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农作物爱竟然“蹦迪”,还能省下不少电费

|· 本文来自“我是科学家”·|

忽明忽暗交替闪烁的灯光,常常出现在人类歌厅舞厅等娱乐场所之中。不过,这样的“迪厅灯光”除了能增加蹦迪气氛,还能促进农作物的生长!

一项最新研究发现,在缓慢的脉冲灯光下(类似迪厅的照明)种植作物,可以让使用LED灯的室内农场减少三分之一以上的能源消耗。值得一提的是,该研究表明这种方法不会减少农作物的收成。

在犹如迪厅光源下的植物 | AgriLife today via Flickr

研究人员改变了室内农场常规的12小时光照和12小时黑暗的光照周期,最终得出了这一结论。常规的光照模式模仿了外界自然光照的变化规律,但同时也会让提供照明的LED灯消耗大量电能。佛罗里达大学园艺系教授,该论文的作者凯文•福尔塔(Kevin Folta)称:“对农民来说,这会带来高额成本,占到运营预算的25%左右。

因此,福尔塔和他的同事们开始考,逐渐改变植物接受的明暗光照变化周期,是否能节约能源。他们在羽衣甘蓝、芜菁、甜菜和拟南芥的幼苗上进行了测试。令人惊讶的是,他们发现给这些植物5秒光照然后10秒黑暗环境的操作,能够减少30%的能源消耗,同时不打乱植物的生长。

当研究人员将测试调高一个等级,也就是将一个周期内的黑暗时间增加到20秒同时保留5秒的光照时间,幼苗的生长只受到轻微的影响,但这种模式能节省60%的用电!也就是说,将室内农场打造成“作物迪厅”,不仅能够降低能源损耗,还能维持作物正常生长。

将室内农场打造成“作物迪厅”即能维持生长,又能减少能耗 | Pexels

这些最佳的光照周期是研究人员通过反复试验不断试错后获得的。研究刚刚开展时,他们让这些植物接受6小时明暗交替光照,然后是3小时、1小时和30分钟。但在上述这些设定条件下,作物的反应就和一直处在黑暗中的生长状态一样。研究人员推测,这些较慢的光、暗交替扰乱了植物内部的生物钟,从而干预了它们的生长。

福尔塔认为,5秒-10秒的更快速的明暗闪烁改写了植物的正常节律。福尔塔在接受《人类世》杂志的采访时称:“五秒钟的脉冲只是让作物的生物钟的“表针”在走与停的临界点间游走,但从未真正开始运转。它们只是在不断适应外部环境的光线变化,而且不再关注内部的生物钟信息。”

这些发现很有意义,因为当我们寻求更加新颖的方法来制造不同类型的食物时,室内农场就变得更具优势,而且我们需要找到减少其碳排放的方法。在室内种植香草、生菜、草莓和西红柿等农作物能够极大地节约环境资源。比如,与传统的田间种植作物相比,仓库货架式的食物生产方式需要的土地、化肥和水都更少。此外,它拉近了粮食与消费者间的距离,这样既减少常规农业的巨额运输成本,又减少了温室气体排放。

室内种植能够极大地节约环境资源| Pexels

然而,为这些室内农场提供光照会消耗能量,高强度光照下所需的制冷设备也会消耗能量,这些可能会抵消上述的节能效果。福尔塔称:“我们始终应该考虑粮食生产中的碳排放量。不需要长距离运输是非常棒的,但如果需要消耗更多的能量,那就不是我们想要的效果了。”

接下来,福尔塔和他的同事将在不同类型的作物上进行实验,并且使用不同的波长和光照强度来确定作物生长的理想低能耗条件。福尔塔称,他们也开始培育能够适应这种人工室内环境的作物,看看它们能否进一步提高室内农场的能源效率。

或许在未来的某天,这样的室内“迪厅农场”会成为城市中的时尚。(译者:Mr.Qiu,编辑:悲催的铊宝宝,审稿:Yuki)

The End

发布于2019-09-02, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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Emma Bryce

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