Пленки, преобразующие ультрафиолетовый свет в красный, ускоряют рост растений

Междисциплинарная команда из инженерных и сельскохозяйственных факультетов Университета Хоккайдо и Института проектирования и исследований химических реакций (WPI-ICReDD) разработала тонкопленочное покрытие на основе европия, которое, как они продемонстрировали, ускоряет рост как растений, так и деревьев. Эта технология может повысить скорость производства растений и потенциально может помочь в решении глобальных проблем с поставками продовольствия. Статья о проведенном исследовании опубликована в журнале «Научные отчеты».

Растения преобразуют видимый свет в энергию с помощью процесса, называемого фотосинтезом. В дополнение к видимому свету, солнечный свет также содержит ультрафиолетовый (УФ) свет. Ученые в этом исследовании стремились обеспечить растения дополнительным видимым светом для использования в фотосинтезе, используя материал, преобразующий длину волны (WCM), который может преобразовывать ультрафиолетовый свет в красный.

Исследователи разработали WCM на основе комплекса европия и создали тонкопленочное покрытие, которое можно наносить на коммерчески доступные пластиковые листы. Специалисты не только показали, что пленка преобразует ультрафиолетовый свет в красный, но также и то, что пленка не блокирует никакого полезного видимого света от солнца. Затем пленка была протестирована путем сравнения роста растений с использованием листов с покрытием WCM и без него.

Испытания проводились как для швейцарского мангольда, вегетативного растения, так и для деревьев японской лиственницы. Летом, когда дни длинные и солнечное облучение сильное, для швейцарского мангольда не наблюдалось существенной разницы при использовании пленок WCM. Однако зимой, когда дни короче, а солнечный свет слабее, растения швейцарского мангольда, выращенные с использованием пленок WCM, показали в 1,2 раза большую высоту растений и в 1,4 раза большую биомассу через 63 дня. Исследователи объяснили этот ускоренный рост увеличением подачи красного света, обеспечиваемого пленками WCM.

Испытания с участием деревьев японской лиственницы также показали ускоренный рост. Саженцы показали более высокую относительную скорость роста в первые 4 месяца роста, в результате чего диаметр стебля увеличился в 1,2 раза, а общая биомасса в 1,4 раза больше, чем у деревьев, выращенных без покрытия WCM. Важно отметить, что это позволило саженцам достичь стандартного размера для посадки в лесном хозяйстве Хоккайдо в течение одного года. Использование пленок WCM может сократить период роста саженцев с двух лет до одного года, что приведет к более экономичному производству растений.

Эта технология также может помочь в решении проблем продовольственной безопасности в более холодном климате и выгодна тем, что для ее работы не требуется электричество. Исследователи считают настраиваемость технологии особенно многообещающей.

“Используя покрытие из материала, изменяющего длину волны, мы смогли успешно создать прозрачную пленку и продемонстрировать ее способность ускорять рост растений, — рассказывает ведущий автор Сунао Седзи. — Рационально спроектировав светоизлучающий ион, мы можем свободно изменять цвет излучаемого света на другие цвета, такие как зеленый или желтый, поэтому мы ожидаем, что сможем создавать пленки, преобразующие длину волны, которые оптимизированы для различных типов растений. Это открывает широкие возможности для будущего развития сельскохозяйственной и лесной техники следующего поколения ”.

Эксклюзивный перевод*

АВТОР: SUNAO SHOJI ET AL. НАУЧНЫЕ ОТЧЕТЫ.

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Российские ученые выделили новые противораковые соединения из морских грибов

7 Учеными из Тихоокеанского института биоорганической химии им. Б. Елякова (ТИБОХ) Дальневосточного отделения РАН выделены …