Изследователи от университетите в Бат и Кеймбридж, в сътрудничество с търговския партньор Lambda Agri, са създали иновативно спрей покритие за оранжерийно стъкло, което оптимизира дължините на светлинните вълни, за да подобри растежа и добива на растенията. Тази технология може да помогне за удължаване на вегетационните периоди в по-малко слънчеви страни като Обединеното кралство, като същевременно намали зависимостта от енергоемкото изкуствено осветление.
Краткият вегетационен период в Обединеното кралство, дължащ се на географската ширина и климата, налага страната да зависи в голяма степен от вноса на плодове и зеленчуци от Европа. Те често се отглеждат в големи оранжерии, които консумират значителни количества електроенергия за поддържане на оптимални условия на отглеждане. Новата технология за нанасяне на покритие чрез разпръскване обаче предлага по-устойчива алтернатива.
Трансформиране на светлината за по-добър растеж
Фотосинтезата - процесът, чрез който растенията превръщат слънчевата светлина в енергия, е най-ефективна, когато е изложена на червена светлина. Слънчевата светлина обаче е смес от всички цветове в спектъра, което означава, че голяма част от нея не се абсорбира от растенията и остава неизползвана.
Новият спрей покрива съществуващото оранжерийно стъкло като лак. Този слой поглъща синята светлина от слънчевата светлина и я превръща в червена, като увеличава частта от червената светлина, достъпна за растенията, което повишава добива.
„Начинът, по който работи нашето покритие, е подобен на този, когато отидете в нощен клуб и вашият джин с тоник свети под ултравиолетова светлина“, обяснява професор Петра Камерън от Института по устойчивост и климатични промени (ISCC) към Университета в Бат. „Химикалът хинин в тонизиращата вода поглъща ултравиолетовите лъчи и ги излъчва отново като видима светлина.
„Нашето покритие съдържа молекули, които поглъщат ултравиолетовата светлина от слънцето и превръщат около 80-90% от нея в червена светлина, което прави фотосинтезата по-ефективна, което означава, че можем да отглеждаме повече с по-малко светлина.
„При полеви изпитания наблюдавахме деветпроцентно увеличение на добива при отглеждане на босилек в третирани оранжерии. Това означава, че в бъдеще нашата технология може да се използва за удължаване на сезона за отглеждане на продукти и използване на по-малко изкуствена светлина за постигане на същите резултати, което ще спести пари и ще намали свързаните с това въглеродни емисии.“
Устойчива алтернатива на покритието
Съществуващите технологии, използващи подобни подходи, често разчитат на редкоземни материали като индий - скъп и труден за рециклиране метал. Сътрудничеството между Бат и Кеймбридж е разработило алтернатива, която е в процес на патентоване и която използва по-разпространени и евтини материали.
Изследователите също така са използвали химически поточен реактор за производството на материалите, което прави производствения процес по-бърз и мащабируем.
Професор Доминик Райт от секцията по неорганични и материални технологии в Университета в Кеймбридж описа значението на иновацията.
Професор Райт заяви: „Това е хубаво приложение на фундаменталната молекулярна наука към важен проблем от реалния свят, който е особено важен на фона на продоволствената сигурност и глобалното затопляне.
„Съществува съвсем реална перспектива това да окаже значително въздействие върху наличността и цената на меките плодове и зеленчуковите салати за потребителите в бъдеще, особено в северните европейски страни като Обединеното кралство, където климатичните условия далеч не са идеални.“
„Далеч от идеалните“ може да се окаже подценяване. През 2023-24 г. Обединеното кралство пострада силно от последиците от изменението на климата, като преживя най-влажните 18 месеца от началото на записите на Met Office през 1836 г. Това доведе до преовлажняване на почвите, наводняване на фермите и катастрофални резултати при прибирането на реколтата.
Данните на Министерството на околната среда, храните и селските райони (DEFRA) показват, че реколтата от зеленчуци е намаляла на годишна база с 4,9%, като през 2023 г. е спаднала до 2,2 млн. тона. По подобен начин обемът на производството на плодове е намалял с 12 %, достигайки едва 585 000 тона.
По-сладки добиви
В допълнение към повишаването на добивите, технологията може да повлияе и на вкуса на културите и да го подобри. „Има дори доказателства, които сочат, че тя подобрява вкуса чрез повишаване на съдържанието на захар в плодовете“, казва професор Камерън.
Разработката вече е получила значителна подкрепа от правителството на Обединеното кралство, включително 500 хил. паунда от DEFRA и 750 хил. паунда от портфолиото за иновации Net Zero на DESNZ.
Екипът е представил патент за технологията за покриване на оранжериите и се надява да я направи достъпна за производителите в рамките на следващите няколко години.
