Влияние уровня освещенности на продуктивность кресс-салата

Введение. Круглогодичное обеспечение населения России свежими овощами и зеленной продукцией является важной социальноэкономической задачей, решение которой невозможно без создания современного агропромышленного производства на базе защищённого грунта [1], так как даже в южных регионах Российской Федерации в естественных условиях период выращивания овощной продукции, в том числе листовых овощей, ограничивается несколькими месяцами.

Особое внимание в рамках тепличного овощеводства следует уделить именно листовым овощам так как они за короткий период светокультуры в 30–40 дней позволяют получить от 3до 6 кг/м2 хозяйственно-полезной биомассы [1], а кроме того, являются источником необходимых для организма человека микроэлементов Na, Zn, Fe, Mn, Cu, Mo.

Увеличение объёмов производства овощной продукции возможно благодаря повышению их продуктивности, которая зависит от многих факторов и не в последнюю очередь от параметров микроклимата таких как влажность, световая среда, температурный режим, влажность воздуха, содержание СО 2 .

Особое внимание следует уделять поддержанию рациональных параметров светового режима: уровню освещённости, режиму освещения и спектральному составу, так как с одной стороны оптическое излучение влияет на продуктивность растений благодаря энергетическому и регуляторному воздействию, а с другой – затраты на поддержание светового режима при производстве овощной продукции составляют 30–40% от общих затрат [2].

В исследованиях Протасовой Н.Н. [3], Жилинского Ю.М., Кумина В.Д. [4], Рубцова П.А [5], Полевого В.В. [6] отмечается пропорциональное изменение интенсивности фотосинтеза при изменении интенсивности освещения в пределах от компенсационной до насыщающей. Но при превышении определённых значений освещённости происходит торможение ростовых процессов, что объясняется разрушением хлоропластов и деструкцией листовых пластин [56]. Уровень освещённости при котором начинают наблюдаться указанные выше процессы зависит от того относятся ли данная группа растений к гелиофитам либо к сциофитам.

Результаты и обсуждение. Обзор исследований связанных с изучением влияния уровня освещённости и продолжительности светового дня на продуктивность зелёных культур, в частности салата показал, что если особых разногласий по поводу продолжительности светового дня нет, то этого нельзя сказать по поводу количественной оценки падающего на растения, и что более важно поглощаемого ими излучения. Для количественной оценки используются такие величины как освещённость, облучённость, интенсивность света ( то есть и энергетические и световые) и единицы измерения – лк, Вт/м2, мкмоль/(м2·с), фт/м2. Все это вызывает определённые неудобства при пересчётах и оценке результатов исследований публикуемых различными авторами. Кроме того, обзор исследований в этой области позволяет говорить о разбросе в уровнях рациональных значений освещённости при выращивании салата – 8 клк [7], 14 клк [8] , 51 Вт/м2 (16 клк) [9], 6–8 фт/м2 [10], что соответствует диапазону 3,9–5,2 клк.

Для установления взаимосвязи между уровнем освещённости и фенологическими показателями и показателями, характеризующими продуктивность кресс-салата (средними значениями высоты и сухой массы растения, средней площадью листа, листовым индексом) был проведён лабораторный эксперимент.

В ходе эксперимента (длительность которого составила 21 день с момента появления всходов) по зонам поддерживались следующие уровни освещённости: 2,98 клк, 4,38 клк, 4,94 клк, 5,12, 5,78, 7,72 клк. Продолжительность светового дня была принята равной 16 часов, остальные параметры микроклимата по зонам также были одинаковыми и соответствовали оптимальным значениям. Так, температура на протяжении всего эксперимента поддерживалась на уровне 16–18°С. Эксперимент проводился на растениях кресс-салата крупнолистового фирмы «Аэлита». Результаты эксперимента приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Показатели, характеризующие продуктивность кресс-салата крупнолистового в зависимости от уровня освещённости

Средний уровень освещённости, клк	Показатели, характеризующие продуктивность салата
	Средняя высота растения, см	Средняя сухая масса растения, г	Средняя площадь одного листа, мм2	Листовой индекс, мм2/ мм2
2,98	10,9487	0,023718	314,2051	0,6982
4,38	10,1000	0,028511	310,9681	0,6910
4,94	10,0379	0,028145	286,9677	0,63771
5,12	10,0256	0,026047	271,8953	0,60421
5,78	9,92578	0,029141	258,0547	0,57345
7,72	9,74237	0,029492	221,9153	0,49315

Регрессионный анализ результатов исследований выполнен в модуле Multiple Regression программы Statistica.

Результаты регрессионного анализа зависимостей средней высоты растения салата, средней сухой массы растения, средней площади одного листа и листового индекса в зависимости от уровня освещённости приведены соответственно в таблицах 2–5 и описываются уравнениями 1–4.

Таблица 2 – Результаты регрессионного анализа зависимости средней высоты растения от освещённости ш Regression Summary for Dependent Variable: H

Continue...	R= ,98382864 RI= ,96791879 Adjusted RI= ,94653132 F(2,3)=45,256 p<,00575 Std.Error of estimate: ,09715
N=6	BETA	St. Err. of BETA	В	St. Err. of В	t(3)	p-level
| Intercpt |			13,27584	,455928	29,11832	,000089
E	-3,77681	,650937	-1,00967	,174017	-5,80211	,010189
Vl**2	2,94915	,650937	,07190	,015869	4,53063	,020120

Н=13,27584-1,00967∙Е+0,0719∙Е2.

Рисунок 1 – График зависимости средней высоты растения салата от уровня освещённости

Таблица .3 – Результаты регрессионного анализа зависимости сухой массы растения от среднего уровня освещённости

М=0,009482∙Е-0,00075∙Е2.                           (2)

Рисунок 2 – График зависимости сухой массы растения салата от уровня освещённости

Таблица 4 – Результаты регрессионного анализа зависимости средней площади одного листа от среднего уровня освещённости

S=332,8902–1,941∙Е2.                                (3)

Таблица 5 – Результаты регрессионного анализа листового индекса от среднего уровня освещённости

LI=0,739679–0,004312∙Е2.                            (4)

Рисунок 3 – График зависимости средней высоты растения салата

Рисунок 4 – График зависимости листового индекса от уровня освещённости

Результаты оценки значимости коэффициентов уравнений регрессии по критерию Стьюдента, адекватности, полученных моделей по критерию Фишера и качества по коэффициенту детерминации приведены в таблице 6.

Таблица 6 – Значения показателей регрессионного анализа

Тип зависимо сти	Оценка значимости коэффициентов уравнения регрессии по критерию Стьюдента		Оценка адекватности модели по критерию Фишера		Значение коэффиц иента детермин ации
	Вычисленн ые значения критерия Стьюдента	Теоретичес кое значение критерия Стьюдента	Вычисл енное значени е	Теоретиче ское значение критерия
Зависимо сть средней высоты растения от освещённ ости	b0-tb0= =29,11832; b1-tb1= = -5,80211; b2-tb2= 4,53063	3,18	45,256	9,55	0,967
Зависимо сть сухой массы растения от освещённ ости	b 0 -tb 0 = =14,68375; b 1 -t b1 = = –7,09058	2,78	570,59	6,94	0,99
Зависимо сть средней площади одного листа от освещённ ости	b0-tb0= =36,58684; b1-tb1= = –6,96596	2,78	48,525	7,71	0,92
Зависимо сть листового индекса от освещённ ости	b 0 -t b0 = =36,58684; b1-tb1= = –6,96596	2,78	48,354	7,71	0,92

Выводы

Анализ показателей регрессионного анализа позволяет говорить о том, что:

• -    коэффициенты уравнений регрессии значимы;

• -    зависимости описываются полиномами второй степени и адекватно отображают экспериментальные данные, о чем свидетельствует сравнение значений критерия Фишера вычисленных и теоретических;

• -    изменение фенологических показателей и показателей продуктивности кресс-салата обусловлено влиянием освещённости;

• -    максимальная продуктивность кресс-салата достигается при уровне освещённости 6,5 клк.

Azov-Black Sea Engineering Institute, Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education Donskoy State Agrarian

University, Zernograd

Indicators of productivity plants in protected ground conditions are influenced by such factors as genetic potential selected grade, system of agrotechnical measures and technical means applied in cultivating this culture, microclimate parameters.

The important role of the lighting system in the plant life determine by the fact that photosynthesis is one of the major processes through product which is formed by up to 95% of the biomass. The intensity of this process directly depends on the level of illumination. This setting of the lighting system also have a direct impact on the costs energy production of vegetable.

Leafy vegetables deserved particular attention, inter alia, watercress. The basic phenological indicators and watercress productivity indicators are medium height and dry weight of the plant, the average size of the leaf and leaf index. The article presents results of studies influences the level of lighting on these indicators and results of the evaluation of the quality and adequacy of the obtained models. Regression analysis performed Multiple Regression module programme Statistica.

Maximum productivity is noted when illuminance is equal to 6,5 klk. Keywords: level of illuminance, photosynthetically active radiation, photosynthesis, energy productivity.