Программируемая фитолампа поможет вырастить больше овощей в теплицах
Российские исследователи представили светодиодную фитолампу с функцией подборки параметров для автоматической обработки различных типов растений. С ее помощью удалось достичь роста урожайности салата почти на 60%. Работа выполнена сотрудниками подведомственного Минобрнауки России Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета (СПбГЭТУ) «ЛЭТИ».
Масштабные тепличные комплексы обеспечивают продовольственную безопасность городского населения и жителей северных районов. При этом численность горожан в мире уже превышает 4 млрд человек, и это число растет. Поэтому актуальность разработок ученых, направленных на повышение производительности теплиц и качества их продукции, в ближайшем будущем будет увеличиваться.
«Мы разработали светодиодную фитолампу, для которой возможно подобрать параметры для автоматической обработки различных типов растений. Например, огромное влияние на рост и развитие тепличных растений оказывают длина волны и интенсивность излучения, плотность потока. Варьируя режимы излучения, а также типы источников досветки, можно добиться максимального раскрытия генетического потенциала сельскохозяйственных культур и улучшения необходимых параметров их развития (всхожесть, выход сухой массы, вкусовые характеристики и т.д.)», — рассказывает аспирантка кафедры фотоники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Мария Романович.
Научная группа работала по двум основным направлениям. Во-первых, они спроектировали и создали фитолампы с перестраиваемыми режимами излучения. Благодаря удобному интерфейсу устройство позволяет точно настроить параметры освещения растений и выполнить досветку или полную замену источника света для конкретной культуры. В дальнейшем специальное программное обеспечение позволит автоматизировать этот процесс. Устройство также включает в себя светодиоды дальнего красного и ультрафиолетового диапазонов, излучение которых влияет на окраску, аромат и вкусовые качества выращиваемой культуры. Кроме того, разработанный фитоизлучатель способен распознавать появление человека в зоне работы устройства и перестраивать освещение таким образом, чтобы обеспечить безопасность для глаз.
Во-вторых, физики СПбГЭТУ «ЛЭТИ» исследовали влияние излучения коротковолнового и длинноволнового диапазонов спектра на рост и развитие культур. Эксперименты по облучению светоизлучающими диодами были проведены на образцах широко распространенного вида листового салата (Lactuca sativa L). В результате были определены оптимальные соотношения красного и синего света в зависимости от стадии развития культуры.
«В ходе экспериментов с использованием фитолампы мы смогли увеличить урожайность салата на 59%, а также в 2,5 раза снизить количество воды, расходуемой на образование 1 г сухого вещества по сравнению с контрольными образцами. Кроме того, использование устройства позволит снизить затраты на электроэнергию благодаря возможности получения необходимых параметров пространственного распределения потока излучения, его интенсивности и спектрального распределения в зависимости от стадии роста и типа растения», – добавляет Мария Романович.
По словам авторов, в отличие от аналогов, их разработка самостоятельно настраивается на параметры, необходимые для конкретного вида растения.
В будущем ученые планируют проводить испытания системы непосредственно в тепличных хозяйствах.
Результаты исследования опубликованы в одном из международных научных журналов.
Источник: Научная Россия