С помощью уникального устройства исследователям СПбГЭТУ «ЛЭТИ» удалось достичь роста урожайности салата почти на 60%.
30.08.2022
Сегодня использование масштабных тепличных комплексов является одним из важнейших инструментов для обеспечения продовольственной безопасности городского населения, а также жителей северных районов. В частности, выполнение медицинского норматива по потреблению овощной продукции на одного человека.
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 только расти.
«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 аспирант кафедры фотоники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Мария Романович.
Научная группа работала по двум основным направлениям. Во-первых, было проведено проектирование и создание фитолампы с перестраиваемыми режимами излучения. Благодаря удобному интерфейсу, такое 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. Помимо этого, разработанный фитоизлучатель способен распознавать появление человека в зоне работы устройства и перестраивать освещение таким образом, чтобы обеспечить безопасность для глаз.
Во-вторых, ученые проводили исследование того, как влияет излучение 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 экспериментов 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. Также 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».
В дальнейшем ученые планируют проводить испытания системы непосредственно в тепличных хозяйствах. Проект был поддержан грантом программы «УМНИК» Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.
Работа соответствует научно-исследовательской и молодежной политикам университета в рамках программы развития «Приоритет 2030».
