XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Спектральный состав освещения и его значение для роста и развития растений

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Ксенофонтов И.А. 1

---

1МБОУ «СОШ №153» г. Казани; МБУДО «ЦДОД «Сэяхэт» Кировского района г. Казани

Ксенофонтова И.В. 1Царёва О.В. 2

---

1МБОУ «СОШ №153» г. Казани

2МБУДО «ЦДОД «Сэяхэт» Кировского района г. Казани

Работа в формате PDF

1.3 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

Введение

В настоящее время, светодиодные лампы для выращивания растений стали важным инструментом для обеспечения здоровых и крепких растений. Моё внимание привлекли светящиеся в вечернее время сине-фиолетовым и сине-красным светом окна жителей моего поселка. Считается, что лампы обеспечивают необходимый для растений спектр, позволяя садоводам выращивать яркие растения круглый год. Однако, понимание правильного спектра света для растений и его влияния на их рост может быть сложной и запутанной задачей. Свет состоит из различных форм электромагнитного излучения, но не все это видно человеческому глазу. Наши глаза способны воспринимать свет только в определенном диапазоне длин волн. У нас есть конусообразные клетки, которые действуют как рецепторы для определенных длин волн, в первую очередь в зеленом, желтом, и оранжевом спектре, но растения по-разному реагируют на световой спектр и, хотя они используют энергию среднего спектра, на них больше влияют красный и синий спектры. Кроме того, существуют невидимые световые спектры, такие как ультрафиолетовый свет и инфракрасный свет, это также может повлиять на рост растений. Меня заинтересовала эта тема, я решил в ней подробнее разобраться.

Существует ряд факторов, напрямую влияющих на процесс фотосинтеза растений. Прежде всего, интенсивность процесса напрямую зависит от температуры окружающего воздуха, достаточного обеспечения растения водой, интенсивности света. Однако для того, чтобы растение развивалось оптимально, важно не только наличие световой энергии, но и спектр света, а также длительность светового периода, когда растение бодрствует, и темного периода, когда оно отдыхает. Если правильно регулировать длительность светового дня, то стадиями роста растения можно управлять. Так, у растений длинного светового дня можно регулировать их вегетативную стадию, а также время цветения. В свою очередь, для растений короткого дня световой период должен оставаться на определенном уровне, ведь слишком длительный период света может существенно нарушить время его цветения. Существует и категория растений, которые растут в зависимости от наличия света, но при этом продолжительность темного и светлого периода суток на них не влияет. Таким образом, правильно регулируя свет, можно достичь качественных результатов в процессе выращивания разных видов растений.

Растительный организм - это очень сложная система, в которой постоянно происходят различные биохимические и физиологические процессы. Искусственное освещение становится важным элементом в развивающемся сельском хозяйстве и домашнем растениеводстве. С помощью специальных световых технологий можно создать правильные условия для роста растений даже в зимнее время года. Таким образом, актуальность данного исследования обуславливается:

1) потребностью выращивания растений в течение круглого года независимо от погодных условий и времени года;

2) изучением целесообразности и эффективности влияния различных спектров света на рост и развитие растений.

Проблема исследования. Когда растения получают неправильный спектр света, они могут развиваться не так, как ожидалось. Например, если комнатное растение долгое время стоит под обычной лампой с теплым желтым светом, оно может медленно вытягиваться, но не зацветет. Это одна из причин, почему искусственное освещение должно быть подобрано правильно. Именно поэтому мы решили провести исследование по влиянию спектров света на рост и развитие растений. Солнечное излучение для растений является жизненно необходимым. В условиях наших широт по уровню солнечной радиации полосы России, использование дополнительного освещения является эффективным способом повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

Цель исследования: определить влияния спектра освещения на развитие растений на примере гороха овощного

Задачи исследования:

- сбор и изучение информации о влиянии спектра освещения на развитие растений (теоретический обзор по теме);

- выращивание гороха овощного под освещением с различным спектральным составом (проведение эксперимента с использованием установки «Агролаб»);

- оценка результатов эксперимента.

Объект исследования: спектры света

Предмет исследования: влияние спектров света на всхожесть семян и их прорастание.

Гипотеза. Оптимальным для роста и развития растений является использование светодиодных ламп полного спектра.

При выполнении данной работы нами были использованы следующие методы исследования:

1. Анализ литературных источников.

2. Наблюдение

3. Эксперимент

4. Математическая обработка полученных результатов (статистический)

Практическая значимость работы: определенную практическую ценность имеют данные, отраженные в тексте работы и ее приложениях. В дальнейшем они могут помочь как начинающим, так и опытным растениеводам в выращивании растений, в определении того, какие спектры света более приемлемы для роста зеленой массы растения, а какие необходимы для цветения и плодоношения.

Глава 1. Литературный обзор

1. 1. Классификация и видовое описание тест-культуры

Систематическое положение гороха овощного:

Царство: Растения

Отдел: Цветковые

Класс: Двудольные

Порядок: Бобовоцветные

Семейство: Бобовые

Подсемейство: Мотыльковые

Род: Горох

Вид: Горох овощной (Pisum sativum L.).

Сорт: Детский сладкий

Горох овощной— однолетнее травянистое вьющееся растение высотой 0,5–2 м. 

Корневая система - стержневая, главный корень уходит в глубь грунта, придаточные — располагаются в поверхностных слоях. Именно на них селятся бактерии, аккумулирующие необходимый растению азот.

Полый стебель достигает длины от 45 см до 200 см, прямостоячие или вьющиеся, склонные к полеганию.

Листья  сложные располагаются поочередно. Состоят из овальных или округлых листиков, которые заканчиваются усиками. Эти часто разветвленные «приспособления» цепляются за опору, тем самым удерживая стебель в вертикальном положении. Их длина составляет от 2 до 7 см, а ширина — от 1,5 до 4 см. 

Цветки - одиночные или собранные в группы по 2–3 штуки цветки появляются в пазухах листьев. Венчик бывает белым, розовым, фиолетовым. Роль насекомых в деле опыления — минимальна. Большая часть пыльцы самостоятельно перемещается на рыльце пестика еще в бутоне.

Плоды - цилиндрический или слегка изогнутый боб с 3–10 семенами. У округлых горошин гладкая поверхность, у угловато-квадратных — морщинистая.

1.2 Лекарственная ценность и значение для организма тест-культуры

Горох овощной имеет некоторые лекарственные свойства и значение для организма.

Благодаря солям калия горох полезен при заболеваниях сердца и гипертонической болезни. Эти соли регулируют ритм сердечной деятельности, облегчают и улучшают функции сердечной мышцы, способствуют удалению излишков жидкости. Створки плодов гороха способны снизить уровень сахара в крови и полезны больным сахарным диабетом. Сбалансированность в горохе пищевых веществ, витаминов и минеральных солей позволяет рекомендовать блюда из него в питании людей с болезнями печени и почек. Отвары травы гороха обладают выраженными мочегонными и камне дробящими свойствами и полезны для больных с мочекаменной болезнью

1. 3. Три категории растений

Светолюбивые. Гелиофиты нуждаются в интенсивном освещении и плохо переносят затенение. В условиях теплиц им требуется много света для нормального роста и развития. Примеры: горох, томаты, кабачки, баклажаны.

Тенеиндифферентные. В эту категорию входят растения, прекрасно растущие в тени и требующие минимальной подсветки в течение дня. Например, ревень, многолетний лук, щавель, руккола, шпинат, салат.

Теневыносливые. Сциофиты хорошо развиваются при невысоком уровне освещенности. Избыток света негативно сказывается на вкусовом качестве продукции. К теневыносливым относят брокколи, цветную, пекинскую и белокочанную капусту, огурцы, редис, фасоль.

1.4Энергетическая и сигнальная функции света

Фотосинтез — это процесс превращения неорганических веществ в органические с использованием воды, углекислого газа и света. Побочным продуктом этого процесс является кислород, который жизненно важен для человека. Но суть фотосинтеза для растений — это вырабатываемая в его процессе глюкоза. С помощью фотосинтеза растение получает энергию, которую в дальнейшем тратит, например, на рост побегов и корней. Без достаточного количества света фотосинтез происходит медленно, но его избыток также может быть проблемой. Различные виды и сорта растений по-разному реагируют на количество освещения. Пигмент хлорофилл поглощает большую часть энергии света и запускает процессы фотосинтеза. Чем больше зелёной поверхности растения освещено, тем больше энергии оно поглощает и, следовательно, больше глюкозы производит. В природе солнце меняет угол освещения в течение дня, обеспечивая равномерное покрытие светом. При выращивании растений под лампами важно давать свет не только сверху, иначе части растения, не получающие достаточное освещение, могут отмирать. Справиться с этой трудностью помогут отражатели света.

Кроме хлорофилла, существуют каротиноиды, которые также выполняют свет собирающую функцию. Но вместо зелёного они придают растению жёлтые и красные цвета. С одной стороны, они защищают хлорофилл от избыточного света, с другой — помогают эффективнее собирать световую энергию в условиях её недостатка. Именно из-за наличия этого пигмента растения к концу сезона меняют свои цвета.

Помимо энергетической функции, свет выполняет ещё и сигнальную. Фоторецепторы, расположенные на листьях растения, улавливают волны, но не используют, а просто видят, задают импульсы и реагируют. Так, например, уменьшение светового дня служит сигналом, что пора переходить на цветение и растение запускает эти процессы. Если энергическую функцию в растении выполняет пигмент хлорофилл, то для сигнальной функции у растения есть белковые пигменты — фоторецепторы. Фоторецепторы способны воспринимать спектры света и передавать информацию о них в клетку растения, а клетка передаёт его по всему растению. Фоторецепторы у разных растений устроены по-разному, поэтому и реакции на излучения могут различаться даже у близких видов [5].

1.5Спектры света в агрофотонике

Учёные давно обнаружили, что одни фотоны света ускоряют фотосинтез, а другие подавляют, вызывая ожоги и даже повреждение ДНК. Фотон — это частица света, которая представляет собой неразрывное скопление энергии. Электромагнитные волны, излучаемые солнцем, состоят из фотонов и образуют волны разной длины (100 нм - 1 мм). Но растения для фотосинтеза используют только видимую часть, называемую ФАР (400‑700 нм). Дословно ФАР — это фотосинтетически активная радиация, но правильней было бы сказать «фотоактивное излучение». Потому что это часть видимого излучения, а радиация не входит в этот спектр. Проще говоря, ФАР — это спектр света от 400 до 700 нм, который используется растением для фотосинтеза и виден человеческим глазом. Мы видим ФАР, но не видим радиацию. Есть спектры света, которые не входят в ФАР, но также важны для растения. Поэтому для полноценного развития растений нас интересует диапазон от ультрафиолетового до инфракрасного (340‑800 нм). Например, некоторые эфирномасличные культуры без ультрафиолета теряют аромат (укроп, эстрагон).

1.5.1 Красный спектр — это излучение в области 600‑700 нм. Он считается ключевым для проведения фотосинтеза, так как растение эффективней использует и преобразовывает в энергию такой свет. Также он вносит фундаментальный вклад в развитие растений. Например, влияет на прорастание семян, формирование органов и скорость перехода к цветению. Под влиянием света на развитие с красными волнами растения начинают образовывать бутоны и завязывать плоды. Он словно дает команду: «Пора цвести!» Именно поэтому тепличные хозяйства нередко подсвечивают растения лампами с красным спектром, чтобы ускорить цветение. В поглощении красного спектра принимают участие хлорофилл (как и во всех спектрах) и фитохром. Но каждый из них выполняет разные функции. Хлорофилл отвечает за преобразование световой энергии в химическую энергию фотосинтеза. Фитохром регулирует процессы роста и развития, используя свет как сигнал, воспринимает информацию об окружающей среде и выбирает соответствующую стратегию для выживания. Дальний красный — излучение в области 700‑800 нм, которое тоже улавливают фитохромы. Хоть он и не так эффективен для фотосинтеза, как красный, но он все же способствует этому процессу. Активирует фоторецепторы и тем самым усиливает или дополняет фотосинтетическую. активность.

1.5.2 Синий спектр — самый коротковолновый в диапазоне видимого света (400‑500 нм). Считается вторым по влиянию на интенсивность фотосинтеза после красного. Играет важную роль в развитии организма и воспринимается двумя типами фоторецепторов: фототропинами и криптохромами, а также рецептором хлорофиллом. Существуют разные формы хлорофилла, например, a и b. На графике поглощения видно, что хлорофилл a и b наиболее эффективно поглощают синий свет в диапазоне 425‑460 нм. Почему же тогда красному спектру приписывают основную функцию? Дело в том, что синий свет обладает большей энергией. Соответственно, квант синего света содержит больше энергии, чем квант красного. Молекула хлорофилла не может эффективно использовать полученную энергию, поэтому её излишек рассеивается в окружающей среде в виде тепла. Известно, что синий спектр стимулирует накопление жиров и белков в растении, а красный способствует синтезу сахарозы. Он отвечает за формирование крепких стеблей и густой листвы. Без него растения становятся вытянутыми и бледными. Вот почему многие садоводы используют специальные лампы с синим свечением, хотя мы его видим как фиолетовый или розовый, когда выращивают рассаду зимой. Это важно учитывать при выращивании растений, целью которого не является получение максимальной биомассы. Также синий спектр регулирует степень открытости устьиц.

1.5.3 Зелёный спектр находится в диапазоне 500‑600 нм. Цвет растения обусловлен способностью хлорофилла отражать волны именно этой длины. Однако многие заблуждаются, говоря, что он в меньшей степени нужен растению. На самом деле только 10‑50% зелёного света отражается, а вся остальная энергия активно используется. Если взглянуть на спектральный состав света, то мы увидим, что пик приходится именно на зелёный. Даже красный, наиболее благоприятный для фотосинтеза, уступает зелёному в этом. Зелёный спектр обладает повышенной проникающей способностью, достигая мест, обеднённых светом, снабжает энергией более глубокие участки листвы, куда не долетают ни красный, ни синий. Эксперименты показали, что красный и синий спектр усваиваются преимущественно верхними частями растения. Там, где их лучи перестают работать, именно зелёный вносит существенных вклад в фотосинтез. Это особенно важно для выращивания культур, формирующих плотный растительный покров.

1.5.4 Желтый свет – это излучение в области 570-590 нм. Желтый свет менее эффективен в стимулировании фотосинтеза по сравнению с другими длинами волн. Тем не менее, желтый свет может взаимодействовать с длинами волн света, влияя на реакцию роста растений. В сочетании с синим светом было обнаружено, что он способствует удлинению корней,а сочетание красного и желтого света способствует накоплению фотосинтетических пигментов в листьях.Более того, желтый свет может играть роль в возникновении стрессовых реакций окружающей среды,таких как сухость и соленость. Хотя точные механизмы и влияние желтого света на рост и развитие растений еще не до конца изучены., его потенциальное значение для оптимизации роста и производства растений в различных сельскохозяйственных условиях не следует упускать из виду.

1.5.5. Ультрафиолетовый спектр (УФ) - это длины волн в диапазоне от 200 до 400 нм. Представляет собой часть электромагнитного спектра, находящийся между видимым светом и рентгеновскими лучами. Включает в себя три основных диапазона: УФ‑A (320‑400 нм), УФ‑B (280‑320 нм) и УФ‑C (100‑280 нм).

УФ-C — самый коротковолновый и наиболее опасный для живых организмов. Поглощается озоновым слоем в стратосфере Земли, это защищает нас от его вредного воздействия.

УФ-B поглощается атмосферой, но небольшая его часть достигает поверхности земли. Может вызывать солнечные ожоги и повреждение ДНК, что может привести к развитию рака кожи.

УФ-A почти без препятствий проходит сквозь атмосферу, в дальнейшем оказывая воздействие на все объекты живого мира.

Фоторецепторы, ответственные за поглощение УФ-излучения, это фитохромы, криптохромы и фототропины. Но недавно был обнаружен ещё один рецептор — UVR8, который чувствителен к УФ-В излучению. Благодаря информации, полученной этим рецептором, растение способно запускать защитные механизмы для предотвращения вредного воздействия ультрафиолета.

Растения отличаются по восприимчивости к ультрафиолету, но результаты зависят от интенсивности и продолжительности воздействия. Для разных культур показатели могут различаться. Правильное включение ультрафиолета в общий спектр может способствовать синтезу необходимых соединений без негативного влияния на развитие растений [4].

1.6 Источники искусственного освещения

Виды фитоламп. Среди всех прочих видов фитоламп уверенное лидерство занимают светодиодные. Их преимущество заключается в экономичности, долговечности, компактности и содержании в световом потоке полезных для растений спектров, способствующих фотосинтезу. По спектру излучения лампы различаются на биколорные, мультиспектральные и лампы полного спектра[3]..

Биколорные лампы выдают красное и синее излучение, соответствующее максимумам поглощения хлорофилла и обеспечивающие наиболее эффективный фотосинтез. Они нужны для:

- подсветки растений в местах с недостаточным естественным освещением;

- выращивания рассады;

- освещения растений зимой.

Лампы полного спектра отличаются от биколорных лишь более широким диапазоном излучения в красном и синем поле. Спектр этих ламп более приближен к солнечному свету и подходит большинству растений. По сравнению с биколорными лампами они немного хуже по параметру энергоэффективновности.

Мультиспектральные лампы сочетают спектр предыдущих ламп с тёплым белым и дальним красным светом. Они стимулируют цветение и плодоношение многих растений. Лучше всего они годятся для:

- подсветки взрослых растений;

- стимулирования цветения и плодоношения;

- выращивания растений в закрытых помещениях без естественного освещения;

- дополнительного освещения комнатных цветов, например, орхидей;

- подсветки декоративно-лиственных растений.

Лампа накаливания – ее спектр смещен в сторону красного света с большой длиной волны и инфракрасного излучения. Он не подходит для роста растений, так как большое количество ИК лучей способно повредить листья. Кроме этого, «длинный» красный свет с длиной волны более 700 нм, тормозит прорастание семян и рост рассады.

Люминисцентная лампа (лампа дневного света) – излучает в основном желто-зеленый спектр, который бесполезен для растений. В ней присутствуют лучи синего и красного спектра, но в очень малом количестве.

Натриевые газоразрядные лампы – сильно нагреваются, пожароопасные. Спектр не очень подходит для выращивания растений.

Светодиодные лампы – обладают наиболее сбалансированным сочетанием лучей красного и синего спектра. Кроме этого, можно комбинировать светодиоды различного цвета для создания оптимальной среды. Не выделяют тепло и не повреждают листья. Также важным является тот факт, светодиодное освещение не вызывает вредного действия на орган зрения и организм человека в целом [1].

1.7 Лабораторный агротехнический комплекс «Агролаб»

Агролаб – инновационная агролаборатория, позволяющая создавать различные условия для выращивания растений.Создание четырех разных микроклиматов с возможностью изменения их характеристик, а также объединение в рамках одного лабораторного комплекса двух способов выращивания растений: грунтовый способ и гидропонический.

При создании микроклимата в Агролаб используется, не имеющая аналогов, технология «Искусственное солнце», воспроизводящая естественное солнечное излучение в полном спектре. Применение данной технологии является чрезвычайно актуальным для проведения эффективных образовательных экспериментов, а также научно-исследовательских работ.Ввиду использования технологии «Искусственное солнце» становится возможным создание практически любой спектрограммы для растений, а именно изменение характеристик в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном спектре.
При помощи установленной системы фильтров, появляется возможность улучшения/изменения качественных характеристик воды, поступаемой из системы общего водоснабжения. Таким образом, появляется возможность изменения и подбора химического состава воды. Преимущества:

• Возможность выращивания растений в грунте и почве.

• Возможность выращивания растений способом гидропоника.

• Отдельно настраиваемые микроклиматические зоны с возможностью регулировки спектральных характеристик в части ультрафиолетового, видимого и инфракрасного спектра, температуры в каждой микроклиматической зоне, уровня влажности в каждой микроклиматической зоне и силы ветра в каждой микроклиматической зоне - 4 шт.

• Отдельно программируемые линии полива в каждой климатической зоне с возможностью выращивания до 40 растений одновременно в одной зоне - 32 шт.

• Прибор электрический инфракрасного и ультрафиолетового излучения «Искусственное Солнце» в каждой микроклиматической зоне - 4 шт. Возможность совместного, отдельного и комбинированного излучения ультрафиолета, из перечисленных: тип В (280 нм - 315 нм), ультрафиолета тип А (315 нм - 400 нм), видимый спектр (400 нм -790 нм), инфракрасный спектр (790 нм - 2000 нм). Режимы излучения в красном спектре (620 нм - 625 нм), в зеленом спектре (520 нм - 525 нм), в синем спектре (460 нм - 465 нм).

• Система фильтров, позволяющая при помощи специальных картриджей изменять и регулировать химический состав воды, поступаемой из системы общего водоснабжения

• Возможность при помощи системы программирования задавать необходимые параметры света, температуры, влажности, ветра, капельного полива в каждой микроклиматической зоне.

• Возможность в рамках системы программирования создавать и проводить отдельные проекты экспериментов путем создания цифровых программ в количестве: 32 одновременно.

• Возможность создания и ведения электронного журнала экспериментов с указанием в нем всех характеристик: календарные характеристики, временные характеристики, спектральные характеристики, температурные характеристики и др.

Перед началом эксперимента необходимо установить графики полива, температуры, влажности и ветра, а также выбирается Регион. После заполнения всех вкладок начинается эксперимент. Управление всеми настройками осуществляется автоматически, по графику, выставленному в каждой вкладке.

Глава 2. Объекты и методы исследования

2.1 Описание тест - культур по характеристике на упаковке

Горох сахарный Детский сладкий.  Раннеспелый (40-50 дней от всходов) сорт сахарного гороха. Имеет высокую биологическую ценность с повышенным накоплением протеина в семенах. Растение высотой 80 см, листья видоизменены в усы. Боб слабоизогнутый, с заостренной верхушкой, без пергаментного слоя, длинный, широкий. В каждом бобе завязывается 7-9 сахарных горошин. Стенки бобов толстые, мясистые, на вкус сладкие, без наличия жестких тканей. Рекомендуется для употребления недозрелых бобов в свежем виде. Вкусовые качества высокие. Это ценный диетический продукт богатый белками, сахарами, крахмалом, витаминами и каротином., устойчив к полеганию и корневым гнилям. Урожайность 1,0-1,5  кг/м². Посев проводят в апреле-мае на солнечном участке. Глубина заделки 4-6 см. Схема посева 15x30 см. Растениям требуется подвязка. Требования к качеству семян установлены одинаковые для всех вариантов лабораторных фитотестов. Семена должны иметь хорошие характеристики по внешнему виду (сухие, неповрежденные, одного размера), должны быть быстро прорастающие и районированные для изучаемого региона. Таблица 1.

Вывод: по сроку годности, можно сказать, что семена качественные, соответствуют ГОСТу

2.2 Изучение влияния различных спектров света на формирование побеговой системы гороха овощного в комплексе «Агролаб»

Для проведения исследования были подготовлены пластиковые горшки и приобретены семена гороха. Все горшки пронумерованы и подписаны. В каждый горшок загружен грунт «Terra Vita» массой 250 грамм. Поверх увлажненного грунта равномерно раскладываются семена. Каждый горшок закрывается пленкой и помещается в камеру для проращивания. В каждую камеру было помещено по 10 горшков с семенами гороха.

Для постановки опыта использовался метод проростков, как частный метод биотестирования. Для определения интенсивности начального роста проростков была определена длина зеленых проростков и междоузлий. Измерение проводилось в один и тот же день при помощи линейки. Один раз в неделю. Результаты заносились в рабочие таблицы.

Посадка семян 24 сентября 2025 г.. В каждый горшок закладывали по 3 семени гороха посевного (примечание: число горшков приравнивали к числу процентов, например, 10 горшков – 100%). Продолжительность искусственного освещения 10 часов. Включение и выключение автоматическое.

Таблица 2.

Диаграмма 1. Всхожесть семян

Диаграмма 2. Рост растений

Вывод: Наилучший результат воздействия на рост и развитие растений показал прибор инфракрасного и ультрафиолетового излучения «Искусственное Солнце». В данной камере растения показали максимальную выживаемость (90%), смогли зацвести и дать плоды.

Значительно хуже результат показали растения в камере с зеленым спектром света, в условиях неподходящего для гороха овощного освещения затормозились процессы роста, цветения и плодоношения. Зелёные лучи практически проходят через листовые пластинки, слабо поглощаясь хлорофиллом. Листья под их действием становятся тонкими, а осевые органы растений вытягиваются. Уровень фотосинтеза достаточно низкий.

Заключение

Несмотря на значительные достижения в изучении спектрального состава света и его воздействия на растения, эта область остаётся до конца не изученной. Существует множество факторов, влияющих на восприятие света растениями, включая генетические особенности и условия выращивания. Глубокое понимание взаимодействия различных длин волн и их влияние на физиологию растений требуют дальнейших исследований. Поэтому для создания правильных условий нужны дальнейшие эксперименты.

Можно с уверенностью сказать, что растения нуждаются во всех спектрах света. Солнечный свет включает не только волны ультрафиолетового спектра, но и видимый спектр, а также волны инфракрасного спектра. В искусственном свете не так много красного и синего света, как у солнца.  Солнце даже в облачную погоду даёт освещённость примерно в 10–20 раз большую, чем искусственные источники. И наши результаты эксперимента тому подтверждение. Именно те растения, которые росли и развивались в камере с искусственным солнцем, смогли пройти все стадии развития и дать плоды. Свет является одним из ключевых факторов существования растений на нашей планете, ведь именно благодаря фотосинтезу они получают энергию для роста и развития. Растениям пришлось пройти долгий путь эволюционных изменений, чтобы максимально эффективно использовать доступное освещение, а именно солнечное освещение.

Важен синергетический подход к спектральному составу света. Поэтому всеми излюбленные фиолетовые фитосветильники, которые излучают лишь волны красного и синего спектра — не эффективный вариант для домашнего выращивания. Для домашнего выращивания растений рекомендуется использовать фитосветильники полного спектра, которые сочетают сразу несколько необходимых спектров.  Чтобы обеспечить сбалансированное развитие растений, в свете лампы должны быть следующие спектры:

- синий (430–470 нм), он нужен для синтеза хлорофилла и фотосинтеза, с таким светом активно растут листья.

- красный (620–665 нм), в нём нуждаются молодые растения, этот спектр требуется для активного роста и развития побегов.

- зелено-жёлтый (500–610 нм), от света с такой волной цвет листьев становится насыщенным, а цветение — обильным. Если все нужные спектры сочетаются в одной лампе, то её свет будет характерного пурпурного цвета. При этом фитолампы полного спектра исключают вредные для человеческого здоровья инфракрасное и ультрафиолетовое излучения. 

Литература:

1. Исследования и практические рекомендации по применению систем освещения со светодиодными источниками света / С. А. Амелькина, О. Е. Железникова, Л. В. Синицына, С. А. Микаева // Автоматизация. Современные технологии. — 2016. — № 3. - С.45-48;

2.Ульянова, Н. М. Сравнительное исследование эффективности светодиодных источников света для искусственной досветки растений / Н. М. Ульянова, А. Б. Мышонков // XLVI Огарёвские чтения: Материалы научной конференции: В 3-х частях, Саранск, 06–13 декабря 2017 года / Ответственный за выпуск П. В. Сенин. — Саранск: Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарёва, 2018. – С.128-133;

3. «Азбука садовода. Что нужно знать про фитолампы» [Электронный  ресурс] – Режим доступа: https:// azbyka.ru/garden/chto-nuzhno-znat-pro-fitolampy;

4.«Спектры света и их влияние на жизнь растений» [Электронный  ресурс] – Режим доступа: https://dzen.ru/a/ZksIdf3bwX6griAr?ysclid=mka0hmyvp651544083;

5.«Фотосинтез и свет – База знаний Novolampa» » [Электронный  ресурс] – Режим доступа: https://novolampa.ru/baza-znaniy/fotosintez-i-svet/?ysclid=mehb1wwigg804243950