Многие из садоводов-цветоводов, пробовавших выращивать рассаду, сталкивались
с таким неприятным явлением, как вытягивание рассады в условиях недостаточной
освещенности при посеве ранней весной.
Попробуем разобраться в причинах и попытаемся понять, как его предотвратить.
630—770 красный
Количественно цвет или спектральная составляющая характеризуется длиной волны,
которая измеряется в нанометрах (нм). Белый свет занимает область длин волн
от 400 до 800 нм. При этом фиолетовый расположен в левой (короткие волны)
части (400 нм), а красный - в правой (длинные волны)части диапазона (800 нм).
В левой части - переход в область ультрафиолетового излучения, в правой -
в область инфракрасного (теплового) излучения.
Замечу сразу, что применительно к жизни растений принято красный свет
делить на просто красный (660 нм) и дальний красный (730 нм). В чем их разница -
об этом чуть ниже. Но это очень важные участки спектра.
Совсем детский вопрос: почему днем свет - белый, а окружающий нас мир -
цветной ? Почему какие-то поверхности, предметы, объекты имеют тот или иной цвет ?
Ответ прост: если поверхность непрозрачного предмета (частицы, его составляющие)
отражает, например, красную часть спектра, а остальные - поглощает, то мы будем
видеть ее тоже красной. Аналогично и с другими цветами или их комбинациями.
Фотосинтез
Представим себе уже достаточно взрослое растущее зеленое растение.
Главные условия его жизни: солнце, воздух и вода (плюс минеральное
питание из почвы). Солнечный свет - источник энергии, диоксид углерода (углекислый
газ) воздуха - источник углерода (главного строительного материала) и вода -
источник кислорода, входящего в ее состав (на молекулярном уровне).
И все эти три жизненные силы объединены процессом фотосинтеза, при котором
происходит образование органических веществ (углеводов) благодаря энергии света
при участии фотосинтезирующего пигмента - хлорофилла.
Днем, на свету вода разделяется на кислород и водород и запасается энергия.
Ночью, в темноте углекислый газ соединяется благодаря запасенной энергии
с водородом, и образуются молекулы углеводов.
Заметим, что выделяющимся в результате световой фазы фотосинтеза кислородом
дышит все живое на Земле.
Как же влияет на фотосинтез спектральный состав солнечного или иного света ?
Давайте вспомним - почему лист растения зеленый? Правильно, именно потому,
что его поверхность отражает (а значит - не поглощает) зеленый свет.
А это свойство объясняется именно присутствием в зеленом листе пигмента хлорофилла.
И поглощает хлорофилл свет (а значит и энергию) из красной и синей областей спектра
дневного света.
Отсюда вывод применительно к фотосинтезу: желто-зеленая составляющая дневного
света практически бесполезна для роста и жизни растения, а нужен ему - красный и
синий свет.
Но давайте все же не забывать, что все сказанное про фотосинтез относится к
взрослому (или достаточно подросшему) растению. А нас интересуют особенно
первые дни или даже часы жизни растения, прорастающего из семени.
И оказывается, что здесь есть свои законы, возможно даже более сложные, чем
процессы фотосинтеза. Который не происходит по той простой причине, что в проростке
пока еще нет хлорофилла, без которого фотосинтез, а значит, рост и сама жизнь растения
- невозможны. Как же разорвать этот порочный круг ? И тут появляется новое
понятие - фотоморфогенез.
Фотоморфогенез
Фотоморфогенез - это процессы, происходящие в растении под влиянием
света различного спектрального состава и интенсивности. В них свет выступает
не как первичный источник энергии, а как сигнальное средство, регулирующее
процессы роста и развития растения. Можно провести некую аналогию с уличным
светофором, автоматически регулирующим дорожное движение. Только для управления
природа выбрала не "красный - желтый -зеленый", а другой набор цветов:
"синий - красный - дальний красный".
И первое проявление фотоморфогенеза возникает в момент прорастания семени.
Про строение семени и особенности прорастания я уже рассказывал в статье
про рассаду . Но там были опущены подробности,
связанные с сигнальным действием света.Восполним же этот пробел.
Итак, семя проснулось от спячки и начало прорастать, находясь при этом под слоем
почвогрунта, т.е в темноте. Замечу сразу, что мелкие семена, посеянные
поверхностно и не присыпанные ничем, тоже прорастают в темноте ночью.
Кстати, по моим наблюдениям, вообще вся раасада, стоящая в светлом месте, прорастает
ночью и увидеть массовые всходы можно утром.
Но вернемся к нашему несчастному проклюнувшемуся семени. Проблема заключается в том,
что даже появившись на поверхность почвы, росток об этом не знает и продолжает активно
расти, тянуться к свету, к жизни, пока не получит специального сигнала:
стоп, можно дальше не спешить, ты уже на свободе и будешь жить.
Мне кажется, люди не сами придумали красный стоп-сигнал для водителей, а украли
его у природы.
И такой синал он получает не от воздуха, не от влаги, не от механического воздействия,
а от кратковременного светового излучения, содержащего красную часть спектра.
А до получения такого сигнала проросток находится в так называемом этиолированном
состоянии. В котором он имеет бледный вид и крючковатую согбенную форму.
Крючок - это вышедший наружу эпикотиль или гипокотиль, нужный для защиты почечки
(точки роста) при продирании через тернии к звездам, и он сохранится,
если рост продолжится в темноте и растение будет оставаться в этом этиолированном состоянии.
Для вывода растения из такого состояния достаточно ежедневного кратковременного
освещения продолжительностью от 5 до 10 минут.
Красный свет
Почему это происходит - еще немного теории. Оказывается, кроме хлорофилла,
в любом растении есть еще один замечательный пигмент, имеющий название - фитохром.
(Пигмент - это белок, имеющий избирательную чувствительность к определенному
участку спектра белого света).
Особенность фитохрома заключается в том, что он может принимать две
формы с разными свойствами под воздействием красного света (660 нм)
и дальнего красного света (730 нм), т.е. он обладает способностью к
фотопревращению. Причем поочередное кратковременное освещение тем или другим
красным светом аналогично манипулированию любым выключателем, имеющим положение
"ВКЛ-ВЫКЛ", т.е. всегда сохраняется результат последнего воздействия.
Это свойство фитохрома обеспечивает слежение за временем суток (утро-вечер),
управляя периодичностью жизнедеятельности растения. Более того, светолюбивость
или теневыносливость того или иного растения также зависит от особенностей
имеющихся в нем фитохромов. И, наконец, самое главное - цветением растений
также управляет фитохром ! Но об этом - в следующий раз.
А пока вернемся все же к нашему проростку (ну почему ему так не везет)
Фитохром, в отличие от хлорофилла, есть не только в листьях, но и в семени.
Участие фитохрома в процессе прорастания семян для некоторых видов растений таково:
просто красный свет стимулирует процессы прорастания
семян, а дальний красный - подавляет прорастание семян.
Возможно, что именно поэтому семена и прорастают ночью. Хотя, это и не является
закономерностью для всех растений. Но в любом случае, красный спект более
полезен (он стимулирует), чем дальний красный, который подавляет активность
жизненных процессов.
Но предположим, что нашему семечку повезло и оно проросло, появившись на поверхности
в этиолированном виде. Теперь достаточно кратковременного освещения проростка,
чтобы запустить процесс деэтиоляции: скорость роста стебля снижается, крючок распрямляется,
начинается синтез хлорофилла, семядоли начинают зеленеть.
И все это, благодаря красному свету.
В солнечном дневном свете обычных красных лучей больше, чем дальних красных, поэтому
днем высока активность растения, а ночью оно переходит в неактивную форму.
Как же различить эти два близких участка спектра "на глаз" для источника искуственного
освещения ? Если вспомнить, что красный участок граничит с инфракрасным, т.е. тепловым
излучением, то можно предположить, что чем теплее "на ощупь" излучение, тем больше
в нем инфракрасных лучей, а значит и дальнего красного света.
Подставьте руку под обычную лампочку накаливания или под люминесцентную лампу
дневного света - и почувствуете разницу.
Синий свет
Ну вот, с красным светом немного разобрались. А теперь вернемся к нашим баранам,
точнее - фазанам из знаменитой формулы, которые олицетворяют собой
фиолетово-синюю область спектра. И попытаемся разобраться, как же влияет
на жизнь проростка синий свет. Заметим, что желто-зеленая часть спектра
практически никак не влияет: ни холодно от него - ни жарко.
Итак, синий свет - чем же он хорош или плох. На самом деле - синий цвет играет
также важную роль в жизни растений, благодаря другому пигменту - криптохрому,
который реагирует на синий свет в диапазоне от 400 до 500 нм.
Для взрослых растений синий цвет, в частности, регулирует ширину устьиц листьев,
управляет движением листьев за солнцем, угнетает рост стеблей.
Применительно к прорастающему растению очень важна роль синего света в сдерживании
роста стебля и гипокотиля, т.е. в ограничении "вытягивания" рассады.
Синий свет также угнетает прорастание семян.
Кроме того, синий свет управляет изгибом проростка и стебля:
со стороны источника синего света рост клеток тормозится, поэтому стебль изгибается
в сторону источника света. Наверное, все наблюдали рассаду, согнутую в сторону окна
- это из-за синего света. Название этого явления - фототропизм
.
Синий свет (а к нему можно отнести и ультра-фиолетовую часть спектра)
стимулирует деление клеток, но тормозит их растяжение. Кстати, именно поэтому
для альпийских растений, растущих на высокогорных лугах с большим процентом
ультрафиолета, характерна розеточная, низкорослая форма. А при недостатке
синего света (например, в загущенных посадках или под стеклом) растения вытягиваются.
Практические выводы
Можно ли из всего сказанного выше сделать какие-то практические выводы применительно
к выращиванию рассады ? Давайте попробуем.
При этом нас будет интересовать выращивание рассады ранней весной
в квартире в условиях короткого светового дня, требующего применения источников
искусственного освещения. Здесь рассаду поджидает много неприятностей, связанных
с особенностями освещения, поэтому вмешательство человека и его правильное
поведение чрезвычайно важны. Гораздо проще дело обстоит в более поздее время года
и в условиях открытого воздуха (в саду) - там регулирующую роль берет на себя
солнце.
Первый вопрос - где лучше проращивать рассаду:
на свету или в темноте ?
В темноте или закрытом от света месте.
Положительная сторона - больше шансов на прорастание, т.к. исключено угнетающее
действие света.
Отрицательная сторона - если вовремя не отреагировать на появившиеся всходы,
то велика вероятность получения вытянутой рассады.
Из практических соображений первый вариант более предпочтителен в тех случаях,
когда не всегда есть возможность регулярного контроля за состоянием рассады.
Но мне кажется, что возможен еще и компромиссный, хотя и менее удобный вариант:
днем плошки с посеянными семенами держать в темном месте,
а на ночь выставлять их на подоконник к свету. Тогда и волки сыты
будут и овцы - целы. Семена ночью прорастут, а утром - солнышко вот оно.
Ну и самый экзотический вариант (когда погода пасмурная или окна северные)-
утром, обнаружив проростки, в течениие 10 минут светить на них достаточно
ярким белым светом с помощью какого-либо светильника.
Второй вопрос - чем подсвечивать взошедшую, уже растущую рассаду ?
При выборе светильника в первую очередь нужно обращать внимание на его спектральную
характеристику. При этом яркость и мощность решающего значения не имеют.
К сожалению, информация о спектре большинства бытовых светильников отсутствует,
поскольку не входит категорию нормируемых параметров. А приводимая иногда в рекламе
информация с трудом поддается проверке из-за сложности спектральных измерений,
к тому же требующих специальных измерительных приборов.
Замечу, что речь не идет о специальных профессиональных светильниках,
а лишь только о бытовой осветительной продукции.
Тем не менее, минимальная информация качественного характера общеизвестна и из
ее анализа можно сделать какие-то предположения.
Обычные лампы накаливания не годятся, т.к. в их спектре много желтого и инфракрасного
излучения, но мало синего света.
Более удачно применение люминесцентных светильников дневного света, спектр
свечения которых более равномерен и не содержит инфракрасных (тепловых) лучей.
И хотя в нем есть какая-то доля излучения желто-зеленой части спектра, но она,
хотя и не дает пользы, но и вреда особого не приносит, т.к. хлорофилл просто-напросто
отражает этот свет. В то же время присутствие синей составляющей в их излучении
будет способствовать торможению роста стеблей, тем самым препятствуя вытягиванию
рассады.
Естественно, любые искусственные светильники разумно использовать только в
вечерние и ранне-утренние часы, днем лучше пользоваться естественным освещением от
окна.
И в заключение - немного собственного опыта (совсем свежего).
В этом году появилось желание сдвинуть посевную кампанию на месяц-полтора
в более раннюю сторону (январь-февраль) с тем, чтобы освободить апрель для
аналогичной деятельности в саду в открытом грунте.
Сказано - сделано. И в середине-конце января с интервалом в неделю было
засеяно семенами некоторое количество плошек. Ну, а дальше события развивались
по сценарию, описанному выше. Единственной проблемой было только то обстоятельство,
что эту вот статью я тогда еще не успел прочитать, по той простой причине, что еще
не написал ее. Поэтому все делалось практически вслепую.
И тем не менее сейчас (в начале апреля) на подоконнике днем, и на столе под
лампой - вечером красуется примерно 20-30 плошек с неплохо выглядящей цветочной
рассадой. А шесть штучек пеларгоний (по UNWINS'овской терминологии - гераней)
чернолистных уже стоят распикированными в горшочки и уже с фигурными листьями
(правда, пока еще не черными).
Но оставим хвастовство и вернемся к лампе.
Это просто настольная лампа дневного света, по всей видимости - люминесцентная,
но бездроссельная, а потому - совершенно бесшумная. Куплена в обычном магазине,
торгующем бытовыми светильниками.
Лампа имеет массивное основание, на котором крепится кронштейн со светильником.
Светильник - прямоугольной (овальной) формы, лампа - U-образная трубка люминесцентная.
У кронштейна очень много степеней свободы, поэтому светильник леко и просто
премещается в пространстве и принимает лбое положение. Освещает достаточно равномерно
и без подогрева площадь примерно в половину квадратного метра.
Прошлой весной такой одной лампы хватило, чтобы вырастить с добрую сотню видов
растений рассадой. Ну а в межсезонье ее можно использовать по прямому назначению.
В частности, для экрана компьютера нужен полумрак, а при работе с бумажными текстами
очень помогает такая настольная лампа, в том числе и для написания статьи про неё
саму.
Да, чуть было не забыл расшифровать странный подзаголовок этой статьи.
Каждый Охотник Желает Знать - Где Сидит Фазан ? - на этот, казалось бы,
риторический вопрос можно дать важный для садовода ответ:
Каждый Фазан Сидит там, Где Зеленеет Овес.
Из которого следует, что Красный, Фиолетовый и Синий цвета очень нужны растениям,
а Зеленый и Оранжевый - практически бесполезны.
;