Петербургские ученые придумали способ выращивать овощи без солнца
Петербургские ученые предлагают внедрить агропромышленным предприятиям новую технологию выращивания овощей и зелени при искусственном свете. За счет высокой урожайности такие фитокомплексы могут стать выгодными и потеснить на продуктовом рынке иностранных конкурентов. Однако пока инвесторы боятся рисковать.
Руководитель проекта ФГБНУ «Агрофизический научно-исследовательский институт» по созданию прототипа биофабрики, заведующая отделом светофизиологии растений и биопродуктивности агроэкосистем Гаяне Панова рассказала, что для удовлетворения потребностей населения нужно производить 1,9 миллиона тонн овощей в год, а предприятия могут обеспечить лишь 20-30 процентов от этого норматива. По ее словам, при курсе на импортозамещение надо понимать, что любые инвестиции в строительство новых сельхозпредприятий — это долгие вложения.
— Так, к примеру, окупаемость теплицы по выращиванию овощей составляет четыре-пять лет. Поэтому в агропроме альтернативой теплицам могут стать фитокомплексы — своего рода фабрики по производству овощей при искусственном освещении, — пояснила она. — Солнечный свет здесь не обязателен, так как его заменяют специальные натриевые лампы высокого давления, которые максимально близки по спектру к солнечному.
По словам ученых, новая разработка особенно пригодится в северных регионах, где сельское хозяйство не развито, а такую овощную фабрику можно размещать в отопляемых подвалах, ангарах, даже морских контейнерах и любых помещениях в непосредственной близости от потребителя. Такие комплексы могут быть также мобильными.
В университете создали научную основу — агротехнологии и прототипы производственного оборудования, провели необходимые исследования. Растения наблюдали в течение их роста, измеряли толщину листа и светочувствительность специальными датчиками. По словам ученых, изобретение может принести неплохой доход и сыграть существенную роль в программе импортозамещения, так как продукция по качеству ничем не уступает выращенной традиционным способом. Дальше дело за инвесторами.
— За год можем получить шесть урожаев огурцов, четыре — томатов, до 12 урожаев зеленной продукции. При этом в год можно собрать 80-100 килограммов томатов с квадратного метра, огурцов до 140, — говорит Панова. — Для сравнения: в условиях нашего климата в среднем за сезон с квадратного метра почвы можно получить около 40-50 килограммов помидоров, а огурцов и того меньше. Стоить килограмм выращенных при искусственном освещении огурцов будет 60-90 рублей.
Из минусов новой технологии пока только то, что основную часть затрат составляет электроэнергия — на треть больше, чем в теплице. Эту проблему сейчас пытаются решить совместно с Институтом микроэлектроники РАН. Для оптимизации энергозатрат и обеспечения рентабельности будущих биофабрик нужно будет сочетать натриевые лампы со светодиодными. Но, по словам ученых, сэкономить владелец комплекса сможет за счет других нововведений. Например, здесь существенно экономится вода и даже почва, так как растения живут в особой среде из воздуха, воды и небольшого количества почвы с минеральными удобрениями.
Как показали предварительные расчеты для потенциальных инвесторов, если создать подобный овощной цех площадью тысячу квадратных метров в 12 метров в высоту, за счет больших урожаев комплекс сможет окупиться за два с половиной — три года.
Пока в стране нет похожих предложений по выращиванию овощей и зелени при искусственном свете. Интерес к проекту проявляют инвесторы, но из-за кризисной ситуации все затормозилось. По словам Пановой, такое происходит каждый раз.
— Инвесторы приходят постоянно. Мы производим расчеты, составляем бизнес-план, а потом случается очередное экономическое потрясение, и бизнес решает не рисковать. С каждым полученным грантом мы совершаем рывок вперед, как только средства заканчиваются, все снова встает на месте. Для привлечения покупателей нам нужно организовать пилотный проект хотя бы на 20 квадратных метрах, чтобы показать возможности такого «конвейерного» производства, круглый год свежий урожай можно будет собирать каждый день, — подытоживают ученые.
Александр Трафимов, депутат ЗакСа Ленинградской области, заслуженный работник сельского хозяйства РФ:
— К любой инновации в агропроме я бы относился с опаской, если она сопряжена с большими энергозатратами. И тут можно понять инвесторов, которые не торопятся вкладываться в новые технологии наших ученых. Ведь у нас, к примеру, в структуре себестоимости овощей и зелени затраты на электричество составляют 10-12 процентов, это запредельно высокая доля. Раньше агропром платил по тарифам для населения, но потом его перевели на промышленные тарифы. То же самое касается и высоких цен на газ, топливо. Технологии наших аграриев позволяют на равных конкурировать с европейскими производителями, но с такими затратами дешевый продукт нам сделать сложно. Поэтому мы не можем соперничать с белорусской сельхозпродукцией — пусть мы опережаем их по технологиям и качеству, но там берут дешевизной за счет госполитики понижения тарифов на энергоносители для аграриев.
Источник
Можно ли вырастить растения при искусственном освещении и какой свет лучше всего подходит
Лето в некоторых регионах России очень короткое. Вырастить за это время урожай довольно сложно — многим растениям не хватает света. Могут ли они в таком случае расти при искусственном освещении?
По большом счету растениям не обязательно видеть солнечный свет. Можно обойтись и светдиодными лампами с «правильным» спектром.
Растения обладают сверхспособностью — фотосинтезом, который позволяет им создавать пищу буквально из воздуха. Все, что им нужно, это углекислый газ и немного воды. Для этого процесса растению также требуется некоторое количество энергии, которую оно получает от солнца. К сожалению, солнце не светит одинаково ярко круглый год в нашей стране. Осенью и весной количество солнечного света может составлять менее 8 часов в день — этого недостаточно для полноценного роста и развития растений. Можно ли в таком случае использовать искусственные источники света?
Растения под лампой
На самом деле некорректно говорить, что растениям нужно солнце для фотосинтеза. Растениям на самом деле нужен лишь свет, а если конкретнее, то кванты света — фотоны. Фотоны — это частицы, из которых состоит свет, и каждый фотон обладает определенным количеством энергии. Когда фотон попадает на объект, например, на растение, он передает свою энергию этому объекту при попадании на него. Физика не различает, создается ли свет термоядерным синтезом или химическим веществом — весь свет состоит из фотонов. Таким образом, искусственное освещение все равно позволит вашим растениям расти! Тем не менее, есть определенные правила, которым стоит следовать, чтобы при искусственном освещении ваши растения росли не хуже, чем при естественном. Хотя для ваших растений подойдет искусственный свет, есть некоторые ключевые различия между солнечным светом и светом от искусственной лампы:
Длина волны света. Белый свет состоит из всех цветов радуги, но даже в пределах белого света существуют тонкие различия в составе длины волны. В искусственном свете не так много красного и синего света, как в солнечном. Фотоны в разных длинах волн света имеют разное количество энергии. Зеленые растения больше всего поглощают энергию света красной и синей длин волн, отражая большую часть зеленого и желтого света.
Интенсивность света. Солнечный свет более интенсивный, чем любой искусственный. Растения лучше всего приспособлены к более высокой интенсивности солнечного света. Более высокая интенсивность также означает, что растение получает больше фотонов и, следовательно, может более эффективно фотосинтезировать. Принимая во внимание все эти параметры, лучшим выбором при создании искусственного освещения являются светодиодные лампы — они обеспечивают высокую интенсивность света и достаточный поток синих и красных фотонов. Поэтому вместо фиолетовых ламп лучше купите хорошие LED-светильники.
Источник