Японские исследователи разработали систему гидропонного выращивания со светодиодным освещением для получения свежих, высококачественных бобов эдамаме (овощная соя) круглый год. Эта «фабрика искусственного освещения» может производить этот урожай в городских зданиях, пустынях и даже в открытом космосе — шаг к будущему, где устойчивое сельское хозяйство больше не будет привязано к сезону или географии.
Фабрики по выращиванию растений с искусственным освещением позволяют производителям выращивать культуры круглый год, регулируя такие факторы, как свет, температура, влажность, концентрация углекислого газа и подача питательных веществ. Это обеспечивает стабильную урожайность «независимо от климатических условий», объясняют учёные из Университета Хосэй и Токийского университета, проводившие исследование.
Исследование основано на предыдущей работе группы по выращиванию томатов под светодиодным освещением на фабрике по производству растений, что побудило обратить внимание на эдамаме — бобовую культуру с высоким содержанием белка, потребляемую во всем мире.
Ученые использовали технологию питательной пленки (NFT) для получения урожая эдамаме, которая превзошла урожайность при выращивании в открытом грунте, в первую очередь за счет производства большего количества стручков и семян.
«Недавнее глобальное потепление и экстремальные погодные явления вызвали опасения по поводу снижения урожайности в открытом грунте. Наша технология гидропоники предлагает перспективную модель для городского сельского хозяйства, не зависящего от климатических условий», — говорит профессор Тосио Сано с факультета биологических наук и прикладной химии Университета Хосэй.
Эдамаме обычно собирают летом, но его свежесть быстро ухудшается, что затрудняет его распространение и длительное хранение, отмечается в исследовании, опубликованном в Scientific Reports.
Чтобы преодолеть эти препятствия, команда сравнила три гидропонные системы: технологию питательной пленки (NFT), культивирование на минеральной вате (ROC) и культивирование в тумане (MIST).
Метод NFT обеспечил самый энергичный рост растений, сформировав более крепкие стебли, более здоровые листья и большую биомассу по сравнению с другими методами гидропоники и традиционным выращиванием в открытом грунте. Это говорит о том, что данный метод можно использовать для выращивания эдамаме в закрытых помещениях и для достижения более высокой производительности по сравнению с традиционным земледелием.
Сравнение качества различных методов выращивания показало, что растения, выращенные с использованием NFT, имели более высокое содержание сахарозы, что привело к более высокому содержанию сахара по сравнению с эдамаме, выращенными в полевых условиях.
«Хотя уровень свободных аминокислот был немного ниже, метод NFT обеспечил значительно более высокий уровень изофлавонов — соединений, известных своей пользой для здоровья», — отмечают исследователи. Они предполагают, что светодиодное освещение может стимулировать синтез этих биоактивных компонентов, повышая питательную ценность по сравнению с выращиванием в открытом грунте.
Такая комбинация обеспечивает улучшенный вкус и повышенное содержание полезных для здоровья соединений, что, по утверждению команды, «повышает качество продуктов питания» за счет контролируемых условий ведения сельского хозяйства. Этот метод может использоваться для вертикальных многоярусных систем выращивания, подходящих для городских условий с дефицитом земли
Группа подчеркивает, что масштабируемость метода в сочетании с возможностью круглогодичного производства представляет собой многообещающее решение для устойчивого обеспечения продовольствием растущего городского населения.
Это также открывает возможности для потенциального применения «за пределами городского сельского хозяйства», например, в миссиях по исследованию космоса. «Поскольку эдамаме выращивают не в открытых грунтах, а методом гидропоники на светодиодных установках, возможно, его можно будет выращивать даже в городских условиях, пустынях или в открытом космосе», — говорит Сано.
Источник: Scientific Reports.