Ученые Новгородского государственного университета разработали устройство, которое обрабатывает растения в ночное время с помощью лазерного излучения и способствует их дополнительному питанию и защите от вредителей, повышая тем самым урожайность.
Благодаря его креплению к БПЛА исключается травмирующее механическое воздействие на растения и почву, как в случае с ручной обработкой или с помощью наземной техники, сообщил кандидат сельхознаук, радиоинженер, преподаватель Новгородского университета Михаил Даниловских.
«Проблема повышения урожайности за счет использования растениями солнечной энергии уже давно привлекает внимание исследователей во всем мире. Ученые ищут экологичные способы, как усилить прямое действие света на растения для их роста и развития и при этом охватывать большие посевные площади. Все из нас помнят с уроков биологии, что растения производят продукты питания в процессе фотосинтеза. У фотосинтеза растений есть две фазы — световая и темновая. Если объяснить простыми словами, во время световой фазы, то есть днем, образуется энергия в виде АТФ и универсальный донор атома водорода — восстановитель НАДФ. Эти вещества необходимы для протекания темновой фазы. А во время темновой, то есть ночью — с помощью энергии АТФ и восстановителя НАДФ, полученных в световую фазу, образуются простые сахара, происходит фиксация CO2 и образование конечных продуктов фотосинтеза. Используемая в разработанном устройстве технология позволяет с помощью лазерного света активировать фотосистему II ночью и этим самым наработать растениям необходимую энергию», — рассказал Михаил Даниловских.
По его словам, после отключения лазера фотосистема II перестает функционировать, а фотосистема I с помощью дополнительно сгенерированной энергии АТФ и восстановителя НАДФ дополнительно выработает конечные продукты фотосинтеза.
Лазерная развертка представляет собой небольшое устройство с прозрачной защитной крышкой весом около 1,2 кг. Оно монтируется к корпусу БПЛА и работает от литий-ионного аккумулятора, заряда которого хватает на неделю ночных обработок. Начинка разработки состоит из двух лазеров мощностью 1Вт/каждый, двух вращающихся полигональных зеркал строчной развертки и зеркальной прямоугольной призмы кадровой развертки, что установлена по центру устройства.
При попадании луча лазера на грань такого зеркала, свет отражается на призму, а та, вращаясь отражает луч вовне. Если такое устройство прикрепить к БПЛА и поднять на высоту 10-15 метров, то это даст возможность обработать площадь размером около 12 гектаров.
Даниловских также отметил, благотворное влияние лазерной обработки урожая показали и результаты полевых опытов. Так, в одном из таких опытов подопытным стала капуста сорта кольраби. А полигоном — поле в 12 га, на котором она была посажена. На протяжении периода созревания овоща БПЛА с прикрепленным к нему устройством поднимался над серединой поля по ночам и зависал там в течение 30 секунд. В итоге капуста с этого поля выросла в два раза крупнее и поспела на неделю раньше, чем та, что росла на соседнем без такой обработки.
«Сельскохозяйственные культуры созревают быстрее, растения меньше болеют и становятся более устойчивыми к вредителям. Это уменьшает затраты на ядохимикаты для борьбы с вредителями, улучшает качество урожая и обеспечивает повышенную сохранность корнеплодов в овощехранилищах без дополнительных капиталовложений», — добавил он.
На данный момент устройство полностью готово и запатентовано. Кроме того, была усовершенствована используемая в разработке технология, поэтому стало возможным покрывать лазерным светом гораздо большие площади — до 1 000 га. Такая объемная лазерная засветка с небольшой доработкой может применяться на только в сельском хозяйстве, но и в других областях. Например, для защиты территорий от посторонних БПЛА. Лазерная завеса не позволит оператору чужого беспилотника хорошо просматривать территорию: видеонаблюдение в таких условиях затрудняется.
Источник: tass.ru
