Японские ученые разработали тонкопленочное покрытие на основе европия, которое, как показали опыты, меняет длину волны света и ускоряет рост растений и деревьев. Эта технология может повысить скорость производства растений и может помочь решить глобальные проблемы с поставками продовольствия, сообщает Университет Хоккайдо. Результаты исследования представлены в журнале Scientific Reports.
Растения получают энергию от солнечного света, преобразуя его благодаря фотосинтезу. В дополнение к видимому излучению солнечный свет также содержит ультрафиолетовое (УФ) излучение. Чтобы обеспечить растения дополнительным видимым светом, ученые использовали материал на основе комплекса европия и создали из него тонкопленочное покрытие WCM, которое можно наносить на обычные пластиковые листы. Исследование показало, что пленка не только преобразует ультрафиолетовый свет в красный свет, но и не блокирует видимый солнечный свет, необходимый растениям.
Насколько эффективна пленка, группа проверила на мангольде, вегетативном растении, и на дереве – лиственнице японской. Ученые наблюдали, как растут растения без преобразующей пленки и с ней. Летом, когда день длиннее и растения получают больше солнечного света, для мангольда не наблюдалось существенной разницы при использовании пленок WCM. Однако зимой, когда дни становятся короче, а солнечный свет слабее, растения мангольда, выращенные с помощью пленок WCM, за 63 дня стали выше в 1,2 раза и увеличили биомассу в 1,4 раза – по сравнению с контрольной группой. Исследователи объяснили этот ускоренный рост увеличением количества красного света, полученного пленками WCM.
Опыты с лиственницей японской также показали ускоренный рост. Саженцы росли быстрее в первые четыре месяца, в результате чего диаметр ствола был в 1,2 раза больше, а общая биомасса – в 1,4 раза больше, чем у деревьев, выращенных без пленки WCM. Это позволило саженцам достичь стандартного размера, при котором их можно высаживать в лесном хозяйстве японского острова Хоккайдо, в течение одного года. Использование пленок WCM может сократить период роста рассады с двух до одного года, что приведет к более рентабельному производству растений.
Эта технология также может помочь в решении проблем продовольственной безопасности в более холодном климате. Кроме того, чтобы эта технология работала, не требуется электричество.
[Фото: SUNAO SHOJI ET AL. SCIENTIFIC REPORTS. OCTOBER 26, 2022]
