над горизонтом. Поэтому она будет выше: в южных районах по сравнению с северными, в летнее время по сравнению с зимним, в часы, близкие к полудню, по сравнению с утренними и вечерними. В соответствии с положением солнца над горизонтом меняется и продолжительность светового дня для растений. По мере снижения высоты солнца, лучи его, прежде чем попасть на земную поверхность, проходят все более длинный путь через атмосферу. В связи с этим увеличивается доля рассеянной радиации, а прямая обедняется ультрафиолетовыми и сине-фиолетовыми лучами и обогащается оранжево-красными. Это хорошо видно из данных табл. 3.
Утренний и вечерний свет более насыщен красными лучами и менее — сине-фиолетовыми и, чем полуденный. Зимой свет богаче красными лучами и беднее сине-фиолетовыми, чем летом. Прямой и рассеянный (диффузный) свет по качественному составу также различен. Короткие сине-фиолетовые лучи поглощаются атмосферой сильнее, чем длинные красные. Чем больше насыщена атмосфера водяными парами (облака), пылью и дымом, тем сильнее поглощение. Рассеянный свет относительно богаче красными лучами и потому лучше усваивается растениями.
Различные лучи солнечного спектра оказывают неодинаковое влияние на растения. Известно, что хлорофилл поглощает сильно красные и синие лучи, а каротиноиды — синие (рис. 1). Желтокрасные лучи (550—720 нм) ускоряют развитие растений. Имеет значение для растений и инфракрасная радиация (более 1000 нм), которая определяет температуру листьев и т. д. Наибольшее значение для нормального роста и развития растений имеют лучи длиной от 380 до 710 нм. Это так называемая физиологически или фотосинтетически активная радиация — ФАР. На каждом этапе жизни растение требует получения определенного количества ФАР, наличие которой в данной местности и в данное время определяет возможность выращивания той или иной культуры. Ультрафиолетовые лучи не влияют на процесс ассимиляции, но способствуют синтезу аскорбиновой кислоты. Стекло задерживает ультрафиолетовые лучи, поэтому овощи, выращенные под стеклом, беднее аскорбиновой кислотой, чем грунтовые.
Недостаток света зимой в теплицах возмещают искусственным освещением. К. А. Тимирязев указывал, что коренного качественного различия между действием электрического и солнечного света не существует. Это положение полностью подтвердил Б. С. Мошков, выращивавший томат и другие растения исключительно при электрическом освещении; плоды томата при искусственном совещании созревали значительно быстрее, чем в обычных теплицах на солнечном свете. Однако для этого требуется очень много электрической энергии: на 1 м2 площади не менее 500 Вт суммарной мощности ламп накаливания.
Большое влияние на фотосинтез, рост и развитие растений оказывает интенсивность (сила) солнечной радиации. В зимние месяцы радиация значительно слабее, чем летом, в северных районах— слабее, чем в южных. Фотосинтез у растений начинается при самых низких уровнях освещенности. При интенсивности освещения примерно 0, 01 кал/см2 мин новообразование органических веществ только уравновешивает расход их на дыхание. С увеличением освещенности повышается интенсивность фотосинтеза и при интенсивности света 0, 6 кал/см2*мин у светолюбивых растений и при 0, 2—0, 3 кал/см2*мин у теневыносливых наступает так называемое светонасыщение, когда интенсивность фотосинтеза прекращает увеличиваться. Если считать, что 1 кал/см2*мин соответствует освещенности в 71.400 люксов, то указанные величины выразятся в 14.300, 21.420 и 42.800 люксов. Наименьшая же освещенность, при которой возможно цветение томата, считается 4000 люксов. В процессе филогенеза и формирования экологических типов и местных сортов культурных растений создались формы, приспособившиеся к различной интенсивности света. Из овощных культур наиболее нуждаются в интенсивном освещении тыквенные, пасленовые, бобовые и кукуруза, меньше — луковичные, капустные и корнеплоды (свекла, морковь). На последнем месте стоят лиственные овощи — салат, шпинат, ревень и др. Однако такое деление овощных растений по отношению к свету условно, так как в пределах каждого вида есть сорта, выделяющиеся по теневыносливости или, наоборот, по светолюбию. Таковы, например, широко известные теневыносливые тепличные сорта огурца. Фотосинтез у светолюбивых растений возрастает пропорционально увеличению интенсивности освещения и достигает максимума при прямом освещении, тогда как у теневыносливых максимум наблюдается при средней освещенности.
Определенное влияние оказывает свет и на рост растений Темнота ускоряет рост; свет, наоборот, замедляет его. Поэтому растущие на сильном свете растения характеризуются более короткими междоузлиями и меньшей высотой, чем растения, рост которых проходит при затенении (недостаточном освещении в защищенном грунте). Освещение сказывается и на росте корневой системы; у затененных растений она всегда слабее, чем у растений, выросших на свету. Рост может проходить и в темноте, но такие растения лишены зеленой окраски и отличаются сильно вытянувшимися тонкими стеблями и недоразвитыми листьями, механические ткани и клеточные стенки у них развиты слабо. Такие растения называют этиолированными. В овощеводстве иногда применяют выращивание растений без света («отбеливание»), чтобы придать им более нежную консистенцию и лучший вкус (цветная капуста, лук-порей, спаржа и др.).
Потребность растений в смене света и темноты, называемая фотопериодизмом, «возникла в процессе филогенеза и для различных растений неодинакова. У растений умеренного пояса выработалась потребность в продолжительном освещении, как необходимом условии для перехода к цветению и плодоношению. Они называются растениями длинного дня; это — капуста, салат, шпинат, укроп, щавель корнеплоды (репа, редис, свекла), У растений южного происхождения выработалась потребность к продолжительному воздействию темноты, как условию для перехода к цветению. Они получили название растений короткого дня; к ним относятся огурец, томат, баклажан, кукуруза. Некоторые растения, так называемые нейтральные, на изменения продолжительности дня реагируют крайне слабо или не реагируют совсем: это картофель, морковь, некоторые сорта томата, фасоли, гороха.
Фотопериодизм контролирует не только цветение, но и ряд других явлений и процессов. Изменяя продолжительность дня, можно управлять ростом и развитием растений: усиливать или подавлять рост вегетативных органов, ускорять или задерживать наступление цветения и плодоношения. Так, например, сокращением светового дня при выращивании рассады томата можно получить прибавку будущего урожая. В открытом грунте подбирают сроки посева и выращивания растений с таким расчетом, чтобы естественная длина дня способствовала быстрому формированию продуктивных органов. В пределах групп растений короткого и длинного дня имеются большие сортовые различия, обусловленные географической зоной создания сортов в процессе селекции.
