Брокколи под пурпурными солнечными панелями из теллурида кадмия созрела на 25 дней позже в полевом опыте

Исследователи из Мэларденского университета в Вестеросе (Швеция) вместе с коллегами из двух итальянских институтов вырастили брокколи под полупрозрачными пурпурными фотоэлектрическими панелями из теллурида кадмия в полевом опыте на открытом воздухе. Результаты опубликованы в журнале Cell Reports Physical Science sciencedirect.comCell Reports Physical Sciencesciencedirect.comОткрыть источник ↗. Рассаду высадили 2 июля 2024 года на ферме Kärrbo Prästgård в центральной Швеции, по 44 растения на делянку. Две конструкции панелей пропускали в среднем 13,2% и 19,2% фотосинтетически активной радиации.

Схема опыта и освещённость

Команда построила два навеса, каждый около 4 на 5 м и высотой 1,5 м у нижнего края. Пурпурные панели рассчитаны на пропускание длин волн, благоприятных для роста брокколи. Производитель оценивает прозрачность панелей в 50% и 70%. Контролем служила третья, открытая делянка.

После полудня под панелями было примерно на 1,0 °C теплее, чем на открытой делянке, а ночью примерно на 1,1 °C прохладнее. Влажность воздуха под навесами была около 6% выше.

Рост, минеральный состав и электричество

Сниженная освещённость задержала созревание культуры на 25 дней sciencedirect.comCell Reports Physical Sciencesciencedirect.comОткрыть источник ↗. Брокколи на открытом поле была готова к срезке через 79 дней, а растения под панелями к этому времени были меньше, и их оставили расти. К 104-му дню головки под обоими навесами весили примерно столько же, сколько головки на открытом поле на 79-й день. По данным авторов, сырая биомасса под системами была сопоставима с растениями на открытом поле, а эффективность использования радиации выросла до 4,5 раза.

Концентрации большинства макроэлементов не изменились, а микроэлементов снизились; авторы связывают это с изменённой динамикой питательных веществ при изменённых световых и микроклиматических условиях. При первом отборе проб железа в головках из-под панелей было на 37–41% меньше, чем на открытом поле, марганца на 38–42%, цинка на 18–20%, меди на 12%.

Для более плотного навеса оценили выработку 447,6 кВт·ч за сезон при номинальной мощности панелей 1,1 кВт; доля преобразованного солнечного света составила 7,2%.

У исследования есть ограничения. На каждый вариант приходилась одна делянка и шесть отобранных растений за один сезон в центральной Швеции. Авторы указывают, что выводы относятся к этим условиям и требуют проверки в более широком диапазоне сезонов и конфигураций систем sciencedirect.comCell Reports Physical Sciencesciencedirect.comОткрыть источник ↗. Ведущий автор Silvia Ma Lu заявила, что конструкции, подобные прототипу, сейчас могут подойти для малых масштабов, таких как общественные огороды или крыши теплиц, а не для крупных сельскохозяйственных площадей.