Свет как формирующий фактор растений

Свет как формирующий фактор растений Далекий путь проходят солнечные лучи от солнца до нашей планеты. Но им, быстроходным, нужно всего около 8 минут, чтобы преодолеть расстояние в 150 млн. км. Попадая на землю, они согревают ее, аккумулируясь в зеленых растениях, дают начало жизни.

Солнечные лучи несут огромнейший запас энергии. Ведь в каждую секунду на землю падает лучистой энергии около 30 000 млрд, больших калорий. Но далеко не вся попавшая на землю солнечная энергия используется. Всего 5% лучистой энергии аккумулируется в растениях. И все же не везде и не всегда хватает растению солнечной энергии. В зимние месяцы, в связи с уменьшением продолжительности дня и снижением интенсивности солнечного освещения, растения, произрастающие в закрытом грунте, страдают от недостатка солнечной энергии.

Особенно не обеспечены растения солнечным светом в условиях северных районов нашей страны. Сейчас, когда создаются грандиозные гидроэлектростанции и тепловые станции, их энергия будет использоваться не только для промышленных и бытовых целей, но и для создания мощных комбинатов по выращиванию овощей и фруктов. Энергия электростанций заставит цвести чудесные сады в городах и промышленных районах Крайнего Севера. И сбудется мечта великого отца русской науки М. В. Ломоносова, который воспевал те времена, когда «будет всегда прекрасен и в северных странах в снегу зеленый сад».

Создание таких садов требует не только решения технических вопросов, связанных с сооружением огромных помещений под стеклом и полиэтиленовыми пленками и обеспечением их в достаточном количестве электроэнергией, но и знания природы выращиваемых растений.

Качество света

Долгое время в оранжереях и вегетационных домиках растения выращивались под лампами накаливания. При этом было установлено, что хотя культивируемые растения и росли неплохо, но сильно отличались от растений в естественных условиях. Из-за высокого содержания в лампах накаливания инфракрасных лучей растения подвергались перегреву, сильно вытягивались, имели желтоватую окраску.

Перегрев удалось ликвидировать путем создания подвижного подвеса ламп, но качество света от этого не изменилось. Лишь появление люминесцентных ламп, приближенных по составу излучения к солнечному, позволило создать благоприятные условия для нормального развития и формирования всех частей растения. При этом оказалось, что не всегда лучший урожай получается при освещении люминесцентными лампами дневного света.

Свет как формирующий фактор растений Если хотят получить в оранжереях или теплицах не плоды и семена, а листья, например салата, растения освещают синими люминесцентными лампами. При таком освещении образуются мощные листья и растения не цветут, тогда как при освещении люминесцентными лампами красного света образуется небольшое количество мелких листьев и салат быстро зацветает.

Если же нужно ускорить цветение земляники или улучшить образование корнеплодов, то используют красные лампы. При таком освещении развиваются крупные корнеплоды репы и стеблевые утолщения кольраби, тогда как при освещении лампами синего света корнеплоды репы почти не образуются. Корнеплоды редиса плохо развиваются при освещении лампами накаливания, в которых сосредоточены оранжево-красные лучи, тогда как лук образует луковицы только под влиянием этих лучей и совершенно не образует луковиц при освещении его лампами синего и зеленого света.

Продолжительность освещения

Раньше думали, что, чем продолжительнее освещать растения, тем, несомненно, будет больше урожай. Однако такое представление оказалось несостоятельным. Сорта чая, привезенные на побережье Черного моря из Индии, и конопля — из Италии в Москву, не цветут, тогда как на своей родине они прекрасно плодоносят. Никогда не зацветает в Москве и перилла, красивое бордюрное растение. В чем же дело?

Как известно, на экваторе в любое время года сутки делятся на 12 часов дня и 12 часов ночи; по мере же передвижения в субтропики и в северные широты длина дня летом становится все больше, а зимой — меньше. Растения, перенесенные с экватора в умеренные широты, попадают в условия с более длинным днем, чем на их родине. Они хорошо растут, но не цветут. Короткий день нужен хризантемам и георгинам, поэтому не случайно они начинают давать цветы лишь осенью, когда сокращается естественный день. Цветение и плодоношение ускоряется в условиях короткого дня (8—12 часов) и у хлопчатника, проса, кукурузы, сорго, сои.

Известно также много таких растений, для нормального развития которых требуется не короткий, а длинный день (16—20 часов). Так, табак сорта Сильвестрис, культивируемый в оранжерее в течение нескольких лет на коротком дне, не дал ни одного цветка. Но стоило этот сорт табака поместить на десять длинных дней, как он переходил к цветению.

Наступление летом длинных дней в умеренных широтах способствует цветению львиного зева, маков и других растений. Длинный день необходим и для пшеницы, ржи, овса, льна, люпина, горчицы, шпината, салата и других культур.

Свет как формирующий фактор растений Так, например, если салат, высеянный в вазоны, поместить в разные условия по продолжительности освещения, то легко получить или накопление вегетативной массы, или ускорение его цветения. У растений салата, которые весь период вегетации находились на коротком дне, т. е. получали свет 9—12 часов в сутки, наблюдается энергичный рост листьев, но не происходит цветения. У салата же, произрастающего на естественном длинном дне, рост листьев задержан, но растения быстро зацветают. В связи с этим становится понятным, почему салат, высеянный летом, дает малый прирост листьев и быстро переходит к цветению.

Большое влияние длина дня оказывает и на образование клубней и корнеплодов. Долгое время было загадочным странное поведение в районе Москвы южноамериканского вида картофеля Антиповича. Этот картофель давал обильное образование клубней у себя на родине, а на новом местожительстве получалась хорошая ботва, но клубней совсем не было. И лишь после того как сократили день и сделали его таким, каким он был на родине, растения дали обильный урожай клубней.

Наши культурные сорта картофеля не страдают от длинного дня, но и у них интенсивное образование клубней происходит в осенний период, при сокращении естественного дня и снижении тёмпературы.

Изменяя продолжительность дня, у одного и того же растения можно получить или семена, или корнеплоды. Так, выращивая редис на длинном дне, человек получает очень небольшой урожай корнеплодов, но зато редис цветет и дает семена. В случае же короткого, 10-часового, дня редис не цветет, но дает крупные корнеплоды.

Казалось, что эти интересные факты не могут найти практического применения, так как невозможно все поле укрывать, чтобы сокращать длинный день до короткого, или давать дополнительное освещение, чтобы удлинить день. Но оказалось, что в этом нет надобности.

Ускорения цветения и плодоношения можно достигнуть не только тогда, когда растения постоянно находятся на длинном или коротком дне, но и если они получают нужный для них день лишь в начале своего развития.

Короткодневное растение просо, находясь в течение 5 дней в условиях 10-часового освещения, ускоряет образование метелок на 18 дней, а если оно находится в тех же условиях в течение 9 дней, то метелки образуются еще быстрее — на 27 дней раньше.

Значительное ускорение цветения при непродолжительном пребывании растений в условиях короткого дня установлено для многих зерновых, овощных и декоративных растений. В Индии перед посадкой риса на плантации сеянцы выдерживают в ящиках в условиях короткого дня, что способствует ускорению цветения.

Свет как формирующий фактор растений Короткий день создают, закрывая парниковые рамы фанерой, черной материей или бумагой, чтобы получить ранние плоды томатов, огурцов, баклажанов, а также цветов хризантем, астр и других растений. Создавая короткий день в начале развития растений, можно получить спелые семена кукурузы, сои и конопли в условиях, где они обычно не вызревают.

Зная отношение растений к длине дня, селекционеры выводят сорта, приспособленные к цветению и плодоношению в условиях длинного или короткого дня.

Регулируя сроки сева, можно создать такую последовательность в изменении длины дня, при которой образуется наибольший урожай. Ранний посев пшеницы, овса, вики и других растений длинного дня способствует тому, что рост их происходит в условиях сравнительно коротких весенних дней, а цветение — при наступлении летних длинных дней, что обеспечивает хорошее плодоношение растений и высокий урожай. Если же эти культуры сеют с опозданием, то наступающие длинные дни ускоряют их цветение в тот период, когда растения не успели еще вырасти, что приводит к снижению урожая.

Итак, свет — естественный мощный фактор роста и развития растений — может оказать в руках человека существенное влияние на формирование урожая.