Отправить новость
1780 просмотров Версия для печати

Политехники могут управлять урожаем и энергозатратами теплиц с помощью света

Ученые Томского политехнического университета разработали «умные» светодиодные фитосветильники. С их помощью можно управлять спектром излучения, улучшая процесс фотосинтеза растений, что благотворно влияет на их рост. Используя разработку политехников, крупные тепличные хозяйства смогут сэкономить на электроэнергии почти в три раза — 60-70% от привычных расходов. Разработку Томского политехнического университета уже опробовало томское сельхозпредприятие.

«В больших промышленных тепличных хозяйствах расходы на электроэнергию — одна из основных строчек расходов. Мы посчитали, что использование наших фитосветильников позволит сэкономить до 60-70% электроэнергии», — рассказывает Сергей Туранов, инженер-исследователь кафедры лазерной и световой техники Института физики высоких технологий ТПУ.

Он отмечает, что в основном в больших теплицах используют газоразрядные лампы, ртутные или натриевые. Одна такая лампа потребляет 400-600 Ватт. Она неэкономична для выращивания растений и опасна для людей — если разобьется или лопнет, ее ядовитое содержимое попадет в грунт, а значит растения, выращиваемые под ней, будут заражены. К тому же, газоразрядные лампы сильно накаляются, могут обжечь растения световым потоком, поэтому их размещают на отдаленном расстоянии. Излучаемый ими свет проходит больший путь до растения, по пути рассеивается, а значит расходуется впустую.

«Фитосветильники не накаляются, их можно размещать вблизи растения, они безопасны для грунта и потребляют всего 75-90 Ватт в зависимости от выбранной модификации»,

— резюмирует Сергей Туранов.

От существующих на рынке тепличных светильников фитосветильники Томского политеха отличаются тем, что их можно «настроить» для каждого вида растений так, чтобы улучшить процессы его фотосинтеза.

«Спектральный состав света и интенсивность излучения фитосветильников можно изменить в любое время. Таким образом, мы получаем именно тот свет, который нужен растению на конкретной стадии его развития», — уточняет Сергей Туранов. — У аналогов спектральный состав и интенсивность излучения фиксированные — то есть, неизменные».

Фото: опытная партия салата, выращенного политехниками на предприятии «Овощевод»

В команде политехников не только инженеры, но и ботаники. Вместе ученые вырастили несколько партий салата и исследовали, как перемены светового спектра влияют на процессы его фотосинтеза.

«Мы установили, что у салата есть 3 стадии развития, требующие разного спектра излучения. На ранней стадии для фотосинтеза ему нужно больше синего спектра, подрастая, салат требует сочетания красного и белого световых излучений, а, созревая, использует для фотосинтеза уже три области спектра – синий, белый и красный», — рассказывает Сергей Туранов.

Поглощая «правильный» свет, по технологии политехников салат вырос на несколько дней быстрее, чем под обычными тепличными светильниками.

«В среднем, салат созревает за 30-35 дней, у нас — за 26-28. Таким образом, за год сельхозпредприятию удастся вырастить примерно на 2-3 партии салата больше», — отмечают ученые.

Фото: сельхозпредприятие «Овощевод»

«Умные» светильники политехники уже испытали в теплице сельхозпредприятия «Овощевод» (д. Кисловка, Томский район). Испытания снова провели на салате. Ученые отмечают, что выращенный под фитосветильниками салат ничем не отличается от обычного.

 

Для дальнейших исследований политехники разработали фитотрон — прообраз интеллектуальной теплицы, который в автоматическом режиме управляет температурой, влажностью, уровнем углекислого газа, спектральным составом светового излучения и его интенсивностью.

В дальнейшем разработчики намерены найти «правильные» световые комбинации не только для салата, но и других тепличных растений. Например, для помидоров или огурцов.

Фото: салат, выращиваемый в интеллектуальной теплице Томского политеха

«У каждого растения своя спектральная чувствительность и реакция на определенную длину волн. Мы планируем наработать банк данных с информацией о световых спектрах, подходящих индивидуально тому или иному виду растений — овощам, фруктам, цветам. Это позволит подобрать любому растению «свой» режим облучения, который легко можно задать на нашем фитосветильнике», — заключает Сергей Туранов.

Заметили ошибку?
Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter