Проростки выходят из земли белесыми, но попадая на свет, они зеленеют. В семядольных листочках и в стебельке образуется зеленый пигмент — хлорофилл. Теперь семядольные листья готовы приступить к производству органических веществ. Сырье (вода и углекислый газ) им доступно, нужен только постоянный приток энергии, чтобы запустить производство. Эта энергия, без которой дальнейшая жизнь растения невозможна, есть энергия светового луча — энергия солнечного или электрического света.

На ярком свету в семядольных листочках идет активный фотосинтез — из углекислого газа (CO₂) и из воды, образуются первичные органические соединения (рис.2.2, а). В присутствии азота, фосфора, серы и других веществ, поступающих из почвы, они преобразуются в сахара, крахмал, клетчатку, жиры, аминокислоты, белки и все другие органические вещества, из которых строятся новые клетки. Семядольные листья быстро увеличиваются в размерах, стебелек удлиняется, но не вытягивается чрезмерно, появляется третий (или первый настоящий) лист.

Рис. 2.2. Фотосинтез и дыхание: а — фотосинтез. Под действием света в зеленом листе идет образование органических веществ с поглощением углекислого газа, воды и минеральных веществ; б — дыхание. Органические вещества в присутствии кислорода распадаются с выделением углекислого газа и воды. Процесс идет с выделением энергии, расходуемой на процессы жизнедеятельности

Чтобы жить и расти растениям нужны не только органические вещества, требуется также энергия, и они получают ее благодаря дыханию. В присутствии кислорода «сжигается» часть органического вещества, образовавшегося при фотосинтезе (рис.2.2, б). На ярком свету в листьях образуется примерно в 10 раз больше органического вещества, чем сжигается при дыхании. Таким образом, в хороших условиях 10% продуктов фотосинтеза расходуется на обменные процессы, а 90% идут на формирование биомассы, и сеянцы растут очень быстро. Большинство культур бывают готовы к пикировке уже через 7—10 дней после появления всходов.

А что будет, если появившиеся из грунта проростки останутся на некоторое время в темноте? Это нанесет растениям непоправимый урон. Не получая света, они продолжают удлиняться, расходуя остатки запасенных в семени веществ, истощаются и ослабевают, белые нитевидные стебельки полегают. Если их перенести на свет, они позеленеют, и начнется фотосинтез, но компенсировать ущерб, как правило, не удается. Разумнее посеять семена на рассаду заново, чем выхаживать ослабленные всходы.

Не намного лучше выглядят сеянцы, которые растут в условиях недостаточного освещения. Когда света не хватает, фотосинтез находится на низком уровне и образуется так мало органического вещества, что большая его часть сжигается при дыхании. Сеянцы медленно наращивают биомассу — бледные, чахлые, с длинным, слабым стебельком, они тянутся вверх, стараясь получить больше света. Такие сеянцы часто заболевают и гибнут. Обычно это происходит не потому, что занесена тяжелая инфекция. Ослабленные всходы легко поражаются микроорганизмами, вполне безвредними для крепких сеянцев.

В мировой практике является общепризнанным, что на широте выше 45° в начале весны естественного света недостаточно для получения качественной рассады, и в сооружениях защищенного грунта практикуется досвечивание. При выращивании рассады в жилых помещениях потребность в досвечивании еще острее, так как естественная освещенность там в несколько раз ниже, чем в специальных теплицах–рассадниках. Электродосвечивание рассады требуется на большей части территории России (широта Воронежа — 52°, Москвы — 56°, Петербурга — 60°).

Для всходов высокая температура перестает быть актуальной. В любом руководстве можно прочитать, что сразу после их появления температуру необходимо снизить, иногда очень значительно. Так, если для прорастания семян капустных культур наилучшей является температура 20 °C, то после появления всходов первую неделю растения рекомендуется держать при 6-10°, а в последующий период — при 14-18° в солнечные дни, при 12-16° в пасмурные дни и при 6-10° ночью.

Для теплолюбивых культур также рекомендуется понижать температуру. Для томатов в первую неделю температуру снижают с 21-25° до 12-15° днем и до 8-10° ночью; для перца и баклажана — с 25-27° до 13-16° днем и 8-10° ночью; для огурца и кабачка — с 25-27° до 15-17° днем и 12-14° ночью. В последующий период температуру поддерживают на более высоком уровне в солнечную погоду (20-25°), на более низким в пасмурную (15-9°), на еще более низком ночью (8-14°). Таковы агротехнические нормы, принятые в крупных тепличных комплексах, занимающихся выращиванием рассады.

Обратите внимание, что тот или иной температурный режим рекомендуется не сам по себе, а в зависимости от освещения — в солнечную погоду температура выше, при ухудшении освещенности ее снижают, а в темноте доводят до минимума.

Каковы биологические основы для выбора такого температурного режима? Почему всходы рекомендуется выдерживать при температурах, которые заведомо ниже оптимальных для роста?

Рост сеянцев происходит исключительно за счет продуктов фотосинтеза. Для многих овощных культур максимальная скорость фотосинтеза и роста наблюдается при 25 °C. Но только при условии, что растения хорошо освещены. Другие факторы (вода, концентрация CO₂ и минеральных веществ) должны также находиться в оптимуме. Нехватка любого из них снижает уровень фотосинтеза и делает бесполезной и даже вредной оптимальную температуру (25°).

Рис. 2.3. Зависимость фотосинтеза и дыхания от температуры: 1 — высокая освещенность, 2 — умеренная освещенность, 3 — низкая освещенность

При плохом освещении фотосинтез при любой температуре протекает вяло, органических веществ образуется мало, а дыхание(сжигание этих веществ)не зависит от освещения и идет тем интенсивнее, чем выше температура (рис.2.3). Ночью фотосинтез прекращается, а дыхание продолжается. Скорость роста сеянцев можно выразить формулой:

Прирост биомассы = фотосинтез — дыхание

Выходить из этой ситуации можно двояко: обеспечить яркий свет, и тем самым повысить фотосинтез, или уменьшить температуру, и тем самым снизить дыхание.

Во всяком случае ночью температура должна быть как можно более низкой. Для сеянцев капустных и других холодостойких культур ее рекомендуется снижать до 6-8°, для томатов — до 8-10°, для огурцов и кабачков — до 12-14°.

Потребность в притоке минеральных веществ возникает с момента появления всходов. Как и взрослым растениям, сеянцам требуется более 15 минеральных элементов, которые они должны получить из рассадного грунта. Из них 6 расходуются в больших количествах (азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера), других требуется в сотни, тысячи и даже в сотни тысяч раз меньше. Все вместе питательные элементы составляют не более 1—3% от веса растения, но каждый из них абсолютно необходим. Это значит, что в отсутствии любого элемента питания, будь то макро или микроэлемент, существование растения невозможно, а при его нехватке рост угнетен и ненормален. Все сказанное относится в одинаковой степени и к сеянцам и к взрослым растениям.