Effect of light on growth rate, development and yield of spring rapeseed

Full Text

Введение

Рапс (Brassica napus L.) — важнейшая (вторая после сои) масличная культура, используемая во всем мире. Возделывание рапса в основном сосредоточено в Азии (до 47 % от мирового объема), Европе (30 %) и Северной Америке (9 %) [1].

Рапс применяют для производства не только пищевого масла и белковой муки, но и топлива [2]. Данная культура востребована в пищевой, химической, косметической и энергетической промышленности [1].

Рапс относится к немногим культурам, для которых обеспечен стабильный рынок сбыта. Как в России, так и на западе на рапс высокий спрос, что обеспечивает экономическую эффективность его производства и способствует поддержанию достаточно высоких цен [3, 4].

Эта культура принадлежит к семейству крестоцветных и представляет собой гибрид капусты и сурепицы. У растения крепкий прямостоячий стебель высотой до 130 сантиметров и зеленые листья среднего размера. Цветы рапса желтого цвета. Стручок имеет среднюю длину, короткую ножку и тонкий длинный носик. Семена маленькие, коричневого или черного цвета.

Масло, получаемое из семян рапса, достаточно калорийно, широко применяется в пищевой промышленности. На фритюр, а также на изготовление маргаринов и майонезов используют около 50 % рапсового масла. Из-за содержания всех важных для организма кислот в оптимальных пропорциях рапсовое считается одним из лучших растительных масел для использования в пищу [4]. В [5] отмечено, что рапсовое масло занимает 5‑е место в мире среди растительных масел и находится на одном уровне популярности с маслом из подсолнечника.

Рапс (Brassica napus L.) относится к культурам длинного дня, для него важно достаточное количество света без затенения для нормального развития и формирования урожая. Сокращение фотопериода ведет к увеличению вегетативной массы растений, но при этом негативно влияет на содержание жира в семенах, общую семенную продуктивность [6], оптимальные же условия освещения способствуют своевременному переходу растения к цветению [7, 8].

Свет играет важную роль для растений, поскольку он регулирует фотосинтез, морфогенез, метаболизм и транспирацию. Спектральный состав света влияет на многие особенности растений, такие как скорость роста, формирование побегов, корней и направление метаболических процессов. Поэтому технология выращивания рапса должна быть адаптирована к его биологическим особенностям [8].

Синий спектр света стимулирует общий рост растений, увеличение площади листьев и накопление фотосинтетических пигментов. Красный спектр ускоряет развитие корневой системы, удлиняет стебли и увеличивает сухую массу. Дальний красный спектр повышает общую массу растений и влияет на циркадный ритм, устьичную проводимость и дыхание растений [9].

Вегетационный период современных сортов ярового рапса составляет от 80 до 120 сут. [10]. Выращивание в условиях закрытых агроэкосистем с применением увеличенного фотопериода и специально подобранного спектрального состава света может значительно сократить время выращивания и ускорить селекционные и исследовательские программы. Таким образом, можно получить от 4 поколений ярового рапса (Brassica napus) вместо 2–3 в условиях теплицы.

Исследования некоторых ученых показали, что выращивание в полностью закрытых камерах роста с контролируемой средой значительно ускоряет развитие растений [11–13].

Цель исследования — изучить влияние увеличения фотопериода и использования различного спектрального состава света на ускорение вегетационного периода рапса.

Материалы и методы исследования

Исследования проведены в отделе Закрытых искусственных агроэкосистем для растениеводства на базе ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (ФНАЦ ВИМ), г. Москва, с 2023 г. по 2024 г.

Объект исследований. Рапс яровой (Brassica napus oleifera L.) сорта Галант (селекция ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК) — среднеспелый сорт «00» типа. Вегетационный период у него составляет 78…82 сут., высота растений — 91…121 см, масличность семян — 44,3…47,1 %, масса 1000 семян — 2,8…3,6 г, содержание эруковой кислоты в отжатом масле — 0,27 %, глюкозинолатов в семенах — до 15 мкмоль/г, белка в семенах — 22,8…23,5 %.

Это сорт с маслом и шротом высокого качества, устойчивый к полеганию и основным заболеваниям, технологичный. Адаптирован к разным условиям выращивания и хорошо реагирует на высокий агрофон. Используется для производства семян и на корм.

Условия выращивания. Растения выращивались в двухсекционной климатической камере, разработанной сотрудниками ФНАЦ ВИМ (рис. 1).

Климатическая камера оборудована системой автоматики для поддержания заданного уровня влажности от 36 до 95 % и температуры от –25 до 50 °C. Есть возможность регулирования длительности и цикличности светового периода. Камера оснащена пятиканальными управляемыми светильниками (LEDVIM‑5), позволяющими изменять спектральный состав и интенсивность освещения.

Во время проведения эксперимента температура в климатической камере составляла 22 °C днем и 17 °C ночью. Относительная влажность воздуха поддерживалась на уровне 60…70 %.

Рис. 1. Общий вид двухсекционной климатической камеры с растениями
Источник: выполнено А.А. Гришиным, А.А. Дороховым.
Fig. 1. General view of a two-section climate chamber with plants
Source: compiled by A.A. Grishin, A.A. Dorokhov.

В 5‑литровые горшки насыпали 3‑сантиметровый слой керамзита для дренажа, далее наполняли их смесью (субстратом) торфа — 40, универсального грунта — 40 и песка — 20 %, pH субстрата был на уровне 5,5…6,5. При подготовке субстрата вносили следующие удобрения: Осмокот (2 г/л), Азофоска Фертика (20 г/м²), кальциевая селитра (1 г/л), хелат меди (0,5 г/л), коллоидная сера (1 г/л).

Семена предварительно проращивали в чашках Петри на фильтровальной бумаге при температуре 20 °C на свету.

Полив осуществляли ежедневно капельным способом. В начале вегетации по 2 мин в сут., далее увеличивали до 10 мин в сут.

Также осуществляли периодические дополнительные подкормки кальциевой селитрой (1 г/л), хелатом меди (0,5 г/л) и коллоидной серой (1 г/л).

В эксперименте использовали два варианта фотопериода: 22 часа день / 2 часа ночь и 16 часов день / 8 часов ночь.

Помимо различной длины светового дня, выбрали два варианта спектрального состава света. На основании проанализированных источников литературы [14, 15] для контрольного варианта (FS (full spectrum)) освещения решили использовать лампы с полным спектром излучения в следующем соотношении: UV0,5: B37: G6,5: Y3: R49: FR4. В другом варианте опыта (RB (red-blue spectrum)) применялись красно-­синие светодиодные осветители с соотношением спектров: R60: B40 (рис. 2).

Рис. 2. Спектральный состав вариантов опыта: вариант 1 (FS) — полный спектр излучения с соотношением: UV0,5: B37: G6,5: Y3: R49: FR4; вариант 2 (RB) — красно-­синий спектр излучения с соотношением: R60: B40
Источник: выполнено М.С. Широковой, А.А. Дороховым.

Fig. 2. Spectral composition of experimental variants: Variant 1 (FS) — full spectrum radiation with the ratio: UV 0.5: B 37: G 6.5: Y 3: R 49: FR 4; Variant 2 (RB) — red-blue spectrum radiation with the ratio: R 60: B 40
Source: compiled by M.S. Shirokova, A.A. Dorokhov.

Величина плотности фотонного потока PPFD по вариантам опыта составляла 327 ± 5 мкмоль·м^‑2с^‑1.

Итого в опыте в целом было четыре варианта (рис. 3):

• вариант 1 (22/2 RB) — фотопериод 22 ч день / 2 ч ночь и спектральный состав R:40/B:60 (только красно-­синий спектр);
• вариант 2 (22/2 FS) — фотопериод 22 ч день / 2 ч ночь и полный спектр излучения FS ((Full Spectrum): UV0,5: B37: G6,5: Y3: R49: FR4);
• вариант 3 (16/8 RB) — фотопериод 16 ч /8 ч ночь и спектральный состав R:40/B:60 (только красно-­синий спектр);
• вариант 4 (16/8 FS) (контроль) — фотопериод 16 ч день / 8 ч ночь и полный спектр излучения FS ((Full Spectrum): UV0,5: B37: G6,5: Y3: R49: FR4).

Рис. 3. Растения ярового рапса сорта Галант при выращивании под двумя вариантами сочетания фотопериода (22- и 16‑часовой световой день) и спектрального состава освещения (R60: B40 и FS (FullSpectrum): UV0,5: B37: G6,5: Y3: R49: FR4)
Источник: выполнено М.С. Широковой, А.А. Дороховым.

Fig. 3. Spring rapeseed cv. Galant plants grown under two combinations of photoperiod (22- and 16‑hour light day) and light spectral composition (R60: B40 and FS (FullSpectrum): UV0.5: B37:  G6.5: Y3: R49: FR4)
Source: compiled by M.S. Shirokova, A.A. Dorokhov.

В каждом варианте высадили по 64 растения. Всего в эксперименте вырастили 256 растений рапса (рис. 4).

Рис. 4. Схема расположения растений в климатической камере
Источник: выполнено Н.И. Уютовой.

Fig. 4. Diagram of plant arrangement in the climate chamber
Source: compiled by N.I. Uyutova.

В одном горшке размещали 4 растения. Густота стояния растений составляла 82,4 шт./м², расстояние между растениями в горшках — 10 см.

Лабораторные исследования. В качестве критериев оценки влияния спектрального состава света и длины фотопериода на растения выбрали следующие морфологические показатели: высота растений, средняя длина и масса стручка, число семян и их масса в стручке.

Анализ исходного материала для посева и семян, выращенных в двухсекционной климатической камере по вариантам опыта, провели с помощью анализатора NIRS DS2500 (FOSS, Дания). Для определения биохимических показателей исходного материала и полученных семян отбирали по 2 пробы с каждого варианта опыта и помещали в чашу для измерения коэффициента отражения в 8 точках пробы. Данный прибор позволяет определить такие показатели, как влажность, содержание белка, жира и т. д.

Всхожесть и энергию прорастания полученных семян и посевного материала проверяли в соответствии с ГОСТ 12038−84 ^[1].

Эксперимент проводили в трех повторностях. Статистическую обработку экспериментальных данных производили с помощью Microsoft Excel и программного пакета Statistica.

Результаты исследования и обсуждение

Скорость наступления и продолжительность цветения, а также уборка стручков с главного стебля и длина вегетационного периода ярового рапса сорта Галант приведены в табл. 1.

Таблица 1
Влияние фотопериода и спектрального состава освещения на продолжительность межфазных периодов ярового рапса сорта Галант в вариантах опыта

№	Параметры	Фотопериод
		22/2		16/8
		Спектральный состав
		1	2	3	4
		RB	FS	RB	FS (контроль)
1	Начало цветения (открытие первого цветка), сут.	39,7 ± 0,7*	34,8 ± 0,4	51,3 ± 0,5	45,1 ± 0,7
НСР05 = 0,27
2	Продолжительность цветения, сут.	27,4 ± 0,7	23,5 ± 0,3	67,2 ± 1,9	59,8 ± 0,3
НСР05 = 0,32
3	Уборка стручков с главного стебля, сут.	83 ± 0,1	78 ± 0,1	101 ± 0,3	96 ± 0,3
НСР05 = 2,98
4	Длина вегетационного периода, сут.	101 ± 0,2	93 ± 0,4	112 ± 0,1	107 ± 0,1
НСР05 = 2,21

Примечание. *Значения представляют собой среднее ± SE (n = 12).
Источник: выполнено М.С. Широковой, Е.В. Павловой, Н.И. Уютовой.

Table 1
The influence of photoperiod and spectral composition of lighting on duration of interphase periods of spring rapeseed cv. Galant

№	Parameter	Photoperiod
		22/2		16/8
		Spectral composition
		1	2	3	4
		RB	FS	RB	FS (control)
1	Beginning of flowering (opening of first flower), days	39.7 ± 0.7*	34.8 ± 0.4	51.3 ± 0.5	45.1 ± 0.7
НСР05 = 0.27
2	Duration of flowering, days	27.4 ± 0.7	23.5 ± 0.3	67.2 ± 1.9	59.8 ± 0.3
НСР05 = 0.32
3	Harvesting of pods from main stem, days	83 ± 0.1	78 ± 0.1	101 ± 0.3	96 ± 0.3
НСР05 = 2.98
4	Length of growing season, days	101 ± 0.2	93 ± 0.4	112 ± 0.1	107 ± 0.1
НСР05 = 2.21

Note. *Values represent mean ± SE (n = 12).
Source: compiled by M.S. Shirokova, E.V. Pavlova, N.I. Uyutova.

Анализ результатов (см. табл. 1) указывает на то, что различный спектральный состав освещения и длина фотопериода оказывают влияние на скорость наступления фенологических фаз и длину вегетационного периода растений.

Начало цветения наступило значительно раньше в вариантах 1 и 2 с применением увеличенного фотопериода в среднем на 5,4 суток (11,9 %) и 10,3 суток (22,8 %) соответственно, и на 6,2 суток (13,8 %) позже в 3 варианте по сравнению с контрольным вариантом 4. Продолжительность цветения была существенно сокращена в вариантах 1 и 2 на 32,4 суток (54,2 %) и 36,3 суток (60,7 %) соответственно, и увеличена на 7,4 суток (12,4 %) в варианте 3 по сравнению с контрольным вариантом 4. Уборка стручков с главного стебля была в вариантах 1 и 2 на 13 суток (13,5 %) и 18 суток (18,8 %) соответственно раньше и варианте 3 на 5 суток (5,2 %) позже по сравнению с контрольным вариантом 4. Длина вегетационного периода значительно сократилась, а именно на 6 суток (5,6 %) и 14 суток (13,1 %) в вариантах 1 и 2 соответственно, и увеличилась на 5 суток (4,7 %) в варианте 3 по сравнению с контрольным вариантом 4, длина которого составила 107 суток.

Изучены морфологические показатели рапса в вариантах проведенного опыта (табл. 2).

Таблица 2
Морфологические показатели ярового рапса сорта Галант под влиянием различных сочетаний режимов освещения и состава света

№	Показатели	Фотопериод
		22/2		16/8
		Спектральный состав
		1	2	3	4
		RB	FS	RB	FS (контроль)
1	Количество стеблей всего, шт.	16,43 ± 0,5*	18,11 ± 1,4	11,24 ± 1,2	12,25 ± 1,3
НСР05 = 0,25
2	Количество плодоносящих стеблей, шт.	13,25 ± 0,7	14,75 ± 0,6	9,38 ± 1,1	11,53 ± 1,1
НСР05 = 0,18
3	Количество стручков на стеблях, шт.	32,55 ± 0,8	41,59 ± 0,8	31,75 ± 0,9	30,76 ± 0,6
НСР05 = 0,29
4	Количество семян в стручке, шт.	21,23 ± 0,7	21,49 ± 0,5	20,98 ± 0,8	21,26 ± 0,7
НСР05 = 0,3

Примечание. *Значения представляют собой среднее ± SE (n = 12).
Источник: выполнено М.С. Широковой, Е.В. Павловой, Н.И. Уютовой.

Table 2
Morphological parameters of spring rapeseed cv. Galant under the influence of various combinations of lighting regimes and light composition

№	Parameter	Photoperiod
		22/2		16/8
		Spectral composition
		1	2	3	4
		RB	FS	RB	FS (control)
1	Total number of stems	16.43 ± 0.5*	18.11 ± 1.4	11.24 ± 1.2	12.25 ± 1.3
НСР05 = 0.25
2	Number of fruiting stems	13.25 ± 0.7	14.75 ± 0.6	9.38 ± 1.1	11.53 ± 1.1
НСР05 = 0.18
3	Number of pods per stems	32.55 ± 0.8	41.59 ± 0.8	31.75 ± 0.9	30.76 ± 0.6
НСР05 = 0.29
4	Number of seeds per pod	21.23 ± 0.7	21.49 ± 0.5	20.98 ± 0.8	21.26 ± 0.7
НСР05 = 0.3

Note. *Values represent mean ± SE (n = 12).
Source: compiled by M.S. Shirokova, E.V. Pavlova, N.I. Uyutova.

Из анализа данных табл. 2 видно, что общее количество стеблей было больше в вариантах 1 и 2 на 34,1 и 47,8 % соответственно, а в варианте 3 меньше на 8,2 % по сравнению с контрольным вариантом 4. Среднее количество плодоносящих стеблей значительно увеличилось в вариантах 1 и 2, на 14,92 и 27,9 % соответственно, и снижено на 18,7 % в варианте 3 по сравнению с контрольным вариантом 4. Среднее количество стручков на стеблях было значительно больше в вариантах 1, 2, 3, на 5,8; 35,2 и 3,22 % соответственно, по сравнению с контрольным вариантом 4. Статистический анализ показал, что отклонение числа семян в стручке от контрольного значения не превысило 1,32 % во всех вариантах опыта.

Анализ рис. 5 показывает, что различный спектральный состав света и длина фотопериода повлияли на высоту растений рапса (НСР05 = 0,18). В отличие от контрольного варианта 4 высота растений увеличилась на 6 и 12,6 % соответственно в вариантах 1 и 3 с использованием только красно-­синего спектра излучения и уменьшилась на 5,5 % в варианте 2.

Рис. 5. Средняя высота растений по вариантам опыта, см:
*Значения представляют собой среднее ± SE (n = 12)
Источник: выполнено М.С. Широковой, А.А. Гришиным.

Fig. 5. Average height of plants according to the variants:
*Values represent the mean ± SE (n = 12)
Source: compiled by M.S. Shirokova, A.A. Grishin.

Средняя длина стручка и носика тоже зависели от условий вариантов опыта (рис. 6).

Рис. 6. Средняя длина стручка и носика по вариантам опыта, см:
*Значения представляют собой среднее ± SE (n = 12)
Источник: выполнено М.С. Широковой, А.А. Гришиным.

Fig. 6. Average length of pod and beak according to the variants:
*Values represent the mean ± SE (n = 12)
Source: compiled by M.S. Shirokova, A.A. Grishin.

Проанализировав рис. 6, можно сказать, что использование красно-­синего спектра излучения (RB) уменьшило длину стручка на 3,4 % (НСР05 = 0,2), а увеличение фотопериода в целом повлияло на сокращение длины носика в вариантах 1 и 2 почти на 20 % (НСР05 = 0,21).

Определили среднюю массу стручка и семян в стручке по вариантам опыта (рис. 7).

Рис. 7. Средняя масса стручка и семян в стручке по вариантам опыта, г:
*Значения представляют собой среднее ± SE (n = 12)
Источник: выполнено М.С. Широковой, А.А. Гришиным.

Fig. 7. The average weight of pod and seeds in pod according to the variants:
*Values represent the mean ± SE (n = 12)
Source: compiled by M.S. Shirokova, A.A. Grishin.

По данным рис. 7 видно, что масса стручка в отличии от контрольного варианта 4 оказалась больше в вариантах 1 и 2 на 18,6 и 19,4 % соответственно и ниже в варианте 3 на 9,7 % (НСР05 = 0,002). Средняя масса семян в стручке по сравнению с контролем была больше во всех трех вариантах опыта — на 1,4…26,4 % (НСР05 = 0,001). По данному показателю наилучшим для рапса оказался вариант 2 (22/2 FS).

Также сравнивали массу 1000 семян по вариантам опыта (рис. 8).

Рис. 8. Масса 1000 семян ярового рапса сорта Галант по вариантам опыта, г:
*Значения представляют собой среднее ± SE (n = 12)
Источник: выполнено М.С. Широковой, А.А. Гришиным.

Fig. 8. The weight of 1000 seeds of spring rapeseed cv. Galant according to the variants:
*Values represent the mean ± SE (n = 12)
Source: compiled by M.S. Shirokova, A.A. Grishin.

Масса 1000 семян по всем вариантам опыта была в диапазоне значений, указанных в характеристике сорта для выращивания в открытом грунте (2,7…3,6 г). В варианте 2 наблюдалось увеличение показателя на 2,7 % по сравнению с контрольным вариантом 4, а в вариантах 1 и 3 отмечено снижение массы на 4,39 и 21,9 % соответственно.

Проведен анализ биохимических показателей исходных семян и семян, полученных по вариантам опыта (табл. 3).

Таблица 3
Сравнительная характеристика биохимических показателей полученных семян ярового рапса сорта Галант по вариантам опыта с исходным посевным материалом, %

Показатели	Фотопериод				Исходный посевной материал
	22/2		16/8
	Спектральный состав
	1	2	3	4
	RB	FS	RB	FS (контроль)
Белок	22,91 ± 0,04 *	23,03 ± 0,06	19,78 ± 0,02	19,89 ± 0,07	23,15 ± 0,1
НСР05 = 0,21
Влага	9,59 ± 0,02	14,47 ± 0,1	13,14 ± 0,03	14,91 ± 0,04	14,92 ± 0,5
НСР05 = 0,16
Жир	46,12 ± 0,02	46,14 ± 0,09	45,25 ± 0,03	45,83 ± 0,04	46,27 ± 0,5
НСР05 = 0,12
Клетчатка	13,77 ± 0,04	13,65 ± 0,06	13,86 ± 0,02	13,76 ± 0,02	13,68 ± 0,09
НСР05 = 0,07
Зола	2,51 ± 0,02	2,42 ± 0,05	2,46 ± 0,03	2,49 ± 0,02	2,13 ± 0,05
НСР05 = 0,03

Примечание. *Значения представляют собой среднее ± SE (n = 12).
Источник: выполнено М.С. Широковой, А.А. Дороховым.

Table 3
Comparative characteristics of biochemical parameters of obtained seeds of spring rapeseed cv. Galant with parent seed material, %

Parameters	Photoperiod				Parent seed material
	22/2		16/8
	Spectral composition
	1	2	3	4
	RB	FS	RB	FS (control)
Protein	22.91 ± 0.04*	23.03 ± 0.06	19.78 ± 0.02	19.89 ± 0.07	23.15 ± 0.1
НСР05 = 0.21
Moisture	9.59 ± 0.02	14.47 ± 0.1	13.14 ± 0.03	14.91 ± 0.04	14.92 ± 0.5
НСР05 = 0.16
Fat	46.12 ± 0.02	46.14 ± 0.09	45.25 ± 0.03	45.83 ± 0.04	46.27 ± 0.5
НСР05 = 0.12
Fiber	13.77 ± 0.04	13.65 ± 0.06	13.86 ± 0.02	13.76 ± 0.02	13.68 ± 0.09
НСР05 = 0.07
Ash	2.51 ± 0.02	2.42 ± 0.05	2.46 ± 0.03	2.49 ± 0.02	2.13 ± 0.05
НСР05 = 0.03

Note: *Values represent mean ± SE (n = 12).
Source: compiled by M.S. Shirokova, A.A. Dorokhov.

Содержание белка в полученных семенах рапса сорта Галант соответствовало сортовым характеристикам (22,8…23,5 %) в вариантах 1 и 2. В полученных образцах этот показатель отличался от исходного посевного материала и был ниже на 1,04 % в варианте 1, на 0,5 % в варианте 2, на 14,6 % в варианте 3 и 14,1 % в варианте 4. А в отличие от контрольного варианта 4 содержание белка было выше в вариантах 1 и 2 на 15,2 и 15,8 % соответственно и ниже в варианте 3 на 0,5 %.

Содержание жира в полученных семенах соответствовало сортовым характеристикам (44,3…47,1 %) во всех четырех вариантах опыта. В отличие от исходного посевного материала показатель был ниже на 0,32 % в 1‑м, на 0,28 % во 2‑м, на 2,2 % в 3‑м и на 0,95 % в 4‑м варианте.

В отличие от контрольного варианта 4 содержание жира было выше в вариантах 1 и 2 на 0,63 и 0,68 % соответственно и ниже в варианте 3 на 1,27 %.

Мы также проверили всхожесть на соответствие ГОСТу 52325–2005 ^[2] (не менее 85 %) и энергию прорастания исходных и полученных семян ярового рапса (табл. 4).

Таблица 4
Средние значения энергии прорастания и всхожести полученных семян по вариантам опыта и исходного посевного материала рапса сорта Галант, %

Показатели	Фотопериод				Исходный посевной материал
	22/2		16/8
	Спектральный состав
	1	2	3	4
	RB	FS	RB	FS (контроль)
Энергия прорастания (3 сут.)	94	91,7	92,5	90,2	91,1
Всхожесть (7 сут.)	96,8	92,9	92,6	90,4	91,3

Источник: выполнено М.С. Широковой, А.А. Дороховым.

Table 4
Average values of germinating energy and germination ability of the obtained seeds and the parent seed material of rapeseed cv. Galant, %

Parameters	Photoperiod				Parent seed material
	22/2		16/8
	Spectral composition
	1	2	3	4
	RB	FS	RB	FS (control)
Germinating energy (3 days)	94	91.7	92.5	90.2	91.1
Germination ability (7 days)	96.8	92.9	92.6	90.4	91.3

Source: compiled by M.S. Shirokova, A.A. Dorokhov.

Семена, полученные по всем вариантам опыта, имеют надлежащую всхожесть (90,4…96,8 %) и пригодны для дальнейшего использования.

Заключение

В результате выращивания ярового рапса сорта Галант в искусственных агроэкосистемах в условиях двух вариантов фотопериода (22- и 16‑часовой световой день) и спектрального состава освещения (R60: B40 и FS (Full Spectrum): UV0,5: B37: G6,5: Y3: R49: FR4) в 4 вариантах (вариант 1–22/2 RB, вариант 2–22/2 FS, вариант 3–16/8 RB и вариант 4 (контроль) — 16/8 FS) выявлено следующее:

1) в варианте фотопериода с увеличенным световым днем до 22 часов по сравнению с 16‑часовым:

• ускоряется начало цветения на 5,4…10,3 сут. (в вариантах 1 и 2 цветение началось по прошествии 34,8…39,7 сут.);
• сокращается вегетационный период на 6…14 сут. (урожай собран на 93…101‑е сутки);
• увеличивается общее количество стеблей (на 34,1…47,8 %) и плодоносящих стеблей (на 14,9…27,9 %);
• увеличивается количество стручков (на 5,8…35,2 %) и их средняя масса (на 18,6…19,4 %);

2)  в зависимости от спектрального состава освещения:

• в красно-­синем спектре (R60: B40) увеличивается высота растений (на 6…12,6 %), но снижается длина стручков (на 3,4 %) и масса 1000 семян (на 4,4…21,9 %);
• полный спектр (FS) повышает общую продуктивность растений (масса 1000 семян увеличилась на 25,3 % (по сравнению с красно-­синим спектром)).

Рекомендации: для получения качественного посевного материала оптимален 22‑часовой световой день (варианты 1 и 2), так как 16‑часовой приводит к снижению содержания белка (19,78…19,89 % против 22,8…23,5 %), а также полный спектр излучения, так как он оказался эффективнее для получения наибольшей продуктивности, тогда как красно-­синий спектр повлиял в основном только на морфологию растений.

 

_{¹ ГОСТ Р 12038–84. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести. утвержден и введен в действие постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19 декабря 1984 г. № 4710‑ст: дата введения 1986–07–01. М.: Стандартинформ, 2011. 29 с.}

_{² ГОСТ Р 52325–2005. Семена сельскохозяйственных растений. Сортовые и посевные качества. Общие технические условия. Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 марта 2005 г. № 63‑ст: введен впервые: дата введения 2006–01–01. М. : Стандартинформ, 2006. 38 с.}

About the authors

Maria Sergeevna Shirokova

Russian State Agrarian University — Moscow Timiryazev Agricultural Academy; Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Author for correspondence.
Email: m_shirokova98@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9049-1039
SPIN-code: 1973-9717

PhD Student, Department of Molecular Breeding, Cell Technologies and Seed Production, Russian State Agrarian University — Moscow Timiryazev Agricultural Academy; Junior Researcher, Laboratory of Intelligent Robotic Tools and Climate Control Equipment for Closed Ecosystems, Federal Scientific Agroengineering Center VIM

49 Timiryazevskaya st., Moscow, 127434, Russian Federation; 5 1st Institutsky proezd, Moscow, 109428, Russian Federation

Andrey Alexandrovich Grishin

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Email: 5145412@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1670-4577
SPIN-code: 5917-1146

Candidate of Economical Sciences, Senior Research Scientist, Laboratory of Intelligent Robotic Tools and Climate Control Equipment for Closed Ecosystems

5 1st Institutsky proezd, Moscow, 109428, Russian Federation

Artem Alexandrovich Dorokhov

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Email: dorokhov-91@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7946-5729
SPIN-code: 1125-7140

Candidate of Technical Sciences, Senior Research Scientist, Laboratory of Intelligent Robotic Tools and Climate Control Equipment for Closed Ecosystems

5 1st Institutsky proezd, Moscow, 109428, Russian Federation

Elena Valerievna Pavlova

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Email: elena_pavlova85@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4607-4801
SPIN-code: 2723-1382

Junior Research Scientist, Laboratory of Intelligent Robotic Tools and Climate Control Equipment for Closed Ecosystems

5 1st Institutsky proezd, Moscow, 109428, Russian Federation

Nadezhda Igorevna Uyutova

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Email: nadya.uyutova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5975-3849
SPIN-code: 2853-6382

Junior Research Scientist, Laboratory of Intelligent Robotic Tools and Climate Control Equipment for Closed Ecosystems

5 1st Institutsky proezd, Moscow, 109428, Russian Federation

References

Supplementary files