Значение досвечивания при выращивании привитой рассады огурца и сеянцев картофеля из ботанических семян
Автор: Гиченкова О.Г., Маликова П.С., Лаптина Ю.А.
Журнал: Овощи России @vegetables
Рубрика: Садоводство, овощеводство, виноградарство и лекарственные культуры
Статья в выпуске: 4 (84), 2025 года.
Бесплатный доступ
Актуальность. Растения используют свет не только как источник энергии для фотосинтеза, но и как важный регулятор их роста и развития. Характеристики света, такие как интенсивность, спектральный состав, продолжительность освещения, а также особенности светового потока, играют ключевую роль в физиологических процессах растений. Поэтому важно отработать режимы освещения необходимые для роста различных видов растений, чтобы управлять их метаболическими процессами. Материал и методика. В работе в качестве объектов исследования одновременно изучались привитая рассада огурца Кабеири F1 на подвое Лагенария и сеянцы картофеля, полученные из ботанических семян, сортов отечественной и зарубежной селекции: Гулливер, Удача, Винета, Беллороза, Риккарда, Индиго. Выращивание двух культур проводилось в условиях светокультуры с длительностью дня 12,14 и 16ч. Для освещения растений использовали светодиодные лампы с синим (440-445нм) и красным спектрами (660-665нм) в следующих соотношениях: 60/40, 50/50 и 40/60. Исследования проводились в трехкратной повторности по 20 учетных растений. Технология выращивания растений в защищенном грунте общепринятая для Волгоградского региона. Результаты. При оценке влияния биколорного досвечивания привитого огурца наиболее подходящим оказалось соотношение R60B40, оно способствовало активному развитию вегетативной части, а увеличение фотопериода до 14-16 часов предотвращало вытяжение междоузлий на 2,0 см и подсемядольного колена у подвойной части. Превалирование синего спектра негативно сказывалось на привитой рассаде: снижение ростовой активности, сокращение длины междоузлий, а при длине дня в 16 ч – вершкование точки роста. При оценке развития вегетативной части рассады картофеля, полученной из ботанических семян, можно отметить похожую реакцию надземной части как у привитого огурца Кабеири F1. Однако при оценке урожайности мини-клубней, именно преобладание синего спектра повышало процент урожайности до 26,1% при фотопериоде в 16 ч.
Картофель, ботанические семена, огурец, рассада, прививка, досвечивание, светодиоды, защищенный грунт
Короткий адрес: https://sciup.org/140312159
IDR: 140312159 | УДК: (635.63+635.21):631.54 | DOI: 10.18619/2072-9146-2025-4-90-95
The importance of additional illumination in the cultivation of grafted cucumber seedlings and potato seedlings from botanical seeds
Relevance. Plants use light not only as an energy source for photosynthesis, but also as an important regulator of their growth and development. The characteristics of light, such as intensity, spectral composition, duration of illumination, as well as the characteristics of the luminous flux, play a key role in the physiological processes of plants. Therefore, it is important to work out the lighting modes necessary for the growth of various plant species in order to control their metabolic processes. Material and methodology. In the work, grafted seedlings of Kabeiri F1 cucumber on the rootstock of a Lagenarium and potato seedlings obtained from botanical seeds of domestic and foreign varieties were simultaneously studied as objects of research: Gulliver, Luck, Vineta, Bellorosa, Riccarda, Indigo. The two crops were grown under light culture conditions with a day duration of 12.14 and 16 hours. LED lamps with blue (440-445 nm) and red (660-665 nm) spectra were used to illuminate the plants in the following ratios: 60/40, 50/50 and 40/60. The studies were carried out in three repetitions of 20 registered plants. The technology of growing plants in protected soil is generally accepted for the Volgograd region. Results. When assessing the effect of bicolor illumination of a grafted cucumber, the R60B40 ratio turned out to be the most suitable, it contributed to the active development of the vegetative part, and an increase in the photoperiod to 14-16 hours prevented the extension of the internodes by 2.0 cm and the subsameral knee at the rootstock. The prevalence of the blue spectrum had a negative effect on the grafted seedlings: a decrease in growth activity, a reduction in the length of the internodes, and with a day length of 16 hours, the tip of the growth point. When assessing the development of the vegetative part of potato seedlings obtained from botanical seeds, it is possible to note a similar reaction of the tops as in the grafted Kabeiri F1 cucumber. However, when assessing the yield of mini tubers, it was the predominance of the blue spectrum that increased the yield percentage to 26.1% with a photoperiod of 16 hours.
Текст научной статьи Значение досвечивания при выращивании привитой рассады огурца и сеянцев картофеля из ботанических семян
Оригинальная статья / Original article
Растения используют свет как основной источник энергии для фотосинтеза, а также как важный сигнал, инициирующий фотоморфогенез и ряд физиологических процессов [9]. Интенсивность, спектральный состав, длительность освещения (фотопериод), а также геометрия светового потока (степень коллимированности или рассеянности) и угол его падения - все эти характеристики света оказывают влияние на процессы роста и развития растительных организмов [2;4].
Светодиодное освещение является лучшим источником дополнительного досвечивания в защищенном грунте [1;5;6;12]. Тремя наиболее основными параметрами, влияющими на рост и продуктивность растений, является качество света, интенсивность и фотопериод [3;7;11;15;17]. Существующие в растениях фоторецепторы и пигменты, чувствительны к излучению только определенных длин волн [13;16;20]. Известно, что красный (600-700 нм) и синий (400500 нм) спектры света наиболее эффективны для процесса фотосинтеза, чем другие [8]. Еще в 70-е годы Маккри доказал общность фотосинтетического аппарата у всех зеленых растений, которая заключалась в том, что основные максимумы поглощения располагаются в красной и синей областях, а минимальная – в желто-зеленой [10;19].
Рис. 1. Активность процессов синтеза хлорофилла фотосинтеза и фотоморфогенеза
Fig. 1. Activity of the processes of chlorophyll synthesis, photosynthesis and photomorphogenesis
Согласно графику, все основные физико-химические процессы жизнедеятельности зеленого растения (синтез хлорофилла, фотосинтез, фотоморфогенез) протекают в области спектров, соответствующих значениям 440-445нм и 600660нм [14;18]. Однако до сих пор не хватает подробной информации об условиях освещения, необходимого для оптимального роста различных видов растений, а также о влиянии интенсивности освещения и спектрального состава на метаболизм. По этой причине отработка режима досвечивания рассады биколорными лампами с красным (660-665нм) и синим (440-445нм) спектрами является важ- нейшим элементом, влияющими на рост и продуктивность растений в условиях защищенного грунта.
Поэтому цель исследования – установить параметры и уровни освещения при выращивании рассады овощных культур на примере привитого огурца и картофеля с генеративным размножением за счет создания оптимального соотношения спектров и регулирования суточного досвечива- ния.
Задачи исследования:
-
1. Определить оптимальный режим освещения дихроматическими светодиодными лампами привитого огурца в рассадный период до его размещения на основное место выращивания;
-
2. Отработать режим освещения биколорными светодиодными лампами сеянцев картофеля, полученных из ботанических семян.
Материал и методика. В работе в качестве объектов исследования одновременно изучались привитая рассада огурца Кабеири F 1 на подвое Лагенария и сеянцы картофеля, полученные из ботанических семян, перспективных сортов отечественной и зарубежной селекции, относящихся к разным группам спелости: Гулливер, Удача, Винета, Беллороза, ‒ ранние, Риккарда, Индиго ‒ среднеспелые.
Рассаду партенокарпического огурца Кабеири F 1 прививали на тыкву Лагенарию. Процесс заживления проводился в специализированной камере с постоянным поддержанием микроклимата. На 8й день со дня проведения хирургического процесса привитую рассаду размещали для адаптации и доращивания в круглогодичной теплице с дополнительным освещением. На 35-й день со дня посева привоя в фазе 4-х настоящих листьев проводились измерения общей высоты и междоузлий.
Посев ботанических семян картофеля проводили в пластиковые контейнеры 60х17х13 (объем 13,5л) с нормой высева семян 0,1-0,2 г. Пикировка растений не проводилась. Всхожесть семян составляла 95-98%. Среднее количество дней вегетации 90-100 дней.
Исследования проводились в трехкратной повторности по 20 учетных растений. В рамках каждого оборота проводили биометрические и фенологические наблюдения. По каждому сорту в период уборки урожая проводили сортировку и подсчет мини-клубней у картофеля. Технология выращивания растений в защищенном грунте общепринятая для Волгоградского региона.
Выращивание двух культур проводилось в условиях светокультуры с длительностью дня 12,14 и 16 часов с поддержанием следующего температурного режима: ночь - 18^, день -20^. Для освещения растений использовали светодиодные лампы с синим (440-445нм) и красным спектрами (660-665нм) в следующих соотношениях: 60/40, 50/50 и 40/60.
Таблица 1. Схема опыта
Table 1. Scheme of experience
|
Фактор А R 60 B 40 R 50 B 50 |
R 40 B 60 |
|
Фактор В 12ч 14ч 16ч 12ч 14ч 16ч 12ч |
14ч 16ч |
Рис. 2. ТКА-Спектр Спектрорадиометр Fig. 2. TKA-Spectrum Spectroradiometer
Результаты и их обсуждение
На 35 сутки выращивания со дня посева огурца провели измерения общей высоты стебля привитого Кабеири F1 и длины междоузлий между 1-2, 2-3, 3-4 настоящими листьями.
Биколорное освещение в соотношении R60B40 способствовало более активному росту вегетативной части привитого огурца, высота растений была выше остальных образцов по средним данным на 4,67-1,96 см.При этом повышение интеграла дневного освещения на единицу на всех вариантах уменьшало длину стебля, в среднем, на 2,0 см и предотвращало вытяжение подсемядольного колена у подвойной части.
Увеличивая концентрацию синего спектра до 60%, отмечалось снижение ростовой активности вегетативной части растений,особенно при удлинении светового режима до 16 ч, высота растений была на уровне 13 см.
Таблица 2. Влияние различных режимов освещения на линейный рост привитого огурца на 35 день, см Table 2. The effect of different lighting modes on the vegetative development of a grafted cucumber on day 35, cm
|
Фактор А (доля красного и синего спектра) |
Фактор В (продолжительность дня), часов |
Высота растений, см |
Среднее |
||
|
повторность |
|||||
|
1 |
2 |
3 |
|||
|
12 |
21,6 |
22,1 |
21,8 |
21,83 |
|
|
R 60 B 40 |
14 |
18,8 |
19,2 |
18,9 |
18,96 |
|
16 |
16,9 |
17,4 |
17,8 |
17,36 |
|
|
12 |
18,6 |
19,1 |
18,9 |
18,86 |
|
|
R 50 B 50 |
14 |
16,7 |
17,2 |
16,9 |
16,93 |
|
16 |
15,4 |
15,1 |
15,7 |
15,4 |
|
|
12 |
17,5 |
17,1 |
16,9 |
17,16 |
|
|
R 40 B 60 |
14 |
15,6 |
15,1 |
14,8 |
15,16 |
|
16 |
13,6 |
13,3 |
13,0 |
13,3 |
|
|
НСР 05 А |
0,32 |
||||
|
НСР 05 В |
0,32 |
||||
|
НСР 05 АВ |
0,32 |
||||
Лампы располагались на высоте 40 см от кассет и контейнеров. Для определения светового потока (PPFD) в диапазоне фотосинтетически активной радиации (ФАР) был использован спектрорадиометр «ТКА-Спектр».
Фотосинтетическая плотность потока фотонов составила 145 мкмоль/м2/с1. Затем определяли суммарную радиацию, получаемую растениями в течении 12, 14 и 16 часов освещения (интеграл дневного освещения) по формуле:
ИДО = (PPFD х 43 200с; 50 400с; 57 600с) / 1 000 000,
где 43 200с – 12ч; 50 400с – 14ч; 57 600 с – 16 ч;
-
1 моль – 1000 000 мкмоль.
-
1. ИДО 12 ч = (145 мкмоль/м2/с1 х 43 200) / 1 000 000 = 6,3 моль/м2/день;
-
2. ИДО 14 ч = (145 мкмоль/м2/с1 х 50 400) / 1 000 000 = 7,3 моль/м2/день;
-
3. ИДО 16ч = (145 мкмоль/м2/с1 х 57 600) / 1 000 000 = 8,3 моль/м2/день.
Первая часть растений освещалась 12ч, вторая – 14ч, третья – 16ч. Затем проводился мониторинг развития вегетативной части растений и процесса клубнеобразования в зависимости от режима досвечивания.
Рис.3. Влияние режимов освещения на рост вегетативной части на 35 день, см Fig.3. The effect of lighting modes on the growth of the vegetative part on day 35, cm
При оценке развития междоузлий между 1 и 2, 2 и 3, 3 и 4 настоящими листьями на 35 день выращивания привитого Кабеири F 1 при освещении R40B60 с максимальным количеством часов фотопериода наблюдалось сдерживание ростового процесса и впоследствии вершкование точки роста, средняя длина междоузлий составила 1,53 см.
Наиболее активное развитие междоузлий отмечалось на растениях, освещаемых R 60 B 40 с фотопериодом 12 ч и 14 ч
Таблица 3. Влияние различных режимов освещения на вытяжение междоузлий у привитого огурца на 35 день, см Table 3. The effect of different lighting modes on the development of internodes in a grafted cucumber on day 35, cm
|
1-2 листа |
2-3 листа |
3-4 листа |
|||||||
|
Фактор А Фактор В |
повторность |
повторность |
повторность |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
|
|
12 ч |
3,7 |
3,9 |
3,8 |
3,6 |
4,0 |
3,7 |
3,8 |
3,9 |
3,6 |
|
R60B 40 14 ч |
3,0 |
3,2 |
2,9 |
3,1 |
3,4 |
2,7 |
3,2 |
3,3 |
2,8 |
|
16 ч |
2,5 |
2,7 |
2,7 |
2,6 |
2,9 |
2,8 |
2,4 |
2,6 |
2,5 |
|
12 ч |
2,7 |
3,1 |
2,8 |
2,8 |
3,2 |
2,9 |
2,9 |
3,4 |
2,7 |
|
R50B50 14 ч |
2,3 |
2,4 |
2,5 |
2,5 |
2,3 |
2,7 |
2,4 |
2,6 |
2,8 |
|
16 ч |
2,0 |
1,6 |
2,1 |
2,1 |
1,7 |
2,0 |
1,9 |
1,8 |
2,2 |
|
12 ч |
2,1 |
2,4 |
2,2 |
2,5 |
2,6 |
2,7 |
2,3 |
2,4 |
2,5 |
|
R 40 B 60 14 ч |
2,0 |
1,6 |
1,8 |
2,1 |
1,7 |
1,7 |
1,9 |
1,8 |
1,9 |
|
16 ч |
1,4 |
1,3 |
1,2 |
1,5 |
1,4 |
1,4 |
1,4 |
2,1 |
1,1 |
|
НСР 05 А |
0,17 |
0,22 |
0,24 |
||||||
|
НСР 05 В |
0,17 |
0,22 |
0,24 |
||||||
|
НСР 05 АВ |
0,17 |
0,22 |
0,24 |
– 3,03-3,76 см. При суммарной радиации 8,3 моль/м2/день (16 ч) привитой огурец формировался более компактно, чем другие варианты с подобным соотношением красного и синего спектров.
Сочетание красного и синего спектров 50/50 показал средние результаты: междоузлия были меньше на 0,6-1 см чем у варианта R 60 B 40 с различными фотопериодами, но длиннее на 0,6-1 см чем у образцов R 40 B 60 .
Анализируя прирост надземной части при освещении R 60 B 40 у картофеля, полученного из ботанических семян, можно отметить, что на данном варианте у растений также этот вид соотношения красного и синего спектров способствовал активному формированию вегетативной части. При удлинении фотопериода до 16 ч ботва становилась более компактной, чем при 12 ч освещения, в среднем, на 1,451,68 см.
• 12ч -14ч «16ч
■ 1-2 листа ■ 2-3 листа ■ 3-4 листа
Рис. 4. Средняя длина междоузлий у привитого огурца в зависимости от режима освещения, см
Fig. 4. The average internode length of a grafted cucumber, depending on the lighting mode, cm
Рис. 6. Влияние режима освещения R 50 B 50 на линейный рост ботвы картофеля, см Fig. 6. The effect of the R 50 B 50 lighting mode on the linear growth of potato tops, cm
Рис. 7. Влияние режима освещения R 40 B 60 на линейный рост картофеля, см
Fig. 7. The effect of the R 40 B 60 lighting mode on the linear growth of potato tops, cm
Рис. 5. Влияние режима освещения R60B40 на линейный рост ботвы, см
Fig. 5. The effect of the R60B40 lighting mode on the linear growth of the tops, cm
При освещении R 50 B 50 вегетативная часть растений развивалась менее активно и была меньше по средним данным на 1,3-1,9 см предыдущего варианта. Увеличивая длину дня с 12 ч до 14 ч, прирост ингибировался ещё на 1,46 см, с 14 ч до 16 ч – еще на 0,88 см.
Освещая растения картофеля, полученные из ботанических семян, с превалирующим синим спектром, развитие надземной части сводилось к минимуму. Полученные результаты были меньше двух других вариантов. Так, анализируя прирост самого низкорослого сорта Индиго, при освещении R 40 B 60 с фотопериодом 16 ч, линейный рост ботвы достиг минимальных показателей в 16,9 см, что на 1,6 см меньше R 50 B 50 с той же длиной дня и на 2,8 см R 60 B 40.
Затем, изучалось воздействие различных режимов освещения на урожайность рассады картофеля, полученной из ботанических семян.
При учете урожайности наблюдалась положительная корреляция между увеличением концентрации синего спектра в биколорном освещении и повышением урожайности: B50 дало прибавку, в среднем, на 16,6% от B 40 , а B 60 еще на 9,5% от B 50 . Вариант R 40 B 60 с длиной дня в 16 ч способствовал формированию наибольшего числа мини-клубней у картофеля, несмотря на ингибирующий эффект на его вегетативную часть.
Наиболее продуктивным оказался сорт Винета, с одного растения которого было получено наибольшее количество мини-клубней, особенно при режимах освещения R50B50 и R 40 B 60 с фотопериодом 16 ч – 3,5 шт с одного растения.
Заключение
Адаптационный период у привитого огурца после камеры заживления – один из ответственных периодов, где важно
Таблица 4. Влияние различных режимов освещения на урожайность мини-клубней с одного растения, шт. Table 4. The effect of different lighting modes on the yield of mini tubers per plant, pcs
|
Фактор С |
Фактор В |
||||||||||||
|
Фактор А |
I |
II |
III |
Среднее |
|||||||||
|
Сорт |
12ч |
14ч |
16ч |
12ч |
14ч |
16ч |
12ч |
14ч |
16ч |
12ч |
14ч |
16ч |
|
|
Удача |
1,8 |
1,9 |
2,1 |
1,7 |
2,1 |
2,3 |
2,0 |
2,3 |
2,4 |
1,8 |
2,1 |
2,3 |
|
|
Беллароза |
1,6 |
1,9 |
2,3 |
1,9 |
2,2 |
2,1 |
1,8 |
2,0 |
2,0 |
1,8 |
2,0 |
2,1 |
|
|
R 60 B 40 |
Винета |
2,3 |
2,9 |
3,1 |
2,5 |
2,8 |
3,0 |
2,4 |
2,7 |
3,2 |
2,4 |
2,8 |
3,1 |
|
Гулливер |
1,8 |
2,1 |
2,4 |
1,9 |
2,0 |
2,3 |
1,7 |
2,1 |
2,2 |
1,8 |
2,0 |
2,3 |
|
|
Рикарда |
1,0 |
1,4 |
1,6 |
1,2 |
1,3 |
1,5 |
1,0 |
1,3 |
1,4 |
1,0 |
1,3 |
1,5 |
|
|
Индиго |
1,6 |
1,6 |
1,7 |
1,5 |
1,8 |
1,9 |
1,5 |
1,6 |
1,8 |
1,5 |
1,7 |
1,8 |
|
|
Удача |
2,0 |
2,3 |
2,4 |
2,1 |
2,4 |
2,7 |
2,2 |
2,5 |
2,8 |
2,1 |
2,4 |
2,6 |
|
|
Беллароза |
1,8 |
2,4 |
2,8 |
2,2 |
2,0 |
2,5 |
2,1 |
2,3 |
2,7 |
2,0 |
2,2 |
2,7 |
|
|
R 50 B 50 |
Винета |
2,7 |
3,2 |
3,7 |
3,1 |
3,3 |
3,5 |
2,6 |
3,0 |
3,4 |
2,8 |
3,2 |
3,5 |
|
Гулливер |
2,2 |
2,4 |
2,8 |
2,0 |
2,1 |
2,4 |
2,3 |
2,4 |
2,5 |
2,2 |
2,3 |
2,6 |
|
|
Рикарда |
1,3 |
1,6 |
1,8 |
1,4 |
1,8 |
2,1 |
1,5 |
1,7 |
2,0 |
1,4 |
1,7 |
2,0 |
|
|
Индиго |
1,9 |
1,7 |
2,0 |
1,8 |
2,1 |
2,2 |
1,7 |
1,9 |
2,3 |
1,8 |
1,9 |
2,2 |
|
|
Удача |
2,3 |
2,5 |
2,7 |
2,2 |
2,6 |
2,9 |
2,4 |
2,7 |
3,0 |
2,3 |
2,6 |
2,9 |
|
|
Беллароза |
2,1 |
2,6 |
3,1 |
2,3 |
2,4 |
2,7 |
2,2 |
2,3 |
2,5 |
2,2 |
2,4 |
2,8 |
|
|
R 40 B 60 |
Винета |
3,0 |
3,4 |
3,7 |
3,1 |
3,3 |
3,5 |
2,8 |
3,2 |
3,4 |
3,0 |
3,3 |
3,5 |
|
Гулливер |
2,6 |
2,9 |
3,1 |
2,4 |
2,6 |
2,8 |
2,5 |
2,7 |
2,9 |
2,5 |
2,7 |
2,9 |
|
|
Рикарда |
1,7 |
1,9 |
2,1 |
1,8 |
2,0 |
2,2 |
1,6 |
2,1 |
2,3 |
1,7 |
2,0 |
2,2 |
|
|
Индиго |
2,0 |
2,2 |
2,4 |
2,1 |
2,3 |
2,5 |
2,2 |
2,5 |
2,6 |
2,1 |
2,3 |
2,5 |
|
НСР 05 А - 0,06; НСР 05 В - 0,06; НСР 05 С - 0,08; НСР 05 АВ – 0,14; НСР 05 АС – 0,14;
НСР 05 ВС – 0,10; НСР 05 АВС -0,06
создать оптимальные условия для роста и развития растения после хирургического вмешательства. Один из наиболее важных аспектов – освещение. При оценке влияния биколорного досвечивания (красный и синий спектры с длиной волны 660-665нм и 440-445нм) наиболее подходящим оказалось соотношение R60B40 чем другие варианты, так как именно это сочетание способствовало активному развитию вегетативной части, а увеличение фотопериода до 1416 часов предотвращало вытяжение междоузлий на 2,0 см и подсемядольного колена у подвойной части.
Превалирование синего спектра негативно сказывалось на привитой рассаде: снижение ростовой активности, сокращение длины междоузлий, а при длине дня в 16 ч – вершкова-ние точки роста.
При оценке развития вегетативной части рассады картофеля, полученной из ботанических семян, можно отметить похожую реакцию побегов как у привитого огурца Кабеири F 1 . Однако при оценке урожайности мини-клубней, именно преобладание синего спектра повышало процент урожайности до 26,1% при фотопериоде в 16 ч.
2004.01282.x;
;
Olga G. Gichenkova – Cand. Sci. (Agriculture),
Associate Professor, ,
Yulia A. Laptina – Dr. Sci. (Agriculture),
Leading Researcher, ,
ISSN 2618-7132 (Online) Овощи России №4 2025
[ 95]
Vegetable crops of Russia №4 2025 ISSN 2072-9146 (Print)
