ما هو تأثير الضوء على الطماطم والخيار؟
في الإنتاج الزراعي الحديث، أصبحت الصوبات الزراعية، بفضل ظروفها البيئية القابلة للتحكم، الركيزة الأساسية لزراعة محاصيل اقتصادية بكفاءة، مثل الطماطم والخيار. ومن بينها، الضوء، كمصدر للطاقة لعملية التمثيل الضوئي في المحاصيل، والذي يُحدد بشكل مباشر معدل نمو الطماطم والخيار وإنتاجيتهما وجودتهما. وتُعدّ الإدارة الدقيقة لبيئة الضوء، لا سيما في صوبات الطماطم، مفتاح الحصول على طماطم عالية الجودة والإنتاجية. ستُحلل هذه المقالة بعمق التأثيرات المحددة للضوء على الطماطم والخيار من ثلاثة أبعاد: مدة الضوء، وشدة الضوء، وتركيب طيف الضوء، مُقدمةً أفكارًا علمية لتنظيم الضوء لمزارعي الصوبات الزراعية.
1. مدة التعرض للضوء: الأساس لدورة النمو وكفاءة إنتاج الثمار في الطماطم والخيار
مدة التعرض للضوء هي المدة التي تتلقى فيها المحاصيل الضوء يوميًا. في الصوب الزراعية، يمكن تعديل مدة التعرض للضوء بمرونة من خلال أجهزة مثل شبكات التظليل ومصابيح الإضاءة التكميلية. تختلف متطلبات المحاصيل المختلفة فيما يتعلق بمدة التعرض للضوء اختلافًا كبيرًا، مما يؤثر بشكل مباشر على عمليات الإزهار والإثمار. يرجى تزويدنا بالنص الذي ترغب في ترجمته.
بالنسبة للطماطم، فهي محاصيل تحتاج إلى ضوء نهار متوسط، ومدة الإضاءة المناسبة تتراوح بين 10 و12 ساعة يوميًا. في دفيئات الطماطم، إذا كانت مدة الإضاءة أقل من 8 ساعات، فسيؤدي ذلك إلى نمو نباتات الطماطم بشكل مفرط - بسيقان رقيقة وأوراق أرق، مما يقلل من المادة العضوية المتراكمة خلال عملية التمثيل الضوئي، وبالتالي يؤخر وقت الإزهار ويخفض معدل عقد الثمار. على سبيل المثال، في فصل الشتاء، نظرًا لقصر مدة الإضاءة الطبيعية في الدفيئات الزراعية الشمالية، إذا لم تُوفر الإضاءة التكميلية في الوقت المناسب، فقد ينخفض معدل عقد الثمار في العنقود الأول من الطماطم بنسبة 20% إلى 30%. على العكس من ذلك، إذا تجاوزت مدة الإضاءة 14 ساعة، فرغم أنها لن تُسبب ضررًا واضحًا للطماطم، إلا أنها ستزيد من استهلاك الطاقة للإضاءة التكميلية في الدفيئات الزراعية ولن تُحسّن المحصول بشكل ملحوظ. لذلك، يجب تثبيت مدة الإضاءة في دفيئات الطماطم ضمن النطاق الأمثل بين 10 و12 ساعة. يرجى تزويدنا بالنص الذي ترغب في ترجمته.
الخيار من محاصيل النهار القصير، وهو مناسب للتعرض لضوء النهار لمدة تتراوح بين 8 و10 ساعات. في الزراعة في البيوت الزجاجية، إذا طالت مدة الضوء (أكثر من 12 ساعة)، فسيؤدي ذلك إلى تثبيط تمايز براعم أزهار الخيار، مما يؤدي إلى انخفاض عدد الأزهار المؤنثة. خاصةً خلال مرحلة شتلات الخيار، قد يؤدي الضوء الزائد إلى نمو الشتلات بقوة دون أن تُثمر. من ناحية أخرى، إذا كانت مدة الضوء أقل من 6 ساعات، ستنخفض كفاءة التمثيل الضوئي لأوراق الخيار بشكل ملحوظ، وسيتباطأ نمو النبات، وسيُعيق نمو الخيار، مما يؤدي إلى ظهور خيار مشوه (مثل الخيار المنحني والمدبب). لذلك، عند زراعة الخيار في البيوت الزجاجية، يجب تعديل مدة الضوء وفقًا لمرحلة نموه. خلال مرحلة الشتلات، يجب التحكم في مدة الضوء بحوالي 8 ساعات، وخلال مرحلة الإثمار، يمكن تمديدها بشكل مناسب إلى 10 ساعات لتحقيق التوازن بين احتياجات النمو والإثمار. يرجى تقديم النص الذي تريد ترجمته.
ثانيًا: شدة الضوء: عامل رئيسي يؤثر على كفاءة التمثيل الضوئي وجودة تكوين الطماطم والخيار
تشير شدة الضوء إلى كمية التدفق الضوئي المُستقبلة لكل وحدة مساحة. في البيوت البلاستيكية الزراعية، تتأثر شدة الضوء بعوامل مثل معدل نفاذية الضوء عبر غشاء البيت البلاستيكي، والموسم، والطقس. تختلف الطماطم والخيار في تحملهما ومتطلباتهما لشدة الضوء، مما يؤثر بشكل مباشر على تراكم المواد العضوية وجودة الثمار. يُرجى تزويدنا بالنص الذي ترغب في ترجمته.
الصوبات الزراعية الطماطم من المحاصيل المحبة للضوء، وتحتاج إلى شدة إضاءة عالية. تتراوح نقطة تعويض الضوء (شدة الضوء التي يتساوى عندها معدل التمثيل الضوئي مع معدل التنفس) بين 2000 و3000 لوكس تقريبًا، بينما تتراوح نقطة تشبع الضوء (شدة الضوء التي يصل عندها معدل التمثيل الضوئي إلى أقصى حد له) بين 70000 و80000 لوكس تقريبًا. في دفيئات الطماطم، إذا كانت شدة الضوء أقل من نقطة تعويض الضوء، فإن نباتات الطماطم تستهلك مادتها العضوية المخزنة، مما يؤدي إلى ركود النمو. عندما تتراوح شدة الضوء بين 30000 و70000 لوكس، تزداد كفاءة التمثيل الضوئي بشكل ملحوظ مع زيادة شدة الضوء، ويتسارع معدل تراكم العناصر الغذائية مثل السكر وفيتامين ج في الثمار، مما يجعل الثمار أكثر حلاوة وحيوية في اللون (على سبيل المثال، خلال فترة تغير لون ثمار الطماطم، يمكن للضوء الكافي أن يعزز تخليق الليكوبين). مع ذلك، تجدر الإشارة إلى أنه في حال عدم اتخاذ تدابير التظليل في الصوب الزراعية الصيفية، وتجاوزت شدة الإضاءة 80,000 لوكس، فقد يتسبب ذلك في احتراق أوراق الطماطم، مع ظهور أعراض مثل تشقق الحواف واصفرارها، كما تصبح الثمار عرضة لبقع حروق الشمس، مما يؤثر على قيمتها التجارية. لذلك، يجب استخدام شبكات تظليل خارجية وستائر تظليل داخلية ومعدات أخرى للتحكم في شدة الإضاءة ضمن النطاق المناسب الذي يتراوح بين 30,000 و70,000 لوكس في الصوب الزراعية. في فصل الشتاء، عندما تكون الإضاءة غير كافية، يجب تشغيل مصابيح قاد إضافية لزيادة شدة الإضاءة إلى أكثر من 20,000 لوكس لتلبية متطلبات النمو الأساسية. يرجى تزويدنا بالنص الذي ترغب في ترجمته.
يتطلب الخيار شدة ضوء أقل من الطماطم. تبلغ نقطة تعويض الضوء حوالي 1500-2000 لوكس، ونقطة تشبع الضوء حوالي 50000-60000 لوكس. في البيوت الزجاجية الزراعية، إذا كانت شدة الضوء منخفضة جدًا (أقل من 1500 لوكس)، تصبح أوراق الخيار أرق وأكثر شحوبًا، وتكون نواتج التمثيل الضوئي غير كافية، مما يؤدي إلى بطء نمو الخيار وانخفاض وزن كل حبة. عندما تكون شدة الضوء بين 20000 و50000 لوكس، يتمتع الخيار بأعلى كفاءة تمثيل ضوئي، والتي يمكن أن تتراكم فيها المواد العضوية بسرعة، وتعزز استطالة الخيار وتكثيفه، وتقلل من نسبة الخيار المشوه. ومع ذلك، على عكس الطماطم، فإن أوراق الخيار لديها قدرة أقل على تحمل الضوء القوي. عندما تتجاوز شدة الضوء 60000 لوكس، تغلق ثغور أوراق الخيار، وتقل كفاءة التمثيل الضوئي. في الوقت نفسه، تكون الأوراق عرضة لفقدان الماء والذبول. لذلك، عند زراعة الخيار في الصوب الزراعية، يجب تشغيل معدات التظليل مسبقًا في الصيف لتجنب شدة الضوء المفرطة. أما في الشتاء، فينبغي توفير إضاءة تكميلية لضمان ألا تقل شدة الضوء عن 1500 لوكس، وخاصةً خلال الأيام الممطرة المستمرة، حيث تمنع الإضاءة التكميلية ضعف نباتات الخيار بفعالية. يرجى تزويدنا بالنص الذي ترغب في ترجمته.
ثالثًا. التركيب الطيفي: جوهر تنظيم مورفولوجيا النمو والوظائف الفسيولوجية للطماطم والخيار
يشير التركيب الطيفي إلى توزيع أطوال موجات الضوء. للأطوال الموجية المختلفة للضوء (مثل الأحمر والأزرق والأخضر) تأثيرات متفاوتة على نمو المحاصيل. في الصوب الزراعية، يمكن تنظيم مورفولوجيا النمو والوظائف الفسيولوجية للطماطم والخيار بدقة من خلال اختيار مصابيح قاد تكميلية ذات تركيبات طيفية محددة، مما يعزز كفاءة الزراعة. ينتشر هذا التطبيق بشكل خاص في صوب الطماطم. يرجى تزويدنا بالنص الذي ترغب في ترجمته.
الضوء الأحمر (طول موجي 620-660 نانومتر) هو المصدر الرئيسي للطاقة لعملية التمثيل الضوئي في الطماطم والخيار، وله تأثير كبير على إزهارهما وعقد الثمار. بالنسبة للطماطم، يُعزز الضوء الأحمر سماكة سيقان النبات، ويُقلل النمو المفرط، ويُسرّع تمايز براعم الزهور، ويزيد عدد الأزهار المؤنثة، ويُحسّن معدل عقد الثمار. خلال مرحلة نمو ثمار الطماطم، يُعزز الضوء الأحمر أيضًا تكوين الليكوبين، مما يجعل لون الثمار أكثر تناسقًا وإشراقًا. في دفيئات الطماطم، إذا كانت معدات الإضاءة الإضافية تُصدر ضوءًا أحمر بشكل رئيسي (يمثل 60%-70%)، يُمكن زيادة معدل عقد ثمار الطماطم بنسبة 15%-20%، ويُمكن تقديم وقت نضج الثمار بمقدار 3-5 أيام. بالنسبة للخيار،الصوبات الزراعية يُعزز الضوء الأحمر نمو الثمار، ويزيد وزنها، ويزيد أيضًا من نسبة السكر القابل للذوبان فيها، مما يُحسّن مذاقها. يُرجى تزويدنا بالنص الذي ترغب في ترجمته.
الضوء الأزرق (الطول الموجي 430-470 نانومتر) أساسي لنمو أوراق الطماطم والخيار ومقاومتها للإجهاد. يُعزز سماكة أوراق الطماطم، ويزيد من محتوى الكلوروفيل، ويعزز كفاءة التمثيل الضوئي، وفي الوقت نفسه، يُعزز مقاومة نباتات الطماطم للأمراض والآفات، مما يُقلل من ظهور العفن الرمادي والمن. خلال مرحلة شتلات الطماطم، تُؤدي زيادة نسبة الضوء الأزرق (20%-30%) بشكل مناسب إلى إنتاج شتلات قصيرة وقوية ذات جذور متطورة، مما يُمهد الطريق لنمو لاحق. بالنسبة للخيار، يُثبط الضوء الأزرق النمو المفرط للنبات، مما يُقوي شتلاته. كما يُعزز تمايز الأزهار المؤنثة. خاصةً خلال مرحلة الشتلات، يُمكن للضوء الأزرق الكافي أن يُسرع من ظهور الأزهار المؤنثة ويزيد عددها، مما يُمهد الطريق لإنتاجية عالية. يُرجى تزويدنا بالنص الذي ترغب في ترجمته.
بالإضافة إلى ذلك، فإن تأثير الضوء الأخضر (الطول الموجي 500-560 نانومتر) على الطماطم والخيار ضئيل نسبيًا. ومع ذلك، يُمكن لجرعة مناسبة من الضوء الأخضر أن تُحسّن توزيع الضوء في الصوب الزراعية، مما يسمح للأوراق السفلية للمحاصيل بتلقي الضوء أيضًا، ويقلل من اصفرارها وتساقطها. في صوب الطماطم، إذا احتوى طيف الضوء الإضافي على الضوء الأحمر والأزرق فقط، فإن كفاءة التمثيل الضوئي للأوراق السفلية ستنخفض. ولكن بعد إضافة 10% إلى 15% من الضوء الأخضر، يمكن أن يزداد تراكم المادة العضوية في الأوراق السفلية بنسبة 10% تقريبًا. يُرجى تزويدنا بالنص الذي ترغب في ترجمته.
رابعًا: توصيات علمية لتنظيم بيئة الإضاءة في الصوب الزراعية
بناءً على تأثير الضوء على الطماطم والخيار، ينبغي على مزارعي الصوب الزراعية وضع خطط دقيقة لتنظيم الإضاءة بما يتناسب مع خصائص المحاصيل والبيئة المحيطة. بالنسبة لصوبات الطماطم، يُنصح بإعطاء الأولوية لاستخدام أغشية عالية الشفافية غير قابلة للتنقيط (بمعدل نفاذية ضوء يزيد عن 90%). خلال فصل الشتاء، يجب توفير إضاءة إضافية لمدة 4 إلى 6 ساعات يوميًا (بشدة تتراوح بين 20,000 و30,000 لوكس)، والصوبات الزراعية يجب أن يكون طيف الضوء التكميلي مُهيمنًا عليه الضوء الأحمر، مع إضافة الضوء الأزرق (نسبة الضوء الأحمر إلى الضوء الأزرق = 3:1). في الصيف، يُفعّل نظام التظليل الخارجي عند الظهيرة للتحكم في شدة الضوء ضمن نطاق 50,000 إلى 60,000 لوكس، وذلك لمنع حروق الشمس على الثمار. يُرجى تزويدنا بالنص الذي ترغب في ترجمته.
بالنسبة للبيوت الزجاجية الزراعية المخصصة لزراعة الخيار، يُنصح باختيار أغشية دفيئة ذات معدل نفاذية ضوء أقل قليلاً من تلك المخصصة للطماطم (حوالي 85%). خلال فصل الشتاء، يجب توفير إضاءة تكميلية لمدة 3 إلى 4 ساعات (بشدة تتراوح بين 15,000 و20,000 لوكس)، ويمكن زيادة نسبة الضوء الأزرق في طيف الضوء التكميلي بشكل مناسب (الضوء الأحمر: الضوء الأزرق = 2:1). في الصيف، يجب تشغيل معدات التظليل مبكرًا. عندما تتجاوز شدة الضوء 50,000 لوكس، يجب تطبيق التظليل على الفور لمنع احتراق الأوراق. يرجى تزويدنا بالنص الذي ترغب في ترجمته.
في الوقت نفسه، سواءً لزراعة الطماطم أو الخيار، ينبغي تجهيز الصوب الزراعية بأجهزة استشعار ضوئية لمراقبة شدة ومدة الإضاءة داخل الصوب بشكل آني. وبفضل نظام التحكم الذكي، يمكن ضبط تشغيل شبكات التظليل والإضاءة الإضافية تلقائيًا لتحقيق إدارة دقيقة وآلية لبيئة الإضاءة، مما يُحسّن إنتاجية وجودة المحاصيل.
