Российские учёные использовали физиологические ритмы растений

Учёные Ставропольского государственного аграрного университета (СтГАУ) разработали технологию и оборудование, позволяющие значительно повысить энергоэффективность и вместе с тем увеличить качество рассады, выращиваемой в теплице. Результаты работы «Энергосберегающая система управления источниками оптического излучения в теплицах» один из авторов технологии, аспирант СтГАУ Владимир Самойленко, представил на Всероссийской выставке научно-технического творчества молодёжи (НТТМ-2011), проходившей недавно в Москве. Молодой инженер стал обладателем гранта первой степени НТТМ-2011.

Поскольку для решения такой задачи необходима не только инженерно-техническая база, но и хорошие знания особенностей роста и физиологии растений, Владимир опирался на помощь двух специалистов – доктора технических наук Игоря Минаева и кандидата сельскохозяйственных наук Анатолия Молчанова.

У всех живых существ – от бактерий до человека – есть «внутренние биологические часы». Они регулируют не только сезонные ритмы (классический пример – зимняя спячка бурого медведя), но и суточные ритмы – мы обычно спим ночью и бодрствуем днём. Такие колебания интенсивности биологических процессов, связанные со сменой дня и ночи, называют циркадными ритмами. Есть они и у растений. Интенсивность фотосинтеза, ключевого процесса, в результате которого образуется основная биомасса на нашей планете, значительно изменяется в течение суток.

Учёные СтГАУ задались вопросом: можно ли использовать эти знания для того, чтобы более эффективно выращивать овощи в теплице? Например, настроить интенсивность освещения сообразно физиологическому ритму растений? И это им удалось. Они разработали технологию переменного освещения, изготовили необходимое оборудование и систему управления освещением на основе электронного пускорегулирующего устройства. Работу системы отлаживали в экспериментальной теплице. Все режимы освещения подбирали экспериментально, поставив большое количество опытов, контролируя основные параметры роста растений по длине междоузлий, весу сухой и сырой биомассы, содержанию пигментов фотосинтеза. Кроме того, были проанализированы различные типы источников освещения, их спектры. Для различных сельскохозяйственных культур были подобраны конкретные режимы освещения.

Суть предложенной в результате экспериментов технологии заключается в следующем: в период снижения интенсивности фотосинтеза, когда физиологический ритм растений подстраивается к естественному суточному ритму освещённости, их облучают светом низкой интенсивности в течение времени, необходимого для создания наибольшей концентрации основных фотосинтезирующих пигментов. После этого изменяют световой режим и облучают растения высоким уровнем света в течение времени, необходимого для достижения максимальной интенсивности процесса фотосинтеза.

В результате использования такого переменного облучения удалось сократить сроки выращивания рассады овощных культур на 20–25 процентов и одновременно повысить её качество. А это, в свою очередь, позволило в дальнейшем обеспечить ранний и высокий урожай: в среднем на 15–20 процентов выше, чем при использовании традиционных технологий. Вместе с тем режим переменного освещения растений позволяет снизить расход электроэнергии по сравнению со стандартным режимом досвечивания на 38–40 процентов, что является очень важным преимуществом данной технологии, поскольку при росте тарифов на электроэнергию снижает себестоимость конечной продукции.

В настоящий момент все работы ведутся в экспериментальной теплице, но в ближайшем будущем они, несомненно, найдут широкое применение в тепличных хозяйствах.

В период за 2009–2011 годы на реализацию проекта были привлечены инвестиции в размере 600 тысяч рублей, в том числе по федеральным программам У.М.Н.И.К., «Молодые новаторы аграрной России». По материалам исследований опубликовано более десяти научных статей, получено пять патентов. Разработка неоднократно становилась призёром и лауреатом международных и всероссийских конкурсов, выставок, таких как «РосБиоТех–2009», «РосБиоТех–2010»; X Московский международный салон инноваций и инвестиций.

НА СНИМКЕ: Инженер Владимир Самойленко сумел «услышать» растения и создать им комфортные условия для роста. Фото STRF.ru

Источник: «Наука и технологии в РФ»