Первый опыт по этой тематике в вузе приобрели несколько лет назад, когда разрабатывали специальные светильники для хранилищ картофеля. Началось с того, что владелец крупного фермерского хозяйства Евгений Цирулев во время поездки в Европу для изучения опыта местных овощеводов заметил, что в одном из хранилищ лампы излучают необычный зеленый свет. Как оказалось, свет определенного спектра был нужен для лучшей сохранности картофеля, позволяя ему не зеленеть (что обычно происходит при выработке хлорофилла).

Вернувшись в Самарскую область, овощевод поделился своими наблюдениями с сотрудниками СамГАУ, и те решили создать отечественный аналог таких ламп. Партнером выступила группа компаний "ЭнергоСпецСтрой", специализирующаяся на производстве светотехники.

После долгих исследований и экспериментов выяснилось, что процесс выработки хлорофилла сходит на нет именно в зеленом спектре. Теперь в картофелехранилище у Евгения Цирулева - как в фантастическом кино: всегда зеленая подсветка.

Выращивание растений в условиях закрытого грунта или технологичных культивационных сооружений сопровождается высокими затратами энергии - как тепловой, для поддержания оптимальных параметров микроклимата, так и электрической, главным образом для освещения (досвечивания) растений. В условиях роста цен на энергоносители все более актуальной становится задача снижения энергозатрат через повышение энергоэффективности оборудования, в том числе светотехнического.

Эту задачу частично решает внедрение светодиодных светильников, однако возникают новые проблемы, связанные именно со спектральным составом света. Состав спектра светодиодного светильника не всегда соответствует потребностям растений. Из-за этого возможно замедление роста растений, по сравнению с тем, что происходит при освещении специальными люминесцентными светильниками.

Оптимальные характеристики спектра света для каждой агрокультуры пока слабо изучены. В этом направлении группа ученых и студентов самарского агровуза под руководством доцента кафедры "Электрификация и автоматизация АПК" Сергея Васильева увидела широкие возможности для исследований и экспериментов.

К примеру, выяснилось, что при выращивании меристемных растений (например, при производстве безвирусных семян картофеля) проблема состоит в том, что в процессе селекционной работы значительная часть времени тратится на выращивание отобранных микроклональных ростков до необходимых размеров. И создание правильного освещения позволило бы существенно сократить время выращивания.

Исследования привели к разработке новых устройств. Так, совместно с ООО "ПТП ЭнергоСтандарт" был создан небольшой лабораторный модуль (биомодуль) для выращивания зелени и овощей. Установка является не промышленным, а лабораторным образцом, предназначенным для проведения научных исследований. При внесении соответствующих изменений она промышленно применима. Биомодуль уникален тем, что позволяет создавать освещенность в зоне роста растений с различными характеристиками, как по уровню освещенности, так и по спектральному составу света.

Опыты на редисе показали созревание корнеплодов на пять-семь дней раньше нормативных сроков. Хорошие результаты дало выращивание салата, базилика и другой пряной зелени.

Впрочем, лабораторный модуль - только первый шаг. Ведь если, к примеру, брать задачу обеспечения свежей зеленью жителей Крайнего Севера, то маленькие модули проблемы не решат. Имея в виду такие масштабные задачи, ученые СамГАУ приступили к разработке фитомодуля большего размера. Это уже контейнер размером 4×5 метров в утепленном варианте. Данная установка сейчас уже изготовлена и проходит испытание.

Как и биомодуль, контейнер освещается светодиодными светильниками с регулируемым спектром и потоком. Регулировка светильников осуществляется под определенные культуры, а также под потребности растений на различных стадиях их развития. Данный фитомодуль можно использовать круглогодично - по принципу термоса он способен сохранять тепло, производимое фитосветильниками, и за счет этого экономить энергию, необходимую для отопления.

"Мы считаем наиболее перспективной разработку именно светодиодных фитоламп, так как именно они являются, в некотором смысле, электронными устройствами, а значит легко управляются с помощью цифровой электроники. Это и есть одна из составляющих цифровизации тепличного растениеводства, - поясняет Сергей Васильев. - Также эти светильники перспективны за счет своей небольшой цены, экономичности и высокой светоотдачи. При разработке подобных устройств мы стремимся к созданию полностью автоматизированных модульных и контейнерных установок, позволяющих круглогодично выращивать овощную, зеленную, ягодную или пряно-ароматическую продукцию. А также повысить энергосбережение в процессе выращивания".