Наночастицы в пленках для грядок на треть ускорили рост капусты

ТАСС, 20 февраля. Российские ученые создали особый материал для грядок, который может поглощать солнечный ультрафиолет и преобразовать его в видимый свет. Благодаря этому некоторые сорта капусты растут на 30-40% быстрее. Результаты своей работы ученые описали в статье для научного журнала Optics Express.


"Наши материалы незначительно меняют энергетический спектр света Солнца, поэтому пока приходится эмпирически устанавливать закономерности, которые объясняли бы взаимосвязи дополнительного люминесцентного красного света и роста растений. Понимание этого открывает новые возможности по "программированию" урожайности культур", – объяснил один из авторов работы, сотрудник Института теоретической и экспериментальной биологии (ИТЭБ) РАН Роберт Храмов.

За последние годы физики создали множество наночастиц и искусственных структур из наноматериалов, которые могут поглощать различные типы электромагнитных волн и преобразовать их в другие виды света, а также прочие типы колебаний. Подобные структуры сейчас используются для того, чтобы создавать приборы ночного видения, цветные голограммы, "невидимые" структуры, а также для того, чтобы уничтожать раковые опухоли с помощью тепла, которое вырабатывают такие структуры при поглощении света.

Как отмечает пресс-служба ИТЭБ РАН, российские ученые уже долгое время пытаются встроить подобные наночастицы в текстильные материалы и полимерные пленки, которые используют огородники и фермеры для того, чтобы укрывать грядки. Встраивая подобные структуры, которые преобразуют ультрафиолет в видимый свет, ученые пытаются понять, можно ли таким образом ускорить рост растений.
Сигналы роста

Первые опыты показали, что подобные материалы могут "заставить" овощи набирать массу быстрее: некоторые сорта капусты благодаря им стали расти на 30-40% быстрее, чем при использовании ткани или аналогичной пленки, но без добавления наночастиц. Узнав об этом, Храмов и его коллеги попытались выяснить, с чем он связан.

Их последующие наблюдения указали на то, что ускоренный рост овощей был связан с тем, как красный свет действует на листья. Эта форма излучения повышала эффективность фотосинтеза, заставляла растение поглощать больше СО2 и производить больше питательных веществ, а также терять меньше воды. Этот эффект, в свою очередь, был связан с тем, как свет взаимодействовал со стеблями растений, а также с почвенной микрофлорой, которая живет у корней саженцев.

"В недавних исследованиях корейских ученых показано, что стебли растения работают как световоды, проводящие преимущественно дальний красный свет. При освещении растения такой свет достигает корней. Мы предположили, что проникновение света в корень приводит к тому, что микроорганизмы, живущие на нем или рядом с ним, каким-то образом могут отслеживать сигнальный дальний красный свет и настраиваться на него", – объяснил Храмов.

Дальнейшее изучение этих взаимодействий между растениями, светом и микробами, как надеются российские ученые, поможет им понять, как можно использовать свет для управления процессом роста флоры, а также максимально эффективно применять созданные ими материалы для того, чтобы повышать урожайность сельскохозяйственных культур.