Текст книги "Рассада. Использование и развитие метода Митлайдера в России"

Автор книги: Татьяна Угарова

сообщить о нарушении

Текущая страница: 16 (всего у книги 33 страниц)

5.1. Нравится ли рассаде наша квартира?

Обычно мы не осознаем, сколь неблагоприятны условия на наших подоконниках для рассады овощных культур. Но если там растут комнатные растения, то почему бы не расти и рассаде? Во–первых, комнатные растения адаптированы к условиям подоконника, а овощные культуры – нет. Во–вторых, зимой и в начале весны, в период, когда огородники начинают выращивать рассаду, многие комнатные растения находятся в состоянии покоя и не растут вообще. У одних это глубокий покой, обусловленный внутренней потребностью в отдыхе, у других – вынужденный покой, который свидетельствует о том, что нет условий для роста. Растения замирают и ждут света, чтобы очнуться от зимней спячки. Но всходы, овощных культур, в отличие от комнатных растений, не могут ждать. Биомасса рассады в считанные недели должна увеличиться по сравнению с массой семени в тысячи и десятки тысяч раз. Свет всходам нужен немедленно.

Для нормального роста всходам нужен яркий свет. Требуется освещенность не менее 8 тыс. люкс и при такой освещенности светлый период суток должен быть достаточно длительным (16 часов). Естественного света на наших подоконниках явно не хватает, причем не только в феврале, но и в первой половине весны. На широте Москвы в ясный полдень 1 марта наружная освещенность на горизонтальной поверхности составляет 5 тыс. люкс, а на подоконнике чисто вымытого окна – в 2 раза меньше. Долгота дня 1 марта всего 10 часов 40 минут, достигает 12 часов в день весеннего равноденствия (22 марта) и приближается к 13 часам 1 апреля. А сколько бывает серых, пасмурных дней, когда освещенность снижается в 10-20 раз¹.

Как будет расти рассада, зависит, прежде всего, от того, сколько мы дадим ей света. Но для получения крепких, здоровых растений нужно, чтобы и другие условия отвечали потребностям молодых растений.

Для быстрого и здорового роста рассады нужны:

   • хорошая освещенность;

   • температура, сбалансированная с освещенностью: высокая при ярком солнце, умеренная в пасмурную погоду, пониженная ночью;

   • влажный воздух (60—80%-ная относительная влажность воздуха);

   • жизненное пространство;

   • питательные вещества в водорастворимой форме.

   • постоянный приток влаги;

   • воздухообмен, обеспечивающий приток углекислого газа и отток кислорода;

   • водопроницаемый и воздухопроницаемый грунт;

   • достаточный объем грунта.

В наших силах предоставить рассаде идеальный грунт, обеспечить полноценное минеральное питание, установить любой режим полива. Остальные факторы трудно поддаются контролю.

Мы не можем повлиять на уровень естественного освещения. Единственное, что мы в состоянии сделать, это чисто вымыть окна.

Трудно повлиять на тепловой режим жилого помещения, а он весьма неблагоприятен. Температура в квартире слишком высока и остается высокой при пасмурной погоде и ночью. Необходимые для здоровья растений суточные колебания либо отсутствуют (в пасмурную погоду), либо носят извращенный характер. В ясную погоду вместо дневного повышения и ночного понижения температуры мы имеем колебания от высокой ночной температуры до очень высокой под прямыми солнечными лучами.

В квартирах с центральным отоплением очень сухой воздух, который без вреда для себя могут вынести кактусы и другие жители пустыни, но для рассады овощных культур он вреден.

Освещенная площадь (площадь подоконников) слишком мала, и когда растения подрастают, они страдают от нехватки жизненного пространства.

Боковые форточки не обеспечивают растениям, стоящим на подоконниках, безопасный и равномерный воздухообмен. Для рассады плохо, когда дует из–под рамы, когда она стоит на холодном бетоне, когда она растет в светопрозрачных стаканчиках малого объема с гибкими стенками.

Если учесть весь комплекс отрицательных факторов, то приходится признать:

Условия, в которых мы растим рассаду в городских квартирах, крайне неблагоприятны для рассады.

5.2. Две стратегии выращивания рассады в городской квартире

Как же все–таки вырастить рассаду при столь неблагоприятных обстоятельствах? У нас есть два пути.

   • Не мириться с обстоятельствами, а создавать для рассады нормальные условия.

   • Приспособиться к плохим условиям, сбалансировав жизненно важные для растений факторы на низком уровне.

Если мы выберем первый путь, то можем не торопиться с запуском рассады, так как в хороших условиях рассада растет быстро. Всходы овощных культур не появятся на наших подоконниках ни в конце января, ни в феврале. Мы сможем дождаться весны, что уже хорошо – время работает на нас. Но и в марте на большей части территории России без досвечивания не обойтись. С помощью электродосвечивания надо довести освещенность до достаточного уровня (8 тыс. люкс), а прочие условия (температуру, полив, минеральное питание, влажность воздуха и др.) поддерживать на хорошем уровне в соответствии с освещенностью. Результат – быстрый рост и высокая потенциальная урожайность рассады.

Таким образом…

Первая стратегия – это стратегия создания нужных для рассады условна. Она заключается в том, чтобы в хороших условиях выращивать рассаду в кратчайшие сроки.

Если свет обеспечен, то в центральных районах Нечерноземья самый ранний посев семян на рассаду производится в первую декаду марта (табл. 17).

Если же мы не можем обеспечить для рассады хорошую освещенность, нам не годится стратегия быстрого выращивания. Высокая температура, бесперебойное снабжение влагой и постоянное минеральное питание, т. е. те факторы, которые обеспечивают быстрый рост на ярком свету, при плохой освещенности смертельны для рассады. Вместо нормального роста и наращивания биомассы, бледно–зеленые ростки вытягиваются, слабеют, полегают, легко подвержены болезням, и, если не принять никаких мер, они заболеют и погибнут. Что сделать, чтобы избежать такого печального конца? И как все–таки заставить расти рассаду, если растениям не хватает света?

Поскольку нехватка света приводит к столь катастрофическим последствиям, рекомендуется понизить до лимитирующего уровня другие жизненно важные факторы, так, чтобы уже не свет, а какой–то иной фактор (температура, обеспеченность влагой и минеральным питанием) оказались в минимуме и сдерживали рост.

Самым естественным было бы сильно понизить температуру, т. е. сбалансировать температуру с освещенностью. Это происходит автоматически при «холодном» выращивании холодостойких культур на балконе (раздел. 7.4), при получении рассады в неотапливаемом рассаднике (раздел 4.4) и в холодных укрытиях (раздел 8.3). Но регулировать температуру в городской квартире не просто, поэтому при выращивании рассады на подоконниках упор делается на создание других лимитирующих факторов – на ограничение полива и низкий уровень минерального питания. Рекомендуется поливать рассаду редко и только тогда, когда она начинает вянуть, подкармливать ее редко и скудно или не подкармливать вообще. В таких условиях растения растут очень медленно, и зимний запуск рассады действительно неизбежен.

Стратегию медленного выращивания ленивой не назовешь. Что может быть более трудоемким и хлопотным, чем пестование зимней рассады? Прежде всего, мы обременены заботами о рассаде лишние 1-1,5 месяца. От одного поворачивания баночек разными сторонами к окошку кружится голова не только у растений, (которые едва успевают приспособиться и ориентировать листочки к свету, как их снова переставляют), но и у огородника. Но самое скверное, когда наступает длительный бессолнечный период. Тогда рассада, несмотря на все наши ухищрения, начинает умирать, потому что ничто не может заменить растениям свет.

Итак…

Вторая стратегия – это стратегия приспособления к заведомо неподходящим условиям. Медленное, растянутое во времени выращивание рассады начинают зимой (в конце января или феврале). Чтобы смягчить отрицательные последствия низкой освещенности и короткого светового дня (вытягивание, полегание и т. п.), притормаживают рост рассады с помощью создания дополнительных лимитирующих (тормозящих рост) факторов. В качестве основного рычага регуляции используется ограничение полива.

При длительном выращивании рассады в неблагоприятных условиях к моменту высадки мы имеем великовозрастные растения, которые добрую половину своей жизни провели в состоянии светового, водного и прочих стрессов. Можем ли мы рассчитывать, что это не отразится на урожайности?

Потенциальные возможности для формирования урожая у рассады, выращенной в кратчайшие сроки, и у рассады более старшего возраста, которая длительное время росла в неблагоприятных условиях, не одинаковы. Даже если после высадки в грунт растения будут возделываться в одинаковых условиях, урожайность первых будет выше, чем урожайность вторых (раздел 2.4.7). И чем продуктивнее технология овощеводства, тем больше будет разница в урожае.

Казалось бы, какой смысл в том, чтобы запускать рассаду рано, а потом с помощью различных ухищрений не давать ей расти? Не лучше ли дождаться более длинного дня, недостаток света восполнить электродосвечиванием, сбалансировать прочие условия на хорошем уровне и в кратчайшие сроки получить рассаду с высокой потенциальной урожайностью? Безусловно, это более правильный путь. Но он требует подготовки, оснащения подоконников светильниками, некоторых других приспособлений. А без дополнительного освещения остается только одна возможность – медленное выращивание рассады с ограничением полива (разделы 7.1 и 7.3).

5.3. Электродосвечивание рассады

Свет – главная проблема при выращивании рассады, и начинать улучшение условий в жилом помещении нужно с ее решения.

Многие огородники воспринимают нехватку естественного света при выращивании рассады как нечто неизбежное. Такую покорность обстоятельствам можно понять, ведь солнечный свет, это то единственное, за что нам не надо платить. А электродосвечивание стоит денег, дорога сама электроэнергия, и, в особенности, светильники и лампы. Но уж если мы решили заплатить за освещение рассады, хотелось бы использовать наиболее экономичные источники света. Рассада должна получить максимальную пользу при минимальных материальных затратах с нашей стороны.

5.3.1. Какой свет нужен рассаде?

Ответ на этот вопрос кажется очевидным. Растениям нужен солнечный свет, а если это искусственный свет, то, наверное, спектр излучения «хорошей» лампы должен быть как можно ближе к солнечному. Так ли это?

Лучевая энергия солнца, которая доходит до поверхности земли, состоит из ультрафиолетового излучения (длина волны короче 380 нм), видимого света (от 380 нм до 780 нм) и инфракрасного, т. е. теплового излучения (длина волны больше 780 нм). Пик солнечного света лежит в голубой части спектра (475 нм) (рис.5.1).

Рис. 5.1. Спектральное распределение солнечного излучения – (1) и кривая чувствительности фотосинтеза – (2): пик солнечного света находится в голубой части спектра, а максимум фотосинтетической активности – в красной

Глаз человека не воспринимает ни ультрафиолетовые, ни инфракрасные волны, а из видимого спектра наиболее чувствителен к желто–зеленому (555 нм) свету (рис.5.2). Красный свет (650 нм) человеческий глаз чувствует в 10 раз хуже, т. е. нужно в 10 раз больше красного света, чем зеленого, чтобы человек воспринял оба света как равные по интенсивности.

Рис. 5.2. Кривая чувствительности глаза человека имеет пик в желто–зеленой части спектра и снижается в красной и синей области

А к какому свету более всего чувствителен «глаз» растения, т. е. хлорофилл и другие пигменты, улавливающие свет для фотосинтеза? Нужный для фотосинтеза свет показан в сравнении с солнечным спектром на рис.5.1. Представлен спектр действия фотосинтеза (т. е. количество CO₂, превращенное в органические соединения) в зависимости от длины волны падающего на лист света. Наиболее активно фотосинтез идет под действием оранжево–красного света (610-700 нм) с максимумом в красной зоне (675 нм). Второй пик активности находится в сине–голубой части спектра (400-510 нм). Рост растений обеспечивается фотосинтезом, значит, растениям в первую очередь требуется свет, обогащенный теми длинами волн, которые нужны для фотосинтеза.

Таким образом, лампа для освещения рассады совсем не обязательно должна имитировать солнечный свет. Желательно использовать более экономичные лампы, спектр излучения которых обогащен красным и синим светом.

5.3.2. Энергетические характеристики некоторых ламп, применяемых для освещения растений

Первая характеристика любой лампы – это количество потребляемой электроэнергии, т. е. мощность лампы, выражаемая в ваттах (Вт). При выборе лампы для освещения рассады важно оценить, насколько эффективно расходуется потребляемая энергия, т. е. какая ее часть переходит в свет, полезный для фотосинтеза. Для начала надо узнать, какая часть электроэнергии переходит в излучение в видимой области.

При оценке эффективности лампы, прежде всего надо узнать, какая часть потребляемой электроэнергии превращается в видимый свет.

Обычно учитывается не все видимое излучение (380-780 нм), а излучение в диапазоне длин волн от 400 нм до 700 нм. Область 400-700 нм называется областью ФАР (фотосинтетически активная радиация). Излучение в области ФАР, как и потребляемая лампой электроэнергия, измеряется в ваттах.

Доля потребляемой электроэнергии, которая переходит в видимый свет (в области ФАР), у разных ламп отличается в несколько раз, но даже у самых экономичных она составляет не более 30% (табл. 22, 4 столбец). Остальное – тепловые потери и инфракрасное излучение ламп.

Таблица 22 Характеристика различных типов ламп, применяемых для освещения растений

* ФАР – видимый свет в области от 400 до 700 нм (фотосинтетически активная радиация).

** КПД – коэффициент полезного действия

*** КПД оптики – доля общего светового потока, направленная на растения. Зависит от конструкции лампы, светильника и отражателя.

По этой характеристике меньше всего для освещения рассады подходят обычные лампочки накаливания с вольфрамовой нитью. Видимый свет составляет незначительную часть их спектра, а остальное – это инфракрасное, т. е. тепловое излучение (рис.5.3). В лампочках накаливания львиная доля потребляемой электроэнергии расходуется на ненужное, более того, на вредное для растений инфракрасное излучение. Особенно неблагоприятное физиологическое воздействие на рассаду имеет излучение с длинами волн 700-1000 нм. Эти лучи вызывают вытягивание стебля.

Рис. 5.3. Спектр излучения обычной лампочки накаливания с вольфрамовой нитью (показан относительно кривой чувствительности глаза человека): максимум энергии излучается вне области ФАР (область ФАР выделена пунктиром)

Значительно выше доля электроэнергии, переходящей в видимый свет в области ФАР, у разрядных ламп. Для освещения растений применяют разрядные лампы различного типа. В рассадных теплицах часто применяют ртутные лампы высокого давления ДРЛФ 250 и ДРЛФ 400 (раздел 3.1.9).Эти лампы имеют самый низкий КПД ФАР из всех разрядных ламп (10-12%).

В квартирах обычно используют лампы холодного свечения (люминесцентные). Трубчатые люминесцентные лампы мощностью 40-80 Вт имеют КПД ФАР 20-22%. Кроме трубчатых промышленность производит компактные люминесцентные лампы, напоминающие по своим габаритам обычную лампочку накаливания. Компактные отечественные лампы выпускаются мощностью 12 и 16 Вт. Они имеют КПД ФАР в 1,5 раза ниже, чем указанный в таблице для трубчатых люминесцентных ламп.

Наиболее экономичными являются натриевые лампы высокого давления: 25-30% потребляемой ими электроэнергии переходит в видимый свет в области ФАР.

Доля потребляемой энергии, которая переходит в видимый свет, зависит не только от типа ламп, но и от их мощности. Чем слабее лампа, тем сильнее «непроизводительные потери» и тем меньшая часть электроэнергии переходит в видимый свет. Некоторые технические характеристики отечественных трубчатых люминесцентных ламп приведены в таблице 23.

Таблица 23 Основные типы и характеристики отечественных люминесцентных ламп

* Люмен – единица световой мощности, основанная на чувствительности глаза человека.

** Указан световой поток новых ламп. Со временем происходит снижение светового потока: на 20% за период, составляющий 40% срока, на 30% за 70% срока и на 40% к концу срока службы.

5.3.3. Спектральные характеристики некоторых ламп, применяемых для освещения рассады

Важнейшей характеристикой лампы является спектр излучаемого света.

Для оценки пригодности и эффективности данной лампы для освещения рассады, необходимо знать, как излучаемый лампой свет распределяется в видимой части спектра.

В ртутных лампах высокого давления и во всех люминесцентных лампах источником свечения являются пары ртути. Сами по себе пары ртути дают большое количество ультрафиолета и очень мало видимого (темно–синего) света. Чтобы получить видимый свет, в лампы вводят различные вещества (люминофоры), которые преобразуют невидимое ультрафиолетовое излучение в видимый свет. Например, сурьма преобразует ультрафиолет в голубой свет, марганец – в желтый. В зависимости от состава люминофора достигается та или иная цветность лампы, тот или иной спектр излучаемого видимого света.

В качестве примера можно привести ртутные лампы высокого давления ДРЛ и ДРЛФ. Они неотличимы по основным техническим характеристикам (табл. 22), но их цветность, а, следовательно, и области применения, различны. Спектр излучения обеих ламп богат синим светом, но спектр ДРЛФ обогащен красным светом. Поэтому для освещения растений применяются главным образом лампы ДРЛФ, так как их свет более благоприятен для фотосинтеза.

Люминесцентные лампы, трубчатые и компактные, весьма разнообразны по своей цветности (по распределению энергии внутри видимой части спектра). Большинство из них создавались в расчете на восприятие света глазом человека. Такие лампы экономичны для освещения помещений, но менее экономичны при досвечивании рассады. Только небольшая часть их излучения может восприниматься пигментами, улавливающими свет для фотосинтеза, а вся желто–зеленая часть спектра «светит, но не работает».

На рис.5.4, где приведены спектральные характеристики некоторых отечественных ламп, можно видеть, что значительная часть энергии, излучаемой лампами ЛБ и ЛТБ, приходится на желто–зеленую область (510-610 нм). Фотосинтетическая эффективность этих ламп не велика. Для освещения растений больше подходят люминесцентные лампы типов ЛТБЦ и ЛДЦ. Из импортных люминесцентных ламп хорошие результаты получаются при освещении растений лампами с цветностью 31-830 LUMILUX тепло–белая и 41-827 LUMILUX INTERNA (фирма Osram, Германия).

Рис. 5.4. Спектральные характеристики (цветность) некоторых люминесцентных ламп: ЛБ40, ЛДЦ40, ЛТБ40 и ЛТБЦ40: столбики – излучение ртутного разряда; плавные линии – спектр люминесценции

Среди люминесцентных ламп есть такие, которые создавались специально для освещения растений. Это так называемые фитолампы. Они дают подчеркнутое излучение в синей и красной области спектра, хорошо согласованное с потребностями фотосинтеза и других, направляемых светом процессов роста и развития растений.

Спектр излучения фитоламп серии FLUORA (фирма Osram) показан на рис.5.5. Лампы типа FLUORA выпускаются мощностью от 15 до 58 Вт. Из отечественных фитоламп наиболее распространенной является фитолюминесцентная лампа ЛФУ 30 (U-образная лампа мощностью 30 Вт). Фитолампы максимально эффективны для фотосинтеза и наиболее экономичны, но их сиренево–розовое свечение не естественно для человека и раздражает глаза. В специализированных помещениях, где установлены фитолампы, пребывание персонала разрешено только в светозащитных очках. Если глаза не защищены, свет фитоламп может вызывать головные боли, поэтому их применение в жилых помещениях ограничено. Их можно использовать только в светильниках, рассчитанных на две лампы в паре с обычной люминесцентной лампой, так как смешанный свет обычно не оказывает раздражающего действия.

Рис. 5.5. Спектральная характеристика (цветность) фитолампы Fluora (фирмы Osram): ширина столбика 10 нм; область ФАР (400-700 нм) выделена пунктиром

Натриевые лампы высокого давления сочетают максимально высокую радиационную эффективность (табл. 22) со спектром, благоприятным для фотосинтеза (рис. 5.6). Оранжевое свечение натриевых ламп (свет заходящего солнца) не является раздражающим для человеческого глаза, что важно при использовании ламп в жилом помещении.

Рис. 5.6. Спектральная характеристика натриевых ламп высокого давления: 1 – спектр излучения лампы; 2 – спектр действия фотосинтеза; область ФАР (400-700 нм) выделена пунктиром

Из всех перечисленных ламп натриевые лампы дают наиболее стабильный световой поток и имеют самый продолжительный срок службы (до 20000 часов). Дополнительным их преимуществом, особенно важным при использовании в бытовых условиях, является то, что они, в отличие от люминесцентных ламп, не содержат ни ртути, ни других тяжелых металлов, ни каких–либо иных вредных веществ.