Чтобы вырасти большими и сильными, растениям необходим красный и синий свет, которые являются частью видимого «белого» света, излучаемого солнцем. В настоящее время ученые разработали стимулирующую рост растений пленку, которая преобразует солнечный ультрафиолетовый свет в более красный свет.
Во-первых, разве растениям не нужен ультрафиолет? Хотя некоторые исследования показывают, что его воздействие может усилить вкус и аромат некоторых растений, общее мнение заключается в том, что ультрафиолетовое излучение не является необходимым для роста растений. На самом деле, как и в случае с людьми и другими животными, чрезмерное воздействие может нанести вред растениям.
Вот где на помощь приходит пленка WCM (материал, преобразующий длину волны).
Разработанный командой японского университета Хоккайдо, он состоит из имеющегося в продаже прозрачного пластика, покрытого тонким слоем редкоземельного металла, известного как европий. При расположении над растениями, растущими под прямыми солнечными лучами, материал пропускает весь видимый свет, но дополнительно изменяет длину волны входящего ультрафиолетового света, превращая его в видимый красный свет.
В полевых испытаниях группы растений мангольда и сеянцев лиственницы Кемпфера выращивались как с пленкой WCM, так и без нее – другими словами, на одних группах материал использовался, а на других – нет.
В летние месяцы, когда дни были длиннее, а солнечный свет ярче, пленка мало что давала растениям мангольда. Однако зимой растения, выращенные под пленкой, через 63 дня имели в 1,2 раза большую высоту и в 1,4 раза большую биомассу.
Кроме того, сеянцы лиственницы, выращенные под пленкой, имели более высокую относительную скорость роста в течение первых четырех месяцев роста. В результате диаметр ствола у них был в 1,2 раза больше, чем у контрольной группы, а общая биомасса в 1,4 раза больше. Примечательно, что ускоренный рост позволил саженцам достичь стандартного размера для лесных посадок за один год, а не за два года, как обычно.
Саженцы лиственницы, выращенные без (слева) и с пленкой WCM (справа). Фото: Sunao Shoji et al. Scientific Reports. October 26, 2022
Есть надежда, что, среди прочего, технология однажды может быть использована для увеличения производства продуктов питания в регионах с холодным климатом, где дни относительно короткие, а солнечный свет относительно слабый.
«Используя покрытие из материала, изменяющего длину волны, мы смогли успешно создать прозрачную пленку и продемонстрировать ее способность ускорять рост растений», — сказал ведущий автор Сунао Сёдзи (Sunao Shoji). «Рационально разработав светоизлучающий ион, мы можем свободно контролировать цвет излучаемого света, чтобы он был другим цветом, например зеленым или желтым, поэтому мы ожидаем, что сможем создавать пленки, преобразующие длину волны, оптимизированные для различных типов растений».
Статья об исследовании была опубликована в журнале Scientific Reports. Читателей также может заинтересовать тонкая пленка, недавно разработанная в Нью-Йоркском университете, которая преобразует ультрафиолетовый и синий свет в ближний инфракрасный свет, который может использоваться солнечными батареями для производства электроэнергии.
Источник: Hokkaido University
