40

Томские учёные создали облучатель для выращивания растений в Арктике и космосе

  •  © s.za-kadry.tpu.ru

Учёные Томского политехнического университета (ТПУ) и Томского государственного университета (ТГУ) создали светодиодную систему, которая сможет регулировать освещение в теплицах и таким образом позволит выращивать различные культуры, в том числе клубнику, в условиях отсутствия солнечного света, например, во время полярной ночи в Арктике или на космических станциях.

Учёные разрабатывают систему, которая будет состоять из комбинации разных светодиодов — это, в первую очередь, весь видимый диапазон, синий, белый, красный светодиоды. И начали изучать ультрафиолетовое и инфракрасное излучения и, соответственно, эти светодиоды также будут добавляться в систему. Уникальность системы — в том, что учёные будут управлять каждым цветом, вначале — в ручном режиме, а в дальнейшем — в автоматическом режиме.

Эта разработка ведётся с 2013 года. Система уже протестирована на листьях салата, огурцах, пшенице, клубнике и помидорах.

Работа учёных состоит из двух частей. Первое — понять, что нужно растению, а тут сложность — в том, что каждое растение уникально, и для каждого нужны свои параметры. А второе — запрограммировать систему таким образом, чтобы она обеспечивала требуемый уровень облучённости и спектрального состава для этого растения.

Учёные уже создали первый вариант облучателя, который при ручной настройке может регулировать освещение для выращивания различных культур даже без солнечного света. В дальнейшем коллектив томского политеха намерен обучить систему самостоятельно подбирать освещение под определённую культуру, будь то овощи, фрукты или цветы, и при помощисвета влиять на их размер, запах, вкус, цвет, периоды цветения, а также плодоносность. Автоматизировать устройство планируется в 2020 году.

Биологи Томского государственного университета подключились к политехникам на этапе тестирования устройства — они использовали знания, накопленные в лаборатории с середины прошлого века.

Сегодня, по мнению учёных ТГУ, для культивирования растений и создания в арктических условиях сельхозобъектов, где можно вырастить овощи, ягоды или фрукты нужных форм и размеров, популярно использовать не химические или генетические, а физические — более естественные — методы. Как раз одним из таких методов может быть воздействие светом.

  •  © dn1.vtomske.ru

Растения таким образом устроены, что при разных режимах освещения могут менять форму, обмен веществ. Вот для цветочных культур что важно, чтобы раньше зацвело, соцветия были яркие, крупные и приятно пахли. При определенном спектре [освещения] такое возможно, и необязательно вносить генетические изменения. Для изменения растений необходимо подобрать яркость, силу и динамику лампы, а также выбрать цвет.

Продуктов [облучения] может быть множество, и учёные уже научились это регулировать. Например, красный цвет определённой длины волны позволяет растениям больше выделять углеводы. К примеру, ягоды становятся слаще. Если необходимо усилить белковый обмен для белковых растений, тогда больше синего должно быть и чуть-чуть ультрафиолета, — поясняет заведующая лабораторией физиологии и биотехнологии растений Томского государственного университета Татьяна Астафурова.

  •  © tsu.ru

Учёные рассчитали и экономическую составляющую проекта — за 4 года [оснащённая системой] теплица на 1 га полностью себя окупит. А для промышленных теплиц это не такой уж серьезный срок. Существующие сейчас на рынке светодиодные светильники дороже, мы же пытаемся максимально снизить стоимость. Особенно эффективно систему можно использовать в зонах рискованного земледелия, в том числе, в Арктике, рассказал инженер-исследователь кафедры лазерной и световой техники Томского политехнического университета (ТПУ) Сергей Туранов.

И в ближайшем будущем учёные планируют перейти к этому. У них есть идея проекта про закрытый контейнер для Арктики с размещенными в нём стеллажами и данной системой освещения, которая будет полностью заменять солнце и уже сейчас устройство имеет несколько конфигураций, которое при должной настройке может использоваться как на огороде у дачника, так и для выращивания картофеля в космосе.

Наряду с доработкой и реализацией автоматического управления разработчики сейчас занимаются поиском партнёров для внедрения устройства в промышленное производство. Ведутся переговоры с крупными предприятиями из Новосибирска и Санкт-Петербурга, однако партнёры ждут результатов экспериментов, поставленных у них в теплицах.

Пока основная сложность — высокая продолжительность экспериментов. Вегетативный период даже быстрорастущего растения, такого как салат, занимает месяц.


Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,