Выбор оптимального решения в области освещения для различных культур в теплицах

Выбор оптимального решения для освещения культур в теплицах — одно из самых важных решений, которое может принять коммерческий производитель. Каждый вид растений имеет свои особые требования к освещению, и точное соблюдение этих требований определяет разницу между средними и выдающимися показателями урожайности. Среди доступных технологий межрядных систем освещения для растениеводства показала себя как эффективный метод доставки фотосинтетически активной радиации непосредственно в крону растений, а не только сверху.

Понимание того, когда и как применять межрядное освещение в сочетании с верхним освещением, имеет решающее значение для производителей, выращивающих культуры с густой кроной, такие как томаты, огурцы и перец. В этом руководстве рассматриваются особенности реакции различных тепличных культур на стратегии межрядного освещения, логика размещения светильников, обеспечивающая лучшие результаты, а также способы согласования инвестиций в освещение с конкретными целями выращивания вашей культуры.

Почему межрядное освещение изменяет распределение света в кроне

Основное ограничение исключительно верхнего освещения

Традиционное освещение теплиц осуществляется исключительно за счет верхних светильников, установленных над растениями. Хотя верхнее освещение эффективно для низкорослых культур и рассады, оно плохо проникает в густую крону высокорослых растений. По мере прохождения света вниз через слои листвы он поглощается или отражается до того, как достигнет нижних листьев. Межкронное освещение в растениеводстве устраняет это фундаментальное ограничение, размещая источники света непосредственно внутри кроны, чтобы целенаправленно освещать средние и нижние ярусы листьев, недоступные для верхнего освещения.

Когда культура, например томат на шпалере, достигает высоты двух метров и более, нижние плодоносящие кисти и поддерживающие их листья фактически находятся в условиях нехватки света. Межкронные светильники для растениеводства, установленные с оптимальным интервалом вдоль рядов, обеспечивают стабильный фотонный поток в этих затенённых зонах, активируя фотосинтез на значительно большей общей площади листьев. Это напрямую способствует повышению процента завязывания плодов и обеспечивает более равномерное развитие плодов по всей высоте растения.

Как межрядное освещение в растениеводстве повышает эффективность фотосинтеза

Межрядное освещение в растениеводстве работает за счёт дополнения спектра света внутри кроны растений, а не замены верхнего освещения. Такое сочетание создаёт более полную и равномерную световую среду. Листья в нижней части кроны, которые в условиях недостатка света обычно не участвуют в фотосинтезе, теперь могут вносить существенный вклад в общую фиксацию углерода растением. Это способствует накоплению сухого вещества и, как следствие, повышает качество урожая и его товарную продуктивность. Светильники для межрядного освещения в растениеводстве имеют компактную конструкцию, чтобы минимизировать затенение при установке между рядами растений, обеспечивая, что их физическое присутствие не снижает общий световой бюджет, который они призваны увеличить.

Подбор межрядного освещения в растениеводстве под конкретные тепличные культуры

Помидоры и высокорослые культуры

Помидоры являются наиболее широко задокументированным применением систем межрядного освещения в растениеводстве. Поскольку растения помидоров выращиваются вертикально в течение многих месяцев, их крона становится чрезвычайно густой. Светильники межрядного освещения в растениеводстве, установленные примерно на одном метре над субстратом, обеспечивают прямое освещение средней части кроны светом красного и синего спектров. Исследования и практический опыт выращивания показывают, что применение межрядного освещения в производстве помидоров ускоряет формирование кистей, повышает содержание сахара в плодах и снижает долю некондиционной продукции, вызванную неравномерным развитием. Производители, использующие межрядное освещение при выращивании помидоров, как правило, отмечают измеримое повышение эффективности использования света по сравнению с системами только верхнего освещения.

Огурцы также значительно выигрывают от использования межрядного освещения в растениеводстве. Как и томаты, огуречные растения выращивают на вертикальных шпалерных системах и быстро формируют густую листовую крону. Межрядное освещение в растениеводстве, расположенное внутри кроны огурцов, способствует развитию боковых побегов и помогает поддерживать жизнеспособность листьев в нижних зонах. Это приводит к более длительному продуктивному периоду в каждом цикле роста растения и к более стабильному окну сбора урожая. Сладкий перец, ещё одна высокорослая культура, реагирует на межрядное освещение в растениеводстве аналогичным образом, особенно при низком уровне естественного освещения в зимние месяцы.

Низкорослые культуры и культуры с коротким циклом вегетации

Не все тепличные культуры требуют использования межрядного освещения для выращивания. Салат, травы и другие культуры с низким кустом, как правило, получают достаточное количество света от верхних систем освещения, поскольку их листовая структура не вызывает значительного затенения. Применение межрядного освещения для этих культур увеличит расходы без пропорционального роста урожайности. Однако на стадии рассады высокорослых культур межрядное освещение на уровне стеллажей может ускорить начальный рост за счёт дополнительного бокового освещения в критические фазы укоренения. Производителям следует оценивать целесообразность внедрения межрядного освещения для каждой культуры отдельно, учитывая высоту растительного покрова, индекс листовой поверхности и требуемый световой интеграл.

Практические аспекты размещения и проектирования системы

Рекомендации по высоте, расстоянию и интенсивности

Эффективное размещение межрядных светильников для выращивания растений зависит от правильного выбора высоты установки светильников, расстояния между рядами и мощности излучения. Для большинства высокорослых вьющихся культур межрядные светильники для выращивания растений устанавливаются на высоте от одного до 1,5 метра над полом или поверхностью выращивания в зависимости от текущей высоты растений и стадии их роста. Расстояние между межрядными светильниками вдоль ряда обычно составляет от 1,5 до 2,5 метра и подбирается таким образом, чтобы обеспечить заданную суточную световую дозу без образования «горячих точек». Аграрии должны использовать инструменты картирования плотности фотонного потока для проверки того, что размещение межрядных светильников обеспечивает равномерное распределение света, прежде чем приступать к постоянной установке.

Интенсивность каждой единицы межрядного освещения для выращивания растений должна дополнять, а не конкурировать с системой верхнего освещения. Слишком интенсивное межрядное освещение может вызвать обесцвечивание листьев или тепловой стресс, если светильники расположены слишком близко к листве. Большинство коммерческих систем межрядного освещения для выращивания растений, предназначенных для высокорослых культур, работают в диапазоне, обеспечивающем дополнительное освещение нижнего яруса растений на уровне от 50 до 150 микромолей на квадратный метр в секунду, что значительно увеличивает общую световую интегральную величину без превышения фотосинтетической способности растений.

Интеграция с системой климат-контроля и стратегиями выращивания

Межрядное освещение в растениеводстве генерирует тепло в зоне кроны, что влияет на локальную температуру и интенсивность транспирации. При внедрении межрядного освещения в существующие системы теплиц производителям следует внимательно контролировать температуру кроны на начальном этапе эксплуатации. Правильное управление воздушным потоком обеспечивает равномерное рассеивание тепла, выделяемого светильниками межрядного освещения, а не образование локальных зон повышенной температуры. При совместном использовании межрядного освещения и стратегий обогащения атмосферы CO₂ фотосинтетический эффект значительно усиливается, поскольку растения получают как световую энергию, так и углеродный субстрат, необходимые для ускоренного роста.

Часто задаваемые вопросы

Какие культуры наиболее выгодно выращивать с применением систем межрядного освещения?

Светильники для межрядного освещения в растениеводстве обеспечивают наибольшую пользу высокорослым культурам с густой кроной, таким как томаты, огурцы и перец. У этих культур формируются слои листьев, которые блокируют верхнее освещение и препятствуют его проникновению в нижнюю часть кроны, поэтому использование светильников для межрядного освещения в растениеводстве является необходимым условием для поддержания фотосинтетической активности всего растения и повышения качества урожая на протяжении всего цикла выращивания.

Можно ли использовать светильники для межрядного освещения в растениеводстве вместо верхнего освещения в теплице?

Светильники для межрядного освещения в растениеводстве предназначены для совместной работы с верхним освещением, а не для его замены. Верхнее освещение обеспечивает основной источник света сверху для листьев верхней части кроны, тогда как светильники для межрядного освещения в растениеводстве дополняют освещение в средней и нижней частях кроны. Использование светильников для межрядного освещения в растениеводстве в качестве единственного источника света, как правило, не рекомендуется, поскольку листья верхней части кроны будут получать недостаточное количество света для оптимального роста.

Как влияет использование светильников для межрядного освещения в растениеводстве на энергозатраты при производстве в теплицах?

Установка межрядного освещения в растениеводстве повышает общее энергопотребление, однако многие производители отмечают, что прирост урожайности на киловатт-час потребленной электроэнергии является выгодным по сравнению с простым увеличением интенсивности верхнего освещения. Поскольку межрядное освещение в растениеводстве направляет фотоны непосредственно в недостаточно освещенные зоны кроны, оно, как правило, обеспечивает более эффективное использование энергии освещения для высокорослых культур по сравнению с одним лишь повышением мощности систем верхнего освещения.