Эксперименты приводят к большему пониманию и глубоким прозрениям
Летом прошлого года в Национальной лаборатории возобновляемой энергии США (NREL), подведомственной Министерству энергетики США, исследователи вырастили дюжину растений томата.
Растения разместили в двух специальных теплицах
Растения разместили в углу на втором этаже здания Field Test Laboratory Building. Шесть растений были подвержены полному солнечному спектру (они служили контрольной группой для шести растений, выращиваемых при меньшем количестве света). Солнечный свет, достигающий остальных растений, был отфильтрован через пурпурные панели так, чтобы до них доходил только наиболее благоприятный для томатов спектр.
Цель эксперимента
Эксперимент был призван доказать эффективность так называемого BioMatch, который позволяет пропускать через органические полупроводниковые материалы, содержащиеся в солнечных элементах, именно тот спектр света, который наилучшим образом соответствует физиологическим потребностям растения.
Сейчас, на втором году междисциплинарного проекта под названием «No Photon Left Behind», исследователи определили, что ограничение спектра привело к тому, что томаты росли быстрее и были крупнее, чем те, что находились под прямым солнечным светом.
«Когда свет вступает в контакт с растением, происходит множество вещей. В зависимости от типа и количества света активируются различные физиологические пути. Эти физиологические пути часто определяют продуктивность растения», — сказал Байрон Ларсон, химик из NREL, эксперт в области органических фотовольтаических элементов (OPV) и главный исследователь проекта.
Выводы исследователей
Исследователи выращивали томаты рядом с лабораторией, посвящённой водорослям. Фактически, первоначальные эксперименты по этому проекту проводились на водорослях. Они покрыли бутылки, содержащие одноклеточные организмы, биосовмещённым фотоэлектрическим фильтром, предназначенным для стимуляции оптимального роста. Работа с водорослями оказалась плодотворной за один уик-энд, в то время как выращивание томатов занимает месяцы.
Лив Лоренс, биолог растений, возглавляющая исследования NREL в области водорослей, является соруководителем проекта. «Мы продемонстрировали, что клетки росли быстрее, давая больше биомассы, даже несмотря на то, что большая часть спектра была удалена, и водоросли получили меньше фотонов в целом», — сказала она.
«Мы обнаружили, что фотосинтезирующие водоросли имеют гораздо более высокую скорость преобразования фотонов в электроны, а затем в биомассу, поэтому это было здорово. Поэтому мы, естественно, задались вопросом, будут ли те же эффекты применимы к растениям и сельскохозяйственным культурам, где можно было бы получить такой же урожай, используя только тот световой спектр, который нужен культуре, без необходимости возвращать обратно свет, который не нужен, в виде потерянных фотонов», — говорится в статье.