Разработан новый способ увеличения урожайности с помощью нанотехнологий

Исследователи из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы в Саудовской Аравии разработали новый нанопластик и биоразлагаемую мульчу (слой материала, который укладывают на поверхность почвы для ее защиты), которые помогают пассивно охлаждать теплицы в жарком и засушливом климате, например, на Ближнем Востоке. Применение их технологии позволило снизить температуру в миниатюрных теплицах на 25°C и увеличить урожай китайской капусты почти на 200%. Работа опубликована в журнале Nexus, передает Day.Az со ссылкой на Gazeta.ru.

Основу покрытия составляет полиэтилен, в который внедрены наночастицы оксида цезия и вольфрама. Эти наночастицы поглощают инфракрасный свет, который способствует перегреву теплицы, при этом практически не влияя на проникновение видимого света, необходимого для фотосинтеза и роста растений.

"Большинство тепличных покрытий, будь то стекло, поликарбонат или полиэтилен, пропускают более 90% света, включая инфракрасное излучение, которое не приносит пользы урожаю, но повышает температуру. Наша цель - создать покрытие, которое впускает полезный свет и блокирует вредный", - отметил профессор Цяоцянь Гань, разработчик нанопластика и специалист по пассивным системам охлаждения.

Однако даже при снижении проникновения инфракрасного света почва продолжает нагреваться от солнечного излучения. Для ее защиты традиционно используют мульчу, отражающую свет. Группа Ганя разработала биоразлагаемую альтернативу из целлюлозной бумаги. По мере роста растений их листья создают тень, и мульча естественным образом разлагается, предлагая экологичное решение для охлаждения теплиц и защиты почвы от микропластика.

"Большинство коммерческих видов мульчи пластиковые и крайне неэкологичны. Они приводят к образованию около 1,5 миллиона тонн отходов, причем более 40% из них не перерабатываются, загрязняя почву микропластиком, который затем может попасть в пищевую цепь", - рассказал постдокторант Янпэй Тянь.

Испытания новых технологий в мини-теплицах в Саудовской Аравии показали отличную сохранность влаги в почве и урожайность, увеличившуюся в три раза по сравнению с традиционными покрытиями. Кроме того, по оценкам команды, их система может снизить энергопотребление на 40% в жарких городах мира, таких как Эр-Рияд и Хьюстон.

В настоящее время исследователи работают над масштабированием технологии для крупных теплиц и других культур.

"Охлаждение теплиц - это очень дорого. Наш подход позволит выращивать больше сельскохозяйственных культур в засушливых регионах, повышая их продовольственную безопасность и одновременно помогая снизить выбросы углерода", - подчеркнул Гань.