Голландские ученые ищут способы оптимизировать производство огурцов в зимнее время

Голландская компания Delfi («Делфи») вместе с Вагенингенским университетом проводит комплекс исследований, касающихся оптимального размещения ламп досвечивания и наилучшего применения установок осушения воздуха при выращивании огурца с целью сократить количество брака.

Проект под названием «Самые зеленые огурцы» был запущен для разработки стратегии по управлению объемами  и качеством урожая наиболее экономичным и экологичным способом и стартовал в октябре 2018 года. Одной из задач проекта также ставилась возможность получения урожайности не менее 3 кг в неделю с одного квадратного метра зимой, в самое темное время года.

12 октября 2018 года была высажена первая партия рассады в экспериментальной теплице, состоящей из трёх секций — в первой секции использовались натриевые лампы SON-T установленные над растениями, во второй светодиодные лампы над растениями и в третей секции светодиодные светильники расположенные между растениями. Интенсивность досветки была установлена в размере 225 микромоль/м2 в секунду. Продолжительность досвечивания была пропорциональна количеству «тёмных» часов в сутках в условиях сокращающегося светового дня осенью и зимой.

Согласно первым итогам исследования, наиболее пожелтевшие листья у огурцов были в секции со светодиодными светильниками, расположенными между растениями — огурцы оказались неспособными поглощать избыточный свет, когда в процессе приспускания оказывались близко к светильникам. Кроме того, плоды в этой экспериментальной группе растений были деформированы. В дальнейшем проблему пожелтения удалось решить путем коррекции высоты расположения ламп.

«После нескольких экспериментов удалось найти оптимальную высоту подвеса светильника и пожелтение листьев прекратилось. Однако деформации плодов избежать не удалось до конца марта. Плоды в верхней части растения в течение всей зимы оценивались как сильные и ничто не говорило о том, что растение «забывает» об этих плодах. По мере того, как плоды постепенно опускаются ниже, 20-30% плодов не дозревают и деформируются. Эти несформировавшиеся огурцы с тонкими, заостренными, твердыми и засохшими кончиками являются браком и попадают в отходы» говорится в отчете Тристана Мэрчел Балка, исследователя компании «Делфи».

Этот феномен показался ученым очень интересным и они начали искать причину деформации огурцов при досветке и приспускании, постепенно исключая одно предположение за другим.

Например, одним из предположений стало влияние объема полива растений, так как при недостатке влаги растение забирает ее у плодов, в связи с чем они деформируются и не вызревают. Чтобы проверить предположение, был увеличен объем полива - с 2,5 мл/Дж (120 мл/моль) в 50 календарную неделю до 3,5 мл/Дж (140 мл/моль) в 52 неделю. В первые 10 недель 2019 года поливная норма составляла 3,7 мл/Дж (164 мл/моль). Однако и это не улучшило качество плодов, но помогло растениям развить хорошую и здоровую корневую систему.

К сожалению, задачи достичь урожая 3 кг/м2 в неделю достичь не удалось, фактическая урожайность осталась на уровне 2 кг/м2 в неделю. Исследователи посчитали, что неудача связана с изменением микроклимата и отказались от осушения воздуха и экономии энергии (благодаря дополнительному осушению воздуха оконные фрамуги открывались реже), но и при обычном способе выращивания ситуация не изменилась.

Для того чтобы понять, что стало причиной низкой урожайности, были установлены датчики измерения дымовых газов. В 8 и 9 неделю выращивания были установлены несколько дополнительных датчиков – один снаружи теплицы, и несколько между рядами растений, чтобы оценить влияние света натриевых ламп на потребление СО2.

С конца декабря и по середину января наиболее высокие концентрации дымовых газов отмечались не только в воздухе экспериментальной теплицы, но и в теплицах соседних хозяйств в Блейсвике. Это явление, по данным метеослужб, было связано с приходом холодного циклона и сильными южными и юго-восточными ветрами. В отчете исследователей указывается на то, что несмотря на высокую концентрацию этилена в воздухе (немногим выше допустимого) растения плодоносили без проблем. Исследователи предположили, что листья желтеют и деформируются плоды из-за нехватки определенных цветов спектра в условиях низкой естественной освещенности. Сейчас в экспериментальных теплицах ведутся работы по корректировке спектра досветки в сочетании с дополнительными измерения климатических параметров.

Вагенингенский университет сообщает, что результаты дальнейшей работы будут регулярно выкладываться в интернет.