Голубика признана Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций одним из самых здоровых продуктов питания для потребления человеком. Включение этой ягоды в рацион рекомендовано из-за ее высокого содержания антиоксидантов, с признанной пользой для здоровья. А выращивать голубику с хорошей урожайностью и качеством помогут современные светопреобразующие пленки.
Голубика известна своими органолептическими свойствами, такими как цвет плодов, сочность, вкус и текстура.
Большинство биоактивных соединений голубики относятся к химическому классу флавоноидов и фенольных кислот, которые могут оказывать профилактическое действие против болезней сердца, диабета и нейродегенерации. Среди флавоноидов антоцианы являются основными полифенолами в голубике, которые отвечают за ее яркий сине-фиолетовый цвет, в основном синтезируясь в цитоплазме, а затем транспортируясь в вакуоль плодовых клеток.
Ожидается, что продажи и производство ягод голубики естественным образом возрастут в ближайшем будущем благодаря разработке и селекции новых сортов на основе их биологически активных свойств.
В целом, производство голубики, как правило, зависит от генетического фона, условий выращивания и времени сбора урожая. Свет является основным фактором окружающей среды, влияющим на производительность фотосинтеза, морфогенеза и рецепторно-опосредованных физиологических/биохимических процессов, тем самым влияя на рост и развитие растений.
В последние годы выращивание ягод в пластиковых туннелях приобрело популярность, поскольку они помогают снизить воздействие внешних факторов и продлить вегетационный период таких культур, как голубика.
Голубика имеет особые требования к выращиванию в закрытых туннелях, которые обеспечивают равномерность роста и защиту от факторов окружающей среды.
Системы защищенного выращивания обеспечивают точный контроль условий окружающей среды, но создают проблемы с пропусканием света и изменением спектра. Технологии пассивного преобразования спектра представляют собой потенциально экономичный подход к управлению качеством света.
В туннельных теплицах покрытия также могут быть инструментом для изменения качества падающего солнечного света, воспринимаемого растениями и плодами, вызывая изменения физиологических реакций растений и качества плодов.
В этом контексте фотолюминесцентные пленки, преобразующие спектр, представляют собой новую разработанную технологию, способную увеличить количество синего и красного света, достигающего растения.
Технология преобразования света с понижением частоты, запатентованная Light Cascade® (LC®; Clamart, Франция), позволяет поглощать УФ-излучение (300–390 нм) и зеленые длины волн (520–565 нм), переизлучая в синие (400–500 нм) и красные (600–700 нм) длины волн соответственно.
В частности, красная пленка преобразует зеленый свет (−23%) в красный свет (+8%), синяя пленка преобразует ультрафиолетовый свет (−80%) в синий свет (+9%), а розовая пленка преобразует зеленый свет (−5,7%) в красный свет (+4%), а также ультрафиолетовый свет (−76%) в синий свет (+5,6%; розовая пленка).
Недавние исследования продемонстрировали преимущества модуляции спектра света с использованием пленок LC® для повышения урожайности и качества фруктов. Эффективность преобразования света с понижением частоты, измеряемая как отношение преобразованных фотонов к поглощенным фотонам, обычно составляет от 60 до 90% в зависимости от используемого материала люминофора или квантовых точек.
Агенты в сельскохозяйственных полимерных пленках включают флуоресцентные красители и комплексы редкоземельных элементов, которые преобразуют солнечный свет в определенные длины волн, которые способствуют росту растений и фотохимическим процессам.
В отличие от светоселективных пленок, светопреобразующие пленки более эффективно модулируют интенсивность света, поскольку они преобразуют определенные диапазоны спектра в более длинные волны, а не просто поглощают свет, как в случае с селективными пленками.
Ученые из Пизанского университета и Школы перспективных исследований Сант-Анна, Италия, в сотрудничестве с коллегами из Университета Линкольна, Новая Зеландия, исследовали варианты эффективности упомянутых инновационных пленок, которые преобразуют зеленый свет (−23%) в красный свет (+8%; красная пленка), ультрафиолетовый свет (−80%) в синий свет (+9%; синяя пленка) и зеленый свет (−5,7%) в красный свет (+4%; розовая пленка), а также ультрафиолетовый свет (−76%) в синий свет (+5,6%; розовая пленка).
Эти пленки использовались для выращивания растений голубики сорта Дюк под покрытием в контролируемых туннельных условиях (27,3 ± 11,7 °C, 51,9 ± 21,6% относительной влажности) на экспериментальном участке Департамента сельского хозяйства, продовольствия и окружающей среды (DAFE) Пизанского университета.
Использование красной пленки привело к увеличению общей биомассы растений (+54,2%), а красная и розовая пленки увеличили толщину листьев (+17,1% и +14,4% соответственно) по сравнению с контролем (прозрачная полиэтиленовая пленка).
Никаких различий в интенсивности фотосинтеза на стадии цветения не наблюдалось, но снижение (−25,9%) наблюдалось у растений, выращиваемых под розовой пленкой во время фазы зеленых плодов.
Растения, выращиваемые под синей пленкой, усилили цветение, что привело к увеличению общей урожайности на +86,8%.
Синяя пленка улучшила общее содержание фенолов (+15,2%) в плодах, а общая антиоксидантная активность увеличилась на +25,3% у плодов, выращиваемых под розовой пленкой.
Результаты свидетельствуют о важности красной пленки в увеличении биомассы растений, а также красной и синей пленок в улучшении урожайности плодов и сохранении нутрицевтического качества послеуборочных плодов голубики.
По статье группы авторов (Хафса Эль Хорри, Сусанна Бартолини, Дамиано Реморини, Костанца Чекканти, Марта Флорио, Лоренцо Д`Асаро, Гагандип Джайн, Россано Массаи, Марко Ланди, Люсия Гуиди), опубликованной в журнале Agronomy 2025 на портале www.mdpi.com.