Jakie spektrum światła jest najlepsze dla upraw szklarniowych?

Barwa światła a reakcja roślin

Dzięki badaniom naukowym znany jest wpływ długości fal świetlnych na tempo wzrostu i rozwoju roślin oraz na ich cechy morfologiczne. Wiemy także światło niebieskie i czerwone  jest najefektywniejsze fotosyntetycznie, okazuje się jednak, że również te mniej wydajne długości fal są istotne dla roślin, ponadto różna jest reakcja poszczególnych gatunków i odmian na określone kombinacje barw światła co komplikuje komponowanie widma optymalnego dla ich wzrostu i plonowania.

Anja Dieleman z Wageningen University & Research od wielu lat prowadzi badania nad wpływem spektrum światła na plonowanie warzyw, głównie pomidorów. Interesuje się  szczególnie wpływem dalekiej czerwieni na rośliny i wielkość uzyskiwanego plonu w praktyce produkcyjnej. Od kilku lat specjalistka dzieli się swoimi obserwacjami na temat doboru oświetlania ogrodniczego do poszczególnych upraw podczas targów GreenTech w Amsterdamie. Podczas ubiegłorocznej edycji targów wyjaśniała szczegółowo wpływ poszczególnych długości fal światła na rośliny. Światło czerwone (600–700 nm) odznacza się dużą wydajnością w procesie fotosyntezy i wpływa na tworzenie oraz rozwój liści, a także produkcję chlorofilu. Światło czerwone hamuje wzrost elongacyjny roślin (wydłużanie). Jest to podstawowy kolor we wszystkich systemach oświetleniowych wykorzystywanych w szklarniach. Światło niebieskie (400–500 nm) jest bardzo istotne ze względu na jego wpływ na morfologię roślin. Redukuje wydłużanie łodyg, powoduje tworzenie mniejszych, grubszych liści o wyższej zawartości chlorofilu, działa zatem podobnie jak chemiczne retardanty. Ponadto wpływa na poprawę pracy aparatów szparkowych. Światło zielone (500–600 nm) daje efekt przeciwny do światła niebieskiego. Powoduje wydłużanie łodyg i luźniejszy pokrój roślin. Jest to światło o małej efektywności fotosyntezy. Daleka czerwień (700–800 nm) wywołuje w roślinach tzw. syndrom unikania cienia, tj. stymuluje wzrost elongacyjny, ogranicza rozgałęzianie, liście stają się cienkie i duże, stymuluje kwitnienie i ukorzenianie. Efekt dodatniego wpływu dalekiej czerwieni na ukorzenianie się roślin można wykorzystać przy produkcji sadzonek. Najlepiej jest stosować je w połączeniu ze światłem niebieskim, które sprawia że młode rośliny nie wyciągają się i pozostają zwarte.

FOTO:

Daleka czerwień korzystna dla plonowania pomidorów

Wyniki badań przeprowadzonych na Uniwersytecie w Wageningen nad plonowaniem dwóch odmian pomidorów gałązkowych i dwóch odmian koktajlowych sadzonych w  2016 r. wskazują również na pozytywny wpływ dalekiej czerwieni na wielkość plonu. W doświadczeniu porównywano standardowo zalecane oświetlenie LED światłem czerwonym i niebieskim (R/B) 210 µmol/m²/s oraz to samo oświetlenie z dodatkiem +40 µmol/m²/s dalekiej czerwieni. W przypadku zastosowania dalekiej czerwieni uzyskiwane plony dla wszystkich badanych odmian były wyższe i wyniosły od 5 do 20% w zależności od odmiany. Cennym wnioskiem płynącym z tego doświadczenia jest stwierdzenie istotnych różnic w reakcji odmian pomidorów na światło. Co ciekawe, skrajne wartości spośród uzyskanych w doświadczeniu – 5 i 20% stwierdzono w obrębie jednego typu pomidorów - koktajlowych, dla odmian gałązkowych wzrost plonu wyniósł odpowiednio 9 i 13%. Oznacza to, że nie da się opracować uniwersalnych zaleceń dla poszczególnych typów pomidorów co dodatkowo komplikuje opracowywanie receptur świetlnych, ponieważ okazuje się że powinny być one "szyte na miarę" dla każdej odmiany.

Mówiąc o perspektywach rozwoju technologii LED w ogrodnictwie A. Dieleman zaznaczyła, że jej zdaniem powierzchnia produkcji doświetlanych LED-ami będzie rosnąć. Wpłynie to na zmianę myślenia ogrodników prowadzących uprawy doświatlane o klimacie w szklarniach (lampy LED emitują bardzo mało ciepła). Uzyskiwane rezultaty zależne są od odmiany dlatego rozwiązania LED powinny być „szyte na miarę”. W celu optymalizacji tej technologii dla poszczególnych upraw konieczna jest współpraca producentów oświetlenia LED, hodowców nowych odmian i ogrodników.

Najnowszy trend – pełne spektrum

Badania prowadzone na Uniwersytecie w Wageningen skupiały się na wąskim spektrum światła pokrywającym się z widmem absorpcji chlorofilu a i b. Coraz częściej słyszy się jednak o celowości stosowania w uprawach światła białego o szerokim spektrum. Takie podejście do tematu doświetlania upraw prezentuje m.in. firma Samsung, która jest też dostawcą rozwiązań LED dla ogrodnictwa.

FOTO:

Podczas prezentacji tej firmy na ubiegłorocznych targach GreenTech podkreślano, że korzystanie z wąskiego spektrum dostosowanego do widma absorpcji chlorofilu a i b nie jest właściwe ponieważ to spektrum nie odpowiada rzeczywistej aktywności fotosyntetycznej roślin w każdym czasie. Zdaniem specjalistów Samsunga, którzy powoływali się na opracowania naukowe w tym zakresie,  nie tylko chlorofil a (pochłaniający światło czerwone) i b (pochłaniający światło niebieskie) są odpowiedzialne za fotosyntezę. Zielone światło wspomaga i reguluje fotosyntezę wchodząc w interakcję z innymi fotoreceptorami i jest istotne dla zrównoważenia wzrostu roślin. Stąd nowym trendem jest stosowanie oświetlenia LED o pełnym spektrum, lub rozwiązań łączących diody o pełnym spektrum  z diodami o jednej długości fali np. ze światłem czerwonym. Jest to według ekspertów Samsunga rozwiązanie efektywniejsze produkcyjnie i ekonomicznie w porównaniu ze stosowaniem wąskiego spektrum , ponadto tworzy w obiektach uprawowych warunki świetlne ułatwiające wykrywanie chorób i szkodników oraz przyjaźniejsze dla pracowników. 

Fot. 1-3 A. Czerwińska-Nowak

Artykuł pochodzi z czasopisma 1/2020

[caption id="attachment_25096" align="alignnone" width="300"] STO[/caption]