Kilka najważniejszych zagadnień

Słońce jest podstawowym źródłem energii wykorzystywanej przez rośliny w procesie fotosyntezy. Promieniowanie słoneczne wpływa także na wiele innych procesów zachodzących w roślinach. Całokształt procesów wzros­tu i rozwoju roślin, które są indukowane przez światło niezależnie od fotosyntezy, nazywamy fotomorfogenezą. Procesy te dotyczą, między innymi, wydłużania pędów, wybarwienia liści, zakwitania i starzenia się roślin. Warunkiem zakwitania wielu roślin jest również okreś­lony charakter okresowych zmian długości dnia i nocy — fotoperiod. Rośliny tzw. dnia krótkiego (na przykład: chryzantema, poinsecja, kalanchoe Blosfelda) zakwitają, gdy czas oświetlenia w ciągu doby nie przekracza okreś­lonej wartości granicznej, a rośliny tzw. dnia długiego (na przykład: ketmia, gipsówka wiechowata), gdy okres ten nie jest krótszy od wartości granicznej. W przypadku obu grup roślin ważna jest odpowiednio długa, nieprzer­wana noc. U roślin neutralnych, do których zaliczane są róże, warunki fotoperiodyczne nie decydują o ich zakwitaniu.

Promieniowanie widzialne — światło — to promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali 380–780 nm.
Promieniowanie widzialne jest częścią całkowitego promieniowania słonecznego (300–3000 nm). Rośliny w procesie fotosyntezy wykorzystują jedynie część spektrum promieniowania słonecznego w zakresie długości fali 400–700 nm, który w fizjologii roślin nazywany jest promieniowaniem fotosyntetycznie czynnym (PAR). Stanowi ono przeciętnie około 45% całkowitego promieniowania słonecznego. Zarówno ultrafilolet (poniżej 380 nm), jak i podczerwień (powyżej 780 nm) nie są wykorzystywane w procesie fotosyntezy, ale wpływają na procesy morfogenetyczne roślin.

Intensywniejsza fotosynteza

Rośliny pochodzące z różnych szerokości geograficznych w specyficzny sposób reagują w naszym klimacie na zmiany intensywności światła. Rośliny cieniolubne (np. anturium, paprocie) przystosowane są do niskiego natężenia światła i wymagają stanowisk cienistych.
Z kolei rośliny światłolubne (np. róże, figowce) dob­rze rosną tylko w warunkach silnego nasłonecznienia. W obu przypadkach zwiększanie intensywności światła stymuluje fotosyntezę do określonej wartości, przy której następuje wysycenie światłem aparatu fotosyntetycznego. Dla roślin cieniolubnych wartość natężenia światła wywołującego efekt wysycenia jest znacznie niższa niż dla roślin światłolubnych. W naszej szerokości geograficznej natężenie światła dziennego w okresie jesienno-zimowym jest zbyt niskie dla uzyskania wysokiej aktywności fotosyntetycznej roślin o większych wymaganiach świetlnych. Dlatego też w uprawach szklarniowych wykorzystywane się różne źródła światła sztucznego do asymilacyjnego doświetlania roślin. Zabieg ten ma na celu zwiększenie intensywności fotosyntezy, a w rezultacie przyspieszenie wzrostu i zwiększenie plonowania roślin.

Fotosynteza jest procesem, który wymaga stosunkowo wysokich nakładów energetycznych. Do asymilacyjnego doświetlania powinny być stosowane lampy o dużej wydajności, najczęściej są to wysokoprężne lampy sodowe, które nie tylko charakteryzują się wysoką wydajnością energetyczną, ale i właściwym dla roślin składem spektralnym. Lampy SON-T AGRO (400 W) wyróżniają się zwiększoną o około 30% emisją w paśmie niebieskim, dzięki czemu doświetlane rośliny są mocniejsze, mają lepiej wybarwione liście i kwiaty. W zależności od potrzeb poszczególnych gatunków, rośliny doświetla się w okresie jesienno-zimowym, by natężenie światła (PAR) na poziomie roślin wynosiło 4–14 W/m². Natężenie światła podawane może być w różnych jednostkach, sposób ich przeliczenia przedstawiono w tabeli 1.

Tabela 1. Przybliżone współczynniki zamiany jednostek dla różnych źródeł światła

Odpowiedni fotoperiod

Fotoperiod jest to reakcja roślin na czas trwania i periodyczne następstwo okresów światła i ciemności. Indukcja kwitnienia lub zapobieganie zakwitaniu roślin (regulacja długości dnia lub przerywanie okresu ciemności) są procesami wywoływanymi przez bardzo niskie natężenie światła. Światło emitowane ze szklarni, w których nocą doświetla się rośliny, oraz światło lamp ulicznych mogą wywoływać niepożądane reakcje fotoperiodyczne u roślin. Światło o bardzo niskim natężeniu, około 10 mW/m², stosowane dodatkowo przez 8 godzin przy
10-godzinnym dniu opóźnia zakwitanie chryzantem — roślin dnia krótkiego — oraz całkowicie zapobiega kwitnieniu poinsecji.

Źródło światła — jego skład spektralny — ma również istotny wpływ na przebieg reakcji fotoperiodycznych (fot. 1). Gipsówka (roślina dnia długiego) zakwita tylko wówczas, gdy krótki dzień przedłuża się lampami emitującymi fale w paśmie dalekiej czerwieni (np. lampy żarowe). W praktyce ogrodniczej do przedłużenia dnia w celu wywołania reakcji fotoperiodycznej stosuje się natężenie światła około 150–300 mW/m².

Fot. 1. Lampy fluorescencyjne do wywoływania reakcji fotoperiodycznych (sterowana produkcja begonii typu Elatior)

Prawidłowa fotomorfogeneza

Procesy wzrostu i rozwoju roślin, takie jak wydłużanie pędów, wybarwienie liści, zakwitanie i starzenie roślin, regulowane są przez promieniowanie o określonej długości fali, które wychwytywane jest przez wyspecjalizowane fotoreceptory roślinne. Największy wpływ na fotomorfogenezę wywiera promieniowanie niebieskie oraz stosunek promieniowania czerwonego (R) do dalekiej czerwieni (FR). Duży wpływ na jakość i wygląd roś­lin ma skład widmowy promieniowania przed rozpoczęciem okresu ciemności. Emisja promieniowania dalekiej czerwieni stosowana przez zaledwie 10–20 minut pod koniec dnia silnie stymuluje wzrost wydłużeniowy pędów, podczas gdy promieniowanie czerwone hamuje ten proces. Dlatego też decydując się na założenie instalacji doświetlającej należy wziąć pod uwagę nie tylko wydajność energetyczną danego rodzaju lamp, ale również skład spektralny emitowanego przez nie światła. Lampy charakteryzujące się niskim stosunkiem promieniowania czerwonego do dalekiej czerwieni (tab. 2) stymulują wydłużanie pędów, hamują rozkrzewianie się oraz są przyczyną słabego wybarwienia liści. Z kolei zwiększony udział promieniowania niebieskiego powoduje lepsze wybarwienie liści i kwiatów oraz hamuje wzrost wydłużeniowy pędów, dzięki czemu rośliny są bardziej zwarte.

Tabela 2. Porównanie źródeł światła, w zależności od stosunku promieniowania czerwonego (R) do dalekiej czerwieni (FR)

Doświetlanie wybranych upraw

• Róża

W Holandii róże stanowią jedną trzecią upraw doświet­lanych. Doświetlanie w okresie jesienno-zimowym zwiększa plon poprzez stymulację wyrastania pędów podstawowych i bocznych, a także zmniejsza liczbę pędów płonnych (fot. 2). Róże należą do roślin, u których punkt wysycenia światłem aparatu fotosyntetycznego jest wysoki. Z badań holenderskich wynika, że im wyższe natężenie światła (w zakresie 0–35 W/m²), tym wyższy plon, większy udział kwiatów pierwszego wyboru oraz mniejsza liczba pędów płonnych. W badaniach tych róże doś­wietlano cały rok, zachowując 20-godzinny dzień (światło słoneczne + światło sztuczne), a lampy sodowe 400-W włączały się, gdy poziom natężenia światła słonecznego (PAR) w szklarni spadał poniżej 15 W/m². Najlepszy plon uzyskano przy najwyższym natężeniu światła i był on większy o 82% dla odmiany 'Frisco' i o 42% dla odmiany 'Gabriella', w porównaniu z plonem róż uprawianych w naturalnych warunkach świetlnych. Uzyskanie tak dużego natężenia światła, to jest 35 W/m², wymaga zastosowania jednej lampy sodowej 400-W na około 2 m² powierzchni szklarni. Zysk osiągnięty w wyniku wzrostu plonu oraz lepszej jakości kwiatów w takim przypadku nie rekompensuje z pewnością kosztów energii elektrycznej, ale wyniki te doskonale obrazują wysokie wymagania świetlne róż. W praktyce ogrodniczej wykorzystuje się coraz nowsze odmiany o niższych wymaganiach świetlnych. Doświetlane są one najczęściej lampami sodowymi 400-W, a natężenie światła na wysokości roślin wynosi około 9 W/m². Doświetlanie róż jest szczególnie efektywne, gdy są one jednocześ­nie dokarmiane dwutlenkiem węgla (800–1000 ppm), i gdy w nocy utrzymuje się wysoką temperaturę (23°C). W warunkach takich można uzyskać plon kwiatów średnio o 40% większy oraz bardzo dobrą jakość kwiatów. Należy podkreślić, że okres ciemności w uprawie powinien trwać co najmniej 4–6 godzin. Całodobowe doświetlanie róż może niekorzystnie wpływać na trwałość kwiatów niektórych odmian po ścięciu. Rośliny takie szybko tracą wodę, czego przyczyną są zakłócenia procesu zamykania i otwierania się aparatów szparkowych.

Fot. 2. Doświetlanie asymilacyjne róż

• Rośliny cebulowe

Podczas zimowego oraz wczesnowiosennego pędzenia tulipanów i hiacyntów doświetlanie asymilacyjne roślin nie jest konieczne. Rośliny te mogą być z powodzeniem pędzone nawet bez udziału światła dziennego, w pomieszczeniach wyposażonych jedynie w lampy fluorescencyjne (świetlówki). Bardziej wymagające w stosunku do światła są lilie. Doświetlanie lilii podczas pędzenia zimą przyspiesza ich wzrost, poprawia jakość oraz zapobiega opadaniu i deformacji pąków kwiatowych. Natężenie światła powinno wynosić 5–10 W/m² na poziomie roślin. Mieszańce azjatyckie i LA doświetla się od momentu osiągnięcia przez pąki kwiatowe długoś­ci 1 cm do końca zbioru kwiatów, przy zachowaniu 20-godzinnego dnia. Mieszańce orientalne i longiflorum doświetla się od momentu rozwinięcia liści, a fotoperiod powinien wynosić 10–16 godzin. Sześciogodzinny okres ciemności zapobiega żółknięciu liści.

• Frezja

Doświetlanie frezji zimą wspomaga wzrost wegetatywny, przyspiesza zakwitanie roślin, zwiększa plon i poprawia jakość kwiatów. Natężenie światła na wysokości roślin powinno wynosić 6–8 W/m². Zalecane jest utrzymywanie 4-godzinnej przerwy nocnej. Doświetlanie należy rozpocząć w fazie pojawiania się drugiego bocznego pędu kwiatowego.

• Gipsówka

Doświetlanie gipsówki zimą stymuluje wzrost wegetatywny oraz przyspiesza zakwitanie roślin. Natężenie światła na poziomie roślin powinno wynosić 9–12 W/m² przy zachowaniu 4–8-godzinnego okresu ciemności.

• Storczyki

Młode rośliny popularnych storczyków, takich jak Catt­leya, Cymbidium, Paphiopedilum i Phalaenopsis, zaleca się doświetlać od września do kwietnia, by natężenie światła na poziomie roślin wynosiło 7–9 W/m², a fotoperiod 16 godzin. Doświetlanie storczyków stymuluje wzrost wegetatywny, przyspiesza zakwitanie roślin oraz poprawia jakość kwiatów.