Фотопериод и цветение — как длина дня управляет поведением растений

Краткий ответ

Растения чувствуют длину ночи, а не длину дня. Тёмный период запускает гормоны цветения у фотопериодически чувствительных культур. Важны три категории:

• Короткодневные растения цветут, когда ночи длиннее критического порога (как правило, 11+ часов темноты). Клубника (июньская), хризантема, пуансеттия.
• Длиннодневные растения цветут, когда ночи короче порога (как правило, <11 часов темноты). Салат, шпинат, укроп.
• Нейтральные по дню растения игнорируют фотопериод и цветут в зависимости от зрелости и DLI. Томат, перец, огурец, нейтральная клубника.

Выращивающие в помещении управляют фотопериодом с помощью таймеров. Ошибитесь с расписанием для выбранного растения — и будете месяцами ждать цветков, которые так и не появятся.

Биология, кратко

Пигмент под названием фитохром существует в двух взаимопревращающихся формах:

• Pr (поглощает красный) — накапливается в темноте.
• Pfr (поглощает дальний красный) — накапливается на свету.

Соотношение Pfr/Pr в конце тёмного периода сигнализирует растению о продолжительности ночи. Короткодневные растения цветут, когда Pfr опускается ниже порога (длинная непрерывная ночь); длиннодневные — когда Pfr остаётся выше порога (короткая ночь).

Именно поэтому кратковременный свет в тёмный период блокирует цветение у короткодневных растений — даже направленный на полог фонарик на 30 секунд в 2 ночи конвертирует Pr обратно в Pfr и сбрасывает счётчик ночи.

Подробности по спектру смотрите в световой спектр.

Короткодневные растения (цветут при длинных ночах)

Выращивающие в помещении обычно переводят эти культуры на 12 часов темноты / 12 часов света для запуска цветения.

• Июньская клубника (Chandler, Honeoye, Earliglow) — цветёт при 12–14-часовом фотопериоде после 4–6 недель прохладных ночей.
• Хризантема — цветёт при 12-часовом или более коротком фотопериоде.
• Пуансеттия — нуждается в 14+ часах непрерывной темноты ежедневно в течение 6–8 недель для окрашивания прицветников.
• Некоторые сорта базилика — цветут (идут в стрелку) при коротком дне, что выращивающие обычно хотят предотвратить для листового производства.

Практическое следствие: если вы выращиваете базилик в помещении и хотите непрерывный сбор листьев, сохраняйте фотопериод 16–18 часов. Растение остаётся в вегетативной фазе и никогда не зацветёт.

Длиннодневные растения (цветут при коротких ночах)

Устанавливайте 16–18 часов света для запуска цветения, или сокращайте до 12 ч для поддержания вегетативной фазы.

• Салат — идёт в стрелку (цветёт, становится горьким), когда фотопериод превышает ~14 часов и температура повышается. Выращивающие устанавливают 14-часовой фотопериод для замедления стрелкования летом.
• Шпинат — та же проблема, то же решение.
• Укроп, кинза, редис — все идут в стрелку при длинном дне плюс тепле.

Практическое следствие: при непрерывном выращивании салата более короткие фотопериоды дают больше вегетативной биомассы за цикл. Не устанавливайте 18-часовой свет для салата только потому, что лампа это позволяет.

Нейтральные по дню растения (игнорируют фотопериод)

Цветут в зависимости от возраста растения, накопленного DLI и стрессовых сигналов. Корректировки фотопериода мало помогают или вредят.

• Томат, перец, баклажан, огурец — все нейтральны по дню. Устанавливайте 14–16-часовой фотопериод для максимального суточного фотосинтеза без лишнего расхода электроэнергии.
• Нейтральная клубника (Albion, Seascape, Tristar, Tribute) — непрерывно цветёт при любом фотопериоде 10 ч+.
• Нейтральные сорта салата (Salanova, Adriana) — медленно идут в стрелку при любом фотопериоде.

Для круглогодичного выращивания в помещении нейтральные сорта — путь наименьшего сопротивления. Они прощают ошибки в расписании, которые губят фотопериодически чувствительные культуры.

Расписание фотопериода по культурам

Дальний красный в конце дня (коммерческий приём)

Добавление 10–20 минут чистого дальнего красного света (730 нм) в конце фотопериода ускоряет конверсию Pfr → Pr и сообщает растению «день закончился». Это работает двояко:

• Для короткодневных растений: приближает начало эффективного тёмного периода, запуская цветение раньше.
• Для нейтральных растений: увеличивает вытяжку и удлинение стебля, что может помочь плодоносящим культурам образовывать более крупные цветки.

Диоды дальнего красного стоят ~$30 для добавки к большинству LED-систем. Оправдано для серьёзных выращивающих томаты или клубнику; для салата можно пропустить.

Прерывание ночи (приём подавления)

Если вы не хотите, чтобы короткодневные растения зацвели (вы выращиваете базилик ради листьев, а не семян), прерывание тёмного периода 1–2 часами слабого красного света (часто называемого «полночным импульсом») не позволяет Pfr опуститься ниже порога цветения. Коммерческие производители хризантем используют этот приём для точного выбора времени цветения.

Практическая настройка: небольшой красный светодиод на таймере, включающемся на 30 минут в середине тёмного цикла.

Дрейф фотопериода (молчаливая ошибка выращивающих)

Механические таймеры уходят. Перевод часов нарушает расписания. Таймер, установленный на 16 ч 1 апреля, к ноябрю может фактически работать 17 ч, если выращивающий не заметил сдвига часов.

Для фотопериодически чувствительных культур это катастрофа — ваше расписание «короткого дня» для цветения на самом деле больше не является коротким. Используйте цифровой таймер с батарейным резервом или умную розетку, управляемую программным расписанием с учётом часового пояса.

Проверяйте ежемесячно: время включения + время выключения + продолжительность. Не доверяйте таймеру; доверяйте журналу.

Фотопериод и стоимость электроэнергии

Часы освещения стоят денег. Три наблюдения:

1. Нейтральные культуры, цветущие при 14 ч вместо 16 ч фотопериода, стоят на 12,5% меньше электроэнергии при потере урожая ≤5% по большинству исследований. Выгодно в периоды пиковых тарифов.
2. DLI важнее фотопериода, когда вы превысили минимальный тёмный период культуры (обычно 8 ч). 14 ч × 350 PPFD = 17,6 DLI. 16 ч × 300 PPFD = 17,3 DLI. Одинаковый урожай, более длинный тёмный период.
3. Тарифы на электроэнергию по времени суток могут благоприятствовать смещению фотопериода на ночные часы. Выращивайте ночью, когда промышленный спрос падает; охлаждение резервуара также проще при более низкой температуре окружающей среды.

Смотрите также

• PPFD и DLI — математика дозировки в паре с фотопериодом.
• Световой спектр — дальний красный и конечные суточные приёмы.
• Ватты на растение — подбор лампы.
• Сезонный календарь выращивания — какой фотопериод устанавливать в разное время года.