تمكن فريق من الباحثين في جامعة سيبيريا الفيدرالية من تطوير تقنية مبتكرة لزراعة الطماطم في أقصى الشمال باستخدام ضوء معقد يسمح بتقليل استهلاك الكهرباء، هذه التقنية الجديدة تهدف إلى خفض تكاليف الطاقة بشكل كبير، مما يتيح إمكانية زراعة المحاصيل في ظروف صعبة مثل تلك التي تسود المناطق الشمالية.

استخدام أضواء LED لتقليل استهلاك الطاقة

وفقا للعلماء، فإن استخدام أضواء LED يعد حلا فعالا لتقليل تكاليف الطاقة إلى النصف مقارنة مع المصابيح التقليدية مثل مصابيح تفريغ الغاز، وتعتبر هذه التقنية هامة بشكل خاص في المناطق التي تعاني من قلة مصادر الضوء الطبيعي، حيث يُعتبر الضوء الطبيعي عاملا أساسيا لجميع الكائنات الحية، كونه يشغل العمليات الحيوية مثل التمثيل الضوئي والرؤية.

التكيف مع الظروف المناخية الصعبة

توضح الباحثة يفغينيا سليوساريفا، الأستاذة في قسم الضوئيات وتقنيات الليزر بجامعة سيبيريا الفيدرالية، أن إنتاجية وجودة المحاصيل الزراعية تعتمد على التركيب الطيفي للإشعاع. باستخدام مصابيح LED، يمكن تكوين طيف ضوء معقد يماثل الطاقة الشمسية بشكل أكثر فعالية. وتضيف سليوساريفا أن الضوء الأحمر يؤثر في الإزهار والإثمار، بينما الضوء الأزرق يساهم في تراكم الكلوروفيل ويؤثر على نمو النباتات.

دراسة مقارنة بين مصابيح LED ومصابيح الصوديوم

في تجاربهم، قام العلماء باستخدام زراعة الطماطم كمثال للمقارنة بين فعالية مصابيح تفريغ الغاز الصوديوم التقليدية المستخدمة في البيوت الزجاجية، وبين المشعات المبتكرة التي تعتمد على تكنولوجيا LED. وتعتبر الطماطم واحدة من أصعب المحاصيل الزراعية التي تحتاج إلى ضوء مكثف طوال فترة نموها التي تتجاوز 70 يوما.

تحسين الإنتاجية وجودة المحاصيل في المناطق الشمالية

تشير سليوساريفا إلى أنه بعد التأكد من كفاءة استخدام الطاقة في مشعات LED، يخطط الفريق للتركيز على تصميم أوضاع إشعاعية مخصصة لتحفيز نمو النباتات وتزويدها بالفيتامينات، هذه التقنية تمثل أهمية خاصة في المناطق الشمالية حيث تكون تكاليف الكهرباء مرتفعة، مما يساهم في تحسين جودة الحياة دون التأثير على التكلفة.

مستقبل الأبحاث والطاقة المستدامة

بحلول نهاية الدورة الزراعية، بعد 80 يوما، تصبح الطماطم جاهزة للنضج، ويستمر العلماء في تقييم التركيب الكيميائي الحيوي للمجموعات الضابطة والتجريبية. ويؤكد الباحثون أن استخدام مشعات LED يقلل استهلاك الطاقة بمقدار النصف مقارنة بالأنظمة التقليدية، مما يعد خطوة هامة نحو تحسين استدامة الزراعة في مناطق ذات ظروف مناخية قاسية.