Ar ateityje daržoves augins ne saulė, o dirbtinė šviesa?

Šviesa tampa augalų augimo valdymo įrankiu

Kaip paaiškino Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro (LAMMC) vyriausioji mokslo darbuotoja, Augalų fiziologijos laboratorijos vedėja dr. Giedrė Samuolienė, agrofotonika leidžia augalų augimą valdyti pasitelkiant šviesą – reguliuojant jos spektrą, intensyvumą ir trukmę galima skatinti spartesnį jų vystymąsi, didesnį produktyvumą ir geresnę produkcijos kokybę.

Nors šviesos poveikis augalams tiriamas jau daugiau kaip 200 metų, tik pastaraisiais dešimtmečiais atpigusios technologijos leido šias žinias pritaikyti praktiškai. Efektyvios LED apšvietimo sistemos, išmanūs jutikliai ir duomenų analizė suteikė galimybę ne tik stebėti augalų augimą, bet ir tiksliai jį valdyti. Todėl agrofotonika šiandien laikoma viena perspektyviausių sričių, galinčių padėti spręsti klimato kaitos, maisto gamybos efektyvumo ir išteklių tausojimo iššūkius.

Pasak mokslininkės, per artimiausius 10–20 metų agrofotonika gali iš esmės pakeisti Lietuvos žemės ūkį, ypač kontroliuojamos aplinkos sistemose. Modernios apšvietimo technologijos leidžia ne tik efektyviau vykdyti fotosintezę, bet ir trumpinti vegetacijos ciklą, gerinti derliaus kokybę bei maistinę vertę. Tai reiškia, kad ūkininkai galės auginti ne tik daugiau produkcijos, bet ir aukštesnės pridėtinės vertės augalus, pasižyminčius didesniu biologiškai aktyvių junginių kiekiu, geresniu skoniu ir ilgesniu išsilaikymu.

„Vertikalūs ūkiai atveria galimybes auginti produkciją ištisus metus, nepriklausomai nuo klimato sąlygų. Tokiose sistemose ypač perspektyvus aukštos pridėtinės vertės nišinių augalų – vaistinių ir aromatinių augalų, mikrožalumynų – auginimas, kai svarbus ne tik derliaus kiekis, bet ir jo biocheminė sudėtis bei sukauptų vertingų medžiagų kiekis“, – sako dr. G. Samuolienė.

Lietuvoje kuriami sprendimai ateities žemdirbystei

Lietuvoje augalų reakcijos į šviesą pradėtos tirti dar praėjusio amžiaus antroje pusėje, o per pastaruosius du dešimtmečius šie tyrimai išaugo į pažangią fotofiziologijos kryptį, jungiančią fundamentinį mokslą ir praktinius sprendimus žemės ūkiui. LAMMC Sodininkystės ir daržininkystės instituto mokslininkai aktyviai dalyvauja tarptautiniuose tyrimuose ir kuria inovacijas, kurios gali būti pritaikomos šiltnamiuose, vertikaliuose ūkiuose bei kitose kontroliuojamos aplinkos auginimo sistemose.

Europa agrofotoniką mato kaip strateginę kryptį

Agrofotonikos plėtra yra platesnės Europos technologinės transformacijos dalis. Pagal programą „Europos horizontas“ įgyvendinamas projektas „Phorwards21“, kurį Lietuvoje įgyvendina Lietuvos mokslinių tyrimų ir technologijų organizacijų asociacija („RTO Lietuva“),  vienija mokslinių tyrimų organizacijas, verslo atstovus ir technologijų klasterius iš visos Europos. 

Projekto tikslas – kurti bendrą fotonikos mokslinių tyrimų ir inovacijų strategiją bei skatinti šviesos technologijų taikymą įvairiuose sektoriuose – nuo gamybos ir kosmoso technologijų iki maisto ir žemės ūkio. Šio projekto rėmuose birželio 9–10 dienomis Briuselyje vyko „Photonics Partnership Annual Meeting 2026“ renginys, kurio metu vyko mokslo ir verslo bei Europos Komisijos atstovai ieškojo diskutavo, kaip paspartinti fotonikos technologijų pritaikymą ir plėtrą Europoje.

Pasak Fizinių ir technologijos mokslų centro (FTMC) Optoelektronikos skyriaus fizikės ir „RTO Lietuva“ projektų vadovės dr. Dovilės Čibiraitės-Lukenskienės, žemės ūkis ir maisto gamyba šiandien yra vienos mažiausiai išnaudotų fotonikos taikymo sričių, turinčių didelį potencialą.

„Agrofotonikos sprendimai ypač sparčiai vystomi Nyderlanduose, Suomijoje ir Prancūzijoje – šalyse, kuriose žemė yra brangus ir ribotas išteklius, todėl nuolat ieškoma būdų, kaip maksimaliai padidinti jos našumą. Lietuvai ši kryptis taip pat aktuali – žemės ūkio ir maisto produktų eksportas išlieka svarbia šalies ekonomikos dalimi, todėl investicijos į pažangias technologijas galėtų didinti sektoriaus efektyvumą, konkurencingumą ir atsparumą klimato kaitai“, – sako pašnekovė.

Šiandien agrofotonikoje jau plačiai naudojamos LED apšvietimo sistemos, LIDAR (angl. Light Detection and Ranging) sprendimai ir optiniai jutikliai, leidžiantys realiuoju laiku stebėti augalų būklę bei tiksliai valdyti jų auginimą. Tuo pat metu Europa investuoja į naujos kartos fotonikos ir elektronikos lustų technologijas bei ieško naujų šviesos technologijų pritaikymo sprendimų.

Vienas iš tokių praktinio bendradarbiavimo pavyzdžių – „RTO Lietuva“ organizuotas „Photonics 4 AgriFood“ dirbtuvės, subūrusios fotonikos inovatorius iš Belgijos, Suomijos, Turkijos, Lenkijos ir kitų šalių bei Lietuvos agroverslo ir mokslo atstovus. Renginio metu ieškota naujų partnerystės formų tarp fotonikos kūrėjų ir žemės ūkio sektoriaus, kurios ateityje galėtų virsti realiais inovatyviais sprendimais. 

Klimato kaitos iššūkiai ir technologijų ribos

Nors technologinė pažanga sparčiai juda į priekį, ekspertai pabrėžia, kad agrofotonikos potencialas vis dar derinamas su tam tikrais iššūkiais. Uždarose auginimo sistemose išlieka didelis energijos poreikis, todėl svarbu užtikrinti tvarius energijos šaltinius. Taip pat būtina, kad pažangios technologijos taptų prieinamos platesniam ūkininkų ratui.

Vienas didžiausių agrofotonikos privalumų – galimybė tiksliai valdyti augalų augimą. Skirtingi šviesos bangų ilgiai veikia augalus nevienodai: mėlyna šviesa skatina kompaktiškesnį augimą ir aktyvina žiotelių veiklą, raudona efektyvina fotosintezę, o ultravioletinė ar tolimosios raudonos spektro dalys gali skatinti apsauginių, antioksidacinių junginių sintezę. Tokie sprendimai padeda prisitaikyti prie klimato kaitos – leidžia efektyviau naudoti vandenį, mažinti jo poreikį ir užtikrinti stabilesnį derlių net esant ekstremalioms oro sąlygoms.

Vis dėlto išlieka ir iššūkių: didelės pradinės investicijos, specializuotų žinių poreikis bei skirtingas technologijų prieinamumas tarp ūkių. LAMMC mokslininkai yra pasiruošę bendradarbiauti su agroverslu, nuolat ieško sprendimų pigiausioms ir našiausioms technologijoms, kad šie sprendimai taptų prieinami ūkiams. Iššūkiai  palaipsniui mažėja dėl technologijų pigimo, Europos Sąjungos investicijų bei  stiprėjančio mokslo ir verslo bendradarbiavimo.

„Agrofotonika šiandien jau nėra tik ateities vizija – tai realus, mokslo pagrįstas sprendimas, galintis padėti Lietuvai kurti tvaresnį, produktyvesnį ir klimato kaitai atsparesnį žemės ūkį. Strateginės investicijos į šią sritį lems šalies konkurencingumą, maisto gamybos efektyvumą ir atsparumą globaliems iššūkiams ateityje“, – apibendrino LAMMC vyriausioji mokslo darbuotoja, Augalų fiziologijos laboratorijos vedėja dr. G. Samuolienė. 

„Nova media“ informacija