Ученые разработали спрей-покрытие, увеличивающее урожайность растений и экономящее энергию в теплицах

Из-за климата и географической широты, вегетационный период в Великобритании относительно короткий, что требует импорта большинства фруктов и овощей из Европы. Фермеры выращивают урожай в теплицах с искусственным освещением, потребляющих большое количество электроэнергии. В ответ на это, ученые из университетов Бата и Кембриджа, совместно с Lambda Agri, разработали спрей-покрытие для тепличного стекла. Оно позволит повысить производительность фермеров, потребляя меньше энергии, согласно пресс-релизу от университета Бата. Это исследование было опубликовано в журнале Advanced Materials Technologies.

Фотосинтез - процесс, посредством которого растения используют солнечный свет для превращения углекислого газа и воды в сахара. Этот процесс наиболее эффективен при длине волны красного света, тогда как зеленый свет наименее эффективно поглощается растениями и отражается, делая растения зелеными.

Солнечный свет состоит из всего спектра цветов, и большая часть падающего на растения света не используется ими.

Новое спрей-покрытие, наносимое на тепличное стекло, подобно лаку, поглощает синий свет и преобразует его в красный. Это увеличивает доступность красного света для растений, что способствует увеличению урожайности.

Ранее американские исследователи достигли увеличения роста растений с помощью подобных технологий, но использовали редкоземельные материалы, такие как индий. Эти материалы дороги и неэкологичны в производстве. В этом проекте, Бата и Кембриджские ученые заменили индий на более дешевый и более доступный материал, на который уже подана заявка на патент. Кроме того, они предложили использовать химический проточный реактор для производства покрытия, что ускоряет процесс и делает его более масштабируемым.

Профессор Петра Кэмерон из Института устойчивого развития и изменения климата при Институте Бата отметила: «Наше покрытие работает так же, как ультрафиолетовый свет в ночном клубе, который делает напиток джин с тоником светящимся. Мы используем молекулы, которые поглощают ультрафиолетовый свет и излучают его в красном спектре. Благодаря этому, фотосинтез становится более эффективным, что позволяет выращивать больше урожая при меньшем количестве света. В полевых испытаниях мы наблюдали увеличение урожайности базилика на 9% при выращивании его в обработанных теплицах. Это означает, что в будущем нашу технологию можно будет использовать для продления вегетационного периода и сокращения использования искусственного света, что сэкономит деньги и снизит выбросы углерода. Покрытие также рассеивает свет, что также увеличивает урожайность. Есть даже свидетельства того, что оно улучшает вкус плодов за счет повышения содержания сахара в них».

Профессор Доминик Райт из отделения неорганической химии и материаловедения Кембриджского университета сказал: «Это отличный пример того, как фундаментальная наука может быть применена к реальным проблемам. Это особенно важно с учетом продовольственной безопасности и глобального потепления. Есть реальная возможность того, что наша технология оказывает значительное влияние на стоимость и доступность свежих фруктов и овощей, особенно в странах Северной Европы, таких как Великобритания, где погодные условия далеки от идеальных».

Доктор Моника Сааведра из Lambda Agri заявила: «Lambda Agri поддерживает борьбу с продовольственной бедностью, используя устойчивые методы. Оба университета - Кембридж и Бата - разделяют наше видение и сотрудничают с нами в достижении этой цели».

Команда подала заявку на патент на свою технологию и надеется сделать ее коммерчески доступной для фермеров через несколько лет.