Анатомическое строение листьев и стеблей служит важным биологическим показателем условий облучения, выращивания и физиологического состояния растений.

У растения в теплице при естественном облучении толщина листьев определяется его облученностью. Зимой она значительно меньше, чем под люминесцентными лампами, так как в это время естественная фотосинтетически активная облученность растения в теплице составляет всего около 5 Вт/м², что в 4—5 раз меньше, чем под люминесцентными лампами. Летом, наоборот, листья тепличных растений толще, чем под неоновыми, ртутными лампами или лампами накаливания (исключение составляют растения под люминесцентными лампами, ДРЛ и ксеноновыми).

Толщина листовой пластинки зависит не только от величины облученности, но и от спектрального состава излучения. Под различными лампами при равной физиологически активной облученности листья разных растений значительно отличаются по толщине. Наиболее толстые формируются под люминесцентными лампами, в спектре излучения которых много коротковолновой энергии.

Под люминесцентными лампами ткани листьев наиболее дифференцированы, клетки расположены плотно, в столбчатой паренхиме значительно меньше воздушных полостей и просветов. Высота клеток палисадной паренхимы листьев превосходит таковую у растений под лампами накаливания: у томатов на 7%, перца на 20, баклажанов и фасоли на 19, а у редиса даже на 80%. Аналогичная картина наблюдается при измерении высоты губчатой паренхимы. Под люминесцентными лампами она больше, чем под лампами накаливания: у томатов на 40, баклажанов на 45, фасоли и перца на 50%.

Под ксеноновыми лампами толщина листа или равна, или больше, чем под люминесцентными лампами. Например, у сахарной свеклы под люминесцентными лампами она составляла 300, под ксеноновыми 300 -400, а при естественном облучении летом 207—313 мкм. В ряде случаев у растений под люминесцентными лампами наблюдалось значительно большее число устьиц на верхней и нижней сторонах листа, чем под другими лампами или без дополнительного облучения в теплице зимой.

Плотность тканей листа у растений в различных условиях облучения коррелирует с весом единицы площади листьев: наибольший вес 1 см² поверхности листа у растений под люминесцентными лампами, а наименьший — под лампами накаливания и ртутными типа ИГАР-2.

Вес единицы площади листа, или, как говорят, поверхностная масса листьев, под люминесцентными лампами значительно больше, чем в теплице зимой, и практически не отличается от величин, установленных для большинства видов растений в естественных условиях летом в разных зонах – от Мурманской области до Крыма.

Поперечный срез листа фасоли Сакса без волокна, выращенной при разных условиях облучения (декабрь)

Поперечный срез листа фасоли Сакса без волокна, выращенной при разных условиях облучения (декабрь): 1 — люминесцентные лампы, 2— лампы накаливания. 3 — естественное облучение

По анатомическим признакам листья под люминесцентными лампами можно отнести к группе световых, у палисадная и губчатая ткани, число устьиц на единицу поверхности значительно больше, чем под лампами накаливания, причем устьица имеются не только на нижней поверхности листовой пластинки, но часто встречаются и на верхней. У томатов число устьиц на единицу площади под люминесцентными лампами было 20, под лампами накаливания — 8, при естественном облучении—0. По размеру клеток эпидермиса листья под люминесцентными лампами не отличаются от листьев под другими источниками искусственного облучения, но стенки клеток у них менее извилисты, чем у листьев под лампами накаливания, неоновыми или ртутными типа ИГАР-2.

Аналогичное строение листьев наблюдалось у сеянцев дуба, выросших под люминесцентными лампами и лампами накаливания.

Ван дер Вин и Мейер (1962) указывают, что на строении листьев неодинаково отражаются отдельные виды излучения видимой области спектра; листья периллы при красном свете приобретают бугристую поверхность, чего не бывает при синем или зеленом свете.

Действие длинноволнового ультрафиолетового излучения при светокультуре растений изучено пока очень мало. Известно, что излучение в области 365 нм способствует развитию столбчатой и губчатой паренхимы. По сравнению с огурцами и томатами, выращенными зимой в теплице без дополнительного облучения, листья опытных растений имеют более плотную столбчатую и в 1,5— 2 раза толще губчатую паренхиму с большими межклетниками, что повышает поглощение излучения и обеспечивает хороший газообмен.

Поперечный срез стебля фасоли Сакса без волокна, выращенной при разных условиях облучения (декабрь)

Поперечный срез стебля фасоли Сакса без волокна, выращенной при разных условиях облучения (декабрь): А— люминесцентные лампы, Б — лампы накаливания, В — естественное облучение

Таким образом, толщина листовой пластинки определяется не только величиной облученности, но и спектральным составом излучения. Палисадная и губчатая паренхима наиболее развита у листьев под люминесцентными и ксеноновыми лампами и летом при полном солнечном излучении. Листья растений под лампами накаливания, неоновыми, ртутными или не облучавшиеся дополнительно зимой в теплице по анатомическим признакам относятся к группе теневых. Что касается размеров листовых пластинок под разными лампами, то они также зависят от спектра излучения источников.

В естественных условиях в большинстве случаев различия в спектральном составе излучения света слишком малы, чтобы оказать значительное влияние на рост стебля. При искусственном облучении этот фактор существенно сказывается на росте стебля в высоту и на его диаметре. При длинноволновом излучении под лампами накаливания и ксеноновыми стебли обычно вытягиваются; при коротковолновом под люминесцентными лампами и лампами ДРЛ, наоборот, наблюдается сильное сокращение междоузлий.

Предварительные исследования показали, что у стеблей растений под люминесцентными лампами типа ДС лучше дифференцируются проводящие пучки, хорошо развиваются механические ткани и образуется наибольшее количество камбиальных клеток по сравнению с растениями под лампами накаливания, неоновыми и ртутными.

Элементы стебля

Лампы

люмине­сцентные

накалива­ия

неоновые

ртутные

Коровая паренхима 10,5 2,8 4,0 2,5
Флоэма 5,5 1,8 3,4 1,5
Ксилема 14,0 7,0 10,0 8,0
Сердцевина 86,0 36,0 39,0 37,0
Общая толщина среза 144,0 61.0 73,0 56,0