Jak kontrolować fotoperiod, aby zwiększyć plony

Sterowanie fotoperiodą jest podstawowym warunkiem uzyskania wysokich plonów przy uprawie w pomieszczeniach i w szklarniach. Pokażemy, jak zmiany długości dnia i nocy wpływają na rośliny i jak można to wykorzystać przy uprawie indoor, outdoor lub w szklarniach. Dodatkowo odsłonimy kilka zaawansowanych technik stosowanych przez profesjonalnych i komercyjnych hodowców.

Zmienność dnia i nocy jest istotnym czynnikiem dla życia na Ziemi. Rośliny i zwierzęta reagują na zmiany długości światła dziennego i ciemności (fotoperiodu) reakcjami fizjologicznymi lub behawioralnymi. U zwierząt długość dnia wpływa na przykład na zabarwienie sierści i piór, migracje czy rozpoczęcie okresu rui albo hibernacji. Dla wielu gatunków roślin zmiany fotoperiodu są czynnikiem sterującym, który kontroluje ich kwitnienie.

Fotoperiod

Fotoperiod to liczba godzin światła dziennego i ciemności w ciągu jednego dnia. Naturalny fotoperiod zmienia się w ciągu roku w zależności od położenia geograficznego. Na równiku zmiany fotoperiodu w ciągu roku są minimalne i dzień przez cały rok jest podzielony mniej więcej na 12 godzin światła i 12 godzin nocy. Na półkuli północnej najdłuższy dzień przypada około 21 czerwca (przesilenie letnie). Po tej dacie dni się skracają (czyli noce wydłużają) aż do 21 grudnia (przesilenie zimowe). Na półkuli południowej sytuacja jest odwrotna (najdłuższy dzień przypada 21 grudnia, a najkrótszy 21 czerwca).

Jak rośliny rozpoznają, że zachodzi słońce?

Wiele kwitnących gatunków (okrytonasiennych) jest wyposażonych w fotoreceptorowe białka, takie jak fitochrom, dzięki którym rośliny potrafią wyczuć sezonowe zmiany długości fotoperiodu. Fitochrom występuje w roślinach w dwóch formach: aktywnej Pfr i nieaktywnej Pr. Czerwone światło emitowane przez słońce w ciągu dnia przekształca nieaktywny Pr w aktywny Pfr. Gdy zbliża się zachód słońca, zaczyna dominować dalekie czerwone światło (far-red), które przekształca Pfr z powrotem w Pr. Jednocześnie Pfr może ulegać konwersji do Pr w procesie zwanym „dark reversion”, który zachodzi podczas długiego okresu ciemności. System przemian fitochromu pozwala roślinom rozpoznać, kiedy jest noc.

Manipulując stosunkiem czerwonego do dalekoczerwonego światła, można wpływać na kwitnienie roślin. Stwierdzono, że rośliny kwitną później, jeśli są wystawione na większą ilość czerwonego światła. Doświadczenia wykazały również, że kwitnienie można zahamować poprzez oświetlenie roślin czerwonym światłem w środku nocy. W przypadku roślin krótkiego dnia oznacza to, że nie zakwitną, jeśli w nocy zostaną na kilka minut oświetlone. Rośliny długiego dnia natomiast mogą kwitnąć również wtedy, gdy w nocy są oświetlane czerwonym światłem.

Gatunki roślin krótkiego i długiego dnia

Manipulacja fotoperiodem jest jednym z podstawowych narzędzi, którymi hodowcy regulują wzrost roślin i maksymalizują plony, szczególnie przy uprawie w pomieszczeniach (w namiotach lub zamkniętych pomieszczeniach), ale także w szklarniach i na zewnątrz. Poprzez zaciemnianie lub dozświetlanie sztucznym oświetleniem hodowcy mogą przyspieszyć lub zatrzymać kwitnienie, wydłużyć okres wzrostu wegetatywnego albo utrzymywać rośliny w fazie wegetatywnej przez dłuższy czas w celu klonowania.

Rozróżniamy rośliny krótkiego dnia, które kwitną, gdy dni się skracają i noce wydłużają, oraz długiego dnia, u których rozpoczęcie kwitnienia przyspiesza wydłużanie dnia i skracanie nocy. Trzecią kategorię stanowią rośliny neutralne, których kwitnienie nie jest zależne od fotoperiodu. Rośliny długiego i krótkiego dnia dzielimy dalej na fakultatywne i obligatoryjne, w zależności od ich reakcji na fotoperiod.

• Obligatoryjne rośliny krótkiego dnia kwitną tylko wtedy, gdy noce są długie (ponad 12 godzin) a dni krótkie. Należą do nich fasola hiacyntowa, rośliny uprawiane w kontrolowanych warunkach, poinsecja i chryzantema.
• Fakultatywne rośliny krótkiego dnia kwitną wcześniej, jeśli fotoperiod jest krótki, ale zakwitną również niezależnie od długości dnia. Należą do nich kosmatec i babka (jitrocel).
• Obligatoryjne rośliny długiego dnia kwitną tylko wtedy, gdy dni są długie a noce krótkie (mniej niż 12 godzin). Należą do nich fuksja, astr chiński i kocanki (slaměnka).
• Fakultatywne rośliny długiego dnia kwitną wcześniej przy długich dniach, ale zakwitną niezależnie od długości dnia. Należą do nich szałwia i nagietek.

Metody kontrolowania fotoperiodu

Zaciemnianie

Celem zaciemniania jest skrócenie fotoperiodu do pożądanej długości, co jest szczególnie użyteczne u roślin krótkiego dnia uprawianych na zewnątrz lub w szklarni. Dzięki zaciemnianiu rośliny krótkiego dnia zakwitną wcześniej, niż pozwoliłoby na to naturalne światło. Można zasłonić (z pewnymi trudnościami) nawet całe rośliny, ale najwygodniej jest zaciemniać rośliny w przystosowanych do tego szklarniach.

Doświetlanie uzupełniające (suplementarne)

Wykorzystanie lamp uprawowych do uzupełnienia naturalnego światła jest najczęściej stosowane przez hodowców w szklarniach lub w uprawach polowych. Sztuczne oświetlenie może być użyte do wydłużenia dnia (okresu naświetlania), co jest przydatne zarówno u roślin krótkiego dnia (opóźnienie kwitnienia), jak i u roślin długiego dnia (przyspieszenie kwitnienia). Doświetlanie suplementarne może być także stosowane do przerwania nocy, co powoduje, że rośliny nie zakwitną.

Sztuczne oświetlenie

Przy uprawie całkowicie pod sztucznym oświetleniem w grow boxie lub w pomieszczeniu uprawowym fotoperiod jest całkowicie w rękach hodowcy. Większość hodowców utrzymuje w fazie wegetatywnej światło włączone przez 16–18 godzin, a w fazie kwitnienia przez 12 godzin. Dotyczy to jednak gatunków krótkiego dnia lub fotoperiodycznie neutralnych. W przeszłości przy przejściu do fazy kwitnienia konieczna była wymiana lampy emitującej niebieskie światło do wzrostu na lampę do kwitnienia o innej długości fali, niemniej nowoczesne oprawy LED lepiej symulują światło dzienne niż przestarzała technologia sodowa.

Chcesz dowiedzieć się więcej o oświetleniu do uprawy roślin i innych trikach dla upraw indoor? Nie wahaj się i odwiedź nasz blog.