Hogyan szabályozza a fotoperiódust a terméshozam növelése érdekében?

A fotoperiódus vezérlése alapvető feltétele a magas terméshozamnak beltéri termesztés és üvegházi termesztés esetén. Megmutatjuk, hogyan hatnak a nappalok és az éjszakák hosszának változásai a növényekre, és hogyan használhatja ki ezt beltéri, kültéri vagy üvegházi termesztés során. Emellett bemutatunk néhány fejlett technikát is, amelyet a professzionális és kereskedelmi termesztők alkalmaznak.

A nappalok és az éjszakák váltakozása fontos tényező a földi élet szempontjából. A növények és az állatok fiziológiai vagy viselkedésbeli változásokkal reagálnak a nappali fény és a sötétség hosszának (fotoperiódusának) változásaira. Az állatoknál például a nappalok hossza hatással van a szőrzet és a tollazat színére, a vándorlásra, valamint a párzási időszak vagy a téli álom kezdetére. Számos növényfaj esetében a fotoperiódus változásai irányító tényezőként szabályozzák a virágzást.

Fotoperiódus

Fotoperiódusnak nevezzük a nappali fény és a sötétség óráinak számát egy nap alatt. A természetes fotoperiódus az év során a földrajzi elhelyezkedéstől függően változik. Az Egyenlítőnél az év folyamán minimálisak a fotoperiódus változásai, a nap pedig egész évben nagyjából 12 óra világos és 12 óra sötét időszakra oszlik. Az északi féltekén az év leghosszabb nappala (a nyári napforduló) körülbelül június 21-én van. Ezt követően a nappalok rövidülnek (vagyis az éjszakák hosszabbodnak) december 21-ig (a téli napfordulóig). A déli féltekén ennek az ellenkezője történik (vagyis a leghosszabb nappal december 21-én, a legrövidebb pedig június 21-én van).

Hogyan érzékelik a növények a naplementét?

Számos virágzó növényfaj (zárvatermő) rendelkezik olyan fotoreceptor-fehérjékkel, mint például a fitokróm, amelyek segítségével érzékeli a fotoperiódus hosszának szezonális változásait.  A fitokróm a növényekben két formában fordul elő: aktív Pfr és inaktív Pr formában. A napközben a Nap által kibocsátott piros fény az inaktív Pr-t aktív Pfr-ré alakítja. A naplemente közeledtével egyre több távoli piros fény jelenik meg, amely a Pfr-t visszaalakítja Pr-ré. A Pfr emellett a „dark reversion” néven ismert folyamat során is Pr-ré alakulhat, amely hosszú sötét időszak esetén következik be. A fitokróm átalakulásának rendszere lehetővé teszi a növények számára, hogy felismerjék, éjszaka van-e.

A piros és a távoli piros fény arányának módosításával befolyásolható a növények virágzása. A megfigyelések szerint a növények később virágoznak, ha több piros fény éri őket. Kísérletek azt is kimutatták, hogy a virágzás gátolható, ha az éjszaka közepén piros fénnyel világítják meg a növényeket. Rövidnappalos növények esetében ez azt jelenti, hogy nem virágoznak ki, ha az éjszaka során néhány percig fény éri őket. A hosszúnappalos növények viszont akkor is virágozhatnak, ha éjszaka piros fénnyel világítják meg őket.

Rövidnappalos és hosszúnappalos növényfajok

A fotoperiódus módosítása az egyik alapvető eszköz, amellyel a termesztők szabályozzák a növények növekedését, és maximalizálják a terméshozamot. Ez elsősorban beltéri termesztésnél (sátrakban vagy zárt helyiségekben), de üvegházakban és kültéren is fontos. Sötétítéssel vagy mesterséges világítással történő kiegészítő megvilágítással a termesztők előrehozhatják vagy késleltethetik a virágzást, meghosszabbíthatják a vegetatív növekedés időszakát, illetve hosszú távon vegetatív növekedési fázisban tarthatják a növényeket klónozás céljából.

Megkülönböztetünk rövidnappalos növényeket, amelyek akkor virágoznak, amikor rövidülnek a nappalok és hosszabbodnak az éjszakák, valamint hosszúnappalos növényeket, amelyeknél a nappalok hosszabbodása és az éjszakák rövidülése előrehozza a virágzás kezdetét. A harmadik kategóriába a fotoperiódus-semleges növények tartoznak, amelyek virágzását nem befolyásolja a fotoperiódus. A hosszúnappalos és rövidnappalos növényeket a fotoperiódusra adott reakciójuk alapján tovább osztjuk fakultatív és obligát csoportokra.

• Az obligát rövidnappalos növények csak akkor virágoznak, ha hosszúak az éjszakák (több mint 12 óra), és rövidek a nappalok. Ide tartozik a jácintbab, a kender, a mikulásvirág és a krizantém.
• A fakultatív rövidnappalos növények rövid fotoperiódus esetén korábban virágoznak, de a nappalok hosszától függetlenül is kivirágoznak. Ide tartozik a kristályvirág és az útifű.
• Az obligát hosszúnappalos növények csak akkor virágoznak, ha hosszúak a nappalok, és rövidek az éjszakák (kevesebb mint 12 óra). Ide tartozik a fukszia, a kínai őszirózsa és a szalmagyopár.
• A fakultatív hosszúnappalos növények hosszú nappalok esetén korábban virágoznak, de a nappalok hosszától függetlenül is kivirágoznak. Ide tartozik a zsálya és a körömvirág.

A fotoperiódus vezérlésének módszerei

Sötétítés

A sötétítés célja, hogy a fotoperiódust a kívánt hosszúságúra rövidítse. Ez különösen hasznos kültéren vagy üvegházban termesztett rövidnappalos növények esetén. Sötétítéssel elérhető, hogy a rövidnappalos növények hamarabb virágozzanak, mint ahogy azt a természetes fény lehetővé tenné. (Némi nehézséggel) egész növényeket is le lehet takarni, de a legalkalmasabb az erre a célra kialakított üvegházakban történő sötétítés.

Kiegészítő világítás

A természetes fény növénytermesztő lámpákkal történő kiegészítését leggyakrabban üvegházban vagy kültéren alkalmazzák a termesztők. A mesterséges világítás a nappalok hosszának (a megvilágítás időtartamának) meghosszabbítására használható, ami a rövidnappalos (a virágzás késleltetése) és a hosszúnappalos növényeknél (a virágzás felgyorsítása) egyaránt hasznos. A kiegészítő világítás az éjszaka megszakítására is használható, ez pedig megakadályozza a növények virágzását.

Mesterséges világítás

Ha a növényeket teljes egészében mesterséges világítás alatt, growboxban vagy termesztőhelyiségben neveli, a fotoperiódus teljes mértékben az Ön kezében van. A legtöbb termesztő a vegetatív fázisban 16–18 órán át bekapcsolva hagyja a fényeket, virágzáskor pedig 12 órán át. Ez azonban csak akkor érvényes, ha rövidnappalos vagy fotoperiódus-semleges növényeket nevel. Korábban úgy tartották, hogy a virágzásra való átálláskor a növekedéshez használt, kék fényű izzót más hullámhosszú, virágzáshoz való világításra kell cserélni, a modern LED-lámpatestek azonban sokkal jobban szimulálják a nappali fényt, mint az elavult nátriumlámpás technológia.

Szeretne többet megtudni a növénytermesztéshez használható világításról és a beltéri termesztés további hasznos eszközeiről? Látogasson el blogunkra.