نظام الإضاءة للنباتات. إضاءة النباتات الاصطناعية

لكي ترضي الزهور العين طوال العام، تحتاج إلى القدر الأمثل من الضوء والحرارة والرطوبة والأسمدة. ولكن في بعض الأحيان لا يتم إعطاء الضوء الأهمية الواجبة، ومع ذلك فإن الإضاءة الموثوقة والاقتصادية والفعالة في البيوت الزجاجية والحدائق الشتوية والمعاهد الموسيقية يمكن أن تصنع معجزات حقيقية. ولهذا الغرض يجب استخدام الإضاءة الاصطناعية للنباتات للحصول على إضاءة إضافية، وهو ما سيتم مناقشته الآن.

التمثيل الضوئي والنباتي

تلعب عملية التمثيل الضوئي - تكوين المواد العضوية من الماء وثاني أكسيد الكربون - أحد أهم الأدوار في حياة النبات. هذا ممكن فقط في وجود ضوء الشمس أو الضوء الاصطناعي. في النباتات، يحدث التمثيل الضوئي بمشاركة الكلوروفيل، وهو صبغة التمثيل الضوئي التي يتم من خلالها امتصاص الطاقة الضوئية. وكلما كانت الإضاءة أفضل، كلما تقدمت هذه العملية بشكل أكثر نشاطًا، وكلما كان شعور المحاصيل النباتية أفضل، زاد نشاط نموها وإزهارها وإثمارها. المرحلة الأخيرة من عملية التمثيل الضوئي هي إطلاق الأكسجين.

ولكن لكي ينمو النبات بشكل طبيعي، ليس فقط الطاقة الضوئية نفسها مهمة، بل يلعب الطيف أيضًا دورًا كبيرًا. والحقيقة هي أن التركيب الطيفي للضوء ليس موحدا.

هذا غير مرئي للعين البشرية، لكن الأجهزة تظهر أن أشعة الضوء لها أطوال موجية كهرومغناطيسية مختلفة (تقاس بالنانومتر - نانومتر) وألوان مختلفة.

تعتبر الأشعة البرتقالية والحمراء أكثر أهمية بالنسبة للنباتات من جميع الأشعة الأخرى، حيث تتراوح أطوالها الموجية بين 620-595 نانومتر و720-600 نانومتر على التوالي. توفر أشعة هذه الأطياف الطاقة لعملية التمثيل الضوئي وهي مسؤولة عن معدل النمو وتطور الجذور والإزهار ونضج الثمار.

بالإضافة إلى اللون البرتقالي والأحمر، تشارك الأشعة البنفسجية والزرقاء (490-380 نانومتر) في عملية التمثيل الضوئي، والتي تشمل وظائفها تنظيم معدل النمو وتحفيز تخليق البروتين. الأصباغ النباتية، التي تمتص بشكل رئيسي طاقة الطيف الأزرق، هي المسؤولة بشكل مباشر عن نمو أوراق الشجر. يؤدي عدم وجود اللون الأزرق إلى أن تتبعه النباتات إلى الأعلى، فتصبح أنحف وأطول.

الأشعة ذات الموجات 315-380 نانومتر هي المسؤولة عن إنتاج الفيتامينات ولا تسمح للساق بالتمدد أكثر من اللازم، والأشعة فوق البنفسجية بطول 280-315 نانومتر تزيد من مقاومة البرد - وبالتالي، فإن كل طيف له غرضه الخاص في تنمية المحاصيل النباتية.

مصباح لزراعة الخضر

تستخدم هذه المعرفة على نطاق واسع عند زراعة النباتات تحت الإضاءة الاصطناعية في البيوت الزجاجية والحدائق الشتوية والشقق، مع مراعاة احتياجات النباتات في طيف ضوئي منفصل. لذلك، على سبيل المثال، يحتاج بعضها في مرحلة النمو الخضري إلى ضوء أبيض بارد من المصابيح النباتية، وفي مراحل الإزهار والإثمار، يحتاجون إلى طيف ضوء أكثر دفئا.

كيفية تحديد نقص أو زيادة الإضاءة للنباتات

تحتاج جميع النباتات إلى الضوء، لكن بعضها يمكن أن يزدهر بدونه، بينما لن يعيش البعض الآخر طويلاً في مثل هذه الظروف. تقليدياً، تقسم المحاصيل النباتية حسب درجة حاجتها للطاقة الضوئية إلى ثلاث مجموعات رئيسية:

• محبة للضوء - تتطلب إضاءة جيدة، وبدونها تنمو بشكل سيء وقد تموت؛
• متسامح مع الظل - قادر على تحمل التظليل الطفيف والنمو والتطور على مسافة قصيرة من مصدر الضوء.
• غير مبال بالظل (محب للظل) - يحتاج إلى الضوء بكميات أقل بكثير من المجموعتين الأوليين.

من السهل تحديد نقص الضوء في النبات - فهو يبدأ على الفور في الانعكاس على مظهره: تتلاشى خضرة الأوراق، ويبدأ الجذع في التمدد، وتتساقط سيقان الزهور، ويكون التأثير الزخرفي للزهور الداخلية واضحًا. ضائع. من خلال التكيف مع عدم كفاية الضوء ، قد لا تتحول أوراق النباتات الفردية إلى شاحبة فحسب ، بل تكتسب أيضًا صبغة خضراء داكنة أو تكبر أو تنقص. تمتد الأجزاء الداخلية لتصبح أقل قوة. بدون إضاءة كافية للنباتات المنزلية، تتوقف النباتات المزهرة المحبة للضوء عن التفتح.

كل هذه الظواهر ليست أكثر من نتيجة لعملية التمثيل الضوئي غير الكافية .

علامات نقص الضوء

لكن الكثير من الضوء ضار أيضًا بالنباتات. قد يسبب تدمير الكلوروفيل. يمكن ملاحظة هذه الظاهرة من خلال الظلال الصفراء والخضراء أو البرونزية للأوراق، والتي تصبح أقصر وأوسع من ذي قبل، ومن خلال العقد الداخلية الأقصر. المصنع نفسه يصبح أكثر القرفصاء.

علامات الضوء الزائد

إنشاء الإضاءة الاصطناعية

من أجل خلق ظروف الإضاءة الأكثر ملاءمة للمحاصيل النباتية، مع مراعاة احتياجاتها الفردية، تم تطوير مصابيح نباتية خاصة. في هذه الحالة، من المستحيل استخدام التقليدية: عندما تسخن كثيرا، فإنها يمكن أن تسبب ضررا للنباتات، وإلى جانب إطلاق الحرارة، فإنها تغير نظام درجة حرارة الغرفة.

يعد اختيار الإضاءة النباتية المتخصصة للنباتات اليوم أمرًا ضخمًا: الهالوجين والصوديوم والموفر للطاقة ومصابيح LED - وفي بعض الأحيان يتم دمجها. على سبيل المثال، يتم استخدامها غالبًا في مرحلة النمو الخضري للنباتات - فهي تنتج ألوانًا زرقاء وصفراء. يستخدم الصوديوم في مرحلة التكاثر - حيث يشجع انبعاثه المحمر على الإزهار وتكوين الفاكهة، اقرأ عن هذا.

مصابيح الفلورسنت، التي كانت تحظى بشعبية كبيرة حتى وقت قريب، تتلاشى تدريجياً في الخلفية بسبب الضعف التدريجي للتدفق الضوئي والهشاشة. اقرأ عن استخدامها في البيوت الزجاجية.

إضاءة الشتلات بمصابيح الفلورسنت

هناك مصابيح LED الأكثر اقتصادا ودائما التي تنتج أشعة زرقاء وحمراء، والتي أثبتت نفسها في ظروف نمو النباتات المختلفة. إنها لا تلبي فقط الحاجة إلى كمية معينة من الضوء، ولكن أيضًا إلى طيف الضوء وطول ساعات النهار. ستخبرك كيفية اختيار مصابيح LED لإضاءة المصنع.

بمساعدة هذه المصابيح، يمكنك التحكم في مراحل النمو وتنظيم الوقت الذي يكون فيه النبات مستريحًا أو مستيقظًا. يعتقد الكثير من الناس خطأً أنه كلما طالت مدة إضاءة الضوء، كان ذلك أفضل للنباتات، لكن هذا ليس صحيحًا في معظم الحالات: فهم، مثل الأشخاص، يحتاجون إلى وقت للنوم ويفضل أن يكون ذلك في نفس الوضع. تتوفر مصابيح إضاءة LED للنباتات بأطوال موجية 400 نانومتر، 430 نانومتر، 660 نانومتر، 730 نانومتر.

تعمل هذه الإضاءة الاصطناعية على تحسين امتصاص الكلوروفيل وتسريع عمليات التمثيل الغذائي وتعزيز نمو الجذور وتحفيز وظائف الحماية.

تتضمن خصوصية "النبات" أنواع الإضاءة التالية:

• ثابت - على سبيل المثال، بالنسبة لمحاصيل الخضروات التي تنمو بشكل أفضل في ضوء النهار الطبيعي، فإن مصابيح الهالوجين الطيفية ومصابيح الفلورسنت مناسبة لها كإضاءة ثابتة؛
• دورية - يمكن استخدامها في فترة معينة من السنة (الشتاء، الخريف، أوائل الربيع) للحفاظ على النباتات عندما تصبح ساعات النهار قصيرة جدًا بالنسبة لها؛
• دوري - التمثيل الغذائي للنبات دوري، لذا يمكن تعديل الإضاءة وفقًا لهذه الدورات، ويجب تشغيلها/إيقافها باستخدام مرحل مؤقت ويعتمد على تفضيلات النبات (أيام قصيرة وليالي طويلة أو العكس)؛
• على المدى القصير – إضاءة إضافية في ساعات معينة، ليس من الضروري مراقبة الطيف؛
• ديكور – كفاف أو إضاءة من الأسفل لإعطاء نبات أو مجموعة من النباتات أكبر تأثير زخرفي.

ترتيب مصادر الضوء في الدفيئة والحديقة الشتوية والنباتات الداخلية

عند ترتيب phytolights، يجب أن تؤخذ المؤشرات التالية في الاعتبار:

• حجم المنطقة
• مدة الإضاءة
• دورة الإضاءة
• طيف الضوء المطلوب؛
• مسافة آمنة من المصابيح إلى النباتات (على الأقل 20 سم من الطبقة العلوية)؛
• القدرة على تقليل/زيادة المسافة من المصباح إلى النبات حسب الحاجة؛
• زاوية انبعاث الضوء.

أولاً، تحتاج إلى فرز النباتات بعناية حسب الأنواع وخصائصها الفردية وموسم النمو، والتفكير في وضع النباتات والمصابيح المدمجة والمريحة - فلا ينبغي أن تتداخل مع حركة الأشخاص والحيوانات الأليفة والمعدات (إذا كان هذا إنتاجًا)، ويلزم أيضًا الالتزام بقواعد السلامة من الحرائق.

فيما يتعلق بالمحاصيل النباتية، يمكن تركيب المصابيح النباتية بطرق مختلفة - يعتمد ذلك على ما إذا كان غرض الإضاءة زخرفيًا أو له وظيفة مساعدة.

الإضاءة الاصطناعية للنباتات الداخلية الموضوعة في منطقة صغيرة ولها نفس الارتفاع تتكون من مصابيح مدمجة، للنباتات المفردة الطويلة - أضواء كاشفة من نوع واحد. بالنسبة للنباتات التي تقف على الرفوف، يمكن أيضًا استخدام المدرجات وعتبات النوافذ ومصابيح LED أو المصابيح المدمجة، كما يمكن أيضًا استخدام مصابيح الفلورسنت الممدودة ذات العاكسات. في الحدائق الشتوية الكبيرة والدفيئات الزراعية والمستنبتات الزجاجية، يُنصح بتركيب مصابيح سقف بمصابيح تفريغ غاز قوية.

في تواصل مع

زراعة النباتات تحت الضوء الاصطناعي. شروط الاستخدام الأمثل للضوء الكهربائي

أظهرت الأبحاث أن نمو النبات يتأثر بشكل كبير بكثافة الضوء وتكوينه الطيفي. في هذا الصدد، تجارب V. I. ذات أهمية كبيرة. رازوموف، الذي أثبت أن الضوء الأحمر يعمل كضوء النهار الطبيعي، وأن النبات ينظر إلى الضوء الأزرق على أنه ظلام. إذا قمت بإضاءة نباتات النهار القصير بالضوء الأحمر في الليل، فلن تزدهر؛ تزهر نباتات النهار الطويل مبكرًا في ظل هذه الظروف مقارنةً بالظروف العادية. إنارة النباتات ليلاً بالضوء الأزرق لا تتعارض مع تأثيرات الظلام. لذلك، يُنظر إلى الضوء ذو الطول الموجي الطويل على أنه ضوء النهار، والضوء ذو الطول الموجي القصير على أنه ظلام. وبالتالي، فإن التركيب النوعي للضوء يؤثر على تطور النبات.

ومع ذلك، هناك رأي آخر، وهو أن جميع أشعة الضوء، إذا كانت شديدة بما فيه الكفاية، ينظر إليها النبات على أنها ضوء النهار. ويعتقد أن التركيب الطيفي للضوء هو نفسه تقريبًا طوال اليوم. فقط شدتها تتغير بشكل ملحوظ - فهي أقل في الصباح والمساء وأكبر عند الظهر.

يعد اختيار مصادر الضوء البديلة هو القضية الأكثر أهمية عندما يتعلق الأمر بكيفية زراعة النباتات تحت الإضاءة الاصطناعية. للإجابة على هذا السؤال، عليك أن تحدد كمية الضوء التي تحتاجها النباتات. تتطلب معظم الخضروات شمسًا كاملة، بينما النباتات الأخرى، مثل النباتات الغريبة التي تنمو في الغابات الاستوائية، لا تتطلب الكثير من الضوء في الظل العميق. لذلك، قبل اختيار مصدر للضوء، يجب عليك معرفة مدى محبة النبات للضوء.

بعد ذلك يمكن البدء باختيار المصابيح الخاصة بمحطات الإضاءة والتي يجب أن توضع فوقها بارتفاع 10 سم، وهي مقسمة إلى الأنواع التالية:

المصابيح المتوهجة هي واحدة من المصابيح الأكثر شيوعا ورخيصة. لذلك، لإضاءة صينية شتلات مقاس 60 سم × 60 سم، يتم استخدام مصابيح بقدرة إجمالية 150 وات. لكن هذه المصابيح لها عدد من العيوب، مثل: عمر الخدمة القصير، استهلاك الطاقة العالي مقارنة بمصادر الإضاءة الأخرى، انخفاض درجة حرارة اللون، يمكن أن تؤثر الحرارة الناتجة عن المصباح أيضًا سلبًا على النباتات، حيث تحرق أوراقها.

تعتبر مصابيح الفلورسنت ومصابيح الفلورسنت المدمجة أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من المصابيح المتوهجة. لذلك يمكن لمصباح 20 وات أن يحل محل المصباح المتوهج بقدرة 100 وات. علاوة على ذلك، فإن النطاق الواسع من درجات حرارة التوهج (2700 كلفن، 4000 كلفن، 6700 كلفن) يجعل من الممكن اختيار مصابيح مشابهة في التوهج لضوء النهار ضمن نطاق 5400 - 6700 كلفن.

غالبًا ما تستخدم مصابيح الصوديوم عالية الضغط DNa3 وDNaT في زراعة الزهور والخضروات في البيوت المحمية. تتمثل ميزة مصابيح الصوديوم عالية الضغط المستخدمة في البستنة في قدرتها على تعزيز إثمار النباتات وإزهارها. ونظرًا لتحول طيف الضوء نحو اللون البرتقالي والأحمر، فإن هذا الضوء يعطي غلات أكبر مع ثمار عالية الجودة. لكن هذه المصابيح لها أيضًا عيبها الخاص، والذي يتم التعبير عنه في حقيقة أن النبات المضاء بهذه المصابيح يميل إلى النمو في الطول بدلاً من العرض.

توفر مصابيح الكريبتون والنيوديميوم إضاءة أكثر سطوعًا مقارنة بالمصابيح المتوهجة. لا يحتوي التدفق الضوئي لهذه المصابيح على الطيف الأصفر والأخضر وبالتالي يكون له تأثير إيجابي على النبات، مما يزيد من موسم النمو ويعطي الأوراق مظهرًا أكثر صحة. غالبًا ما يُكتب على هذه المصابيح أنها مصممة لإضاءة النباتات والزهور الحية، أي أنها مصابيح نباتية.

وقد ثبت أن التركيب الطيفي للضوء الصادر عن مصابيح الفلورسنت يشبه ضوء الشمس، لذلك تستخدم هذه المصابيح لزراعة النباتات تحت الإضاءة الاصطناعية.

يفضل وضع وحدات الإنارة ذات مصابيح الفلورسنت في صفوف، ويفضل أن تكون موازية لجدار به نوافذ أو الجانب الطويل من غرفة ضيقة. ولكن في الغرف المخصصة للنباتات، فإن الترتيب الأمثل للمصابيح هو أن اتجاه الضوء يقترب من اتجاه الضوء الطبيعي.

يجب أن نتذكر أن الضوء الزائد له تأثير ضار على النباتات، حيث يتم تعليق عملية التمثيل الضوئي، وتضعف النباتات وتكون أقل قدرة على تحمل الظروف غير المواتية. تتحمل الفاصوليا أطول ساعات النهار - حتى 12 ساعة.

الأكسيداز هي نازعة هيدروجين هوائية. والتي يمكن أن يكون الأكسجين الجوي فقط متقبلاً للهيدروجين:

AN 2 + 1 / 2 O 2 ↔ A + H 2 O .

تعمل إنزيمات الأكسيداز، التي تنشط الأكسجين الجزيئي وتجعله قابلاً للاختزال إلى بيروكسيد الهيدروجين، في المرحلة النهائية من التنفس، عندما يجب إطلاق هيدروجين المادة المؤكسدة من النظام.

هذه المجموعة من الإنزيمات عديدة، ولكن الدور الرئيسي فيها ينتمي إلى الأكسيداز الذي يحتوي على النحاس (أكسيداز البوليفينول) والحديد (أكسيداز السيتوكروم مع السيتوكروم، نظام السيتوكروم).

تعمل أكاسيداز البوليفينول أو الفينولوكسيداز، في وجود الأكسجين الجزيئي، على أكسدة البوليفينول إلى الكينونات المقابلة. تم العثور على إنزيم بوليفينول أوكسيديز في أنسجة النباتات المختلفة. النشاط العالي لأكسيداز البوليفينول هو سمة من سمات أنسجة أوراق الشاي والبطاطس وجذور بنجر السكر ودرنات البطاطس وبذور الترمس والبازلاء واليقطين والعديد من النباتات الأخرى.

لا يمكن ملاحظة تنسيق عملية أكسدة البوليفينول بواسطة أوكسيديز البوليفينول وتقليل الكينونات إلا في الأنسجة النباتية الحية غير التالفة. عند تلف الأنسجة، عادةً ما يتعطل التنسيق بين مرحلتي الأكسدة والاختزال في التنفس، مما يؤدي إلى تراكم أصباغ داكنة مختلفة؛ على سبيل المثال، عند قطع التفاح ودرنات البطاطس.

فئة ك: استخدام الإضاءة الاصطناعية

نتائج زراعة النباتات تحت الضوء الاصطناعي

«لا يمكننا أن نتوقع خدمات من الطبيعة؛ خذوها منها، هذه هي مهمتنا”.

آي في ميشورين

"إن دور الضوء الاصطناعي في تنمية المجتمع عظيم جدًا وفريد ​​من نوعه"

إس آي فافيلوف

ومن بين النعم التي يجب أن نستفيدها من الطبيعة هي الطرق الجديدة لزراعة النباتات في الضوء الاصطناعي. في الواقع، لماذا لا يستطيع الشخص الذي تعلم استبدال ضوء وحرارة الشمس بالنار أولاً، ثم بالكهرباء، ويستعد للتحول إلى شكل أكثر تقدمًا من الطاقة - الطاقة النووية، التغلب على الاعتماد على الطبيعة والاستغناء عن الإضاءة الشمسية عند الحصول على المنتجات النباتية الأكثر قيمة على الأقل؟ . تظهر التجربة أن هذا ممكن تمامًا. تشير بعض نتائج زراعة النباتات بالكامل تحت الضوء الاصطناعي إلى أنه في ظل هذه الظروف، وليس في الطبيعة، من الممكن توجيه تركيبها في الاتجاه الأكثر فائدة للإنسان. وبالتالي، ربما يكون الطريق مفتوحًا للحصول على مركبات عضوية جديدة ذات إمكانات طاقة كبيرة. ولا يمكن اعتبار مثل هذه المهمة العلمية العظيمة من نسج الخيال، بل على العكس من ذلك، فإن حقائق الثقافة النباتية الناجحة على أنواع مختلفة من الإضاءة الكهربائية تؤدي إلى صياغتها.

بالطبع، من المحاولات الأولى لاستخدام الإضاءة الاصطناعية إلى النتائج التي تسمح لنا بالتفكير في التوليف الموجه للنباتات، هناك طريق طويل ومتعرج من النجاحات وخيبات الأمل. يتم تحديد أهم مراحل هذا المسار من خلال العمل. وهي لا تزال حاضرة في ذاكرة جيلنا، ولكن قبل أن يُطرح السؤال حول إمكانية زراعة النباتات تحت الضوء الاصطناعي، جرت محاولات لاستخدام الأخير لتحفيز عمليات معينة في النشاط الحيوي للكائنات النباتية. وهكذا، قام العالم الروسي العظيم M. V. Lomonosov في نهاية نوفمبر 1752، في أحد عطلات المحكمة، بترتيب الإضاءة لإظهار تأثير الضوء على حركة أوراق النبات.

قدم لومونوسوف شرحًا للإضاءة في الآيات التي كتبها خصيصًا له:

"عندما يحجب ظلام الليل الأفق، وتختفي الحقول والشواطئ والطوافات، والزهور الحساسة في الظلام تنكمش من البرد وتنتظر الشمس."

في الظلام، وقفت النباتات التي رسم منها لومونوسوف صورة للحديقة بأوراق مطوية، ولكن بعد ذلك تومض الإضاءة، والتي تصور شروق الشمس،

"ولكن بمجرد أن تسلط شعاعها على المروج، وتفتح في الدفء، يضيء كل لون، وتنفتح أمامها ثروات الجمال وتسكب روحها اللطيفة مثل الضحية"، ونشرت حديقة لومونوسوف أوراقها نحو النور.

في وقت لاحق، في عام 1865، استخدم A. S. Famintsyn الإضاءة الاصطناعية لدراسة العملية الرئيسية للحياة النباتية - التمثيل الضوئي. ومن خلال تعريض طحالب سبيروجيرا (spirogyra) التي كانت في صحن ماء، لضوء مصابيح الكيروسين المجهزة بعاكسات خاصة، لاحظ تكوين النشا في البلاستيدات الخضراء الخاصة بها.

وهكذا، تم إثبات إمكانية عملية التمثيل الضوئي ليس فقط في ظل ظروف ضوء الشمس، ولكن أيضًا الإضاءة الاصطناعية، حتى لو كانت ضعيفة مثل تلك التي توفرها مصابيح الكيروسين.

قريبا، في أعمال A. S. Famintsyn و I. P. Borodin، في ضوء المصابيح، أولا مع الكيروسين ثم مع موقد الغاز، تمت دراسة إنبات الجراثيم، وانقسام الخلايا، وحركة النبات، وما إلى ذلك بنجاح. وليس من المستغرب أنه بعد اكتشاف الإضاءة الكهربائية، بدأت محاولات استخدامها في زراعة النباتات. ومع ذلك، حتى قبل ذلك، مع إدخال إضاءة الغاز في شوارع المدينة، تم إجراء ملاحظات مثيرة للاهتمام حول سلوك الأشجار الموجودة بالقرب من مصابيح الشوارع. اتضح أن تلك الأجزاء من تيجان الأشجار التي تعرضت للضوء مباشرة لم تسقط أوراقها في الخريف، وبالتالي أصبحت الأنواع المتساقطة المعتادة دائمة الخضرة جزئيًا.

يبدو أن المحاولة الأولى لاستخدام الإضاءة الكهربائية للتأثير على النباتات تعود إلى مانغون ويعود تاريخها إلى 1860-1861. استخدم هذا المؤلف ضوء القوس الكهربائي لمراقبة تخضير الشتلات وانحناءاتها الشمسية. ثم، في نهاية القرن الماضي، أظهرت شركة سيمنز في إنجلترا، وديجيرين وبونييه في فرنسا لأول مرة تجارب على زراعة النباتات باستخدام الإضاءة الكهربائية.

في الوقت نفسه، في عام 1882، ألقى K. A. Timiryazev محاضرة خاصة حول إمكانية زراعة النباتات باستخدام الإضاءة الكهربائية. ولأول مرة، وبمساعدة الفانوس السحري، تم إثبات تأثير الإضاءة الكهربائية على عملية تحلل ثاني أكسيد الكربون بواسطة النباتات المائية. في هذه المحاضرة، قام K. A. Timiryazev أولاً بفحص تجارب Siemens وDeguerin. وبين أن الأولى (سيمنز)، رغم وجود صوبة زراعية كاملة مجهزة بمصابيح قوسية قوية تحت تصرفها، لم تتمكن من إضافة أي جديد إلى ما كان معروفا عن تأثير مصادر الضوء الاصطناعية الأخرى غير الكهربائية على النباتات. وقال K. A. Timiryazev: "الثاني،" Degeren، "أخذ أوعية بسعة لتر تقريبًا، وملأها بالماء المحتوي على ثاني أكسيد الكربون، وقاس سيقان Elodea وكمية الأكسجين بعشرات السنتيمترات المكعبة. ولكن ما هي النتيجة التي أعطتها هذه التجارب؟ بعيدة كل البعد عن كونها رائعة: الأجهزة التي تحتوي على Elodea، الموضوعة على مسافة مترين وثلاثة أمتار من المنظم (عند 2000 شمعة)، خلال ستة وثمانية أيام من الإضاءة المستمرة، أعطت نفس كمية الأكسجين التي يمكن الحصول عليها في ساعة واحدة في الصيف الشمس - بمعنى آخر، كانت عملية تغذية النبات أضعف بنحو 150 مرة من ضوء الشمس" *. من هذا يمكنك أن ترى كم كانت نتائج التجارب الأولى لتأثير الإضاءة الكهربائية على النباتات مخيبة للآمال. ومع ذلك، فإن هذا لم يمنع K. A. Timiryazev من التعبير عن الافتراضات النبوية المتفائلة حول الدور المستقبلي للإضاءة الكهربائية في حل المشكلات النظرية لعلم وظائف الأعضاء النباتية. قال: "... الآن يمكن للمرء بالفعل توقع نتائج مثيرة للاهتمام للدراسة العلمية البحتة لظواهر الحياة النباتية بمساعدة هذا الضوء (الكهربائي - B.M.)." لكن الأهم بالنسبة لنا، ورثة أفكاره، هو موقف K. A. Timiryazev، الذي صاغه في نفس المحاضرة: "على أي حال، تثبت تجربة إطلاق الأكسجين أنه لا يوجد فرق نوعي أساسي بين تأثيرات الضوء الكهربائي والشمسي." (خطنا المائل - B.M.). لقد كان ولا يزال الخط الرائد في جميع أبحاثنا الفسيولوجية للضوء وقد أدى بالفعل إلى نتائج مهمة.

من بين الأعمال النباتية الأولى باستخدام الضوء الكهربائي (أيضًا مع القوس الشمسي)، كانت التجارب التي أجراها بونييه مثيرة للاهتمام بشكل خاص.

قام باحث فرنسي بتخزين النباتات بشكل متوازٍ تحت ضوء مستمر لمدة 12 ساعة في اليوم، يليها استراحة حرارية لمدة 12 ساعة. ولم يتمكن فقط من إظهار وجود زيادات في كتلة النبات تحت تأثير الضوء الكهربائي، ولكن أيضًا اعتمادها على مدة فترة الإضاءة اليومية، أي أن نفس العامل أثر على التغيرات في البنية التشريحية ولون النباتات. يمكن اعتبار أن الأنماط الضوئية الدورية الأولى تم اكتشافها في تجارب الضوء الكهربائي بدلًا من الضوء الطبيعي.

الاستنتاج العام من هذه الدراسات هو الاعتراف بمدى ملاءمة الإضاءة الكهربائية لإطالة أيام الشتاء القصيرة، ولكن استحالة الحصول على النباتات العادية فقط في إشعاعها دون الضوء الطبيعي.

جميع الباحثين في نهاية القرن الماضي الذين استخدموا الإضاءة الكهربائية في عملهم استخدموا إشعاع القوس الكهربائي الذي يمر عبر الزجاج ومرشحات المياه. تمت أول محاولة لاستخدام الضوء المتوهج لزراعة النباتات في عام 1895 على يد رين، الذي أضاء مصابيح الفحم المكونة من 16 شمعة فوق النباتات ليلاً. انطلاقا من بيانه، كان لديهم تأثير مفيد. ومع ذلك، في ذلك الوقت، بسبب نقص الإضاءة الكهربائية، فضلوا استخدام مصادر الإضاءة الأخرى، وعلى وجه الخصوص، موقد الغاز Auer. باستخدام ضوءه، أجرى V. P. Lyubimenko تجاربه المبكرة المخصصة لدراسة عملية التمثيل الضوئي. فقط في عام 1910، جرب ثيلين مصادر جديدة للضوء الكهربائي في ذلك الوقت - مصباح زئبقي بزجاج ميداني ومصباح بيرنست. تبين أن الأول غير مناسب تمامًا للثقافة النباتية، والثاني أوصى به لإضاءة إضافية في الأيام الملبدة بالغيوم في الشتاء.

كان G. Klebs من أوائل من استخدموا الإضاءة الكهربائية لزراعة النباتات في البيوت الزجاجية. وبين أن بعض الأنواع، وخاصة Sempervivum، لا تزدهر في أشهر الشتاء إلا بسبب قصر طول النهار. أدى تمديد أيام الشتاء بالضوء الكهربائي إلى ازدهار الصغار. كان بحث كليبس وأعماله الدورية الضوئية اللاحقة بمثابة حافز جديد لتوسيع التجارب المخصصة لدراسة تأثير الإضاءة الكهربائية على النباتات.

الأكثر إثارة للاهتمام هي أعمال N. A. Maksimov، التي بدأت في العشرينات وما زالت تتطور بشكل مستمر منذ ذلك الحين. لقد حققوا نجاحًا كبيرًا منذ الأيام الأولى وأعطوا نتائج مثيرة للاهتمام لدرجة أنه تم إنشاء مختبر خاص لنشرهم على نطاق أوسع. عمل هذا المختبر (عالم فيزيولوجي الضوء)، بقيادة N. A. Maksimov أولاً ثم V. P. Malchevsky، بالإضافة إلى تجارب N. A. Artemyev في أكاديمية موسكو الزراعية التي سميت باسمها. كان K. A. Timiryazev بمثابة الأساس لمزيد من الأبحاث الفسيولوجية الخفيفة في بلدنا.

تمكن N. A. Maksimov من زراعة عدد من الأنواع النباتية بالكامل تحت الإضاءة الكهربائية من المصابيح المتوهجة، بدءا من البذر إلى جمع بذور جديدة. في تجاربه الأولى، استخدم المصابيح المتوهجة العادية بقدرة 500 و 1000 واط، مشتعلة فوق النباتات الموجودة في غرفة مظلمة، على ارتفاع حوالي متر واحد. كانت أهداف بحثه هي القمح والشعير والبازلاء والفاصوليا والحنطة السوداء وما إلى ذلك. أنتج القمح والشعير والبازلاء بذورًا طبيعية تمامًا وفي وقت قصير جدًا - خلال 40-60 يومًا. وبناء على النتائج التي تم الحصول عليها، أوصى P. A. Maksimov بعد ذلك بالاستخدام الواسع النطاق للإضاءة الكهربائية لعمل محطات التحكم في البذور ومؤسسات التربية. هذا الأخير، عند استخدام الإضاءة الكهربائية، كان قادرا على النمو عدة أجيال سنويا، مما يسرع عملية الاختيار. بالإضافة إلى ذلك، بالنسبة للمربين، فتح استخدام الإضاءة الكهربائية إمكانية الحصول على ازدهار متزامن للأنواع التي تزدهر في الطبيعة في أوقات مختلفة، وبالتالي تبسيط مهمة عبورها.

بعد أن أثبت إمكانية استبدال الإضاءة الطبيعية بالإضاءة الكهربائية عند زراعة النباتات من البذور إلى تكوين بذور جديدة، فتح N. A. Maksimov صفحة جديدة في الأبحاث الفسيولوجية الخفيفة.

الأعمال الرئيسية لـ N. A. Artemyev مكرسة لمشكلة التأثير المعقد للطاقة الكهربائية على الحياة النباتية. وبعد أن أجرى دراساته الأولى في هذا المجال، أصبح مقتنعا بعدم جدواها بسبب التباين الشديد في جميع الظروف البيئية الأساسية المحيطة بالنباتات. الرغبة في القضاء على هذا التفاوت وجعل جميع الظروف التجريبية قابلة للتحكم، N. A. Artemyev، على حد تعبيره، "... طور طريقة بحث تستبعد اللعب المتغير للعوامل الفيزيائية، وقبل كل شيء، الضوء"*. للقيام بذلك، كان عليه أن يبني جهازًا، أطلق عليه اسم لومينوستات، لأنه يمكن الحفاظ بشكل صارم على ثبات الضوء بأي قوة. وفي الوقت نفسه، بالطبع، كان علينا التخلي عن الضوء الطبيعي. كان مصدر الضوء في أجهزة الإنارة الخاصة به عبارة عن مصباح متوهج بقدرة 500 واط. كانت أهداف التجارب هي الخيار والطماطم والشوفان والبيقية والملفوف والخس ومحاصيل الزينة: اللوبيليا والنجمة والفوشيا ورماد الجثث والبروميليا والقرنفل والقنا وبساتين الفاكهة والورود والسنط وأخيراً الليمون.

ينتج الخيار ثمارًا في 62 يومًا، لكنه تغير شكل الثمار من العادية (صنف مورومسكي) إلى شكل الكمثرى. ازدهرت نباتات القنا وبساتين الفاكهة بشكل مستمر تقريبًا. كما أزدهرت محاصيل الزينة الأخرى. الطماطم والشوفان لم تصل إلى الثمار.

كان لتأثير الضوء الاصطناعي تأثير سلبي على الملفوف والخس - فقد امتدا وماتا.

وصف لأعمال N. A. تم نشر Artemyev في كتيب صغير في عام 1936. عنوانه نفسه يجذب الانتباه: "مشاكل تأثير الطاقة على نمو النبات". يبرر المؤلف* هذا الاسم محاولًا إظهار أن: "تأثير الطاقة على نمو النبات هو مشكلة معقدة، والحل الصحيح لها ممكن فقط من خلال التقسيم الواضح للأنواع الفردية من الطاقة النشطة - الحرارية (الثقافة الحرارية)، والضوء ( الثقافة الضوئية) والكهربائية (الثقافة الكهربائية)." *. لم يتم تطوير العمل في هذا الاتجاه بشكل أكبر.

ومن بين الدراسات الأجنبية، فإن أعمال أودن في السويد، وهارفي ومجموعة من العاملين في معهد بويز طومسون في أمريكا، ورودنبرج في هولندا، وما إلى ذلك تستحق الاهتمام.

كان الدافع وراء عمل أودن هو إنشاء مجتمع في السويد لزراعة النباتات باستخدام الإضاءة الكهربائية. إنها مثيرة للاهتمام لأنه تم تحديد كمية الطاقة الإشعاعية فيها باستخدام مقياس البيرانومتر (أونجستروم) وتم التعبير عنها بالسعرات الحرارية.

حاول هارفي، بعد أن قام بزراعة عدد كبير من الأنواع تحت الإضاءة الكهربائية، تقديم تقييم مقارن لـ "حبها للضوء"، لكن معظم النباتات في تجاربه كانت بعيدة عن أن تكون طبيعية.

تمت دراسة تأثير الغناء على النباتات لسنوات عديدة في معهد بويس طومسون. أثناء بنائه، تم إنشاء المنشآت التي مكنت من زراعة النباتات في ظل ظروف خارجية مختلفة. على وجه الخصوص، تم بناء دفيئات "الطيفية" خاصة، مزججة بالزجاج الذي ينقل فقط أجزاء معينة من الطيف الشمسي. ومع ذلك، فإن نتائج هذه الأعمال متواضعة للغاية. ويمكن الحكم عليها من خلال كتاب “نمو النبات” للكاتب في كروكر، وهو عبارة عن ملخص لعمل المعهد على مدار 20 عامًا.

بادئ ذي بدء، فإن الاستنتاج غير المتوقع حول التأثير الضار للضوء الاصطناعي على بعض المحاصيل، على سبيل المثال، الطماطم، إبرة الراعي، القوليوس، مع الإضاءة المستمرة للأخيرة، دون أي محاولة لتحليل هذا الضرر، هو ملفت للنظر. لم يتم استخلاص أي استنتاجات عملية من سنوات عديدة من العمل في دراسة تأثير الضوء على النباتات، ويقتصر المؤلف على التعليقات العامة فقط. هناك نتيجة عملية محددة فقط فيما يتعلق بفائدة الإضاءة الإضافية للنباتات في الشتاء.

في جميع الأعمال الفسيولوجية للضوء التي أجراها معهد Boyce-Thompson، لا يوجد ما يشير إلى تطور طرق زراعة النباتات بالكامل في الضوء الاصطناعي. ولهذا السبب، عند دراسة القضية المهمة للثقافة الضوئية المتعلقة بالحد الأدنى من الإضاءة اللازمة لدعم الحياة النباتية، يتخذ العاملون في المعهد شجرة الماموث الكاليفورنية كموضوع رئيسي للدراسة. حتى مثل هذا السؤال الذي يبدو عمليًا مثل التقييم المقارن لمختلف مصادر الإشعاع الاصطناعي، وهي المصابيح المتوهجة والنيون والصوديوم والزئبق، قاد الباحثين (آرثر وستيوارت، 1935) إلى الاستنتاج التالي: "بين نطاقات الإشعاع لمقالب النفايات المختلفة، ولا توجد علاقة بين نطاقات الامتصاص لصبغة الكلوروفيل وتأثير ضوء هذه المصابيح على تراكم الوزن الجاف في أنسجة النبات. تُترك مسألة تفضيل مصدر أو آخر للإشعاع الكهربائي للزراعة النباتية مفتوحة.

قارن رودنبورغ (1930) تأثير الضوء على النباتات من مصادر الإشعاع الاصطناعية المختلفة: المصابيح المتوهجة ومصابيح النيون والزئبق في ظروف الدفيئة.

في رأيه، المصابيح المتوهجة، عندما تزداد شدة ضوءها، تسخن النباتات وتمتد بشكل مفرط، ولهذا السبب يخلص إلى أن استخدامها يقتصر فقط على زراعة الأنواع المحبة للحرارة. تضع شركة Rodenburg مصابيح النيون في المقام الأول، معتبرة إياها الأنسب لزراعة النباتات مع إضاءة كهربائية إضافية. أما مصابيح الزئبق (في الزجاج العادي) فكان غرضها أساسًا توضيح مسألة احتياجات النباتات من الأشعة فوق البنفسجية. لم تكن هناك مثل هذه المصابيح، وكانت المصابيح نفسها تعتبر غير مربحة لاستخدامها، لأن تكوين ضوءها لم يكن مناسبًا جدًا لما يعتبر ضروريًا لعملية التمثيل الضوئي.

أخيرًا، من بين أهم الأعمال الأجنبية، لا يسع المرء إلا أن يتطرق إلى دراسات المؤلفين الفرنسيين تروفو وتورنيسين، المنشورة في عام 1929، والذين حددوا هدفهم نمو نباتات عادية تمامًا في الإضاءة الكهربائية، لا تختلف عن النباتات الشمسية. ولتحقيق هدفهم، استخدموا الحركة الدائرية (14 دورة في الدقيقة) لمصباحين متوهجين بقوة 1200 واط موضوعين على قضيب أفقي واحد. ومن خلال تحريك المصابيح حاولوا تحقيق إضاءة موحدة للنباتات. وكانت الأخيرة تحتها بـ 120 سم، ونتيجة لذلك، تم الحصول على البذور الناضجة عادة من الفاصوليا، والفراولة تنضج في 40 يومًا. بالنظر إلى المستقبل، يمكننا أن ننكر بحق الحياة الطبيعية للنباتات باستخدام هذه الطريقة في زراعتها.

كما تم استخدام مبدأ تركيبات الإضاءة المتحركة في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية من قبل المهندس I. N. Filkenshtein. في عام 1937، اقترح تركيب إضاءة متحركة مع حركة ترددية للمصابيح بفضل كابل لا نهاية له ودودة ثنائية الاتجاه. وفقًا للمؤلف، مكنت الحركة من تجنب الإضاءة غير المتساوية للنباتات وتظليلها من الضوء الطبيعي بواسطة التركيبات الثابتة. لا تزال هذه التركيبات متاحة في عدد من مزارع الدفيئة. لا يمكن إنكار ميزة مصادر الإضاءة المتحركة للإضاءة الإضافية في ظروف الدفيئة.

بدأ مختبر فسيولوجيا الضوء التابع لمعهد الفيزياء الزراعية عمله التجريبي في مايو 1932. وكانت مهمته الرئيسية في فترة ما قبل الحرب هي تطوير "طرق استخدام الضوء الاصطناعي في زراعة النباتات الزراعية لزيادة إنتاجيتها والحصول على عدة أجيال في المرة". سنة لأغراض التكاثر." وبعد ذلك بقليل، ظهر القسم الثاني من أبحاث المختبر - "دراسات تأثير جودة الضوء على النباتات". بالإضافة إلى ذلك، V. P. دفع Malchevsky اهتماما كبيرا لاستخدام الضوء الاصطناعي لتسريع نمو وتطوير شتلات أنواع الأشجار. تم عرض نتائج كل هذه الدراسات من قبله ومعاونيه في وقائع المختبر لعام 1938 وفي تقاريره، المنشورة جزئيًا في وقائع معهد فسيولوجيا النبات التابع لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية.

الأكثر إثارة للاهتمام منهم ما يلي:
1) الحصول على 5 أجيال سنويا من الأصناف المبكرة من القمح الربيعي؛
2) الحصول على ثمار الطماطم الناضجة تحت الإضاءة الاصطناعية خلال 100 يوم؛
3) تسريع نمو شتلات أنواع الأشجار.
4) تطوير طرق زراعة شتلات الطماطم بإضاءة إضافية بالضوء الكهربائي وغيرها.

غطت تجاربه أكثر من 50 نوعًا (بدون احتساب الأصناف) من النباتات. تختلف المدة اليومية للإضاءة. وتم العمل على تقنية "الحث الضوئي"، وتم تطوير تقنية ما يسمى بالضربات الضوئية. تم تصميم الأدوات لتقييم ظروف الإضاءة للنباتات المتنامية. تم إيلاء الكثير من الاهتمام لتأثير التركيب الطيفي للضوء على عمليات النمو، وعلى تطور النباتات وعلى بنيتها المورفولوجية.

كان المصدر الرئيسي للإضاءة الكهربائية في المختبر في ذلك الوقت هو المصابيح المتوهجة بقدرة 300-500 واط، والتي يتم حرقها في تركيبات مختلفة، خاصة في البواعث العميقة وفي الأضواء الجانبية.

بالإضافة إلى ذلك، كان المختبر يحتوي على مصابيح زجاجية زئبقية ومصابيح صوديوم وأنابيب إعلانية نيون. للحصول على الإضاءة الأكثر تجانساً، تم وضع المصابيح المتوهجة المجهزة بأغطية فوق الرفوف في غرف مظلمة بنمط رقعة الشطرنج على مسافة 0.9 متر عن بعضها البعض وعلى ارتفاع 75-100 سم من قمم النباتات (الشكل 1). .1). تم الحفاظ على درجة حرارة الهواء في هذه الغرف عند 22-25 درجة مئوية؛ الرطوبة النسبية 50-60%. تراوحت إضاءة النباتات من 4000 إلى 8000 لوكس. نمت الأنواع الخشبية بشكل جيد في ظل هذه الظروف. من بينها، تمت دراسة الصنوبر، الراتينجية، الصنوبر، البتولا، الزعرور، ثمر الورد، البندق، الزيزفون، السنط الأصفر، الرماد العادي، البرباريس، الرماد الأمريكي والقيقب الأمريكي. نمت جميع هذه الأنواع تقريبًا بسرعة في ظل ظروف الإضاءة الكهربائية المستمرة وشكلت كتلة نباتية كبيرة، وهو ما عزاه V. P. Malchevsky إلى تأثير التركيب الطيفي للمصابيح المتوهجة. ومع ذلك، فإن الأيام الطويلة، وحتى الإضاءة المستمرة، تلعب أيضًا دورًا بارزًا في معدل نمو شتلات وشتلات أنواع الأشجار.

أما بالنسبة لتسريع تطوير الشتلات، خلال تجارب V. P. Malchevsky، فقد أزهرت وردة الورك في السنة الأولى من الحياة، والتي أزهرت بعد ذلك مرتين في السنة.

في أبحاثه بعد الحرب، انطلق المختبر من الموقف المعروف للأكاديمي تي دي ليسينكو وهو أن: “المهمة الأساسية للزراعة العلمية، أساس تطوير جميع أقسام العلوم الزراعية، وفقًا لتعليمات ك. هي دراسة ومراعاة متطلبات الكائنات النباتية. إن تحديد المتطلبات ودراسة أسباب ظهور هذه المتطلبات وتطورها واستجابات النبات للتأثيرات البيئية هو أساس العمل النظري لعلمنا السوفييتي حول الوراثة وتقلبها" *. وفي ضوء موقف تيميريازيف من تطور الكائنات النباتية، تمت مراجعة وتغيير المبادئ السابقة للبحث المختبري. إذا تمت دراسة تأثير الضوء على النباتات في وقت سابق بمعزل عن العوامل الخارجية الأخرى، بما في ذلك درجة حرارة الهواء والماء، فقد تم القضاء على هذا العيب الرئيسي في الدراسات الحالية.

تين. 1. معمل فسيولوجيا الضوء. الإضاءة العلوية للنباتات في سنوات ما قبل الحرب

بالإضافة إلى ذلك، واستنادا إلى الاعتبارات الاقتصادية، في عمل المختبر قبل الحرب، تم استخدام المصدر الرئيسي للإضاءة الكهربائية - المصابيح المتوهجة - بشكل غير صحيح.

السعي لزيادة المساحة المضاءة بالمصباح الواحد عادة 500 وات مما يضعف نمو النباتات ويقلل إنتاجيتها. تم استخدام التعليق العالي للمصابيح فوق النباتات خوفًا من ارتفاع درجة حرارة النباتات، ومن الرغبة في زيادة المساحة المضاءة بها، وأدى إلى انخفاض حاد في قوة التدفق الإشعاعي. ولذلك فإن تأثير استخدام الإضاءة الاصطناعية كان ضئيلا.

فقط البحث الذي يهدف إلى توضيح الظروف اللازمة للكائنات النباتية لتحقيق الاستخدام الكامل للضوء الذي تتلقاه هو الذي يمكن أن يخرج ثقافة النباتات الكهربائية الضوئية من الحالة غير المرضية الحالية. من المحاولات التي لا أساس لها من الصحة لزراعة النباتات بكميات صغيرة من الضوء، كان من الضروري الانتقال إلى دراسة مفصلة للأنماط الأساسية لاستخدام التدفقات المشعة بواسطة النباتات. حتى بدون إجراء تجارب، كان من الممكن أن نتوقع مقدما أنه مع زيادة قوة التدفق الإشعاعي، 1) ستنخفض فترة نمو النباتات بشكل حاد بسبب تسارع عمليات التطوير والنمو، 2) العائد لكل وحدة مضيئة ستزيد المساحة، و3) ستتحسن جودة المنتجات النباتية الناتجة.

وفي الوقت نفسه، يمكن أن تنخفض تكلفة الطاقة الكهربائية لكل وحدة إنتاج نباتي. هكذا ظهر الأمر في الواقع. وفقًا لبيانات التقارير الصادرة عن مختبر فسيولوجيا الضوء في عام 1940، تم إنفاق أكثر من 1000 كيلووات في الساعة لإنتاج كيلوغرام واحد من ثمار الطماطم الناضجة باستخدام الكهرباء "الاقتصادية"، وفي تركيب إضاءة قوي في عام 1948، تم إنفاق حوالي 400 كيلووات في الساعة من الكهرباء. كان مطلوبا لنفس وحدة الإنتاج.

والمثال الأكثر وضوحا هو نتائج استخدام الإضاءة الاصطناعية لزراعة الفجل. يتفق جميع المؤلفين على أن هذا النوع يتطلب بشكل خاص الجزء الأزرق البنفسجي من الطيف وبالتالي ينمو بشكل سيء للغاية في الضوء المتوهج. وبالتالي، وفقًا لبيانات الإبلاغ الخاصة بالمختبر في عام 1940، خلال شهر من الزراعة تحت الإضاءة الكهربائية للمصابيح المتوهجة (14 ساعة يوميًا)، كان وزن 10 نباتات فجل (صنف وردي بطرف أبيض) 6.4 جرامًا فقط ولم يكن لها جذور . في عام 1947، أيضًا مع الإضاءة اليومية لمدة 14 ساعة وأيضًا في ضوء المصابيح المتوهجة، ولكن تم جمعها في تركيب إضاءة بتدفق مشع قوي، تم الحصول على نباتات الفجل (الوردي مع طرف أبيض) في 28 يومًا، بوزن متوسط 12 جم تم تحقيق متوسط ​​وزن أكبر يصل إلى 36 جم عن طريق إضافة إشعاع مصباح الكوارتز الزئبقي إلى ضوء المصابيح المتوهجة وتمديد فترة الإضاءة اليومية إلى 18 ساعة. يتقلب متوسط ​​وزن نباتات الفجل في المزرعة التقليدية تحت ضوء الشمس حوالي 15 جرامًا، ومع ذلك، يمكنك التحكم في نباتات الفجل المزروعة في الضوء الطبيعي في دفيئة من 25 أغسطس إلى 23 سبتمبر في نفس التربة وفي نفس الصناديق كما هو الحال عند زراعتها في الإضاءة الكهربائية. ، تميزت بوزن 10 نباتات يبلغ وزنها 48.6 جم فقط (الشكل 2).

وبالتالي، عند زراعة نباتات الفجل في ضوء المصابيح المتوهجة، تم الحصول على نباتات ليست أسوأ، ولكن أفضل مقارنة بالنباتات من نفس العمر، ولكنها تقع في ظروف الإضاءة الطبيعية بطول يوم يبلغ 14 ساعة.

كان العمل على زراعة الخس تحت الإضاءة الكهربائية ناجحًا بنفس القدر. هذا الأخير، مثل الفجل، يعتبر محصولا غير مناسب تماما للنمو في الضوء المتوهج. في الواقع، في تجارب V. P. Malchevsky، تحت تأثير التدفق الإشعاعي للمصابيح المتوهجة، أنتجت الخس نباتات ضعيفة للغاية. باستخدام نفس المصابيح، ولكن تم تجميعها في تركيب الإضاءة مع مرشح المياه، حصل فريق المختبر في عام 1947 على نمو أفضل للخس مقارنة بالضوء الطبيعي (من 1 يوليو إلى 26 يوليو). تمت زراعة الخس في ظروف تربة متطابقة في الصناديق. كان الوزن الطازج لعشرة نباتات متوسط ​​عمرها 26 يومًا نمت في الضوء الطبيعي 8.4 جرامًا، وتلك التي نمت تحت الإضاءة الكهربائية كانت 46.7 جرامًا.

لا يمكن أن يعتمد إنتاج أي كتلة نباتية إلا على كمية الطاقة الإشعاعية المرتبطة بالنبات من أي باعث، بدءًا من الشمس وانتهاءً بأي مصدر للإشعاع الاصطناعي. بالنسبة لعملية امتصاص الضوء من قبل النباتات، فإن حالتها الفسيولوجية مهمة جدًا، والتي تتشكل تحت تأثير العوامل الخارجية، بما في ذلك تحت تأثير التدفق الإشعاعي. إن تكوين الحالة الفسيولوجية التي تحدد أكبر إنتاجية لأي شكل من أشكال النباتات هو المهمة الرئيسية للهندسة الزراعية وهو مهم بشكل خاص في مناطق الدفيئة.

أرز. 2. وزن 10 نباتات فجل (وردي مع طرف أبيض) بالجرام. 1 - 1940 الإضاءة الاصطناعية (المصابيح المتوهجة)؛ 2 - 1947. الضوء الطبيعي. 3 - 1947 الإضاءة الاصطناعية (المصابيح المتوهجة مع فلتر الماء)

إن التدخل في المسار الطبيعي للعوامل الخارجية التي يحددها الموقع الجغرافي لمنطقة معينة يزيد بشكل طبيعي من تكاليف زراعة النباتات ولا يمكن سداده إلا من خلال زيادة المحصول بسبب زيادة إنتاجية الكائنات النباتية. لا يمكن تحقيق ذلك دون تأثير معقد على النباتات.

منذ عام 1946، في مختبر فسيولوجيا الضوء، بدأت التجارب الأولى في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية على زراعة النباتات بالكامل في التدفق الإشعاعي لأنابيب الفلورسنت، ما يسمى بمصابيح الفلورسنت والضوء الأبيض *. أجريت هذه التجارب في المقام الأول على محاصيل الخضروات الورقية: الخس والسبانخ والشبت. كلهم ينموون بشكل سيء للغاية في ظل الظروف العادية للإضاءة الكهربائية، التي تم إنشاؤها عن طريق حرق المصابيح المتوهجة الفردية. حتى في ضوء المصابيح بقدرة 500 واط عند استخدامها في التركيبات ذات بواعث عميقة، عادة ما تكون نباتات هذه الأنواع ممدودة بشكل غير طبيعي. وأدى ذلك إلى استنتاج مفاده أنها غير مناسبة للزراعة تحت الإضاءة الكهربائية. هذا أمر مفهوم. تتطلب كمية صغيرة من المنتجات الرخيصة تكاليف طاقة كبيرة لتكوينها، وبالتالي لا يمكن أن تكون ثقافة الإضاءة الكهربائية الخاصة بها مربحة.

تم استلام الدفعة الأولى من أنابيب الفلورسنت بقدرة 15 وات في عام 1946، وكان على المختبر وضع مخطط للمنشآت المناسبة لزراعة النباتات.

وبعد اختيار التصميم وتصنيع العدد المطلوب من الخوانق، تم تركيب أنابيب الفلورسنت على إطارات معدنية مقاس 1.5 في 0.5 متر، مع مسافة بين محاور الأنابيب 60-70 ملم. تم أخذ المسافات المشار إليها بناءً على اعتبارات الإضاءة وتم تبريرها بالكامل من خلال نتائج زراعة النباتات. وتبين أن الخس والسبانخ والشبت، عند تعريضها فقط لضوء أنابيب الفلورسنت، كان لها مظهر طبيعي تمامًا وتشكل كتلة نباتية كبيرة في وقت قصير. علاوة على ذلك، ظل الخس، وخاصة الشبت، في حالة إنباتية لفترة طويلة، على الرغم من الإضاءة المستمرة. وفي هذه التجارب تم اكتشاف تأخير في تزهير الأنواع طويلة النهار بسبب ضوء أنابيب الفلورسنت. وبالنظر إلى المستقبل، دعونا نلاحظ أن ضوء الفلورسنت يؤخر الانتقال من النمو إلى التكاثر في جميع ما يسمى بأنواع النهار الطويل.

يوضح الشكل 3 محطتي قمح متفرعتين بعمر 25 يومًا، ونمت الأولى (يسارًا) تحت ظروف الفلورسنت، والثانية (يمينًا) تحت الإضاءة الكهربائية التقليدية (مصابيح متوهجة صغيرة).

في التيار المشع العام للمصابيح المتوهجة، يتجه القمح المتفرع بالفعل، ولكن في ضوء أنابيب الفلورسنت لا يوجد اتجاه، على الرغم من أن الإضاءة في كلتا الحالتين كانت مستمرة.

تحت إضاءة الفلورسنت، تراكمت كل هذه المحاصيل كتلة نباتية بشكل أفضل في يوم طويل. على وجه الخصوص، شكل الفجل أكبر المحاصيل الجذرية مع مدة ضوء يومية تصل إلى 22 ساعة. في ظل هذه الظروف، من المرجح أن ينمو الفجل، ولكن لم يحدث انشقاق. عن طريق تقليل الفترة اليومية للإضاءة مع ضوء الفلورسنت؛ انخفضت إنتاجية النبات، وبالفعل في يوم 18 ساعة؛ لم يتم تشكيل أي محاصيل جذرية. من هذا يمكننا استخلاص استنتاج حول القوة المنخفضة للتدفق الإشعاعي لمصابيح الفلورسنت لزراعة بعض أنواع النباتات. كانت كمية فيتامين C الموجودة في جذور الفجل وفي أوراق الخس والسبانخ المزروعة في يوم طويل بواسطة أنابيب الفلورسنت مساوية لمحتواها في ظل ظروف الاستنبات العادية في الضوء الطبيعي. بلغ متوسط ​​وزن 10 نباتات فجل (صنف وردي ذو طرف أبيض) لمدة 28 يوما من زراعتها، حتى تحت إضاءة الفلورسنت اليومية لمدة 16 ساعة، 78 جراما، وتحت الإضاءة المستمرة، وفي نفس الظروف الثقافية، وصل إلى 150- 160 جم ​​جيد جدًا في الشبت نما أيضًا في ظل ظروف إضاءة الفلورسنت، مما أدى إلى إنتاج عدد كبير من الأوراق، لكنه كان متأخرًا جدًا في الانتقال إلى الإزهار (20 يومًا مقابل القاعدة).

تين. 3. القمح المتفرع. 1 - إضاءة الفلورسنت. 2- الإضاءة بالمصابيح المتوهجة الصغيرة

تم تجميع المصابيح المتوهجة (300 واط) ضمن مجموعة إنارة مكونة من 16 قطعة لكل متر مربع، وتم غمر أطراف مصابيحها في مياه جارية بدرجة حرارة 35-40 درجة مئوية. تم تركيب أنابيب الفلورسنت كما هو موضح أعلاه. في إحدى نسخ التجربة، تمت إضافة 4 مصابيح كوارتز زئبقية مباشرة بقوة 400 واط لكل منها إلى ستة عشر مصباحًا متوهجًا بقدرة 300 واط. استمرت تجربة الفجل 28 يومًا، من 25 أغسطس إلى 23 سبتمبر 1947. ونمت النباتات في الضوء الطبيعي وكانت في دفيئة. تم إجراء تجربة الخس في نفس العام من 1 سبتمبر إلى 19 سبتمبر. وكانت مدتها 18 يوما. وتقدم نتائج هذه التجارب فكرة واضحة عن السمات الرئيسية لمصادر الإشعاع المقارنة، وكذلك طبيعة احتياجات هذه الأنواع من الطاقة الإشعاعية.

تبين أن الضوء الطبيعي لشهر سبتمبر في لينينغراد غير مناسب للحصول على جذور الفجل خلال 28 يومًا من الزراعة. خلال هذا الوقت، تشكلت النباتات أوراقًا فقط ثم بكميات صغيرة. خلال نفس الفترة، لم تنتج نباتات الفجل، التي تعرضت باستمرار لإضاءة الفلورسنت لمدة 18 ساعة، محصولًا من المحاصيل الجذرية. وكانت كتلتها النباتية قريبة من كتلة النباتات في الضوء الطبيعي.

ونتيجة لذلك، تبين أن ضوء أنابيب الفلورسنت (مصابيح الفلورسنت) عند تعريضها لنباتات الفجل لمدة 18 ساعة يوميا غير كاف لنمو المحاصيل الجذرية خلال 28 يوما.

خبرة. ومع ذلك، بمجرد استبعاد الظلام، تم تشكيل المحاصيل الجذرية في ظل ظروف إضاءة الفلورسنت، ولكنها مستمرة الآن. في ضوء المصابيح المتوهجة، كانت 18 ساعة من الإضاءة كافية لتكوين المحاصيل الجذرية. وعلاوة على ذلك، ووفقا لتجارب معملية أخرى، في ضوء المصابيح المتوهجة، شكل الفجل محصولا جذريا في 28 يوما وتحت إضاءة يومية لمدة 14 ساعة. على العكس من ذلك، في ظل الإضاءة المستمرة بالمصابيح المتوهجة في درجات حرارة الهواء المرتفعة (20-25 درجة)، تحولت بسرعة كبيرة إلى التكاثر دون تكوين محاصيل جذرية صالحة للأكل. وهكذا، استجاب الفجل بشكل مختلف لنفس مدة الإضاءة اليومية، اعتمادًا على طبيعة الضوء.

عند مقارنة إنتاجية محاصيل جذر الفجل التي تم الحصول عليها خلال 28 يومًا من الزراعة تحت الإضاءة الاصطناعية، يتم الكشف عن ميزة كبيرة لإضاءة الفلورسنت المستمرة على ضوء المصباح المتوهج. عند زراعة الفجل في ضوء مصابيح الفلورسنت، تم الحصول على محصول أكبر من المحاصيل الجذرية، والأهم من ذلك، تم استهلاك كمية أقل بكثير من الكهرباء، معبرًا عنها بالكيلوواط/ساعة، لكل جرام من المنتج (المحاصيل الجذرية). . في حالة ضوء الفلورسنت، يوجد لكل جرام من الخضروات الجذرية 1.5 كيلو وات في الساعة من الكهرباء، وعندما يزرع الفجل تحت ظروف الإضاءة المتوهجة، فإن هذا الاستهلاك يزيد ثلاث مرات تقريبًا ويتم التعبير عنه بـ 4.0 كيلو وات في الساعة لكل جرام من الخضروات الجذرية النيئة. . وبالتالي، في هذه الحالة، أعطى الضوء الأضعف لأنابيب الفلورسنت مع استهلاك طاقة كهربائية أقل بكثير نتائج أفضل. ومع ذلك، فإن المحصول الإجمالي لجذور الفجل التي تم الحصول عليها تحت إضاءة الفلورسنت لكل متر مربع، والذي يصل إلى 644 جم، ربما لا يمكن زيادته بشكل كبير، لأن العامل الذي يحد من المحصول في هذه الحالة هو عدم كفاية قوة التدفق الإشعاعي لأنابيب الفلورسنت. على العكس من ذلك، فإن زيادة قوة التدفق الإشعاعي للمصابيح المتوهجة لا تمثل أي صعوبات، ويمكن تحقيق بعض التغييرات في التركيب الطيفي للضوء من خلال تضمين مصابيح الكوارتز الزئبق في التركيب، كما حدث في أحد الخيارات من تجربتنا. وبذلك زاد حصاد المحاصيل الجذرية ثلاثة أضعاف. ومن اللافت للنظر أنه في هذه الحالة تم الحفاظ على نفس مقدار استهلاك الطاقة الكهربائية لكل وحدة من كتلة النبات، مع زيادة إجمالية كبيرة في استهلاكها لإضاءة وحدة المساحة. وهذا يؤدي إلى استنتاج مفاده أن الفجل يكون أكثر إنتاجية في ظل ظروف الإضاءة الأكثر قوة. وبالتالي، فإن الطريق إلى الاستهلاك الاقتصادي للكهرباء أثناء زراعة النباتات لا يكمن دائمًا في تقليل استهلاكها الإجمالي.

تم الحصول مؤخرًا على نتائج أفضل لزراعة الفجل (وردي بطرف أبيض) في تجربتنا، حيث كان مصدر الضوء عبارة عن مصباح متوهج عاكس.

باستخدام حاجز مائي، تم الحصول على تدفق إشعاعي كان قريبًا في التركيب الطيفي من التدفق الشمسي في منتصف النهار. وكانت قوتها أيضًا مساوية للطاقة الشمسية ووصلت إلى 1000 واط لكل 1 متر مربع. في ظل ظروف الإضاءة المستمرة هذه عند درجة حرارة هواء تبلغ 18 درجة مئوية، خلال 14 يومًا من الإنبات إلى الحصاد، وصل الوزن الرطب لنباتات الفجل الفردية إلى 40 جرامًا، وكان المحصول الجذري 15.5 جرامًا.

بالإضافة إلى الجذر، كان لجميع النباتات ساق صغير مع براعم كبيرة. وهكذا، في فترة زمنية قصيرة بشكل غير عادي، أنتجت نباتات الفجل محصولًا جذريًا طبيعيًا وظهورًا مبكرًا للغاية للبراعم.

دعونا نذكرك أنه بالنسبة لهذا النوع من الفجل، يعتبر حصاده في عمر 30-35 يومًا أمرًا طبيعيًا. علاوة على ذلك، خلال هذا الوقت تشكل محاصيل جذرية يصل وزنها إلى 15-20 جم، ومن الواضح أن الضوء الطبيعي ليس مستمرًا، مما يؤدي إلى تأخير نمو الفجل، ولكن يتم تهيئة ظروف أكثر ملاءمة لتكوين المحاصيل الجذرية. في ظل ظروف الإضاءة المستمرة، وخاصة الإضاءة الكهربائية بالكامل التي تم إنشاؤها بواسطة المصابيح المتوهجة، الفجل، كقاعدة عامة، لا تشكل المحاصيل الجذرية على الإطلاق وتذهب مباشرة إلى الاثمار.

لم يعرف العلم ولا الممارسة مثل هذه الفترات القصيرة القياسية في الحصول على محاصيل جذور الفجل، وكذلك انتقالها من النمو إلى التكاثر. وفي الوقت نفسه، مما لا شك فيه أن هذا ليس الحد الأقصى ويمكن تحسين النتائج الموصوفة بشكل كبير.

وكانت نتائج زراعة الخس في ظل ظروف تجريبية مماثلة قريبة أيضًا من نتائج زراعة الفجل الموصوفة للتو. استمر الأخير لمدة 18 يومًا فقط، من 1 سبتمبر إلى 19 سبتمبر 1947. خلال هذا الوقت، كان متوسط ​​وزن 10 نباتات خس مزروعة في الضوء الطبيعي في دفيئة يبلغ وزنها الرطب 7.35 جرامًا فقط، وكان وزن 10 نباتات في كل من النباتات الثلاثة خيارات الإضاءة الكهربائية تجاوزت السيطرة بـ 10 مرات أو أكثر. يمكن اعتبار سبب التأخر في تراكم كتلة النبات في الخس في ضوء سبتمبر الطبيعي ظروف إضاءة أسوأ وانخفاض درجات حرارة الهواء.

أفضل إضاءة للخس، من بين جميع تلك التي تم اختبارها في هذه التجربة، تبين أنها الفلورسنت.1^ المصابيح المتوهجة المزودة بفلتر للمياه، وإضافة مصابيح الكوارتز الزئبقية إليها، أعطت أسوأ النتائج من حيث استهلاك الطاقة الكهربائية. لكل وحدة من الوزن الطازج من الخس. وبالتالي، فإن مصابيح الفلورسنت مناسبة تمامًا لزراعة الخس وربما تكون واحدة من أفضل مصادر الإضاءة الاصطناعية لهذه الأغراض. ومع ذلك، فإن تكلفة الإنتاج، التي تعتمد على أسعار البيع الحالية للكهرباء، والتي لا تزال مرتفعة للغاية، لا يمكن بأي حال من الأحوال أن تناسب الإنتاج العملي للمحاصيل. ولذلك، فإن النتائج المقدمة لزراعة الفجل والخس هي ذات أهمية نظرية أكثر منها عملية، ولكنها تظهر أنه يمكن زراعة أي نوع من النباتات في الضوء الاصطناعي مع نتائج ليست أسوأ بأي حال من الأحوال من ضوء الشمس الطبيعي.

يمكن أن تكون المؤشرات الرئيسية لنجاح أبحاث ما بعد الحرب التي أجراها مختبر فسيولوجيا الضوء في مجال زراعة النباتات باستخدام الإضاءة الكهربائية هي العمل مع القمح المتفرع والطماطم. إذا بدأ المختبر العمل مع الأخير في عام 1946 وسبقته بالفعل فترة بحث ما قبل الحرب، فإن العمل مع القمح المتفرع لم يبدأ إلا في عام 1949. وكانت المادة الأولية له هي البذور التي تم الحصول عليها من القاعدة التجريبية للكل. -أكاديمية الاتحاد للعلوم الزراعية التي سميت باسمها. V. I. لينين - لينينسكيخ هيل. أثبتت الدراسات التي أجريت هناك أن هذه العينة من القمح المتفرع، حتى في ظروف الاحتباس الحراري، لا تتجه قبل 55 يومًا من الإنبات. ولم يستجب للإصدار أيضًا.

تم إجراء أول عملية زرع للقمح المتفرع في المختبر في 12 ديسمبر 1948، وفي 1 يوليو 1949، كان الجيل المختبري الثالث يحصد بالفعل.

ونظرًا للتسارع الكبير في عملية الزراعة في ظل ظروف تركيب الإضاءة في المختبر في البذر الأول لأكثر من 20 يومًا، تم إطلاق تجربة جديدة مع القمح المتفرع، والذي تم الحصول على بذوره مرة أخرى من غوركي لينينسكي. في 29 أبريل، تم زرعها في التربة، بذرة واحدة في وعاء فخاري، وبعد 32 يومًا من تضخم البذور، في 30 مايو، ظهرت أولى نباتات القمح المتفرعة. وبالتالي، تم تقليل الفترة من الإنبات إلى الرأس بمقدار النصف. لإجراء هذه التجربة على القمح تم استخدام تركيبتين للإضاءة، إحداهما استخدمت في الفترة الأولى من عمر القمح من الزراعة إلى بداية النضج، والأخرى في الثانية من النضج إلى نضج البذور. في التركيب الأول، كان هناك تسعة مصابيح متوهجة بقدرة 300 واط لكل 0.25 م2، مما يعطي قوة 10.8 كيلووات لكل 1 م2. وفي التركيب الثاني، لم يكن هناك سوى ستة عشر مصباحًا بقدرة 300 واط لكل 1 م2، أي أن قوتها كانت 4.8 كيلو واط فقط. وبعبارة أخرى، في الفترة الثانية من التطوير، تلقى القمح ما يقرب من ضعف الطاقة المشعة مما كانت عليه في الأول. في كلتا الحالتين، تم غمر لمبات المصابيح المركبة في سقف مشترك في مياه تتدفق ببطء بدرجة حرارة تتراوح بين 35-40 درجة مئوية. كانت قوة التدفق الإشعاعي للتركيب الأول أقل بثلاث مرات من قوة التدفق الإشعاعي الشمسي في جو صافٍ والشمس واقفة بالقرب من ذروتها. تم تنظيم المسافة من الزجاج، وهو سقف المنشآت، إلى أطراف الأوراق العليا لنباتات القمح باستخدام أرضية الرفع للمنشآت، والتي تنخفض لأسفل مع نمو النباتات. كانت الإضاءة اليومية للنباتات طوال فترة زراعتها 20 ساعة مع استراحة ليلية مدتها 4 ساعات. تم ملء أوعية فخارية قطرها 130 ملم بالتربة من المختبر. تم ترك الثقوب الموجودة في قاع الأواني* مكشوفة. تمر الجذور من خلالها إلى المحلول المغذي الذي كان في أوعية خزفية لترية توضع عليها أواني النباتات. وبهذه الطريقة، تم إنشاء نظام جذر ذو مستويين. كان الجزء العلوي منه في التربة، والجزء السفلي في المحلول المغذي جيلريجيل، ويتم تغييره أولاً بعد يومين، ثم يوميًا.

بالإضافة إلى النسخة الرئيسية من التجربة المذكورة أعلاه، حيث تمت زراعة القمح المتفرع طوال الوقت في منشأة معملية تحت الإضاءة الكهربائية، لمدة 20 ساعة في اليوم، وعند درجة حرارة 20-25 درجة، كان هناك 2 آخرين. واحد منهم، والثاني، كان السيطرة. في ذلك، تم الاحتفاظ بالقمح المتفرع في الضوء الطبيعي في الدفيئة طوال الوقت، وتم تسخين الدفيئة في النصف الأول من شهر مايو. وفي النسخة الثالثة من التجربة، خلال النهار، من الساعة 9 إلى الساعة 20، تم تعريض النباتات للضوء الطبيعي في الدفيئة، ومن الساعة 20 إلى الساعة 5 - تحت الإضاءة الكهربائية في نفس التركيب حيث كانت توجد مصانع المجموعة الأولى في ذلك الوقت. لمدة 4 ساعات المتبقية، من 5 إلى 9، كانوا مع نباتات المجموعة الأولى في الظلام.

امتد ظهور الشتلات، الذي تمت ملاحظته بشكل فردي في جميع أشكال التجربة، من 2 مايو إلى 7 مايو؛ وكانت الفترة من نقع البذور إلى إنباتها فوق سطح التربة 4-9 أيام. كانت النباتات المزروعة تحت الإضاءة الكهربائية هي أول النباتات التي بدأت في الإنبات، ولكن كان اثنان منها أيضًا آخر من بدأ في الإنبات. تم زرع ما مجموعه 50 بذرة لجميع الخيارات. وقد نبتت 44 منها، وحدث الإنبات في وقت واحد في جميع أشكال التجربة وربما تم تحديده حسب جودة البذور. هذه الحقيقة تشير إلى المساواة في ظروف درجة الحرارة. وحصلت كل نبتة قمح متفرعة على رقم خاص بها بعد الإنبات، وتم إجراء الملاحظات الفينولوجية على كل منها.

كانت النباتات التي كانت تحت الإضاءة الكهربائية بالكامل هي أول من بدأ في زراعة الأشجار. من بين 11 نباتًا كانت في هذه المجموعة، في اليوم 32 ظهرت 4 نباتات من البذر، في اليوم 34 - نبات واحد، في اليوم 36 - نباتان، في اليوم 38 - نباتان وبعد 40 يومًا نباتان آخران . ظهرت أول نبتة من القمح المتفرع في دفيئة تحت الضوء الطبيعي بعد 55 يوما فقط من الإنبات، ولكن هناك نباتات لم تظهر إلا بعد 65 يوما. وبالتالي، من خلال زراعة نباتات القمح المتفرعة تحت إضاءة يومية لمدة 20 ساعة في تركيب إضاءة المختبر، قمنا بتسريع بداية النضج بمقدار 20 يومًا. وفي تجربة لاحقة زراعة القمح المتفرع في نفس تركيب الإضاءة ولكن مع الإضاءة المستمرة تمكنا من تقليل المدة من الإنبات إلى التوجه إلى 27 يوما أي ضعف المدة المعتادة.

تعتبر فترة شهر واحد من ظهور القمح إلى التوجه أمرًا نموذجيًا بالنسبة لمعظم أنواع القمح الربيعي المبكر. وبناء على ذلك، في الفن

في الضوء الحالي، عادة ما يكون القمح المتفرع وفقا لهذه الخاصية ربيعيا. العامل الأكثر حسماً لسرعة نضج القمح المتفرع هو مدة الإضاءة اليومية.

في التين. الشكل 4 يوضح نقاط نمو القمح المتفرع عند عمر 22 يوم المزروع على ضوء كهربائي مع إضاءة يومية 16، 18، 20، 22 ساعة وإضاءة متواصلة. جميع الشروط الأخرى هي نفسها. إذا تم اعتبار طول نقطة نمو الأذن المكتملة بالفعل تحت الإضاءة المستمرة 100%، فسيتم التعبير عن أحجام مخاريط النمو للنباتات الأخرى بالسلسلة التالية: 22 ساعة - 56%، 20 ساعة - 28 %، 18 ساعة - 12% و 16 ساعة - 7% . حتى في يوم يصل إلى 22 ساعة، يتأخر نمو القمح المتفرع إلى حد كبير مقارنة بالضوء المستمر. ليس هناك شك في أنه في المحاصيل العادية في الشمال، حيث يستمر النهار 20 ساعة على الأقل، يمكن أن يظهر المرض بنفس السرعة إذا لم تكن درجات حرارة الهواء منخفضة جدًا. لكن القمح المتفرع لا يتطلب فقط مدة الإضاءة اليومية، ولكنه أيضًا محب للحرارة. ولذلك، فإن القمح المتفرع في جميع مناطق الاتحاد السوفياتي ينتمي إلى أحدث أشكال الربيع. في الجنوب يتأثر تطورها بالأيام القصيرة وفي الشمال بسبب عدم ارتفاع درجات حرارة الهواء بشكل كافٍ.

تين. 4. نقاط نمو القمح المتفرع عند عمر 22 يوم المزروع تحت الإضاءة الكهربائية. من اليسار إلى اليمين: تغطية 16 و18 و20 و22 و24 ساعة

أما مصانع القمح المتفرعة، والتي تلقت 9 ساعات من الإضاءة الكهربائية بالإضافة إلى ساعة واحدة من الضوء الطبيعي، في ظروف الدفيئة فقد حدثت في نفس الإطار الزمني، من 32 إلى 40 يومًا، كما هو الحال بالنسبة للنباتات التي كانت تحت الإضاءة الكهربائية بالكامل.

وبالتالي، فإن هذه الحقيقة تظهر أيضًا أن نمط رأس القمح المتفرع يرتبط بمدة فترة الإضاءة اليومية، مصحوبة بارتفاع درجة حرارة الهواء إلى حد ما.

عادة، ينضج القمح المتفرع خلال 120-140 يومًا. في المجموعة الضابطة لتجربتنا، أي في دفيئة تحت الضوء الطبيعي، تم نضجها في 112 يومًا، وفي الضوء الكهربائي، استغرق نضجها الكامل 70 يومًا فقط، عدًا من الإنبات، أو 75 يومًا، عدًا من البذر.

ونتيجة لذلك، انخفض موسم نمو القمح المتفرع بأكمله في ظل ظروف الإضاءة الاصطناعية بمقدار النصف تقريبًا. ليس هناك شك في أنه يمكن تقصيرها أكثر، ولكن ليس من دون الإضرار بالمحصول. أما إنتاجية القمح المتفرع عند زراعته بالكامل تحت الإضاءة الكهربائية، فكانت أعلى من المعتاد، على الرغم من التسارع الكبير في تطوره. خلال 70 يومًا من موسم النمو تحت الإضاءة الكهربائية، شكل القمح المتفرع كتلة نباتية أكبر بنسبة 30% مقارنة بالنباتات التي نمت لمدة 112 يومًا تحت الإشعاع الشمسي الطبيعي. علاوة على ذلك، ينطبق هذا بالتساوي على محصول الحبوب والكتلة الخضرية الموجودة فوق سطح الأرض. وتراوح عدد الحبوب في سنبلة النباتات المزروعة تحت الإضاءة الكهربائية من 56 إلى 75 حبة. وتراوح وزنها من 3 إلى 4.5 جرام لكل سنبلة. كانت الحبوب كاملة وأكثر زجاجًا من تلك الموجودة في النباتات المزروعة في الضوء الطبيعي. ولوحظ أيضًا أكبر عدد من السيقان المنتجة، 4-8، في النباتات التي تنمو تحت الإضاءة الاصطناعية.

وهكذا، في تجربتنا مع زراعة القمح المتفرع تحت الإضاءة الكهربائية، لاحظنا في نفس الوقت تسارعًا في التطوير وزيادة في إنتاجية النبات (الشكل 5). هذه الحقيقة لها أهمية أساسية كبيرة وتظهر أنه في ظل ظروف معينة يمكن للنباتات أن تنضج وتنتج مبكرًا، وهو أمر مهم للغاية للممارسة. أدى النضج السريع للقمح المتفرع تحت ظروف الإضاءة الكهربائية إلى إنتاج خمسة أجيال في عام واحد، وأظهرت النباتات المزروعة من بذور الجيل المختبري الأول في موقع المختبر إنتاجية عالية جدًا. لذلك كانت هناك نباتات تنتج 4700 حبة تم جمعها في 25-30 سنبلة. بلغ الوزن الإجمالي للحبوب للنبات الواحد 200 جرام فما فوق. لم يتم العثور على مؤشرات الإنتاجية العالية لنباتات العينة الأصلية بنفس طريقة الاستزراع. وبالتالي، فإن الإنتاجية العالية للنباتات الأم، كما أكد مرارا وتكرارا T. D. Lysenko، تؤثر على إنتاجية ذريتها البذور.

تين. 5. القمح المتفرع بعمر 50 يوما

على اليسار نباتات من الدفيئة (الإضاءة الطبيعية)، على اليمين من تركيب الإضاءة (الإضاءة الاصطناعية).

ولا تقل إثارة للاهتمام، والأكثر أهمية من الناحية العملية، عن نتائج العمل المختبري بعد الحرب على زراعة نباتات الطماطم باستخدام الإضاءة الكهربائية.

يعتبر موسم النمو الطبيعي للأصناف المبكرة من الطماطم، حتى في ظروف الدفيئة، 110-120 يومًا. تم تقصير الفترة السنوية للعمل المختبري تحت الإضاءة الكهربائية إلى 90-100 يوم. الآن، يستغرق موسم النمو الكامل للأصناف المبكرة من الطماطم، عند زراعتها بالكامل تحت الإضاءة الكهربائية، من 50 إلى 60 يومًا، وينضج الصنف المبكر النضج بشكل خاص "الحركة إلى الشمال" في 45 يومًا. هذه الحقائق لها أهمية عملية ونظرية كبيرة. إنها تظهر بوضوح أنه لا يمكن أن يكون هناك شك في عدم ملاءمة الإضاءة الاصطناعية لإنتاج ما يسمى بالنباتات "العادية". على العكس من ذلك، في ظل ظروف الإضاءة الكهربائية، تزداد إنتاجيتها ونضجها المبكر.

على مدار 60 يومًا من موسم النمو، ينضج صنف بوشكينسكي تحت ظروف الإضاءة الكهربائية وينتج 5-7 ثمار تزن من 30 إلى 60 جرامًا، مما يعطي محصولًا إجماليًا من الثمار الناضجة لكل نبات من 150 إلى 250-300 جرامًا. في التين. 6، يمثل نبات الطماطم المتوسط ​​(صنف بوشكينسكي) بعمر 63 يومًا، ويزرع بالكامل تحت الإضاءة الكهربائية. وفي ظل ظروف الإضاءة الطبيعية على نفس التربة، تم الحصول على 200 جرام فقط من الفاكهة الحمراء لكل نبات خلال 120 يومًا. ونتيجة لذلك، كانت إنتاجية نباتات الطماطم تحت الإضاءة الكهربائية أعلى بكثير منها تحت الإضاءة الشمسية في ظروف لينينغراد. في عام 1950 غير المواتي، لم يكن من الممكن جمع فاكهة حمراء واحدة من نباتات من الصنف المبكر (بوشكينسكي) في أرض مفتوحة. في خطوط العرض الشمالية، من المستحيل الحصول على ثمار حمراء حتى من أصناف الطماطم المبكرة ذات الثمار الكبيرة خلال 60 يومًا، وفي ظل ظروف الإضاءة الكهربائية، من المحتمل أن يتم تقليل هذه الفترة بشكل أكبر.

يتم تقديم صورة مثيرة للاهتمام للغاية من خلال مقارنة المراحل الفينولوجية الفردية لتطور نباتات الطماطم في ظل ظروف الإضاءة الطبيعية وفي تجاربنا. لذلك، عادة ما تمر 10-15 يوما قبل ظهور الورقة الأولى، في تجاربنا، لم تظهر ورقة واحدة، ولكن ورقتين حقيقيتين بالفعل في اليوم 3-4 بعد الإنبات. في الثقافة التقليدية، تصبح البراعم الأولى مرئية بعد 40-50 يومًا فقط من ظهورها. في ظل ظروف الإضاءة الكهربائية، تستغرق هذه العملية 12-15 يومًا فقط (أو حتى أقل. يحدث ازدهار الأصناف المبكرة في اليوم 55-70 من حياتها، وتحت الإضاءة الكهربائية يتم ملاحظتها في اليوم 20-25. في التجارب S.I. Dobrokhotova (فترة ما قبل الحرب من العمل المختبري)، أيضًا في ضوء المصابيح المتوهجة، بدأ الإزهار في موعد لا يتجاوز 45 يومًا بعد الإنبات. وقد سبق ذكر نضج الثمار أعلاه. الفترة الطبيعية هي 110-120 وحتى 130 يومًا والتي قمنا بتقليلها عند زراعة الطماطم تحت الإضاءة الكهربائية حتى 60 يومًا، وفي تجارب S. I. Dobrokhotova تراوحت من 95 إلى 100 يوم. وتتراوح فترة الشتلات المعتادة لزراعة نباتات الطماطم من 50 إلى 60 يومًا، وتحت الإضاءة الكهربائية خلال من الممكن هذه المرة الحصول على محصول من الثمار الحمراء، مما يقلل فترة الشتلات إلى 16-20 يومًا فقط، أي ثلاث مرات، وفي 20 يومًا، يصل ارتفاع شتلات الطماطم تحت الإضاءة الكهربائية إلى 40-50 سم، ولها 7-8 بئر - أوراق متطورة و 2-3 نورات. يصل وزنها الخام إلى 30 جرامًا ، في حين أن الشتلات العادية التي لا تحتوي في هذا العمر على أكثر من ورقتين تزن حوالي 2-3 جرام.من هذه الشتلات سريعة النمو في ظروف جيدة ليس من الصعب للحصول على ثمار ناضجة خلال 30-45 يومًا.

تين. 6. نبات الطماطم (صنف بوشكينسكي) يزرع تحت الإضاءة الكهربائية. العمر 63 يوم

الشرط الذي لا غنى عنه للحصول على شتلات جيدة هو قوة عالية بما فيه الكفاية للتدفق الإشعاعي للمصابيح المتوهجة وخلفية زراعية عالية لزراعتها باستثناء الزرع بجذور عارية. إن عدم الامتثال لهذه القواعد سيؤدي دائمًا إلى تدهور كبير في كل من الشتلات والنتائج النهائية لثقافة الطماطم. صحيح، يتم إنفاق ما يصل إلى 30 كيلوواط ساعة لكل مصنع على زراعة شتلات جيدة، ولكن هذا الاستهلاك الكبير للطاقة له ما يبرره بالكامل من خلال الإنتاج المبكر للفواكه الناضجة. بالإضافة إلى ذلك، هناك فرص حقيقية جدًا لتقليل تكاليف الطاقة لكل مصنع شتلات بما يصل إلى 15 كيلووات في الساعة.

تين. 7. شتلات الطماطم في مزرعة ولاية كراسني فيبورجيتس تزرع بالطريقة المعتادة

إن جودة ثمار التسلات التي يتم الحصول عليها بالكامل تحت الإضاءة الكهربائية، سواء من حيث المذاق أو من حيث محتوى المركبات ذات القيمة الغذائية، ليست أقل جودة فحسب، بل إنها تتجاوز جودة الثمار الناضجة في الضوء الطبيعي في خطوط العرض الشمالية.

كل ما قيل للتو فيما يتعلق بنتائج زراعة نباتات الطماطم تحت الإضاءة الكهربائية يسمح لنا بالتوصل إلى نتيجة حول الإمكانية الكاملة لزراعتها في ظل هذه الظروف.

من الأهمية العملية زراعة شتلات الطماطم بالكامل تحت الإضاءة الكهربائية للحصول على محاصيل ربيعية وفيرة من الثمار الناضجة في ظروف الأرض المغلقة. تظهر التجربة أنه حتى في ظروف لينينغراد، اعتبارًا من 1 مارس، يمكنك الاستغناء عن أي إضاءة إضافية للطماطم إذا تم زراعتها في دفيئات بدرجة حرارة هواء تتراوح بين 22-25 درجة خلال النهار ولا تقل عن 18 درجة في الليل. في فبراير، تنمو الشتلات في الدفيئات الزراعية في لينينغراد ببطء شديد، وبالتالي، بدون إضاءة كهربائية، لا يمكن أن تكون جاهزة بحلول الأول من مارس، بينما مع الإضاءة الكهربائية، يمكن تحضير الشتلات في أي وقت خلال 16-20 يومًا.

فيما يلي صور (الشكل 7 و 8) لشتلات الطماطم المزروعة في تربة الدفيئة بمزرعة Krasny Vyborzhets الحكومية في بداية مارس 1951، والتي تمت زراعتها بالطريقة المعتادة (الشكل 7) وتحت الإضاءة الكهربائية (الشكل 7). 8).

تين. 8. شتلات الطماطم في مزرعة كراسني فيبورجيتس الحكومية، تُزرع تحت الإضاءة الكهربائية

على الرغم من حقيقة أن الشتلات المزروعة تحت الإضاءة الكهربائية أصغر من المعتاد بشهر ونصف، إلا أنها أكبر بكثير من الأخيرة. أي من أوراقها السبعة أكبر وأثقل من كتلة الشتلات الموجودة فوق الأرض والتي نمت طوال شهر فبراير في ضوء لينينغراد الطبيعي. ومن الواضح أن التطوير الإضافي لهذه النباتات المختلفة تمامًا لا يمكن أن يكون هو نفسه في ظل ظروف ثقافية متساوية. سوف تنتج الشتلات الجيدة محصولًا مبكرًا بكثير عن الشتلات السيئة.

لذلك، من أجل الحصول على أول محصول مبكر للطماطم في الشمال، يجب أن تصبح زراعة الشتلات تحت الإضاءة الاصطناعية جزءًا من ممارسة زراعة الخضروات الدفيئة.

تعطي الفراولة أيضًا نتائج جيدة عند زراعتها تحت الإضاءة الكهربائية. تتمثل ميزة هذا المحصول على العديد من المحاصيل الأخرى في موقع أوراقه في حجم صغير، تقريبًا في نفس المستوى، مما يجعله كائنًا مناسبًا جدًا لزراعة الضوء الاصطناعي. لكن المهمة الصعبة للغاية عند زراعتها في ظروف صناعية هي مكافحة سوس العنكبوت وخاصة سوس الفراولة. كلاهما يتطوران بسرعة كبيرة في ظل هذه الظروف ويتكاثران بنفس السرعة. ومع ذلك، لا ينبغي أن يكون هذا الظرف عائقا لا يمكن التغلب عليه أمام الحصول على نتائج جيدة عند زراعة الفراولة تحت الإضاءة الاصطناعية. وفي التجارب المعملية باستخدام الإضاءة الكهربائية، تمكنت شتلات الفراولة من أن تؤتي ثمارها بعد شهرين. أما الشعيرات، التي تم تجذيرها تحت ظروف الإضاءة الكهربائية، فقد أنتجت ثمارًا ناضجة بعد 45 يومًا (الشكل 9). لمدة 60 يومًا من الزراعة، أنتجت الشجيرات الفردية 10-15 حبة توت بوزن إجمالي يصل إلى 45-50 جرامًا، وتظهر الحسابات أنه في الحالة الأخيرة، تم استهلاك حوالي 600 كيلووات ساعة من الكهرباء لكل كيلوغرام من التوت الناضج. ولا شك أن هذه النتائج يمكن تحسينها بشكل ملحوظ.

تين. 9. الفراولة المزروعة من محلاق الخريف تحت الإضاءة الكهربائية. العمر 40 يوم

الخيار (Klinskiye، Nerosimye، Vyaznikovskiye، Muromskiye) ينمو أيضًا ويتطور بسرعة كاملة تحت الإضاءة الكهربائية. وهكذا، في تركيب يحتوي على مصابيح متوهجة بقدرة 200 واط وفلتر مياه بقدرة تدفق إشعاعي تبلغ 150 vgp لكل 1 متر مربع، يتم تشكيل أول ثمار خيار Klin ذات الحجم الطبيعي في غضون 35 يومًا من البذر (الشكل 10). ويصل وزنها خلال هذه الفترة إلى 100 جرام، ولها مظهر جميل ورائحة خيار قوية. تتشكل البذور (التي يتم تغذيتها عن طريق التلقيح الاصطناعي) بكمية كافية ولها إنبات جيد. الثمار لذيذة، دون أي مرارة. تنمو شتلات الخيار المزروعة تحت الإضاءة الكهربائية وتتطور بشكل جيد بعد زراعتها في الدفيئة. من الواضح أنه في الشمال، في الأماكن التي تكون فيها الكهرباء وفيرة وغير مكلفة، من المنطقي زراعة شتلات الخيار في الإضاءة الاصطناعية.

تين. 10. مصنع الخيار وتركيب الإضاءة. العمر 35 يوم

ينمو البصل جيدًا أيضًا في الضوء الاصطناعي. بالنسبة لثقافتها فمن المفيد استخدام مصابيح الفلورسنت الموضوعة بين صفوف النباتات على شكل أسوار وتضيء النباتات ليس من الأعلى بل من الجوانب. في ظل هذه الظروف، من الممكن بسرعة كبيرة الحصول على البصل المناسب للطعام، حتى عند زرع البذور. لا يوجد ما يقال عن إخراج البصل من المصابيح. إنه يعمل بشكل جيد في الإضاءة الكهربائية كما هو الحال في الضوء الطبيعي في الربيع، ويمكن استخدامه بنجاح خلال فصل الشتاء القطبي.

كما تم الحصول على نتائج جيدة في التجربة الأولى لزراعة القطن F 108 وOdessky 7 تحت الإضاءة الصناعية، حيث تمت زراعة الأخير في تركيبات الإضاءة، حيث تم وضع 16 قطعة من المصابيح بقدرة 300 وات لكل 1 م2 من السقف. تبلغ درجة حرارة مرشح المياه المتدفقة 40-45 درجة مئوية. وكانت مدة الإضاءة اليومية 18 ساعة قبل التزهير و14 ساعة بعد التزهير. تمت زراعة 25 نباتاً لكل 1م2 في أصص فخارية ذات تربة عادية. وكانت جميع الأواني في صواني بها ماء فتتشبع به شعيرات التربة. تم إعطاء وجبات صغيرة عدة مرات بمحلول ملحي مشابه لخليط المواد الغذائية Gelriegel.

يتم نقع البذور في 3 مارس، قبل يومين من البذر. تم البذر في أوعية بها تربة بالبذور المنبتة في 5 مارس، ومن نفس اليوم تم وضع 25 أصيصًا في تركيب الإضاءة. ظهرت براعم موحدة إلى حد ما في 7 مارس. وينبغي اعتبار هذه الفترة بداية زراعة القطن بالكامل باستخدام الإضاءة الكهربائية.

ظهرت الفروع الجانبية الأولى بعد 20 يومًا من الإنبات وتم اكتشاف البراعم في اليوم التالي بالفعل - في اليوم الحادي والعشرين بعد الإنبات. وبعد أسبوع آخر كان هناك بالفعل 3 براعم في كل نبات - واحد على فرع. وفي 7 إبريل تم سك نبات القطن وبقي ثلاثة فروع. يبدأ التزهير بعد 44 يومًا من ظهور النبات و 24 يومًا بعد تكوين البراعم. في 2 يونيو، بعد 85 يومًا من ظهوره، فتحت الكبسولات الأولى. بدأ القطن ينضج. بعد 8 أيام تمت إزالته بالفعل. وهكذا، فإن الفترة الكاملة من زرع البذور إلى النضج الكامل للبذور الجديدة كانت 95 يومًا. خلال هذا الوقت، كان لدى 8 نباتات 3 جوزات ناضجة، و17 نباتًا بها قرنتان (سقط الباقي). متوسط ​​وزن الصندوق الواحد 4 جرام.

أخيرًا، كما أوضح V. P. Malchevsky، تنمو النباتات الخشبية بشكل جيد للغاية تحت الإضاءة الكهربائية. على وجه الخصوص، في تجاربنا، نمت الكشمش والعنب بشكل جيد من الأنواع المتساقطة، والحمضيات - من الخضرة. العنب المزروع بقطع صغيرة (15 سم) أثمر في أقل من عام في ظل ظروف تدفق إشعاعي ضعيف جدًا من المصابيح المتوهجة وأنابيب الفلورسنت (الشكل 11). عند زراعة قصاصات بطول 5-6 سم، وصل ارتفاع الكشمش الأسود إلى 50-60 سم بعد شهرين وبدأ في الازدهار حتى مع وجود قوى تدفق إشعاعي منخفضة جدًا. منذ عام 1949، يعمل المختبر على شتلات الليمون لغرض خاص، وهو تسريع إنتاج الثمار الأولى. نموها في ظروف الإضاءة الاصطناعية سريع جدًا.

في عام واحد من الحياة، وصلت شتلات الليمون إلى ارتفاع يصل إلى 1.5 متر، وقد توقف نموها الإضافي في الارتفاع بشكل مصطنع بسبب صغر حجم النباتات، وفي الوقت الحاضر تنتج فقط فروعًا جديدة. وصلت العديد من شتلات الليمون إلى ارتفاع 100 سم خلال 7 أشهر، اعتبارًا من ظهور الشتلات، وتشكل أكثر من 50 طبقة من الأوراق على طول الجذع الرئيسي. في مشاتل القوقاز يصلون إلى هذا الحجم خلال 3-4 سنوات.

تين. 11. عنب ميشورينسكي المزروع تحت الإضاءة الكهربائية. العمر 1 سنة

وهكذا، في ظل ظروف الإضاءة الكهربائية، والقليل جداً منها، التي تم إنشاؤها بواسطة المصابيح المتوهجة الصغيرة 6 فولت وأنابيب الفلورسنت 15 وات، أعطت شتلات الليمون نمواً بطول متر خلال 7 أشهر من زراعتها. مثل هذا التسارع الكبير في نموها يتيح لنا أن نأمل في تحقيق الثمار الأولى في وقت أبكر من المعتاد. بالفعل، أنتجت القصاصات المأخوذة من شتلات الليمون هذه على شكل عقد داخلي واحد مع برعم محاور واحد من الدرجة الثانية فروعًا من الدرجة السادسة في غضون ستة أشهر من نموها تحت الإضاءة الكهربائية.

عند زراعة جزء من شتلات الليمون تحت الإضاءة الكهربائية، والجزء الآخر تحت الإضاءة الصيفية الطبيعية في الدفيئة، كان نموها أفضل بكثير تحت ظروف الإضاءة الاصطناعية (الشكل 12). في هذه الحالة، نمت شتلات الليمون أسرع مرتين على الأقل من الضوء الطبيعي. بالإضافة إلى النمو الجيد لشتلات الليمون تحت ظروف الإضاءة الكهربائية، لوحظ أيضًا تأصيل سريع جدًا لبراعمها، وهو أمر مهم للغاية لأغراض التكاثر النسيلي للشتلات القيمة. يمكن أن تكون زراعة الليمون تحت الإضاءة الكهربائية مهمة ليس فقط لأغراض التربية التي تهدف إلى تسريع الإثمار والتكاثر السريع للعينات القيمة، ولكن أيضًا بشكل مباشر لممارسة زراعتها في الشمال في البيوت الزجاجية والغرف أو بشكل عام في أي مكان مظلم. غرف.

بالإضافة إلى الأنواع المدرجة، قام مختبر فسيولوجيا الضوء بزراعة العديد من الأنواع الأخرى تحت الإضاءة الكهربائية دون نجاح أقل. وعلى وجه الخصوص، كانت هناك العديد من التجارب على عدد من نباتات الزينة، بدءًا من الورود وأشجار النخيل وحتى زهور النجمة.

تين. 12. شتلات ليمون 6 أشهر. النبات الأيسر من الإضاءة الاصطناعية، واليمين من الضوء الطبيعي (ينما في الدفيئة من أبريل إلى سبتمبر)

مسألة تنسيق الحدائق في حد ذاتها ليست معقدة. هناك أكثر من 1000 نوع من النباتات الداخلية المعروضة للبيع. تم نشر العديد من الكتب والمقالات في المجلات والتعليمات وغيرها حول هذا الموضوع، لكن جميعها تقريبًا تفكر في إبقاء النباتات الداخلية في الضوء الطبيعي، حتى في الظل الجزئي.

لماذا تحتاج النباتات إلى إضاءة جيدة؟

تحتاج النباتات إلى الضوء من أجل عملية التمثيل الضوئي، وبعد ذلك تظهر مواد خاصة ضرورية لها. الطاقة والمواد الأساسية. بادئ ذي بدء، سيعتمد تكوين هذه المادة على حجم ونوعية الطاقة الضوئية التي تمتصها الأوراق. لكن الكلوروفيل، الذي يحول تدفق الضوء مباشرة إلى مركبات عضوية، قد أعلن بوضوح عن الحد الأقصى للامتصاص في النطاقين الأزرق والأحمر من الطيف. وفي الوقت نفسه، يمتص الطيف الأصفر والبرتقالي بشكل ضعيف ولا يمتص الأشعة تحت الحمراء والأشعة الخضراء على الإطلاق.

بالإضافة إلى الكلوروفيل، تشارك أصباغ مثل الكاروتينات في امتصاص الضوء. كقاعدة عامة، فهي غير مرئية في الأوراق بسبب وجود الكلوروفيل، ولكن في الخريف، عندما يتم تدمير هذا الكلوروفيل، تعطي الكاروتينات أوراق الشجر اللون البرتقالي والأصفر. وهي ذات أهمية كبيرة في عملية التمثيل الضوئي، حيث أنها تمتص أشعة الضوء في الطيف الأزرق والبنفسجي، وهذه الألوان تسود في الأيام الملبدة بالغيوم.

ماذا يحتاج النبات المنزلي؟

تعتمد حاجة النباتات للإضاءة إلى حد كبير على درجة حرارة الغرفة، فكلما كانت الغرفة أكثر دفئًا، زادت حاجة النبات إلى الضوء. وبالتالي، فإن النباتات لديها أسوأ وقت في فصل الشتاء في غرفة سيئة التدفئة وسيئة الإضاءة.

وضع الضوء. يلعب طول ساعات النهار دورًا مهمًا في حياة أي نبات. بالنسبة للزهور الاستوائية، التي اعتادت على الضوء الطبيعي المستمر تقريبا عند الساعة 12 ظهرا، فمن المرجح أنها لن تحب موقعنا الجغرافي، عندما يستمر الحد الأدنى لساعات النهار حتى 7 ساعات، ويستمر الحد الأقصى لساعات النهار أكثر من 15 ساعة.

الإضاءة التكميلية والإضاءة الاصطناعية للنباتات

أولا، دعونا نحدد متى هو حقا مطلوب إضاءة إضافية للنباتات:

• عند حفظ النباتات في الشتاء والخريف عند درجات حرارة أعلى من 22 درجة مئوية في المناطق ذات ساعات النهار القصيرة جداً.
• عند إبقاء النباتات على عتبات النوافذ تحت أشعة الشمس المباشرة لمدة تقل عن 3.5 ساعة.
• عند حفظ شتلات النباتات في الشتاء والخريف في المناطق التي يسود فيها الطقس الغائم.

وفي حالات أخرى، فإن تركيب إضاءة إضافية ليس له ما يبرره، وإلى حد ما، سيكون مضيعة للمال والجهد.

عندما الإضاءة التكميلية للنباتات فمن الضروري تأخذ في الاعتبار العوامل التالية:

الإضاءة الاصطناعية للنباتات الداخلية

يحظر استخدامه المصابيح المتوهجة الكلاسيكيةوحدها: لا يوجد في طيفها ألوان بنفسجية وزرقاء، كما أن الأشعة تحت الحمراء تؤدي إلى تمدد الزهور وتسخينها القوي وتجفيف الأوراق وإهدار الكهرباء.

مثل هذه المصابيح المتوهجة الخاصة في مصابيح النيوديميوم المعلن عنها اليوم لا تظهر تحسنًا كبيرًا. وتشمل هذه المصابيح النباتية من Paulmann، والمصابيح من OSRAM، وما إلى ذلك. على الرغم من الإضاءة العالية بسبب الطلاء العاكس وزاوية الضوء الصغيرة، فإن مؤشراتها الطيفية لا تختلف عمليا عن المصابيح المتوهجة البسيطة.

يمكن تحقيق تأثير أفضل قليلاً عند استخدام مصابيح الهالوجين. ولكن، على الرغم من التركيبة الأكثر إيجابية للطيف وزيادة ناتج الضوء، فإن هذا النوع من المصابيح ليس هو الأمثل، لأن الفتيل يخلق إطلاقًا كبيرًا للطاقة الحرارية.

يمكنك الحفاظ على المظهر الجذاب للزهور وزراعة الشتلات باستخدام الإضاءة مصابيح الفلورسنت البيضاءفهي تنتج ضوءًا باردًا (طيفها أقرب ما يكون إلى الطيف الشمسي). نظرًا لأن هذه المصابيح ليست قوية جدًا، فقد تم تركيب العديد منها في وقت واحد في عاكسات خاصة، مما يعزز تدفق الضوء ولا يسمح للضوء الوامض بالدخول إلى الغرفة.

كقاعدة عامة، تتلخص عيوبها في زيادة تشتت تدفق الضوء (هناك حاجة إلى العديد من المصابيح للحصول على إضاءة كافية) وجودة الإضاءة التي يتم إنشاؤها. تحتوي مصابيح الفلورسنت على الكثير من اللون الأزرق في طيفها، لذا يجب تركيبها فقط مع غيرها.

الغرض من مصابيح الفلورسنت هو إضاءة الرفوف بالزهور وإضاءة النباتات الموجودة على النافذة. يكاد يكون من المستحيل زراعة الزهور التي تتطلب الكثير من الإضاءة بشكل كامل تحت مصابيح الفلورسنت.

مصابيح الفلورسنت النباتيةعلى شكل أنابيب، فهي فعالة بالفعل في عملية التمثيل الضوئي، وهي اقتصادية، وتخلق ضوءًا موحدًا على السطح وتسخن قليلاً أثناء التشغيل، مما يجعل من الممكن تركيبها بالقرب من الزهور. لكن إضاءةها الوردية غير طبيعية بالنسبة للناس، وتهيج الأغشية المخاطية وتغير بشكل كبير الإدراك البصري لزخرفة الزهور.

المصابيح النباتية ذات قمم متعددة من انبعاث الضوء في الطيف الأزرق والأحمر، مصنوعة خصيصًا للزهور، كما أنها مثالية للبراعم الصغيرة والشتلات المتنامية. يمكنك اختيار مصابيح نباتية ذات إضاءة طبيعية أكثر، لكن كفاءة هذه المصابيح أقل قليلاً، بسبب الانبعاث في الطيف الأخضر الذي لا تستخدمه النباتات، والذي يمكن تعويضه بإضافة مصابيح قوية.

صوديوم، مصابيح الهالوجين والزئبق المعدنية- هذه ما يسمى بمصابيح تفريغ الغاز عالي الضغط. الغرض الرئيسي منها هو خلق تدفق ضوئي قوي. وبالتالي، فهي مناسبة بشكل أفضل لإضاءة الدفيئات الزراعية والحدائق الشتوية والزهور المفردة الكبيرة والنباتات التي تتطلب الكثير من الضوء. تتم مناقشة إمكانية تركيب هذه المصابيح في الشقق بحذر - مثل هذه المصابيح باهظة الثمن، وتستخدم كمية كبيرة من الكهرباء وتسخن بشكل كبير، ويعمل الكثير منها في طيف الأشعة فوق البنفسجية، وهو أمر خطير على الرؤية.

الارتفاع وخيارات تركيب المصابيح فوق الزهور الداخلية

يتم تحقيق أفضل وضع للمصابيح بشرط سقوط الضوء على الزهور من الأعلى.

جداً مصابيح عاليةمن أجل إضاءة الحد الأقصى لعدد النباتات، ونتيجة لذلك لا يتم إضاءة أي شيء، حيث أن الإضاءة تنخفض بما يتناسب مع المسافة، على سبيل المثال، عن طريق ضبط ارتفاع الإضاءة من 25 سم إلى متر، ستنخفض الإضاءة بمقدار 30 مرة. الارتفاع الأمثل للزهور المحبة للضوء هو موضع المصباح (الفلورسنت) بحوالي 17-22 سم.

الخيار الأكثر اقتصادا هو جعل اتجاه تدفق الضوء عموديًا على النبات، أي تثبيت المصباح مباشرة فوق الزهور، وتجهيز مصدر الضوء بعاكس. يمكنك شراء عاكسات جاهزة من متاجر أحواض السمك. باستخدام العاكس، يمكنك التخلص من الشعور بعدم الراحة إذا سقط الضوء في عينيك، ولكن الشيء الأكثر أهمية هو توجيه الجزء الرئيسي من تدفق الإضاءة، والذي غالبًا ما يضيع، دون أي خسارة تقريبًا. تحتوي المصابيح النباتية على مجموعة كاملة من الأشعة التي تحتاجها الزهور فقط، وبالتالي تنتج ضوءًا يهيج الرؤية البشرية. ولهذا السبب تتطلب المصابيح النباتية بشكل خاص عاكسات.

يُنصح بتعليق مصباح كهربائي فوق الزهور: عند إضاءته من الجانب تنمو النباتات وتمتد نحو مصدر الضوء. إذا كانت الزهور مضاءة فقط بالإضاءة الاصطناعية، فيجب أن تعمل المصابيح ما لا يقل عن 12 ساعة يوميا. إذا تم استخدام الضوء الاصطناعي كضوء إضافي، على سبيل المثال، في فصل الشتاء، فإن 4-6 ساعات كافية.

من الأفضل جعل ارتفاع المصابيح قابلاً للتعديل، بحيث إذا تم اكتشاف حروق على الزهور، يمكنك تغيير ارتفاع المصابيح. تشير السيقان الطويلة واللون الشاحب إلى أن مصدر الضوء يقع في مكان مرتفع جدًا. أقصر مسافة بين الزهرة والمصباح المتوهج هي 35 سم، وإلى مصباح الفلورسنت 7 سم، وإلى مصباح الصوديوم - نصف متر.

كيفية حساب عدد مصابيح الفلورسنت؟

حساب قوة الإضاءة الخلفيةواختيار نوع المصابيح الكهربائية يعتمد بشكل كامل على احتياجات الإضاءة للنباتات الداخلية. يمكن تقسيم جميع الزهور حسب درجة الحاجة للإضاءة إلى:

• متسامح الظل.
• حب الإضاءة المعتدلة - النباتات الاستوائية.
• نباتات محبة للضوء موطنها مساحات مشمسة كبيرة.

قوة الإضاءةيجب أن يتم تحديدها بشكل متناسب: لكل 1 مارك ألماني. مربع يجب أن تكون منطقة الزهرة:

• أكثر من 2.5 واط للأشخاص المحبين للضوء؛
• 1.5-2.5 واط - لأولئك الذين يحبون الإضاءة الخلفية المعتدلة؛
• 0.50-1.5 واط - لمقاومة الظل.

من حيث الإضاءة، 1 واط من قوة لمبة الفلورسنت تنتج 70 لومن، والمصباح المتوهج - 4 مرات أقل. مع أخذ هذه القيمة في الاعتبار، يمكنك حساب عدد وقوة المصابيح الكهربائية للزهور. على سبيل المثال، حجم عتبة النافذة حيث توجد النباتات هو 100 مارك ألماني. مربع وبالتالي، ستكون الطاقة الإجمالية للمصباح مطلوبة:

• 2.5 واط × 100 دسم. مربع = 250 واط.

لهذه المنطقة سيكون من الضروري تقريبا 2-3 لمبات بقوة 70 وات. ويجب القول أن هذا الحساب تقريبي ويعتبر مجرد دليل في اختيار كميتها. يُنصح باستخدام مصابيح قوية وطويلة، حيث أنها تتمتع بقدرة عالية على الإضاءة. بمعنى آخر، مصباحان بقدرة 34 وات أفضل من أربعة مصابيح بقدرة 17 وات.

لتلخيص ذلك، لا بد من القول أن مدة الإضاءة الاصطناعية ستعتمد بشكل مباشر على الإضاءة الطبيعية. كقاعدة عامة، يكون هذا بضع ساعات في الصباح وعدة ساعات في الليل. أي أنه سيتم إضاءة المصابيح في الصباح حتى الوقت الذي تحتاج فيه للذهاب إلى العمل، وفي المساء حتى وقت النوم.

ولكن بشكل عام، ينبغي أن تكون هذه المرة حوالي 5-7 ساعات. في طقس غائم حتى الساعة 10 صباحًا. إذا كان اليوم مشمسا، 4 ساعات كافية. بالإضافة إلى ذلك، فقد ثبت أن الإضاءة ليس لها تأثير إيجابي عندما تكون غير منتظمة، لأن تشغيل المصابيح فقط "عندما تتذكر" لن يؤدي إلا إلى الإضرار بالزهور الداخلية عن طريق تعطيل إيقاعاتها الحيوية.