Ключом к более эффективному выращиванию полезного зелёного овоща может оказаться... розовый цвет. Солнечные панели пурпурного (маджента) оттенка помогают брокколи эффективнее поглощать солнечный свет — к такому выводу пришли авторы исследования, опубликованного в журнале Cell Reports Physical Science.
Брокколи растёт под полупрозрачными цветными солнечными панелями на экспериментальном участке фермы Kärrbo Prästgård в Швеции.
«Базовая идея довольно проста, — поясняет соавтор работы, инженер Сильвия Ма Лу из Мэларенского университета в шведском Вестеросе. — Солнечные панели используют часть поступающего света для выработки возобновляемой электроэнергии, одновременно пропуская часть света к растениям, которые растут под ними».
Направление, известное как агровольтаика — использование земли одновременно для сельского хозяйства и выработки солнечной энергии, — развивается во многом благодаря своей универсальности. Обычные панели позволяют фермерам получать электричество там, где и так есть свободное пространство, а заодно защищают растения от избытка солнца, града и сильных ливней. Однако привычные тёмно-синие панели, как правило, непрозрачны и дают слишком много тени, что снижает урожайность некоторых культур. Полупрозрачные и цветные панели помогают смягчить эти потери.
«Не существует единой конструкции агровольтаики, которая была бы оптимальна везде, — отмечает Ма Лу. — Нужны дополнительные исследования, чтобы понять, как разные культуры реагируют на различные конфигурации систем и климатические условия».
Для эксперимента исследователи выбрали брокколи — популярный (хоть и спорный на вкус) овощ, богатый клетчаткой, витаминами C и K. Брокколи к тому же хорошо подходит к климату опытного участка на ферме в Швеции. Учёные построили две системы размером 20 на 20 метров из полупрозрачных панелей цвета маджента с разной степенью прозрачности, пропускавших к растениям разное количество света. На третьем участке брокколи росла полностью под открытым солнцем.
В течение сезона 2024 года команда сравнивала растения на всех участках, отслеживая температуру воздуха, влажность, влажность почвы, а также урожайность, питательный состав и эффективность фотосинтеза.
В эксперименте использовались пурпурные солнечные панели с разной степенью прозрачности.
Урожай под панелями цвета маджента показал 4,5-кратный рост эффективности использования солнечного света. Головки брокколи в итоге вырастали такими же крупными, как у традиционной культуры, однако созревание занимало на 25 дней дольше. Тем не менее панели дают фермерам потенциальный инструмент, позволяющий одновременно получать возобновляемую энергию и сохранять урожай.
«Один из самых интересных результатов — насколько схоже вела себя брокколи под двумя системами панелей, несмотря на разную прозрачность», — говорит Ма Лу. По её словам, панели с большей плотностью фотоэлементов вырабатывают больше электричества, а полученные выводы стоит проверить на других сезонах, культурах и конфигурациях.
Исследования в более крупных масштабах могут помочь развить технологию для широкого применения. Электричество, полученное «с полей», способно питать орошение, технику, системы охлаждения и хранения или другие нужды хозяйства. Излишки можно отдавать в сеть, снижая счета фермеров и давая дополнительный источник дохода.
Команда уже начала испытывать не только пурпурные, но и красные и синие панели — пока в контролируемых лабораторных условиях. «Конфигурации, похожие на наш прототип, сейчас могут подойти для небольших применений — например, общественных огородов или интеграции в крыши теплиц, а не для немедленного развёртывания над большими сельхозугодьями», — заключает Ма Лу.
