Какво е светлинен спектър? Как растенията реагират на светлината? Как спектърът влияе на растенията? Как да оптимизираме осветлението при производство на растителна продукция и какво ще ни донесе това? Все въпроси, за които рядко се замисляме...

Всъщност изборът на изкуствени осветителни тела за отглеждане на растения в оранжерийни условия е истинско предизвикателство. Доста често информацията свързана с това познание е противоречива. Но да започнем от А и Б...

Светлинният спектър е съвкупност от електромагнитни вълни с различна дължина, произведени от източник на светлина. Терминът светлина се отнася до онази малка част от вълните, която ние можем да видим. С други думи, видимата част на светлинния спектър е между 380 и 740 nm (нанометра). Ултравиолетовитеи инфрачервените вълни се представят като радиация, която не можем да видим, но растенията я улавят и използват. Тоест, растенията използват онази част от спектъра между 260 и 850 nm. Тя се нарича фотосинтетична активна радиация (ФАР).

В оранжерийни условия с изкуствено осветяване растенията получават комбинация от слънчева и допълнителна светлина, докато в домашни условия или в закрито помещение е възможно те да се развиват само с едната. Във всички случаи, независимо какъв е източникът на светлина, тя има значителен ефект върху растежа.

Растенията се повлияват от светлината за различни процеси (фотосинтеза, фотопериодизъм, фотоморфогенеза, фототаксиси, фототропизъм, фотонастии и др). Светлината засяга и някои фази на развитие, като например покълване и цъфтеж. За фотосинтезата са важни вълните от 400 до 700 nm, а за фотоморфогенезата- от 260 до 780 nm. Различните пигменти поглъщат различни вълни от светлинния спектър.

спектър на светлината

Несъмнено всеки знае, че без светлина нито едно растение не може да се развива. Но как да я използваме, когато отглеждаме растителна продукция?

Различните процеси в растенията се случват благодарение на фоторецептори, които ги задействат, когато се активират фотони със специфична дължина на вълната. Следователно, ако имаме възможност да контролираме светлинния спектър, можем да влияем на процесите в растителния организъм, неговия растеж и фази. Плододаване, цъфтеж, скорост на растеж, хабитус, образуване на корени, здравословно състояние, оцветяване, натрупване на нутриенти и биологично активни вещества...всички се влияят от комплекс от фактори, един от които е светлината. Активирането на процесите в растенията чрез светлинния спектър е сложен процес, част от голямото цяло, а резултатите са силно зависими от компоненти като интензивност на светлината, фотопериод, среда на растеж, растителен вид и др.

Как всяка вълна влияе на растежа?

Въпреки, че резултатите зависят от много фактори, има общи правила що се отнася до използването на светлината като средство за предизвикване на различни реакции в растителния организъм.

  • UV-лъчи с дължина на вълната от 100 до 400 nm не влиза във ФАР, но може да се приложи в градинарството. Влиянието все още не е изучено добре. Знаем, че продължително излагане на такива лъчи води до изгаряне, докато краткотрайните не са опасни и благодарение на тях придобиваме тен на кожата. В това отношение реакцията на растенията е доста сходна. Те могат да бъдат повредени  от UV-лъчите, но в зависимост от времетраенето и интензитета на излагане могат да станат по-тъмни, по-лилави, да се повиши съдържанието на етерино масло и фенолни съединения в тях и т.н. Потенциалът на UV цветлината включва повишено оцветяване и дебелина на листата, както и устойчивост на различни фактори на средата, болести и неприятели. Количеството UV-лъчи и времетраенето на излагане, необходими за постигане на потенциални ползи не е добре изучено, както и опасностите свързани с тях.
  • Синя светлина с дължина на вълната от 400 до 500 nm влияе на растежа и цъфтежа на растенията. Тя може да повиши качеството на много листни и украсни култури. Минимални количества от нея са необходими за устойчиво, нормално развитие. Метафорично, ако червената светлина представлява двигателя, то синята би била волана, провокиращ направлението в растежа на растителния организъм. Когато се комбинира с други вълни от светлинния спектър, синята насърчава компактност, развитие на корени и вторични метаболити. Тя може да се използва като регулатор на растежа, което от своя страна да намали употребата на химични съединения. Синята светлина провокира натрупването на хлорофил и повлиява функциите устицата, което би подобрило цялостното здраве на растенията. Тя насърчава развитието на антоциан в листата на цветята, повлиява натрупването на ароматични и вкусови вещества. При висока интензивност тя може да подтисне или насърчи цъфтежа при чувствителни към продължителността на деня култури. При ниска интензивност не повлиява фазата цъфтеж, като по този начин е подходящо да се прилага през ноща, за да въздейства на други характристики на растенията.
  • Зелена светлина с дължина на вълната от 500 до 600 nm не се поглъща добре от хлорофила, поради което се смята, че не е важна за растежа. Точно по-ниската абсорбция кара повечето растения да изглеждат зелени. В зависимост от растението, листата отразяват между 10 и 50% от зелените фотони на вълната. Въпреки казаното до тук, тази част от спектъра играе важна роля за фотосинтезата, особено за листата от долните етажи. Около 80% от зелената светлина се предава чрез хлоропласти, докато листата абсорбират приблизително 90% и предават по-малко от 1% от червената и синята светлина. В резултат, когато светлината е изобилна, хлорофилът достига точка на насищане и вече не може да абсорбира червена и синя светлина. И все пак зелената светлина все още може да възбужда електрони в молекулите на хлорофила, разположени дълбоко в листата, или в хлоропластите по-ниско в етажите на растението. И така, зелената светлина повишава фотосинтетичната ефективност - потенциално увеличава добивите на културите по време на ярка светлина. От друга страна съотношението между различните вълни (зелена, червена и синя) има отношение към етажността на растението. това може да предизвика морфологични промени, за да се увеличи максимално поглъщането на светлина. Зелената светлина въздейства на газообменните процеси и органите свързани с тях. В оранжерийни условия не е необходимо изкуствено доосветяване с нея, защото разсеяната слънчева радиация е достатъчна. В закрити помещения обаче е добре да се предвиди.
  • Червена светлина с дължина на вълната от 600 до 700 nm е сред най-ефективните вълни за стимулиране на фотосинтезата и растежа на биомасата. Растения отглеждани само под червена светлина етиолират, а листата им изтъняват, което е нежелано. Този ефект може да се балансира с добавянето на правилно количество синя светлина, което да доведе до по-компактни размери и плътни листа. От това става ясно, че различните вални трябва да се комбинират, за да влияят адекватно и според нуждите в конкретни условия.
  • Червена светлина с дължина на вълната от 700 до 850 nm e в края на спектралната скала с този цвят. Проучванията са установили, че растенията реагират на вълни с дължина до 780 nm, но напоследък се наблюдава засилено внимание и изследвания свързани с потенциала на по-далечната червена светлина и възможността ѝ да подобри и контролира растежа. Тя може да предизвика етиолация, да насърчи цъфтежа при растенията на дългия ден, да провокира нарастване на площта на листната петура, което увеличава повърхността за улавяне на фотони. Има доказателства, че повишава ефективността на ФАР. Важно е да се помисли как фоторецепторите възприемат съотношението между отделните вълни. Регулирането е сложен процес, който оказва значително въздействие върху растежа и цъфтежа. Съвкупността от останалите вълни на видимия спектър влияе на това как растенията реагират на далечновълновата радиация.

Как се използва спектъра в земеделието?

Информацията изложена дотук позволява на производителите да правят разумни предположения относно реакцията на културите, които отглеждат, когато регулират осветяването им. В обобщение могат да се изнесат следните изводи:

–         Повече червена светлина индуцира растеж на биомасата и удължаване на междувъзловото разстояние. Тя се прилага най-често при млади растения в ранни фази от развитието им и когато се цели удължаване на прираста.

–         Синята светлина е мощно средство за подобряване на качеството на растенията. Тя подобрява биохимичните процеси свързани, влияещи върху хранененто, цъфтежа, развитието на корените и цялостното здравословно състояние на растенията и качеството им.

–         Зелената светлина е важна за фотосинтетичната ефективност и развитието на растенията, но тя и влиянието ѝ все още се изследват. Добавянето на зелена светлина е важно, когато няма слънчева такава, която да осигури нуждите на растенията.

Невъзможно е да се изготви пълен списък на влиянието на светлината и различните дължини на вълните при всички култури, но тези насоки са напълно достатъчни за ориентир. LumiGrow предоставя някои от най-новите изследвания относно растенията и реакцията им към изкуственото осветяване, така че да могат да се приложат вече доказани стратегии за производство на различни култури. Например цикълът за производство на салати се съкращава с 30%, а на босилек с 14% посредством внедряване на LED осветление. При домати добивът се увеличава с 20%, а производството се съкращава с две седмици. По отношение на цветните култури, тенденцията е съкращаване на цикъла на производство, както и повишаване на качеството на растенията изразено в компактност, по-наситени цветове и багри на листата.

Публикувана в Растениевъдство

Немско стопанство за отглеждане на салати Бриммерс (Brimmers) избра светодиодни LED осветителни тела Oreon за новата си оранжерия в Щрален. Този път са избрани лампите Oreon Grow Light 3.0. Те имат повишена светлинна мощност от 2.050 µmol / W / s, поради което в новата оранжерия са нужни много по-малко осветителни тела, за да се постигне същото ниво на осветяване.

 Собственикът на стопанството е избрал лампите Oreon благодарение на добрия си опит в използването на лампите от тази компания в съществуваща оранжерия и възможността да контролира спектъра на светлината.

Бриммер е преоборудвал водно-охладителната система на лампите Oreon по такъв начин, че топлината на тези лампи да може да се използва за отопление на оранжериите. Нагрятата вода се отвежда в буфер за съхранение на топлина и се използва при необходимост. Според представител на компанията Oreon, благодарение на водно-охлажданите осветителни тела, техните продукти са най-икономични в сравнение с другите LED осветителни тела на пазара.

Петър Кръстев

Публикувана в Растениевъдство

Холандски учени намерили решение как оранжериите да са по-малко енергоемки и по-ефективни. Компанията Technokas е разработила специален покрив за оранжерия Daylight. С помощта на новите технологии се изразходват по-малко ресурси и се натрупва енергия. Освен това, необходимостта от допълнителни системи за засенчване се елиминира.
Уникалният покрив е алтернатива на други системи, които защитават оранжериите от слънцето. Технологията акумулира директната слънчева светлина с помощта на лещи PlexiGlas Fresnel, при което вътрешната част на оранжерията е под равномерна разсеяна светлина, което влияе положително на растежа на растенията.
Лещите фокусират слънчевата светлина върху колектор, монтиран на двуосев слънчев тракер, който преобразува светлинната енергия в топлинна енергия.
Лещите са изработени от органично стъкло PlexiGlas. PlexiGlas Solar е специално формовано съединение, модифицирано за предаване на дължината на вълната на светлината, от която се нуждаят растенията. Това формовъчно съединение осигурява още по-висока UV устойчивост.
Оранжериите Daylight са подходящи за всички растения, които обичат сянката и могат да се използват навсякъде по света, но особено доказват предимствата си в райони, където преобладават студени нощи. В горещите райони събраната енергия може да се използва и за охлаждане.

Петър Кръстев

Публикувана в Растениевъдство

Гъбите от род Fusarium са широко разпространени в природата и са причинители на болести на над 200 вида културни растения. В оранжерийните стопанства фузариумът отдавна се превърна основната икономически най-важна болест.

Фузариумът гарантира, че такива оранжерийни култури, като салата, домати или орхидеите фаленопсис ще боледуват или дори ще загинат.

Гъбите от род Fusarium могат да се контролират с помощта на химични средства, но количеството на разрешените продукти за растителна защита намалява. Време е да се действа, решили производителите на оранжерийни култури и се обърнали за помощ към учените от Вагенингенския университет, изследователите по-бързо да намерят алтернативни начини за борба с причинителя на опасното заболяване.

Фузариумът е опасен с това, че причинява повреди както над, така и под земята. Фузарийното гниене поразява корените на растенията: съдовите снопчета се запушват с мицел и не могут да транспортират вода и хранителни вещества. В резултат: растенията увяхват или умират. През последните години фузарийното увяхване е особено силно в оранжериите при отглеждане на салата, тъй като за дезинфекция на заразена почва или субстрат отиват много пари, както и при купуване на нова почва или субстрат.

За борба с инфекцията, причинявана от Fusarium обикновено се прилагат две решения: премахване на болните растения или използване на агрохимикали. Последната практика стана проблематична: поради по-строгото законодателство са разрешени по-малко химични вещества, фузариумът стана по-устойчив към някой фунгициди и съществуват много различни разновидности на гъбата. Освен това използването на химични агенти в зеленчуковата промишленост среща възражения в обществото.

Затова настъпи време за разработка на правилни алтернативи. През 2018 година учените от Университета Вагенинген вече проведоха тестове на популярното цвете лизиантус, а към опитите на фаленопсис ще пристъпят тази година. Изследванията се финансират чрез частно-държавното партньорство Masterplan Fusarium.

Проучват се три подхода 

Преди всичко, използването на биологични растителнозащитни средства за борба с фузариума. За целта се използват ресурси, които вече са в продажба.

Втория път – подтикване на растенията по-добре да се защитават от гъби с помощта на т. нар. предизвикване на индуцирана резистентност.

И третия път е фокусиран върху структурата на почвата: може ли да се манипулира почвата чрез добавяне на органични вещества, за да се намали вероятността от заразяване с фузариум.

Петър Кръстев

Публикувана в Растениевъдство

Значението на оранжерийното производство за поддържане целогодишното предлагане на пазара на пресни зеленчуци ще става все по-голямо, предвид тенденциите за високо целогодишно търсене. В структурата на общата оранжерийна площ по-голяма част заемат полиетиленовите оранжерии – 589 ха, сочи анализ на САРА. Площта на стъклените оранжерийни комплекси е почти двойно по-малка – 377 ха. Значителният размер на инвестициите, необходими за стартиране на бизнеса в съчетание с високия риск за тяхната възвръщаемост ограничават предприемаческите интереси в тази насока. Голямата част от съоръженията са остарели, което, освен че не позволява разгръщане на производствената дейност в по-големи мащаби, създава известна несигурност относно стабилността на произвежданите количества през годините. Реализацията на продукцията е друг съществен проблем в пряка връзка с маломерността на производствените единици.

 Относителният дял на произведената в оранжериите продукция в общото количество на продукцията от зеленчуци варира между 12% и 17% през периода 2013-2017 г. През 2017 г. основен дял в оранжерийното производство в страната заемат доматите – близо 55%. От 2013 г. насам производството на оранжерийни домати постоянно се разширява, като през изминалата година достигна своя връх от 56,2 хил. тона. Противоположна е ситуацията при краставиците. Производственият обем спадна до 39,2 хил. тона, което е с 31% по-малко от произведеното количество през 2016 г. Наблюдават се съществени колебания в обема на произвежданата продукция от оранжерийни краставици по години, което може да се обясни с конюнктурните изменения, както на вътрешния пазар, така и като цяло за ЕС, където българското производство заема сравнително поголям дял. Производството на оранжериен пипер за втора поредна година отбеляза намаление, като количеството на произведената продукция – 2,2 хил. тона представлява 4,4% от общото производство на пипер в страната. 
Публикувана в Бизнес

Във Франция се наблюдава бум в селското стопанство. В близко бъдеще в страната ще се реализират няколко големи проекта за изграждане на вертикални градски ферми.
Първите зеленчукови вертикални ферми с площ от 100 квадратни метраса предназначени да осигуряват на гражданите пресни зеленчуци, ще са в предградие Романя, Париж.
Със създаването на такива високотехнологични съоръжения по света се занимава компанията CMF. Именно нейните специалисти строят комплекса La Cite Maraichere в предградието на Париж. CMF понастоящем изгражда две вертикални оранжерии на четири и шест етажа в Нант.
Трябва да се отбележи, че френският пазар е многообещаващ за такива проекти, защото французите са доста чувствителни към това, с какво се хранят.
Комплексът "La Cite Maraichere" ще съчетае естетиката и техническите иновации. Сградата ще отговаря на най-новите екологични стандарти и на правилата за безопасност. Зеленчуците ще се отглеждат на всички етажи над първия, а в мазето се планира да се отглеждат гъби. В сградата ще има две крила широки по седем метра, на шестия етаж ще има парник, на третия - западна оранжерия.

Петър Кръстев

Публикувана в Растениевъдство

Учени от Холандия са стигнали до интересно заключение: използването на червено осветление ще помогне за увеличаване на добивите от зеленчуци в оранжериите.
Изследването на идеалното осветление за растенията, отглеждани в оранжерии е отнело на учените повече от тридесет години. През това време професорът по градинарство и физиология на растенията Лео Марселис, работи по този въпрос, като разглежда различни фактори. Той акцентира върху изучаването на вертикалните оранжерии, при които слънчевата светлина не се използва при отглеждането на културите.
Ученият установил, че в такива оранжерии все по често се използва енергийно ефективно LED осветление, вместо натриеви лампи с високо налягане. Доказва и факта, че растежът и развитието на растенията се стимулират от цветното осветление, благодарение на което може да се получи максимален добив от зеленчуците с минимални разходи на енергия.
След това откритие учените трябва да решат цвета на светлината. По време на експеримента те отглеждали домати под действие на светлочервено, синьо и зелено осветление. След известно време от растенията се събират отделно листа и стъбла, преброяват се и се претеглят.
Използвайки информацията, Лео Марселис е стигнал до заключението, че най-ефективна за растенията е червената светлина с леко добавяне на синя. Такова осветление се използва главно в оранжериите в Холандия - 90% червено и 10% синьо.
Учените смятат, че използването на дълга червена светлина ще доведе до увеличаване на производството с 5%.

Петър Кръстев

Публикувана в Растениевъдство

Учените от цял свят желаят да измислят начин, по който да се отърват от вредителите по културите и в същото време да сведат до минимум използването на агрохимикали или въобще да минат без тях. Испански учени са открили, че в борбата срещу вредителите може да помогне изграждането на оранжерии от цветни материали.
В момента учените извършват експерименти за използването на фотоселективни мрежи за засенчване на оранжериите. Способът ще промени поглъщането, отразяването и предаването на светлината, ще увеличи разсейването й, а така също ще промени спектъра на ултравиолетовата и инфрачервената светлина.
Като се вземе предвид всичко това, учените са стигнали до интересно заключение. Според тях, ако конвенционалните оранжерии се заменят с цветни, ще се подобри храненето на растенията, ще се повишат добивите, а културите ще узряват по-бързо. Що се отнася до вредителите, в такива оранжерии тях просто няма да ги има.
И всичко това, благодарение на характеристиките на тези видове мрежи, които ще подобряват използването на слънчева светлина, ще предпазват растенията от градушка или бури и също така ще блокират ултравиолетовите лъчи, необходими за развитието на насекоми и болести, например ботритиса. Като се има предвид, че повечето процеси на физиологичното развитие на растенията, на насекомите и болестите зависят от светлината, която получават, фотоселективните мрежи за засенчване ще могат да предпазват културите от вредители.
Учените предупреждават, че преди да се използват, трябва да се установи и как новите материали ще засегнат естествените опрашители и полезни насекоми, които се използват при биологичния контрол на вредителите.

Петър Кръстев

Публикувана в Растениевъдство

Фермерите в Германия през последните няколко години, намаляват площите с ягоди на открито, за сметка на отглеждането на този плод в оранжерии.

Според официалните доклади, през 2017 г. ягодовите плантации на открито в Германия са около 12 900 ха, което е с 10% по-малко от предходната година. При това реколтата от ягоди достигна 106,5 хил. тона, което е с 26% по-малко от стойностите през 2016 г. Резултатът в спада на производството е не само поради намалените площи, но и от изключително неблагоприятните метеорологични условия.
Анализаторите посочват, че именно зависимостта от капризите на времето мотивира германските фермери все по-често да дават предпочитание на отглеждане на ягоди в оранжерии, в частност - на тунелите. Само в периода от 2012 г. до 2017 г. площите с ягоди в този сегмент са се увеличили само 3 пъти и през последната година достигнаха 1240 хектара. Освен това експертите са уверени, че такива тенденции ще преобладават в Германия и извън нея.

Петър Кръстев

Публикувана в Растениевъдство

Обикновено в оранжериите инспекцията на растенията се извършва от агроном или специално обучен персонал, но това изисква много време и внимание. Нов робот IRIS ще инспектира растенията и ще определя визуалните признаци на заболяване, наличието на вредители, хранителни разстройства, както и други проблеми на растежа на растенията в началото на тяхното развитие, както и ще взема под внимание размера на плодове и ще прогнозира очакваната реколта. Освен това, роботът ще отчита подробната информация за микроклимата в оранжерията.
Този робот е номиниран за наградата на Международната изложба за оранжерии "GrinTeh", която ще се проведе в Амстердам (Холандия) от 12-14 юни, 2018. Роботът е създаден в резултат на сътрудничество на фирма"Метазет-Формфлекс" и "Екоейшан" и "Микотон" - добре познати в оранжерийната индустрия по света.
Новата машина е уникална с това, че използва изкуствен интелект и е способна да се самообучава. Robot IRIS е в състояние да предвиди стреса на растенията и има уникална интелигентност, която може значително да подобри ефективността на растителната защита. В резултат на това ще намалее консумацията на продукти за растителна защита, разходите за труд и загубите на култури.
Роботът IRIS е снабден с патентован сензор SABER TM. IRIS идентифицира инфекции, вредители и проблеми в развитието на растенията на ранен етап, цялата събрана информация се прехвърля в "облак" за незабавен анализ и обработка. Всичко това може да се види на компютър, таблет или смартфон. Благодарение на изкуствения интелект и способността за самообучение, точността на прогнозите на този робот ще се увеличават с течение на времето. Откритата инфекция позволява да се вземат навременни мерки и проблема да не излиза извън контрол. Това спестява труд и средства.

Но откриването на стрес при растенията не е единствената способност на робота. Той е снабден с жироскоп, което дава възможност да се направи оценка на състоянието на тръбопроводите. Освен това има сензори за измерване на влажността на въздуха, температурата на околната среда, концентрацията на CO2, температурата на растенията. Пълната картина на микроклимата около растенията се визуализира лесно от програмата. Роботът осигурява точно изчисление на плодовете, като взема впредвид цветовете на растенията, което позволява да пресметне добива във всяка оранжерия. Всичко това улеснява управлението на оранжерията и предоставя на агронома много по-пълна и точна информация. Роботът IRIS може да се настройва, като се вземат предвид културата, особеностите на оранжерията и климатичните условия. Ограничен брой от първите машини ще се появят на пазара още през 2018 г.

Петър Кръстев

Публикувана в Растениевъдство
Страница 1 от 4

logo naz

 

 

гр. София 1124, ж.к. Яворов, бл.8, вх.В, ет.1, ап.1
Е-мейл: Този имейл адрес е защитен от спам ботове. Трябва да имате пусната JavaScript поддръжка, за да го видите.
Телефон: (+359) 02 846 43 33
Факс: (+359) 02 846 42 33

  Фейсбук страница на "Гласът на земеделеца"
  Фейсбук страницата на "Пчела и кошер"


Контакти | За реклама | За нас | Условия

Етикети Kaрта на сайта