(54) СПОСОБ ВБ1РАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ В ЗАЩИЩЕННОМ ГРУНТЕ
1
Изобретение относится к выращиванию растений в искусственных условиях, в особенности в условиях искусственного освещения, и может быть использовано в сельском хозяйстве и в изучении биологии растений.
Известен способ выращивания растений в защищенном грунте, включающий освещение растений импульсным светом с низкой частотой импульсов света, при этом импульс освещения состоит из двух частей: солнечной радиации и искусственного света, а во время солнечной радиации изменяются освещенность и спектральный состав света 1.
Недостатком данного способа является отсутствие высокой частоты импульсов света, обеспечивающей полное заверщение быстропротекающих процессов фотосинтеза, связанных с образованием углеводородных соединений, с развитием и ростом растения. Кроме того, при данном способе во время солнечной радиации изменяются освещенность растений, угол падения и спектральный состав лучей, света, что мещает определению оптимального сочетания главных параметров периодического потока световой энергии, обеспечивающего максимальное повыщение урожайности.
Известен также способ выращивания растений в защищенном грунте, при котором
растения освещают импульсным светом с заданными освещенностью, углом падения и спектральным составом, при этом используют либо только высокую, либо только низкую частоту импульсов света, а отнощение времени импульса к времени паузы составляет единицу и меньще 2.
Этот способ не позволяет в полной мере использовать преимущества импульсного освещения растений в условиях защищенного грунта, так как в нем растения освещают импульсами света, следующими с одной частотой. Изучение развития растений и роста биомассы, в том числе изучение фотосинтеза, показало, что при периодическом освещении и затемнении растений существуют две оптимальные частоты освещения, сильно различающиеся по величине.
Наличие двух оптимальных частот следования импульсов света, разделенных промежутками темноты, связано с существованием у растений резонансных механизмов световых и темновых процессов фотосинтеза и построения углеводородных радикалов, с темновыми процессами фотосинтеза, протекающими быстро и протекающими медленно. Цель изобретения - увеличение урожайности. Поставленная цель достигается тем, что растения освещают импульсным светом с заданными освещенностью, углом падения и спектральным составом, и одновременно для освещения растений используют две частоты импульсов света, одну из которых выбирают из области от 1 Гц до 1 кГц, а другую - из области от 1,2Х 10 Гц до 27,8 X Х10-5 Гц. Кроме того, для каждой частоты импульсов света выбирают отношение времени импульса к времени паузы в пределах от 1,1 до 10. Чтобы обеспечить заданную освещенность, измеряют освещенность в имдульсе Ец. Заданная освещенность .при прямоугольной форме импульса света равна: , где Ти - время импульса, Тп - врем . Одновременно для освещения растений используют две частоты импульсов света, одну из которых выбирают из области от 1 Гц до 1 кГц, а другую - из области от 1, Гц до 27,8 X Ю Гц. Для того чтобы одновременно использовать две частоты импульсов света, сильно различающиеся по величине; надо подаваемые с высокой частотой импульсы света прерывать с низкой частотой, например один раз в сутки, несколько раз в сутки, один раз в час и т.д. Обе указанные частоты импульсов света являются резонансными для протекания быстрых и медленных световых и темновых процессов развития и роста растений, в том числе процессов фотосинтеза. Для каждой частоты импульсов света выбирают отношение времени импульса к времени паузы в пределах от 1,1 до 10. Выбранные времена им пульсов, света позволяют максимально использовать световой поток для развития и роста растений, а выбранные времена пауз - промежутки темHOTbi, разделяющие импульсы света, - обеспечивают полное завершение быстро и медленно протекающих темновых процессов фотосинтеза. Предлагаемый способ был опробован при выращивании огурцов в теплицах в зимнее время, с использованием люминесцентных ламп дневного света, при освещенности в импульсе прямоугольной формы Е| 1600 Вт/м, с углом падения лучей света 90±30° к поверхности почвы, температурой воздуха 22±2°С, концентрацией COt над почвой 0,3 объемного процента. В этих условиях растения освещались импульсным светом с частотой 1, Гц при Т Тп 1 ч. Был получен урожай огурцов 3 кг на одно растение (с 10-ти делянок при площади 0,5 м на одно растение), при этом заранее была определена низкая оптималь-. ная частота следования импульсов света 1,4 X Гц, при Т, Тп (Тм - время импульсов, Тп - время паузы). Кроме того, были определены высокая оптимальная частота следования импульсов света 200 Гц и оптимальные отношения Тн/Тд для низкой и высокой частот, эти отношения соответственно были равны 2 и 4. Найденные оптимальные частоты (1,4 X X lO Гц при Тй 4/3 ч, Тп 2/3 ч, 200 Гц при Ти 4х 10 с), Т« 10 с) были одновременно использоваТш для импульсного освещения огурцов при их выращивании в указанных выше условиях (Ей 1600. Вт/м и т. д.) на 10-ти делянках, и был получен урожай огурцов 5 кг на одно растение (при площади 0,5 м на одно растение). Таким образом, применение способа обеспечило увеличение урожая огурцов на 67%. Для отыскания оптимальных частот импульсов света, а также оптимальных отношений Тн,/Тп.. и Тиь/Ти. надо четыре раза засевать, например, 12 делянок, и выращивать растения на этих делянках. При первом выращивании растений на делянках для каждой делянки задают свою частоту из области (1,2-27,8) X 10 Гц, выбрав периоды равными 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 12, 15, 18, 21, 24 ч. С этими частотами при Т Tj, освещают растения на делянках и находят низкую оптимальную частоту импульсов света. При втором выращивании растений на делянках все делянки освещают с частотой. найденной при первом выращивании растеНИИ, но для каждой делянки берут свое отношение от 1,1 до 10 и находят оптимальное отношение Тщ/Ттвп.. по наилучшей урожайности на делянке. При третьем выращивании растений на делянках все делянки освещают с частотой, найденной при первом выращивании растений, и отношением Тц.|/Тпчд„. , но, кроме того, для каждой делянки задают свою частоту из области I Гц-1 кГц, выбрав частоты равными 1, 10, 20, 40, 60, 80, 100, 200, 400, 600, 800, 1000 Гц. С этими частотами при Тц Тп освещают растения на делянках, используя также низкую оптимальную частоту и отношение Тцч/Толв,,, и находят высокую оптимальную частоту импульсов света по наилучшей урожайности на делянке. При четвертом выращивании растений на делянках все делянки освещают с низкой оптимальной частотой при Tni/Tni on, ЗД повременно с высокой оптимальнойчастотой, но для каждой делянки берут свое отношение из области 1,1 - 10 и находят оптимальное отношение Тиа/Тп1впт по наилучшей урожайности на делянке. При необходимости для отыскания более точных значений частот импульсов света берут большее, чем 12, число делянок. Изобретение позволяет более эффективно использовать импульсный свет при выращивании растений в защищенном грунте и добиваться более высоких урожаев. Предлагаемый способ также позволяет изучать биологию растений и выявлять резонансные частоты биохимических и биофизических процессов, протекающих в растениях, а также находить оптимальные сочетания главиых параметров периодических потоков световой энергии, обеспечивающие иаилуншее развитие растений. Формула изобретения 1. Способ выращивания растений в защищенном грунте, включающий освещение растений импульсным светом с заданными освещенностью, углом падения и спектральным составом, отличающийся тем, что, с целыр увеличения урожайности, одновременно для освещения растений используют две частоты импульсов света, одну из которых выбирают из области от 1 Гц до I кГц, а другую - из области от 1,2х10 Гц до 27,8x10-5 Гц. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для каждой частоты импульсов света выбирают отношение времени импульса к времени паузы в пределах от 1,1 до 10. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Эдельщтейн В. И. Овощеводство. Изд. 5- Изд-во сельскохозяйственной литературы, М., 1962, с. 188-196. 2.Рабинович Е. Фотосинтез. Т. 3. Изд-во иностранной литературы, М., 1959, с. 277, фиг. 105, табл. 8.
