Будущее за лампами роста. Реферат

Л. Марселис, Т. Дуеск, Международная исследовательская группа
Эп Хеувелинк, Вагенингенский  университет, Нидерланды

The future is bright with grow light. Abstract
L. Marcelis, T. Dueck, Plant Research International, Wageningen
Ep. Heuvelink, Wageningen University

Растениеводство защищенного грунта в Нидерландах немыслимо без дополнительного освещения растений на протяжении всей вегетации. Системы освещения постоянно совершенствуются, накапливается агротехнический опыт их применения. Научные исследования открывают новые перспективы выращивания растений при искусственном освещении.

С каждым годом использование «ламп роста» в тепличных хозяйствах Голландии находит все большее применение, причем не только в отношении разнообразия выращиваемых культур, но и в отношении интенсивности света и продолжительности его воздействия.
С постоянным увеличением числа производителей тепличной продукции, которые начинают выращивать растения при искусственном освещении, растет объем практических знаний, однако вместе с ним и поток вопросов. 
В настоящее время исследования проводятся в нескольких точках планеты, в первую очередь это Канада и Скандинавия. Данные обобщаются и анализируются, в этой связи в июне 2005 г. в Норвегии проходил V Международный симпозиум «Современное состояние и перспективы развития светокультуры растений», по материалам которого было издано три сборника: «Мобильное освещение», «Оптимизация фотопериода» и «Об использовании светодиодов».

Мобильное освещение

Передвижные лампы активно используют в теплицах в течение последних пяти лет, и они считаются весьма эффективными. В существующих осветительных системах лампы перемещаются по рельсам назад и вперед на расстоянии друг от друга от 2-4 (близкий свет) до 25 м (дальний свет).  Однако сравнительные исследования по выращиванию декоративных растений при освещении подвижными и стационарными лампами не проводились. Совсем недавно такие исследования были выполнены для нескольких культур.
При одинаковой мощности ламп продуктивность растений, выращиваемых с использованием мобильных  и стационарных осветительных систем, существенно не различалась, более того при использовании дальнего света результаты были хуже, чем в случае фиксированных ламп, эксплуатация которых обходилась дешевле. Однако системы дальнего света могут быть оправданы в том случае, когда требуется низкий уровень освещенности, для чего используют небольшое число ламп. Очевидно, что фиксированный источник света не может равномерно освещать всю теплицу, поэтому перемещающиеся лампы получают определенные преимущества.

Системы близкого света

Эксплуатация установок дальнего света подсказала идею размещать подвижные лампы на небольшом расстоянии (2-4 м) — использовать так называемые мобильные установки близкого света. Показания датчиков позволяют видеть, что такие системы обеспечивают более равномерное освещение растений, по сравнению со стационарными лампами, при использовании которых одни листья постоянно освещены, а другие всегда находятся в тени. Кроме того, перемещение ламп избавляет культуру от постоянного освещения под фиксированным углом.  Высота ламп над растениями, по-видимому, играет важную роль в распределении света. В то же время ряд практических примеров показывает, что лучше, когда лампы расположены ближе к растениям. Нужно только не допускать ожогов листьев и обеспечить свободное перемещение ламп в горизонтальном направлении.
Включить - выключить
Определение оптимальной длины дня при искусственном досвечивании растений важный момент — растения должны эффективно использовать каждый час облучения. Казалось бы, что наиболее эффективным вполне может оказаться круглосуточное облучение, однако большинство растений ориентировано на определенный фотопериод и только очень ограниченное число видов не нуждается в темном времени суток. Оптимальная длина дня варьирует в значительных пределах для отдельных декоративных культур. Например, оптимальной длиной дня для роз считается 20 ч, а при освещении в течение 24 ч нарушается работа устьиц, что может потом сократить продолжительность стояния цветов в вазе. Однако это также может быть связано с изменениями температуры и влажности воздуха в течение суток, а также со спектральным составом света.

Светодиоды

В подавляющем большинстве осветительных систем используются адаптированные для растениеводства натриевые лампы высокого давления.  Специалисты тепличного хозяйства выбирают эти лампы в основном благодаря их высокой эффективности. Однако  у них только треть затраченной энергии преобразуется в фотосинтетически активное  излучение, а это означает, что вырабатывается также много лишнего тепла. Лампы роста потребляют дополнительное количество энергии, что сказывается на себестоимости продукции. В этой связи отдачу от их использования всех видов энергии нужно контролировать. В настоящее время интенсивно изучают альтернативные источники света — светодиоды, знакомые всем по красному глазку на панели телевизора или стереосистемы. Не исключено, что светодиоды окажутся весьма эффективными источниками света, во всяком случае, они производят значительно меньше тепла. Технологии производства и использования светодиодов  интенсивно развиваются, однако пока они не столь эффективны как натриевые лампы высокого давления и поэтому не используются в теплицах.
Светотехники утверждают, что за последние 30 лет количество излучаемого света, продуцируемого на единицу затраченной прибором энергии, каждое десятилетие возрастало в десять раз. Если это верно и в ближайшее время тенденция сохранится, то светодиоды станут весьма перспективными для тепличного растениеводства. С их внедрением откроется много новых возможностей для использования ламп роста в овощеводстве и цветоводстве. Можно будет выбрать для ламп любой цвет, в то время как спектр натриевых ламп высокого давления ограничен. Лампы разного цвета могут быть полезны для управления культурой, в том числе процессом цветения и габитусом растений: для разных фаз развития культуры или при различной высоте растений будут использоваться лампы определенного цвета. Светодиоды также позволят освещать растения под разным углом.

Непрерывное производство

В Японии разработан проект растительной фабрики непрерывного цикла, где растения выращивают на столах и стеллажах, расположенных друг над другом, и используется только искусственный свет при полном отсутствии солнечного. В отличие от Нидерландов, где такие фабрики пока редкость, в Японии работают уже 35 коммерческих растениеводческих предприятий, выращивающих зеленные культуры и рассаду. Процесс выращивания полностью контролируется — ростом и развитием растений можно управлять в соответствии с поставленными задачами. Прогнозируется, что число подобных фабрик и в Нидерландах, и в мире будет расти. Это новый этап научно-технического прогресса в отрасли растениеводства вслед за полностью изолированной теплицей.

Подготовила В.А. Кокорева

Статья предоставлена редакцией журнала «Гавриш»