Дослідження показують, що плівки які перетворюють ультрафіолетове світло на червоне, прискорюють зростання рослин
Тонкоплівкове покриття на основі європію, що перетворює сонячне ультрафіолетове світло на червоне світло, може прискорити зростання рослин. Ця технологія допоможе фермерам у більш холодному кліматі швидше вирощувати врожай.
Міждисциплінарна група інженерних та сільськогосподарських факультетів Університету Хоккайдо та Інституту розробки та досліджень хімічних реакцій (WPI-ICReDD) розробила тонкоплівкове покриття на основі європію, яке може прискорити зростання рослин. За словами вчених, ця технологія може підвищити швидкість вирощування рослин і допомогти вирішити глобальні проблеми з поставками продовольства.
Перетворення ультрафіолетового світла на червоне світло
Рослини перетворять видиме світло на енергію за допомогою фотосинтезу. Крім видимого світла сонячне світло також містить ультрафіолетове (УФ) випромінювання. Дослідники розробили матеріал, що перетворює довжину хвилі (WCM) на основі комплексу європію, який може перетворювати ультрафіолетове світло на червоне світло. Створене ними тонкоплівкове покриття можна наносити на пластикові листи, що є у продажу.
(а) Схема плівки WCM, що перетворює УФ-світло на червоне світло (ліворуч), та молекулярна структура компонентів плівки (праворуч). (б) Фотографії пластикових листів з покриттям WCM та без нього. (c) Сонячний спектр, що показує довжини хвиль, що поглинаються та випромінюються плівкою WCM. - Джерело: Sunao Shoji et al. Наукові звіти
Прискорення росту рослин взимку
Потім плівку тестували, порівнюючи зростання рослин із використанням листів із покриттям WCM і без нього. Випробування проводилися як для мангольду, вегетативної рослини, так і для модрини японської. Влітку, коли довгі дні і сонячна радіація сильна, для мангольда не спостерігалося істотної різниці при використанні плівок WCM.
Проте взимку рослини швейцарського мангольду, вирощені з використанням плівок WCM, показали в 1,2 рази більшу висоту рослин та в 1,4 разу більшу біомасу через 63 дні. Дослідники пояснили це прискорене зростання збільшенням кількості червоного світла, що забезпечується плівками WCM.
Розсада швидше зростає
Досліди з модриною японської також показали прискорене зростання. Саджанці показали більш високу відносну швидкість зростання в перші 4 місяці зростання, внаслідок чого діаметр стовбура був у 1,2 рази більшим, а загальна біомаса в 1,4 рази більша, ніж у дерев, вирощених без покриття WCM. Використання плівок WCM може скоротити період росту розсади з двох до одного року, що призведе до більш рентабельного виробництва рослин.
Саджанці модрини японської, вирощені без (ліворуч) і з використанням (праворуч) листа матеріалу, що перетворює довжину хвилі (WCM). - Фото: Sunao Shoji et al. Наукові звіти
Дослідники кажуть, що ця технологія також може допомогти у вирішенні проблем продовольчої безпеки в холоднішому кліматі та корисна, оскільки для її роботи не потрібна електрика. Вони вважають настроюваність технології особливо багатообіцяючою.
"Це відкриття дає великі можливості для майбутнього розвитку сільськогосподарської та лісової техніки наступного покоління", - сказав провідний автор Сунао Седзі.
Також читайте: