Ein Team von Wissenschaftlern der Fakultäten für Ingenieurwesen und Landwirtschaft der Universität Hokkaido und des Institute for Design and Research of Chemical Reactions (Japan) hat eine auf Europium basierende Dünnfilmbeschichtung entwickelt, die das Pflanzenwachstum beschleunigt, berichtet Phys.org-Portal.
Diese Technologie könnte die Reproduktionsrate von Pflanzen erhöhen und hat das Potenzial, zur Lösung globaler Nahrungsmittelversorgungsprobleme beizutragen.
Pflanzen wandeln sichtbares Licht durch einen Prozess namens Photosynthese in Energie um. Sonnenlicht enthält neben sichtbarem Licht auch ultraviolette (UV) Strahlen. Die Forscher in dieser Arbeit versuchten, Pflanzen mit zusätzlichem sichtbarem Licht zur Verwendung in der Photosynthese zu versorgen, indem sie ein wellenlängenkonvertierendes Material (WCM) verwendeten, das ultraviolettes Licht in Rot umwandeln kann.
Die Forscher entwickelten WCM auf Basis des Europium-Komplexes und schufen eine Dünnfilmbeschichtung, die auf handelsübliche Kunststoffplatten aufgebracht werden kann.
Wissenschaftler haben gezeigt, dass der Film ultraviolettes Licht in Rot umwandelt, aber nützliches sichtbares Licht von der Sonne nicht blockiert.
Die Folie wurde getestet, indem Pflanzen verglichen wurden, die mit und ohne WCM-beschichteten Blättern gezüchtet wurden. Die Tests wurden an Mangold und japanischer Lärche durchgeführt.
Im Sommer, wenn die Tageslänge maximal ist und die Sonneneinstrahlung stark ist, waren Mangoldpflanzen, die mit und ohne WCM-Folie angebaut wurden, praktisch gleich. Im Winter, wenn die Tage kürzer und das Sonnenlicht schwächer ist, zeigten Mangoldpflanzen, die mit WCM-Folien gewachsen wurden, nach 1,2 Tagen die 1,4-fache Höhe und die 63-fache Biomasse. Die Forscher führen dieses beschleunigte Wachstum auf die Zunahme des Rotlichtanteils der WCM-Filme zurück.
Auch Versuche mit japanischen Lärchen zeigten ein beschleunigtes Pflanzenwachstum. Die Sämlinge zeigten in den ersten 4 Monaten eine höhere relative Wachstumsrate, was zu einem 1,2-mal größeren Stammdurchmesser und einer 1,4-mal größeren Gesamtbiomasse führte als Bäume, die ohne WCM-Abdeckung gezogen wurden.
Wichtig ist, dass die Sämlinge dadurch innerhalb eines Jahres die Standardgröße für die Anpflanzung in der Forstwirtschaft von Hokkaido erreichten. Durch die Verwendung von WCM-Folien kann die Wachstumszeit von Sämlingen von zwei Jahren auf ein Jahr verkürzt werden, was zu einer wirtschaftlicheren Pflanzenproduktion führt.