Исследователи из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы в Саудовской Аравии создали новый нанопластик и биоразлагаемую мульчу, предназначенные для пассивного охлаждения теплиц в жарком и засушливом климате, как, например, на Ближнем Востоке. Эта инновационная технология снизила температуру внутри миниатюрных теплиц на 25°C и увеличила урожай китайской капусты почти на 200%. Данные результаты были опубликованы в журнале Nexus.
Основой разработанного покрытия служит полиэтилен, в который добавлены наночастицы оксида цезия и вольфрама. Эти наночастицы эффективно поглощают инфракрасный свет, способствующий перегреву теплиц, при этом практически не блокируя видимый свет, необходимый для фотосинтеза и роста растений. Профессор Цяоцянь Гань, один из разработчиков, отметил: «Большинство традиционных тепличных покрытий — стекло, поликарбонат и полиэтилен — пропускают более 90% света, включая инфракрасное излучение, что ведет к увеличению температуры без пользы для растения. Наша задача — создать покрытие, которое позволит проходить только полезному свету, оставаясь при этом эффективным для охлаждения.»
Необходимость защиты почвы от нагрева остается актуальной даже при снижении инфракрасного излучения. Традиционно для этого используют мульчу, отражающую свет, однако группа Ганя разработала экологически безопасную биоразлагаемую замену на основе целлюлозной бумаги. По мере роста растений их листья создают необходимую тень, а мульча разлагается естественным образом, что позволяет избежать проблем с микропластиком. Постдокторант Янпэй Тянь отметил, что «большинство коммерческих мульч используют пластик, который создает около 1,5 миллиона тонн отходов, более 40% которых не перерабатываются и загрязняют почву, в том числе микропластиком, попадающим в пищевую цепь.»
Полевые испытания новых технологий в мини-теплицах Саудовской Аравии продемонстрировали отличные результаты в сохранении влаги в почве и увеличении урожайности до трех раз по сравнению с традиционными покрытиями. По оценкам разработчиков, их система может сократить энергопотребление на 40% в жарких городах, таких как Эр-Рияд и Хьюстон. В настоящее время проводится работа по масштабированию технологии для применения в крупных теплицах и для других сельскохозяйственных культур.
Профессор Гань также отметил, что «охлаждение теплиц может быть весьма затратным, однако наш подход поможет увеличить производительность сельского хозяйства в засушливых регионах, что способствует улучшению продовольственной безопасности и снижению углеродных выбросов.»
Таким образом, новые разработки позволяют не только повысить эффективность сельского хозяйства в непростых климатических условиях, но и сосредоточиться на экологических аспектах, что является актуальной задачей для современного мира.
