Каждый Фазан Сидит там, Где Зеленеет Овес.
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.
Ну, а для начала — немного теории.
Спектр дневного света
Из школьного курса физики известно, что знаменитая формула: Каждый Охотник Желает Знать — Где Сидит Фазан описывает очередность расположения в спектре белого цвета семи основных цветов, если перечислять их в обратной последовательности (справа — налево):
Количественно цвет или спектральная составляющая характеризуется длиной волны, которая измеряется в нанометрах (нм).
Белый свет занимает область длин волн от 400 до 800 нм:
- фиолетовый расположен в левой (короткие волны) части (400 нм),
- 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, регулирующеепроцессы 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.
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 сиuнал 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 воздействиемкрасного 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 периодичностьюжизнедеятельности 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 ?
1. На свету, на подоконнике.
- Положительная сторона — сразу же после прорастания проростки гарантированно получат дозу света, тот самый сигнал, который выведет их из состояния прорастания.
- Отрицательная сторона — возможно тормозящее, угнетающее воздействие красных и синих лучей на прорастание семян.
2. 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…:-)
