Искусственное освещение растений. Зачем это нужно и как реализовать

Применение

Источники искусственного света применяются в садоводстве, при озеленении помещений, при выращивании посевного материала, в производстве пищи (включая гидропонику и выращивание водорослей). Несмотря на то, что большинство источников фитоактивного света разработаны для применения в промышленных масштабах, возможно их применение и в бытовых условиях.

Согласно закону обратных квадратов, интенсивность светового излучения падает обратно пропорционально квадрату расстояния до источника света. Если, например, расстояние до лампы увеличить в два раза, то интенсивность света, достигающего объект, уменьшится в четыре раза. Этот закон служит серьезным препятствием для садоводов, поэтому много усилий направлено на улучшение утилизации света. Фермеры используют всевозможные рефлекторы, позволяющие сконцентрировать свет на небольшой площади, стараются высаживать саженцы как можно ближе друг к другу, делают все для того, чтобы свет попадал как можно больше на растения, а не рассеивался в пространстве.

В качестве источников света можно использовать лампы накаливания, люминесцентные лампы (ЛЛ), газоразрядные лампы (ГР), индукционные лампы, а также светодиоды. В настоящее время профессионалами, в основном, используются газоразрядные и люминесцентные лампы. В помещениях теплиц обычно устанавливают натриевые лампы высокого давления (НЛВД) или металлогалогенные (МГ) лампы, последние, правда, все чаще стали заменять на люминесцентные в виду их большей эффективности и экономичности.

Металлогалогенные лампы иногда используют в первой (вегетативной) фазе роста растений, поскольку такие лампы излучают достаточное количество синего света, а синий свет способствует росту зелёной массы на первых стадиях развития растений; в то же время МГ-лампы имеют пик излучения в районе жёлтого цвета.

Натриевые лампы высокого давления используются во второй (репродуктивной) фазе роста, поскольку их излучение имеет красноватый оттенок. Красный спектр способствует цветению и образованию плодов. Если натриевые лампы использовать в стадии вегетативного роста, растения развиваются и растут быстрее, но при этом расстояния между междоузлиями у них больше и, в целом, растения оказываются выше.

Иногда в обоих периодах применяются МГ-лампы с добавлением красного спектра или НЛВД-лампы с добавлением синего спектра.

Расчет освещения в зависимости от типа лампы

Уровень светодиодного освещения для аквариума зависит от глубины, наличия обитателей, растений, объема. Среди них выделяют прожекторы, ленты и лампы.

Светодиодный прожектор обеспечивает высокую освещенность. Его применяют для глубоких систем или габаритных изделий. Устанавливают (в зависимости от объема, размера) 1–3 прожектора. Их мощность составляет 25, 50, 100 Вт. На 100 литров устанавливают 2 прожектора по 25 Вт. Альтернатива – установка одного прибора 50 Вт.

Искусственное освещение растений. Зачем это нужно и как реализовать

При этом необходимо оборудовать систему охлаждения, так как в процессе работы светодиоды нагреваются. Плюсом считается то, что ленты приклеиваются в воде, создавая равномерную подсветку.

С помощью лампочек светодиодных освещают емкости системы в 50 л. При этом должна быть учтена мощность и цветовая температура. Светодиоды подбирают на 0,2 Вт.

Люминесцентное освещение для растений

В большинстве случаев люди для освещения комнат используют искусственные источники света (люстры, светильники и многие другие приборы для освещения). Хотя для многих растений такой источник света не оказывает никакого влияния, а то и вовсе может навредить, так как являются источником тепла. Поэтому, чтобы создать комфортные условия, необходимо использовать освещение, максимально приближенное к естественному. Таковыми являются люминесцентные лампы, они практически не выделяют тепла. Еще одним из положительных моментов является экономия в потреблении электроэнергии, почти в четыре раза, чем с лампой накаливания.

На сегодняшний день существует довольно большой выбор люминесцентных ламп, которые подойдут под любые светильники и прекрасно впишутся в интерьер помещения. Декоративно-лиственные растения рекомендовано размещать на расстоянии тридцати – шестидесяти сантиметров, а декоративно-цветущие – пятнадцати-тридцати сантиметрах. Хотя данные рекомендации можно считать условными. К примеру, если в комнате очень много осветительных приборов и освещение равнозначно со светом в погожий солнечный день, то не обязательно растения ставить так близко. В случае, когда ламп всего лишь одна или две, комнатное растение размещают поближе. Для того, чтобы растение не было однобоким и росло равномерно, его периодически нужно разворачивать разными сторонами к лампе. Если длительное время выпадают непогожие дни, то в нише подоконника можно организовать искусственное освещение, подвесив несколько ламп над цветами.

Для того, чтобы воссоздать достаточное количество света для декоративно-лиственных растений, таких как фикус бенджамина или циссус, достаточно применить люминесцентную лампу (20 Вт) на расстоянии тридцати сантиметров.

Для того чтобы определить необходимую продолжительность искусственного освещения, стоит полагаться на потребности каждого растения индивидуально. Зачастую достаточно пары часов утром и вечером. То есть не нужно, чтобы освещение было включено круглосуточно. В целом период освещения будет составлять шесть-восемь часов в сутки. В дождливые и пасмурные дни – 12 часов. В особо солнечные дни не стоит включать лампы больше, чем на три-четыре часа. Для цветущих растений в осенне-зимний период нужно беспрерывное освещение до четырнадцати часов в сутки.

Количество бутонов и качество цветения напрямую зависит от продолжительности светового дня. Но не стоит с этим переусердствовать, так как каждое растение требует покоя, а длительное цветение забирает у растения много микроэлементов, тем самым истощая его. Существует такое понятие как светокультура. Оно применяется к растениям, которые полностью или частично выращиваются с использованием искусственного света.

Для очень больших и габаритных растений, таких как монстера, нужно будет организовать равномерное освещение. Этого можно достигнуть, подвесив лампы с двух сторон, сам цветок лучше поставить на расстоянии около шестидесяти сантиметров от источника света.

Особенности выращивания комнатных цветов с помощью искусственного света

Как быть если окна в помещении отсутствуют? Для этого потребуется довольно серьезно подойти к планированию искусственного освещения, также не забывать о требованиях растений по уходу за ними (температурный режим, влажность воздуха, особенности полива и т.д.). Помимо этого, закрытое помещение нуждается в хорошей вентиляции.

При таких условиях разведения растений освещение в помещении должно быть по максимуму приближено к природному освещению. Его продолжительность должна составлять не менее четырнадцати часов в весенне-летний период, и семь-девять часов в осенне-зимний период. Освещаться должны не только сами растения, но и все помещение.

При искусственном освещении можно выращивать растения, которые не нуждаются в прямых лучах солнечного света. К таковым относят растения, которые прекрасно растут на окнах, расположенных на восточной, западной и северной сторонах. Для выращивания в условиях отсутствия естественного природного освещения подходят такие растения как: папоротник нефролепис, традесканция, драцена окаймленная, фикус эластика (каучуконосный), аспарагус Спренгери, сциндапсус, филодендрон, панданус, пеперомия, монстера и многие другие. . К таким условиям подходят довольно выносливые и непривередливые растения.

Признаки недостатка света у растений

Начинающие цветоводы очень часто могут спутать недостаток света с результатом пересыхания земляного покрова или чрезмерного полива

Чтобы правильно определить проблему, необходимо обращать внимание на сигналы растения. Главным признаком недостатка света является вытягивание побегов, молодые листочки значительно мельче, старых, их окраска становится менее насыщенной

Пестролистые виды растений меняют форму листочка и приобретают практически зеленый окрас. Постепенно происходит увядание, нижние листья осыпаются, почки перестают развиваться. У цветущих растений бутоны опадают, цветение уже не такое насыщенное, растение постепенно погибает. Стоит обратить внимание, что существуют такие виды растений, для которых в осенне-зимний период наступает время покоя. В это время большинство вышеперечисленных признаков совпадает.

Ссылки

  1. Светокультура — статья из Большой советской энциклопедии. 
  2. Гавриленко А. П. . ООО «ЭНОВА Лайт» (май 2016).
  3. . Google.com. Дата обращения 26 февраля 2013.
  4. Нормированный так, чтобы максимальное значение составляло 100 %.
  5. 1 кандела*4π стерадиан/40 Вт
  6. . col. 2, line 34.
  7. Keefe, T.J. (2007). Дата обращения 5 ноября 2007.
  8.  (нем.) (PDF) (недоступная ссылка). www.osram.de. Дата обращения 28 января 2008.
  9.  (недоступная ссылка). www.ts-audio.biz. Дата обращения 28 января 2008.
  10. Klipstein, Donald L. (1996). Дата обращения 16 апреля 2006.
  11. . Дата обращения 16 апреля 2006.
  12. Department of the Environment, Water, Heritage and the Arts, Australia.  (недоступная ссылка). Дата обращения 14 августа 2008.
  13. ↑ (pdf) (недоступная ссылка). Optical Building Blocks. Дата обращения 14 октября 2007. Note that the figure of 150 lm/W given for xenon lamps appears to be a typo. The page contains other useful information.
  14. OSRAM Sylvania Lamp and Ballast Catalog. — 2007.
  15. ↑ .
  16. .
  17. . Venture Lighting (2007). Дата обращения 10 августа 2008.

Источники фитосвета

Цветовая температура различных источников света, используемых в растениеводстве

Применяются лампы разных типов, включая металлогалогенные, люминесцентные, накаливания, натриевые высокого давления и светодиодные.

Светодиоды

Последние разработки в светодиодной отрасли позволили производить недорогие, яркие, с большим сроком службы источники фитосвета. Большим преимуществом светодиодных источников является возможность получения излучения исключительно в фитоактивной части спектра. Привлекательность светодиодов для выращивания растений в помещениях обусловлена многими факторами. Среди них: низкая электрическая мощность, отсутствие балласта, низкое тепловыделение, что позволяет устанавливать светодиоды вплотную к растениям без риска повредить их. Также необходимо отметить, что использование светодиодов снижает испарение, приводя к удлинению периодов между поливами.

Существует несколько активных участков спектра: для хлорофилла и каротиноидов. Поэтому в светодиодном светильнике могут сочетаться несколько цветов, перекрывающих эти фитоактивные участки.

Рекомендации по оптимальному сочетанию светодиодов сильно разнятся. Например, в одном из источников, для максимизации роста и здоровья растений рекомендуется следующая пропорция «12 красных светодиодов с длиной волны 660 нм плюс 6 оранжевых светодиодов с длиной волны 612 нм и один синий светодиод с длиной волны 470 нм».

Пурпурный оттенок светодиодного фитоосвещения

Также имеются публикации, в которых на период вегетативного роста рекомендуется отдавать приоритет светодиодам синего цвета (с длиной волны в районе середины спектра 400—500 нм). Для роста плодов и цветов рекомендуется увеличить долю светодиодов глубоко красного оттенка (с длиной волны от 630 до 670 нм). Следует отметить, что точность при выборе длины волны красных светодиодов более важна, нежели при выборе светодиодов синего спектра. Исследования показали полезность дополнительной подсветки растений светодиодами инфракрасного и ультрафиолетового спектра. При смешении красного и синего света получается свет пурпурного (розового) оттенка. Зелёный свет при искусственном освещении растений может применяться в эстетических целях для нейтрализации неприятного для глаз пурпурного свечения фитосветодиодов или для облегчения визуального контроля зеленых побегов и состояния почвы, поскольку глаз человека лучше всего различает детали именно в зелёной части спектра. Фотосинтетическая эффективность зелёного света крайне низка ввиду высокой степени отражения лучей данного спектра хлорофиллом.

Вышесказанное про отдельные светодиоды разных цветов не имеет отношения к современным фитодиодам, в которых уже применены все необходимые люминофоры и их спектр имеет два максимума в зоне работы фотосинтеза.

Мощность светодиодов, получаемых по старой технологии, составляла сотые доли ватта, что не позволяло эффективно заменять ими ГР-лампы. Современные усовершенствованные светодиоды и светодиодные матрицы обладают мощностью, исчисляемой десятками и даже сотнями ватт, что делает их достойной альтернативой ГР-лампам.

Мощность и эффективность фитосветодиодов продолжает расти. Наиболее важными параметрами при выборе светодиодов являются энергетическая эффективность и спектральный состав излучения.

Лампа накаливания

Они имеют низкий коэффициент полезного действия, выделяют большое количество тепла. Выбирают люминисцентрое освещение из-за охвата площади свечения. Выделяют ряд изделий, у которых тепловое излучение отсутствует.

Недостаток состоит в том, что приборы недостаточно мощны для нормальной подсветки аквариумных систем.

Лампа Т8

Искусственное освещение растений. Зачем это нужно и как реализовать

Устанавливают в аквариумных крышках с типом цоколя Т8. Этот вариант совместим с другими типами ламп. Их достоинства заключаются в приемлемой силе, минимальном потреблении энергии.

Лампа Т5

Этот тип устанавливают в аквариумной крышке с типом цоколя Т5 на 70 литров — 80 литров. Обладают хорошей светоотдачей, высоким показателем мощности. Применение этого типа экономит место в емкости.

Светодиодное освещение

Создается подводной подсветкой дополнительный источник света. Место крепления – стенки. Часто эти области декорируют с помощью растительности, или камней.

Металлогалогенное освещение

Тип предназначен для эффективного обустройства в аквариумной емкости. Этот вариант отличается большим диапазоном работы. Изделия служат продолжительный период времени.

С его помощью оборудуют хороший свет в морском или голландском стиле. Расчет освещения в аквариуме осуществляется, учитывая следующие параметры:

Мощность, Ватт на литр воды Характеристика
1 0,1–0,3 Подходит для резервуаров без растительности
2 0,2–0,4 Используется для теплолюбивых видов рыб; для яванского мха, криптокорин или эхинодоруса
3 0,4–0,5 Подходит для емкостей, в которых не растут растения (ограниченное их число)
4 0,5–0,8 Оптимальные условия для больших теплолюбивых рыб
5 0,8–1 Подходит для естественных условий и для всех видов растений

Если вы выбираете светодиодное освещение аквариума, расчет необходим исходя из глубины резервуара. При высоких стенках позаботьтесь об источниках света большей мощности.

Для нормального функционирования экосистемы необходимо подобрать подходящую подсветку для аквариума, рассчитать мощность лампы. Большее количество света обеспечивает растения питательными веществами и углекислым газом. При недостатке света культурные растения гибнут, аквариум зарастает водорослями.

Требования к свету у растений

У каждого растения особые требования к освещению для правильного развития. Источники искусственного света должны имитировать условия освещения, к которым приспособлено растение. Чем больше растение, тем большее количество света ему требуется. При недостатке света растение перестает расти, независимо от прочих условий.

Например, овощные культуры растут лучше всего при естественном дневном свете, поэтому для выращивания при искусственном освещении им требуется постоянный интенсивный источник света, такой, как белый светодиод. Лиственные растения (например, филодендрон) растут в условиях постоянного затенения, для нормального роста им не требуется много света, поэтому будет достаточно обычных ламп накаливания.

Растениям необходимо чередование темных и светлых («фото»-) периодов. По этой причине освещение должно периодически включаться и выключаться. Оптимальное соотношение светлых и темных периодов зависит от вида и сорта растения. Так некоторые виды предпочитают длинные дни и короткие ночи, а другие наоборот.

Однако освещённость является световой величиной, то есть характеризует свет в соответствии с его способностью вызывать зрительные ощущения у человека и соответствующим образом зависит от спектрального состава света. Поэтому освещённость плохо подходит для использования при определении эффективности систем освещения в садоводстве. Вместо этого используются другие величины, такие как облучённость (энергетическая освещённость), выражаемая в Вт/м2, или фотосинтетически активная радиация (ФАР). Альтернативная величина измерения выражается в микромоль- фотонах в секунду (μmol/s) на единицу площади.

Что такое освещенность

Многие путают освещенность с яркостью ламп, но это неправильно. Один и тот же осветительный прибор может создавать разные уровни освещенности, в зависимости от площади помещения, высоты расположения лампы, угла ее наклона.

Яркость, или световой поток, измеряют в люменах. Этот показатель есть на упаковке осветительного прибора, но, к сожалению, он не всегда достоверен. Поэтому для выбора энергосберегающей лампы имеет смысл взять с собой в магазин компактный люксметр RADEX LUPIN. Этот же прибор поможет измерить освещенность вашего рабочего места и комнат дома. Параметр отражает количество люменов светового потока, которое приходится на 1 кв. м поверхности

Очень важно не допускать несоответствия его установленным нормам

Ссылки

Вспомогательные пигменты — светопоглощающие соединения фотосинтезирующих организмов, которые работают в сочетании с хлорофиллом а, выполняя светособирающую или светозащитную функции. К ним относятся различные формы хлорофилла, например хлорофилл b в зеленых водорослях и светособирающих антеннах высших растений или хлорофиллы с или d у других водорослей. Кроме того есть много других вспомогательных пигментов таких как каротиноиды или фикобилипротеины, которые также поглощают свет и передают его энергию на главный пигмент фотосистемы. Некоторые из этих вспомогательных пигментов, в частности каротиноиды, служат для поглощения и рассеивания избыточной энергии света и являются антиоксидантами.

Хлорофиллы и пигменты, связанные с фотосистемами, имеют разные спектры поглощения, поскольку спектры разных хлорофиллов модифицируются их локальным белковым окружением или потому, что вспомогательные пигменты имеют существенные структурные различия. В результате, в естественных условиях, совместный спектр поглощения всех пигментов оказывается шире, чем спектр поглощения каждого из них в отдельности. Это позволяет растениям и водорослям поглощать больший диапазон видимого и инфракрасного излучения. Большинство фотосинтезирующих организмов не поглощают зелёный свет, поэтому под навесом листьев в лесу или под слоем воды, богатой планктоном, преобладает зелёный свет. Этот спектральный эффект называется «зеленое окно». Некоторые организмы, такие как цианобактерии и красные водоросли, содержат вспомогательные пигменты фикобилипротеины, которые дают им возможность поглощают зелёный свет, проходящий на глубину их местообитания.

В водных экосистемах основное влияние на спектр оказывает поглощение воды наряду с растворенным в ней органическим веществом. Это и определяет основные экологические ниши для фототрофных организмов. Шести плечам (спадам поглощения) в спектре поглощения воды на длинах волн между 400 и 1100 нм соответствуют по крайней мере двадцать различных видов фототрофных бактерий. Другой эффект обусловлен общей тенденцией воды поглощать свет с низкой частотой, в то время как органика поглощает свет с большими частотами. Вот почему открытый океан кажется синим и богат видами фототрофов с жёлтой окраской такими как Prochlorococcus, который содержит дивинил-хлорофилл a и b. Synechococcus окрашен в красный благодаря фикоэритрину и адаптирован к прибрежным условиям, тогда как фикоцианин позволяет этим цианобактериям процветать в более тёмных водах.

Регулировка часов растений. Фитохромы

…Как сказано выше, растениям часы нужны не только для подстройки к смене дня и ночи, но и для приспособления к смене сезонов. Они не только отличают весну от осени (в наших средних широтах), но гораздо более тонко приспосабливаются к определенной длительности дня. Есть растения короткого дня и длинного дня. Короткодневные растения зацветают ранней весной вскоре после весеннего равноденствия, растения длинного дня зацветают в дни, близкие к летнему солнцестоянию. Как они определяют длительность дня и ночи? Ответ на этот вопрос – одно из ярких достижений современной науки.

На восходе и закате спектры солнечного света, доходящего до поверхности земли, как всем ясно, различны. Низко над горизонтом солнце красное, что обусловлено сильной зависимостью рассеяния света от длины волны: длинноволновый красный свет рассеивается меньше, чем синий. В закатном и сумеречном свете относительно много «дальнего красного», почти инфракрасного, света.

Это изменение спектрального состава солнечного света растения используют для определения длительности дня. Для этого им служит замечательный пигмент фитохром. Этот пигмент существует в двух формах. Одна форма Фк – «фитохром красный» – поглощает свет в «дневной» красной области в районе длин волн 660 нм и … превращается во вторую форму Фдк – «фитохром дальний красный». Эта форма фитохрома поглощает «сумеречный» красный свет с длиной волны 730 нм и при этом (что самое замечательное) снова превращается «обратно» в Фк. В темноте Фдк медленно превращается в Фк.

Так получается цикл: две формы пигмента превращаются одна в другую в зависимости от времени суток и в соответствии с собственным характерным временем жизни одной из форм. Это часы, регулируемые внешними сигналами. В зависимости от концентрации Фдк находятся и физиологические процессы в растениях – их рост и зацветание.

Фитохромы присутствуют в растениях в очень малых количествах. Это голубые пигменты, похожие по строению на желчные пигменты животных или пигменты некоторых водорослей. В нормальных зеленых листьях они маскируются хлорофиллами и каротиноидами. Для выделения первых миллиграммов чистых препаратов фитохромов в 1960-е гг. пришлось переработать тонны этиолированных (бесхлорофильных) проростков кукурузы.

Таким образом, внутриклеточные часы растений имеют дополнительные фитохромные регуляторы, позволяющие им приспосабливаться к изменениям длительности светлого времени суток.

Читать очерк дальше: Биологические часы

Данная статья была опубликована в № 45/2004 газеты «Биология» издательского дома «Первое сентября». Все права принадлежат автору и издателю и охраняются.

Искусственное освещение растений из космоса

В 1970-х годах известный американский специалист по ракетной технике предложил освещать посевы из космоса отражённым солнечным светом при помощи специального спутника с огромной отражающей поверхностью (200—2550 квадратных миль в зависимости от орбиты), названного автором Солеттой, с яркостью 0,2—0,5 солнечной. Планировали развернуть этот отражатель в 1995—2005 гг. с затратами порядка 30—60 млрд долларов. Предполагалось, что это увеличит мировое производство сельскохозяйственных растений на 3—5 процентов и окупится менее чем за 20 лет, однако проект не был осуществлён.

Ватты или люмены

Освещение – одно из важных условий содержания аквариума. Для расчета необходимого света используют универсальный метод – в люменах на литр. Люмен – это единица измерения светового потока. Чем выше показатель, тем ярче лампочка и тем больший объем она охватывает. При выборе осветительного прибора для емкости опираться необходимо на люмены либо люксы. В люксах измеряется освещенность поверхности. 1 люкс равен 1 люмену.

Рассчитывают люмены следующим образом: если мощность лампы накаливания равна 100 Вт, она создает световой поток в 1300 Лм. Производители указывают коэффициенты светоотдачи в зависимости от мощности. Так как модели отличаются друг от друга, то основывать выбор в первую очередь нужно не на Ватты, а на люмены.

Влияние температуры на иф и ид дыхания

В
умеренной зоне tmin=
0˚, opt.
25-30˚ и max.
более 35-40˚. Температурный оптимум зависит
от вида растений, например, С3
и С4
(у С4
он больше), от интенсивности света
(рис.3), концентрации СО2
(чем меньше СО2,
тем должна быть меньше температура).

    1. Водный
      режим
      .

При
фотосинтезе используется всего лишь
около 1 % поглощенной воды, но ее дефицит
в растении очень сильно влияет на
фотосинтез. ИФ максимальна не при 100 %
насыщенности растений Н2О,
а при водном дефиците (ВД), до 5 % (рис. 4).
Увеличение ВД до 28-30 % приводит к резкому
снижению ИФ и ЧПФ (чистая продуктивность
фотосинтеза) равна 0. Не наблюдается
прироста биомассы. ВД около 40 % приводит
к прекращению фотосинтеза.

    1. Минеральное
      питание (МП).

Регулирование
МП является наиболее мощным фактором
упарвления фотосинтеза. ЭМП (элементы
МП) могут влиять на ИФ прямо или косвенно,
через обмен веществ и рост. Прямое
действие ЭМП связано с их участием в
фотосинтетических структурах и системах,
осуществляющих фотосинтез. Так, N
(азот) и Mg
входят в состав хлорофилла, фосфор
необходим при фотосинтетическом
фосфорилировании, калий способствует
оттоку ассимилятов из листьев,
микроэлементы (Fe,
Zn,
Cu…….)
содержатся в различных ферментах, Mn
учствует при фотолизе, без Fe
и Сu
не образуется хлорофилл и растения
болеют хлорозом.

Более подробно в
разделе «Минеральное питание».

    1. Болезни
      растений
      .

Любое заболевание
растений, вызванное или грибными
патогенами, или бактериальной инфекцией
приводит к нарушению фотосинтетического
аппарата и снижает ИФ.

    1. Концентрация
      СО
      2
      и О
      2.

Содержание
СО2
в атмосфере 0,03 %. Зависимость ИФ от СО2
в воздухе выражается углекислотной
кривой фотосинтеза, имеющей вид
прямоугольной гиперболы для С4-растений
и непрямоугольной формы для С3.
Углекислотное насыщение фотосинтеза
у С4,
имеющих механизм концентрирования СО2,
происходит при содержании СО2
близком к естественному (0,035-0,055 %). Его
дальнейшее повышение не увеличивает
ИФ в отличие от С3-видов,
у которых ИФ значительно возрастает
(оптимальная температура СО2
для С3
растений около 0,1 %).

Углекислотный
компенсационный пункт (УКП), т.е.
концентрация СО2,
при которой ИФ=ИД для С4
значительно ниже (0,0005 %), чем для С3
(0,005 %). С увеличением концентрации О2
выше атмосферного ИФ подавляется в
результате активации фотодыхания.

Несмотря
на то, что прямой физиологический эффект
обогащения СО2
благоприятствует больше С3,
учет взаимодействия основных факторов
в конечном итоге может дать преимущество
посевам С4-культур.

Т.о.,
повышение содержания СО2
в атмосфере и в растениях будет
способствовать повышению ИФ.

Пути
регулирования СО
2.

  1. Содержание
    СО2
    на уровне растения и в системе
    почва-растение-атмосфера неравномерно.
    Например,

Рис.
5 Необходимо создавать хорошо
продуваемые посевы для движения СО2

  1. Основным
    источником СО2
    в атмосфере явялется почвенное дыхание
    микроорганизмов, процессы разложения
    органических остатков. Следовательно,
    для увеличения СО2
    надо обогащать почву органическим
    веществом, поддерживать в рыхлом и
    влажном состоянии.

  2. В парниках ставят
    ведра с перегноем и водой, в междурядьях
    раскладывают навоз и т.д.

Дополнительное
повышение СО2
эффективно при усилении света.

    1. Взаимодействие
      факторов при фотосинтезе.

В естественных
условиях факторы внешней среды действуют
совместно. Поэтому газообмен растения
отражает взаимодействие всех внутренних
и внешних факторов. Согласно концепции
лимитирующих факторов г. Блэкмана, ИФ
лимитируется тем фактором или процесом,
которые находятся в минимуме.

Примеры взаимодействия.

  1. Свет и температура.
    Чем больше света получает растения,
    тем ниже должна быть температура;

  2. СО2
    и свет (см. п. 2.6);

  3. Дневной ход
    фотосинтеза.

Сложный характер
взаимодействия факторов, их динамичность
влияют и на ход Фс.

Фс
начинается у растений с восходом солнца
и возрастает, достигая максимума в
полуденные часы. Однако даже в умеренной
зоне может наблюдаться т.н. полуденная
депрессия фотосинтеза
.
Ее причины:

  1. Перенаполнение
    хлоропластов продуктами Фс;

  2. Низкая
    скорость поступления СО2;

  3. Закрытие устьиц.

Большая часть
продуктов Фс образуется в первой половине
дня.

Кривые, отражающие
ход Фс в умеренном и жарком климате,
имеют следующий вид:

Умеренный
климат Жаркий климат

Световая эффективность

В следующей таблице приведена световая эффективность различных источников света

Категория тип Световая отдача (лм/Вт) КПД
На основе горения Свеча 0,3 0,04 %
газовая горелка 2 0,3 %
Лампа накаливания 5 Вт лампа накаливания (120 В) 5 0.7 %
40 Вт лампа накаливания (120 В) 12.6 1.9 %
100 Вт лампа накаливания (120 В) 16.8 2.5 %
100 Вт лампа накаливания (220 В) 13.8 2.0 %
100 Вт галогенная лампа (220 В) 16.7 2.4 %
2.6 Вт галогенная лампа (5.2 В) 19.2 2.8 %
Кварцевая галогенная лампа (12-24 В) 24 3.5 %
Высокотемпературная лампа 35 5.1 %
Люминесцентная лампа 5-24 Вт компактная флюоресцентная 45-60 6.6-8.8 %
T12 линейная, с магнитным балластом 60 9 %
T8 линейная, с электронным балластом 80-100 12-15 %
T5 линейная 70-100 10-15 %
Светодиод Белый светодиод 97 — 210
Дуговая лампа Ксеноновые газоразрядные лампы 30-50 4.4-7.3 %
50-55 7.3-8.0 %
Газоразрядная лампа 150 22 %
183 — 200 27-29 %
Лампа на галогенидах металлов 65-115 9.5-17 %
1400 Вт Серная лампа 100 15 %
Теоретический предел 683.002 100 %

Список источников

  • pauk.top
  • www.quarta-rad.ru
  • zooeco.com
  • wiki2.org
  • komnatnye-rasteniya.kladovayalesa.ru
  • howlingpixel.com
  • StudFiles.net
  • wikiredia.ru
Читайте так же:  Рено Логан лампа подсветки номера
Ссылка на основную публикацию