Ученые рассказали, как вырастить овощи на Крайнем Севере

Ученые впервые получили урожай овощей и зелени, выращенный при помощи прототипов светодиодных ламп с новыми люминофорами — составами, которые наносятся на стекло для создания света с желаемыми характеристиками. Проведя эксперимент от посадки семян до сбора урожая они пришли к выводу, что с помощью люминофоров различного цвета можно влиять как на вкусовые качества растений, так и на их витаминный состав. Также ученые уверены, что новая технология позволит выращивать овощи и зелень в любом уголке страны, в том числе на Крайнем Севере.

Исследование провели сотрудники подведомственного Минобрнауки России Сибирского федерального университета совместно с Институтом Биофизики СО РАН (руководитель научной группы профессор А. А. Тихомиров). Результатами заинтересовались производители фитоламп.

По словам одного из руководителей исследования, профессора базовой кафедры фотоники и лазерных технологий СФУ Евгении Слюсаревой, вначале красноярские химики синтезировали люминофоры — составы, которые наносятся на стекло для создания света с желаемыми характеристиками. Далее были изготовлены лампы по чертежам экспертов университета и проведен двухмесячный эксперимент по фотобиологической эффективности новых ламп с новым спектральным составом.

«Салат выращен полностью с помощью отечественных технологий в области фитоламп. Все стадии разработки осуществлялись в Институте инженерной физики и радиоэлектроники СФУ. Фотобиологические исследования с использованием таких прототипов ламп с разным спектральным составом помогли нам получить редис с различным вкусом — есть корнеплоды с более острым «вкусовым букетом», они особенно богаты витамином С, а есть редис более сладкий, ароматный — он получен благодаря варьированию спектра в фитолампе в сторону усиления излучения в красной области. К томатам мы пока присматриваемся, совместно с Институтом биофизики СО РАН подбираем технологию формирования растений и технические характеристики ламп, которые позволят получить наиболее сочные, полезные и качественные по органолептическим свойствам плоды», — сообщила Евгения Слюсарева.

Разработка люминофоров и их практическое воплощение в фитолампах — заслуга доцента базовой кафедры физики твердого тела и нанотехнологий СФУ Максима Молокеева и аспиранта СФУ Дениса Карпова. Ученые рассказали, что запрограммировать свойства люминофора — самая быстрая часть работы, а вот выращивание, к примеру, томатов занимает до 70 дней.

«Если подобрать как можно больше разных химических составов для люминофоров, можно обеспечить эффективное выращивание практически неограниченное количество овощных и плодовых культур, в том числе весьма экзотических для Сибири», — объяснил заведующий лабораторией управления биосинтезом фототрофов Института биофизики СО РАН Александр Тихомиров.

Важный для ученых результат этого исследования, с одной стороны, в том, что эксперименты с различными люминофорами и фитолампами — это яркий пример импортозамещения. Красноярские исследователи уже контактируют с местными производителями люминесцентных ламп и рассчитывают значительно снизить зависимость от импортных изделий. С другой стороны, несомненное достоинство представленного эксперимента в том, что так можно выращивать овощи и зелень в любом уголке страны, в том числе на Крайнем Севере. По словам доцента СФУ Максима Молокеева, это может в обозримом будущем решить проблему снабжения жителей северных городов вкусными и полезными овощами круглый год за счет снижения себестоимости получаемой продукции.

В настоящее время предстоит провести биохимическую экспертизу урожая редиса, чтобы подтвердить соответствие полученных продуктов требованиям по содержанию питательных веществ и витаминов. Также изучаются органолептические показатели — вкусовые качества, по которым об овощах будет судить потенциальный покупатель.

Ученые уверены, что выращенные с использованием разрабатываемых в СФУ фитоламп с новыми люминофорами овощи и зелень окажутся на высоте не только по виду, но и по необходимым питательным характеристикам, а результаты экспериментов станут основой для рекомендаций фермерам, занимающихся выращиванием пищевой продукции с помощью гидропонных установок.

Кроме того, в результатах исследования заинтересованы местные производители фитоламп, готовые запускать новую линию «сельскохозяйственных» люминесцентных приборов по разработанной в СФУ документации.

Исследование выполнено в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет 2030», которая является одной из мер государственной поддержки университетов нацпроекта «Наука и университеты».

Результаты по разработке люминофоров опубликованы в одном из международных научных изданий.