6.15.1. Світлокультура сільськогосподарських рослин

Інтенсивність світла і спектральний склад значною мірою визначають проходження окремих фаз росту і розвитку рослин. Практично регулювати інтенсивність і склад світла можна в умовах теплиць, оранжерей. У цих спорудах, крім того, піддаються регулюванню температура, мінеральне і повітряне живлення, водний режим. Вирощування рослин при штучному освітленні називається світлокультурою. Світлокультура дає можливість отримувати від 6 до 21 урожаїв овочевих культур за рік.

Спектральний склад світла впливає на якість врожаю. Якщо у складі світла переважають червоні промені, то у рослині синтезується більше білків. Ультрафіолетові промені у помірних дозах необхідні для нормального утворення органів рослин. У теплицях, парниках, накритих віконним склом, рослини не отримують необхідної кількості ультрафіолетових променів і мають тонкі й довгі стебла. Світло звичайних електричних ламп, що використовуються у теплицях, має мало фіолетових і багато жовто-червоних, особливо інфрачервоних, променів. До штучних джерел короткохвильового ультрафіолетового випромінювання належать електрична дуга і ртутні лампи у кварцовій оболонці – “Солюкс”, “Горное солнце” та ін. На сьогодні широко використовують люмінесцентні лампи, спектральний склад яких наближається до розсіяного денного сонячного світла. Ці лампи економічно дуже вигідні, оскільки перетворюють у світло 30–40% електричної енергії, а звичайні лампи розжарювання – лише 10%.

Сучасні споруди з регулюванням клімату мають різний ступінь складності. Найбільш прості з них – звичайні теплиці, у яких з відносною вірогідністю можна регулювати температуру, вологість повітря й умови освітлення рослин.

Більш складними є станції і лабораторії штучного клімату, які дозволяють більш чітко створювати певні параметри окремих елементів клімату.

Замкнутий комплекс або система споруд, що складається з декількох приміщень, у кожному з яких можна регулювати усі фактори клімату: температуру, вологу і склад повітря, інтенсивність і спектральний склад світла, добову тривалість освітлення, швидкість і напрямок руху повітря тощо, – має назву фітотрона. Перший фітотрон було споруджено у 1957 р. у Каліфорнійському технологічному інституті (США). Ефективність цього комплексу у вирішенні теоретичних і практичних проблем агрономії сприяла швидкому зростанню кількості фітотронів у різних країнах світу, у тому числі у нашій державі. В Україні фітотрони збудовані у Інституті генетики та селекції у Одесі та Інституті пшениці у Миронівці.

Це досить дорогі споруди, тому багато науково-дослідних і навчальних закладів користуються мікрофітотронами. Це пристрій, що складається з невеликої (від 1 до 5 м²) робочої камери вирощування рослин і машинної частини, якою створюється відповідний клімат. Мікрофітотрони називають нерідко вегетаційними шафами або камерами.

Важливими біологічними показниками умов освітлення, вирощування і фізіологічного стану рослин є анатомічна будова листків і стебел. Товщина листкової пластинки залежить від інтенсивності й спектрального складу світла. При застосуванні різних типів електричних ламп, навіть при однаковій активності опромінення, листки різних рослин мають неоднакову товщину. Найбільш товсті формуються під впливом люмінесцентних ламп. За анатомічними ознаками листків такі рослини можна віднести до групи світлолюбних. У них добре розвинені палісадна і губчаста тканини, число продихів на одиницю поверхні значно більше, ніж у листків, що виросли під лампами розжарювання. При цьому продихи є не тільки з нижнього боку листка, але зустрічаються і зверху.

Рослини краще поглинають світло, мають інтенсивніший газообмін, а отже і вищу продуктивність.

Листки рослин, що вирощуються взимку під лампами розжарювання, неоновими і ртутними лампами, за анатомічними ознаками належать до групи тіневитривалих рослин.

Спектральний склад штучного світла має значний вплив на ріст стебла і його діаметр. При довгохвильовому опроміненні під лампами розжарювання стебла подовжуються, а при короткохвильовому під люмінесцентними спостерігається укорочення міжвузлів.

Вплив штучного світла на інші фізіологічні показники вивчено недостатньо. Є низка дослідних даних про те, що синтез хлорофілу у більшості випадків швидше відбувається під впливом червоного, а каротиноїдів – синього світла.