во-первых, cv.hibotan не способен к позеленению ни при каких условиях. Этот вывод сделан на сравнении степени позеленения многочисленных cv.hibotan и f.rubra, привитых на Eriocereus jusbertii и при содержании прививок при монохромном красном освещении;
во-вторых, каротины и а и Р очень требовательны к интенсивности света и выводятся из клеток эпидермиса при ее снижении. Сорт hibotan в отличие от f.rubra, при недостаточном освещении гораздо быстрее теряет интенсивность окраски стебля, но при сильном естественном освещении приобретает густой вишнево-красный цвет;
в-третьих, при облучении ближним ультрафиолетовым светом, cv.hibotan в темноте испускала слабое красноватое свечение, которое отсутствовало у f.rubra. Подобное свечение in vitro (т.е. в стекле в пробирке) испускает облученный натуральный хлорофилл, выделенный из листьев. Отсюда можно сделать заключение, что некоторое количество хлорофилла у cv.hibotan образуется, но сосредотачивается не в хлоропластах, а находится в цитоплазме клеток в свободном состоянии.
Фотосинтез идет на протяжении всего светового дня. Но одинакова ли его интенсивность? Оказывается нет. График интенсивности фотосинтеза у пустынных растений в зависимости от времени суток напоминает чашу — в дневные часы происходит лишь накопление энергии.
Рис. 40. Суточный ход фотосинтеза у кактусов (по Gibson и Nobel).
Что же снижает скорость процессов фотосинтеза? Прежде всего — температурный фактор. Однако нельзя не отметить, что изменение спектрального состава солнечного света в течение светового дня, потребность вывода из клеток продуктов синтеза, динамика транспирации и т.д.
— все это в большей или меньшей степени влияет на скорость фотосинтетических реакций.
Можно ли избежать этих колебаний и создать благоприятные условия для фотосинтеза в течение всего светового дня? Здесь опять-таки не обойтись без теплиц.
Уже говорилось о создании комфортных температурных условий в них. Теперь поговорим об освещении теплиц.
В середине 20-х годов ряд исследователей обнаружили, что фотосинтез может идти и при искусственном освещении. Собирателю кактусов никак не обойтись без комнатных блоков- тепличек с искусственным освещением. Поэтому некоторые советы по электротехнике будут весьма уместны.
Наиболее простым источником света является лампа накаливания. Промышленность выпускает разнообразные по мощности и назначению лампы накаливания. Обычная осветительная лампа имеет стеклянную колбу, диаметр которой определяется ее мощностью и газом- наполнителем, и цоколь, предназначенный для установки лампы в патрон. Внутри колбы расположена ножка, состоящая из штабика и лопатки. В штабик впаяны молибденовые крючки, которые поддерживают тело накала. Тело накала выполняется из вольфрамовой проволоки, свитой в спираль или биспираль. От тела накала идут электроды к цоколю и контакту.
Колба лампы накаливания может быть не только из прозрачного стекла, но и из матового или окрашенного в красный, синий или другой цвет. Часть внутренней поверхности колбы иногда покрывают амальгамой, что обеспечивает направленность светового потока.
Лампы малой мощности (15 и 25 Вт) изготовляют вакуумными, а лампы большей мощности
— с наполнением смесью газов аргона и азота или криптона и ксенона в смеси с азотом. Наличие азота предотвращает внутреннее короткое замыкание через газовую среду. Газ в колбе уменьшает распыление материала тела накала и позволяет нагревать его до более высоких температур, не снижая срока службы лампы. Средний срок службы лампы накаливания — 1000 часов при номинальном напряжении. С изменением напряжения на 1% световой поток изменяется на 2,7%, а срок службы на 13%.
Световой поток лампы зависит от ее мощности и температуры нагрева тела накала. Впроцессе эксплуатации световой поток лампы снижается за счет уменьшения излучения тела накала и прозрачности колбы из-за оседания на ее внутренней поверхности продуктов распыления тела накала. Важной характеристикой ламп является световой КПД, равный отношению энергии, превращенной в видимое излучение, ко всей подведенной к лампе энергии. Световой КПД ламп накаливания составляет 1 — 3 %. Более 75% энергии превращается в инфракрасное излучение, т.е. в тепло, остальное тратится на нагрев цоколя и колбы лампы.
Сравнительно небольшой срок службы и малый световой КПД делают лампы накаливания неудобными для использования в небольших блок-тепличках. Свет этих ламп применяют для обогащения спектра инфракрасными лучами, либо для повышения температуры при донном подогреве теплицы, поддона или плошек. Поэтому гораздо целесообразнее использовать для искусственного освещения экономически более выгодные люминесцентные лампы.
Люминесцентные лампы относятся к газоразрядным источникам света, имеющим
Рис. 42. Цокольный участок люминисцентной лампы (разрез).
значительно больший КПД преобразования электрической энергии в световую, чем у ламп накаливания.
Люминесцентная лампа состоит из стеклянной цилиндрической трубки, в концы которой вварены стеклянные ножки с вольфрамовыми биспиралями. На торцах лампы имеются по два штырька, служащих для включения ламп в электросеть. Штырьки электрически соединены с биспиралями. Внутренняя поверхность лампы покрыта слоем люминофора — кристаллического вещества определенного химического состава, которое обладает свойством преобразовывать ультрафиолетовое излучение в видимое. В процессе эксплуатации химический состав люминофора меняется, что ведет к снижению интенсивности светоизлучения. У современных ламп световая интенсивность начинает снижаться в среднем (в зависимости от люминофора) после 2000 часов эксплуатации, у более старых моделей — около 600 часов.
Из колбы откачан воздух и введен инертный газ аргон и капелька ртути. Аргон уменьшает распыление материала биспиралей и облегчает зажигание разряда. При работе лампы происходит преобразование электрической энергии в процессе электрического разряда в парах ртути в энергию ультрафиолетового излучения, который слоем люминофора преобразуется в видимое излучение.
В зависимости от химического состава люминофора выпускаются люминесцентные лампы, отличающиеся цветностью излучения. Маркировка на лампе означает:
Д — дневная;
Б — белая;
ХБ — холодно-белая;
ТБ — тепло-белая;
ДЦ — дневная с улучшенной светопередачей;
Е — естественная;
БЕ — белая естественная;
ХЕ — холодная естественная.
Специально для искусственного освещения растений разработаны лампы типа ЛДР (ЛФ,Гри-Люкс, фитолампы и т.п.), но в частных коллекциях обычно используют более простые и дешевые люминесцентные лампы:
ЛД (ЛДЦ) — имитирует голубое небо без солнца;
ЛХБ — небо, покрытое тонким слоем белых облаков;
ЛБ — яркий солнечный день;
ЛТБ — сходна с освещением лампы накаливания.
Люминесцентная лампа зажигается при подаче на ее электроды напряжения, достаточного для возникновения электродугового разряда. Напряжение зажигания обычно в несколько раз выше, чем напряжение в сети. Снизить требующееся для возникновения электродугового разряда напряжение можно предварительным кратковременным нагревом биспиралей до температуры 1000 — 1200 °С. Такой подогрев электродов обеспечивает сильную термоэлектронную эмиссию биспиралей и снижает напряжение зажигания.