Исследование влияния досветки с использованием эффекта аддитивного фотосинтеза на рост и развитие культуры огурца Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №3/2016 ISSN 2410-6070_

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ

УДК 635.63:628.977.9.001.5:631.234

А.Р.Абдурагимов, А.В.Виноградов, А.Н.Романов

ФГБОУ ВО Орловский ГАУ

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДОСВЕТКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭФФЕКТА АДДИТИВНОГО ФОТОСИНТЕЗА НА РОСТ И РАЗВИТИЕ КУЛЬТУРЫ ОГУРЦА

Аннотация

В статье приведены результаты опытов по выращиванию культуры огурца в открытом и закрытом грунте при досветке с использованием эффекта аддитивного фотосинтеза. Показано, что использование эффекта аддитивного фотосинтеза позволяет в 1,3-2,5 раз повысить эффективность выращивания культуры огурца по скорости роста растений и по урожайности, дает возможность быстрее получать урожай. Приведены конструкции устройств досветки с использованием эффекта аддитивного фотосинтеза для применения в парниках и теплицах частных подсобных хозяйств.

Ключевые слова

Культура огурца, выращивание культуры огурца, досветка культуры огурца, аддитивный фотосинтез.

Круглогодичное обеспечение населения регионов России свежими овощами и зеленной продукцией является важной социально-экономической задачей нашей страны особенно в условиях нынешнего вынужденного импортозамещения.

Накопленный сегодня опыт по выращиванию растений в закрытом грунте показал, что применение досветки позволяет существенно снизить сроки созревания растения и повысить его продуктивность [1-6]. Одним из важнейших факторов, влияющих на продуктивность растений, является использование аддитивного фотосинтеза, который возможен, если листья растений освещаются как с лицевой, так и с обратной стороны. Применяемые в подавляющем большинстве случаев способы и средства досветки не обеспечивают возможности аддитивного фотосинтеза.

Аддитивный фотосинтез - биохимический процесс образования органических веществ, при участии фотосинтетических пигментов, проходящий на нижней стороне листовой пластины.

Задачами исследования являлись: исследование влияния досветки с использованием аддитивного фотосинтеза на сроки созревания растений и увеличения их продуктивности; разработка устройства досветки с использованием эффекта аддитивного фотосинтеза; экспериментальное исследование разработанного устройства. Были детализированы закономерности формирования урожая огурцов в летнее время в условиях защищенного грунта. Показаны возможности управления накоплением биомассы и ее качеством путем оптимизации светового режима.

Для обеспечения наилучшего протекания процесса аддитивного фотосинтеза необходимо создать конструкцию устройства досветки такой, чтобы ее освещение попадало не только на верхние ярусы растения, но и на нижние ярусы, в том числе и на обратную сторону листовой пластины. Этого эффекта можно добиться с помощью размещения дополнительных источников освещения, так чтобы их излучение попадало на нижние ярусы растения. Но в целях экономии электроэнергии, повышения электробезопасности и снижения затрат на эксплуатацию установки досветки можно использовать вместо дополнительных светильников отражатели. На рисунке 1 показаны варианты выполнения отражателей.

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №3/2016 ISSN 2410-6070

а) б) в)

Рисунок 1 - Конструкции отражателей для обеспечения аддитивного эффекта: а) вертикальный отражатель;

б) плоский отражатель; в) цилиндрический отражатель.

Самым оптимальным вариантом является применение цилиндрического отражателя. Использование такой конструкции отражателя способствует наилучшему попаданию света на листву нижних ярусов и саму нижнюю листовую пластину, способствуя усилению аддитивного фотосинтеза растения.

Для исследования процесса аддитивного фотосинтеза были проведены эксперименты в течение 2-х лет с использованием устройства по досветке культуры огурца. В экспериментах использовались цилиндрические отражатели. На рисунке 2 показано выращивание культуры огурца с использованием цилиндрического отражателя для получения эффекта аддитивного фотосинтеза.

Рисунок 2 - Выращивание в ходе эксперимента культуры огурца с использованием цилиндрического отражателя для получения эффекта аддитивного фотосинтеза

Продолжительность проведения опытов составляла 20 суток или 480 часов. Все испытуемые растения были разбиты на 3 основные группы: 1-я группа - освещалась естественным освещением без досветки; 2-я группа - освещалась искусственным освещением без отражателей; 3-я группа - освещалась искусственным освещением с отражателями для получения эффекта аддитивного фотосинтеза. 2-я и 3-я группы досвечивались в течение суток по 20 часов.

Для досветки растений, в том числе с использованием аддитивного фотосинтеза использовалось люминесцентное освещение, выполненное энергосберегающими лампами, так как в его излучении преобладает синий спектр, который положительно влияет на рост и развитие культуры огурца [3]. Кроме того, целью работы являлась разработка установки для применения в частных подсобных хозяйствах, поэтому авторы стремились так же к максимальной простоте конструкции установки. Цилиндрический отражатель выполнялся следующим образом: на цилиндрическую деревянную палку наматывалась и фиксировалась тонкая металлическая фольга. Таким образом получалась отражающая поверхность (см.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №3/2016 ISSN 2410-6070_

рисунок 2). Такой отражатель можно использовать так же при высаживании растений в несколько рядов, размещая его между рядами. Это повысит эффективность использования отражателя. В начальный период выращивания культуры огурца отражатель укладывался на грунт, затем, по мере роста растений он поднимался и крепился на специальных стойках. Облучательная установка для досветки выполнялась как это показано на рисунке 3. На рисунке 3 показаны 1 -я (без досветки) и 2-я (с досветкой, но без отражателя для получения эффекта аддитивного фотосинтеза) группы растений. Очень заметна разница в развитии культуры огурца при использовании досветки и без нее.

Рисунок 3 - а) 1-я и 2-я группы растений в процессе эксперимента в условиях закрытого грунта; б) 2-я

группа растений в условиях открытого грунта.

Результаты эксперимента первого года показали, что средняя скорость роста 1-й группы растений составила 3,7 см/сутки, средняя урожайность - 1,13 кг/м2. Средняя скорость роста 2-й группы составила 6,2 см/сутки, средняя урожайность - 1,73 кг/м2. Средняя скорость роста растений 3-й группы составила 8,3 см/сутки, средняя урожайность - 2,61 кг/м2. Из этого можно сделать вывод, что применение эффекта аддитивного фотосинтеза позволило в 1,33 раза по скорости роста и в 1,5 раза по урожайности повысить эффективность выращивания культуры огурца по сравнению с выращиванием с использованием обычной досветки и в 2,2 раза по скорости роста и в 2,3 раза по урожайности превзойти выращивание без использования досветки.

В эксперименте второго года испытуемые растения помещались как в закрытый так и в открытый грунт. В условиях закрытого грунта результаты эксперимента показали, что средняя скорость роста 1 -й группы растений составила 5,7 см/сутки, средняя урожайность - 1,68 кг/м2. Средняя скорость роста 2-й группы составила 8,45 см/сутки, средняя урожайность - 4,45 кг/м2. Средняя скорость роста растений 3-й группы составила 9,1 см/сутки, средняя урожайность - 5,94 кг/м2. В опыте второго года применение эффекта аддитивного фотосинтеза позволило в 1,1 раза по скорости роста и в 1,33 раза по урожайности повысить эффективность выращивания культуры огурца по сравнению с выращиванием с использованием обычной досветки и в 1,6 раза по скорости роста и в 3,5 раза по урожайности превзойти выращивание без использования досветки. В целом результаты двух лет экспериментов подтвердили повышение эффективности выращивания культуры огурца при использовании досветки с эффектом аддитивного фотосинтеза.

В условиях открытого грунта средняя скорость роста 1 -й группы растений составила 2,7 см/сутки, средняя урожайность - 0,39 кг/м2. Средняя скорость роста 2-й группы составила 3,8 см/сутки, средняя урожайность -0,68 кг/м2 Средняя скорость роста растений 3-й группы составила 6,1 см/сутки, средняя урожайность - 1,5 кг/м2. Таким образом в условиях открытого грунта так же подтвердилась эффективность применения эффекта аддитивного фотосинтеза. Однако следует отметить, что в результате эксперимента выявлено, что при высокой интенсивности солнечного излучения использование отражателей может оказывать негативное влияние, растения вянут, поэтому отражатели использовались не в течение всего дня, а только в утренние (до 9.00 утра), вечерние (от 18.00) и ночные часы. Досветка в открытом грунте осуществлялась в те же часы с перерывом с полночи до 4-х часов утра, чтобы обеспечить 4-х часовой отдых растений [1, 2, 3].

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №3/2016 ISSN 2410-6070_

В 2016 году проводится опыт по выращиванию перца болгарского для выявления влияния использования эффекта аддитивного фотосинтеза на рост и развитие данной культуры растений. Выводы:

1. В ходе исследования была выявлена прямая зависимость между досветкой растений и их развитием. Скорость развития культуры огурца существенно увеличивалась, практически в 1,5-2,5 раза. Применение же досветки с аддитивным фотосинтезом дало наибольшие результаты и показало, что задействование всех возможных ресурсов растения огурца может сильно подтолкнуть растение в росте, развитии и урожайности.

2. Выявлено влияние использования аддитивного фотосинтеза на сроки развития и начала продуктивности культуры огурца. По результатам эксперимента можно сделать вывод, что в условиях закрытого грунта у растений 3-й группы бутонизация начала проходить на 5 дней раньше, чем у растений 2-й группы. В условиях открытого грунта бутонизация у растений 3-й группы началась на 7 дней раньше, чем у растений 2-й группы. Первые плоды в закрытом грунте у 3-й группы растений появились на 4 дня раньше, чем у 2-й группы, а в открытом грунте на 6 дней раньше.

3. Полученные результаты доказывают, что использование аддитивного фотосинтеза повышает эффективность выращивания культуры огурца.

Список использованной литература:

1. Белл Л.Н.; Качество света как фактор, регулирующий энергетику фотосинтеза. П Сб. Теоретические основы фотосинтетической продуктивности.-М.: Наука, 2011 г.

2. Далькэ И.В.; Эффективность использования световой энергии тепличной культурой / Буткин А.В. и др./ Известия ТСХА, 2013. № 5.

3. Особенности искусственной досветки растений - 2011 [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://happyflora.ru

4. Рассада растений: свет и спектр - 2014 [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://humangarden.ru

5. Технология выращивания огурцов. Сорт Водолей - 2011 [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://bibliofond.ru

6. Шарупич Т. С., Технологии финансирования, электроснабжения, выращивания и строительства в защищенном грунте России./ Шарупич В. П. и др, Учебник для вузов. - Орел: Изд-во "Труд", 2010 г.

© Абдурогимов А.Р., Виноградов А.В., Романов А.Н., 2016

Ю.И. Есавкин,

д. с.-х. наук, доцент кафедры пчеловодства и рыбоводства, Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева,

г. Москва. Российская Федерация В.П. Панов,

д. б.н., профессор кафедры морфологии и физиологии животных, Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева,

г. Москва. Российская Федерация С.А. Грикшас,

д .с/х наук, профессор кафедры технология хранения и переработки продуктов животноводства, Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева,

г. Москва. Российская Федерация

МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛИНЯ

Аннотация

В статье приведены результаты морфофизиологических исследований линя. Установлено, что половой диморфизм у линя достоверно проявляется по относительной массе почек, внутреннего жира и гонад. Эти морфофизиологические особенности следует учитывать при разведения линя.