Чому рослинам необхідне збалансоване світло повного спектра

Для гарного здоров’я та оптимального росту рослинам необхідне збалансоване світло повного спектра. Якість світла, яке отримує рослина, також важлива, як і його кількість. Рослини так само чутливі до аналогічної частини спектра сонячного випромінювання, як і людське око.

//Ця частина світлового спектра іменується – Фотосинтетичною активною радіацією або скорочено ФАР, що являє собою хвильовий спектр від 400 до 700 нанометрів (нм)//.

Водночас спосіб, яким рослина реагує на світло в інтервалі спектра, дуже відрізняється від способу реакції людини.

Людське око має максимальну чутливість у жовто-зеленій зоні – близько 550 нанометрів. З іншого боку, рослини істотніше реагують на червоне і блакитне світло.

Червоне світло дає найбільш ефективне живлення рослин. У той же час, для вегетативного росту і формування розмірів плодів, також потрібне блакитне світло. За постійної температури відсоток поглинання вуглецю варіюється залежно від інтенсивності випромінювання, зростаючи на початковому етапі при збільшенні щільності потоку випромінювання. Проте за більш високої інтенсивності випромінювання це взаємовідношення вже не спостерігається, а норма поглинання вуглецю вирівнюється (нівелюється). Також відсоток поглинання вуглецю залежить від ширини діапазону довжин хвиль – максимальне поглинання під час піку сприйманого рослиною спектра випромінювання.

Отже, з цього випливає необхідність не тільки в максимальній пропускній властивості плівки, а ще й у повноті всього спектра ФАР, отриманого рослиною.

Сучасна полімерна та хімічна промисловість зробили тепличну плівку максимально прозорою саме в спектрі ФАР. Як і скло, плівка досягла рівня світлопроникності понад 90%. У деяких плівках це навіть понад 93%. Скло при цьому має показник близько 90%.

Але звичайні плівки мають властивість з часом втрачати світлопроникність. На це впливають багато чинників: зовнішні пошкодження покриття (подряпини), продукти розпаду під дією ультрафіолету, хімічна реакція на агрохімію, неякісні добавки в полімери тощо. При застосуванні в тепличній плівці якісних полімерів і добавок, плівка втрачає світлопропускну здатність з мінімальними темпами. Якісна теплична плівка втрачає близько 2% світлопропускної здатності на рік.

Водночас дешеві і не якісні полімери, стабілізатори та добавки можуть блокувати частину спектра, яку людське око не сприймає, а рослина без неї не може досягти максимального рівня вегетації та врожайності. У теплицях, покритих такими плівками, виникає проблема і з засліпленням джмелів.

Під час вибору типу покриття слід враховувати ще й такий фактор як затінення конструкціями теплиці. Оскільки плівка – це найлегший матеріал, і не вимагає рам для фіксації, то і конструкція теплиці має найменшу кількість використаного металу і не великий відсоток затінення, викликаного арматурою теплиці. Відсоток затінення в плівковій теплиці становить близько 6% від поверхні освітлення.

Світло в теплиці розрізняється на пряме і розсіюване.

Пряме світлопропускання (прозора плівка) відбувається, коли світло проникає крізь плівку і його напрямок та інтенсивність пучка не змінюється.

Плівки з прямою пропускною здатністю мають найвищу світлопроникність порівняно з плівкою, що розсіюється. Використання таких плівок здебільшого рекомендується в регіонах з дуже низькою інтенсивністю випромінювання в діапазоні ФАР. Також рекомендується застосовувати прозорі плівки під час вирощування рослин у ті місяці, протягом яких виробництво обмежене через брак сонячного випромінювання. Однак без розсіювання, спрямоване світло є причиною появи місць локального перегріву на невеликій площі теплиці, що спричиняє сонячні опіки навіть у вкрай північних широтах. Культури часто доводиться захищати від надмірного світла, для запобігання сонячних опіків і неконтрольованого збільшення температури. Крім того, при використанні прозорого покриття, падаюче світло буде спрямованим і нерівномірно розподілятиметься по листовій поверхні рослини. На додаток до цього, наявність тіні в певних частинах теплиці і як результат ми отримуємо стрес рослин, що призводить до скорочення врожайності та її якості. Ці-ж проблеми властиві і скляним покриттям.
Дифузне (розсіяне) світлопропускання досягається поділом (дифузією) сонячних променів. Інтенсивний, прямий пучок світлових променів ділиться на безліч менш інтенсивних пучків. Прямі сонячні промені перетворюються на розсіяне (дифузне) світло в момент, коли вони проходять через розсіювальну плівку. При цьому промені виходять із плівки під різними кутами, зменшуючи їхню інтенсивність. Створюваний ефект може задаватися у вигляді відсотка розсіювання і залежить від кількості розсіювальних добавок. Завдання полягає в досягненні рівномірного і повного пропускання спектра ФАР.

Розсіювання світла також скорочує вплив структурних (конструкційних) затінень і само-затінень, що дає змогу рослинам отримувати рівномірне світло протягом світлового дня. Розсіяне світло збільшує отримання енергії рослинами та інтенсивність фотосинтезу. Це досягається за рахунок рівномірного розподілу сонячної енергії по всій поверхні рослини.

Для визначення, чи є покриття розсіювальним, досить подивитися на рослини – якщо вони відкидають тінь, отже, покриття з прямим світлопропусканням, якщо тінь не відкидає, отже, покриття розсіювальне.

Через надмірно високу сонячну радіацію, для півдня України, бажано встановлювати тільки дифузні плівки.