Investigadores en el Jardín Botánico Siberiano de la Universidad Estatal de Tomsk en Rusia (SibBG), el Instituto de Electrónica de Alta Corriente SB RAS (IHCE) y la Universidad Politécnica de Tomsk (TPU) han implementado un proyecto interdisciplinario para estudiar los parámetros óptimos de la radiación UV para el tratamiento previo de las semilla y la radiación fotosintéticamente activa para cultivar plantas económicamente valiosas. El enfoque propuesto permitirá el crecimiento de diferentes cultivos bajo condiciones de iluminación artificial, incluso en sistemas de soporte vital cerrado y áreas agrícolas críticas, incluido el Ártico.
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«Hemos probado el dispositivo de irradiación creado por científicos de la TPU. Controla la composición espectral y la intensidad de la iluminación en modo manual y automático», dice Tatyana Astafurova, jefa del Laboratorio de Fisiología de Plantas y Biotecnología de SibBG. «Nuestra tarea fue evaluar el grado de impacto del nuevo dispositivo en los procesos de vida de las plantas y la selección de los modos de luz más efectivos, teniendo en cuenta las características de las especies, las variedades y la edad de las plantas».
Como señala Tatyana Astafurova, el uso de diferentes partes del espectro de la radiación óptica brinda la oportunidad de influir no solo en las características estructurales y funcionales de las plantas, sino también para regular su rendimiento, prolongar la vida útil, cambiar el metabolismo y mejorar las propiedades nutricionales. Por ejemplo, en plantas medicinales, es posible aumentar el contenido de sustancias biológicamente activas para obtener un microgreen con las propiedades deseadas.
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«Este enfoque permite el cultivo de plantas fuertes respetuosas con el medio ambiente sin efectos químicos nocivos en condiciones de iluminación limitada», dice Tatyana Astafurova. «La fotorregulación de plantas es prometedora para áreas con condiciones climáticas difíciles y falta de tierra cultivable (cultivo vertical). Puede usarse en plantas de ciclo cerrado. Sin embargo, este método será efectivo solo en presencia de fuentes de radiación de alta tecnología, por lo que muchos países ahora están trabajando activamente para crearlos. Necesitamos fuentes de luz de nueva generación, que sean eficientes en el consumo de energía, seguras y rentables. Los proyectos interdisciplinarios como el nuestro ayudan a acercarse a este objetivo y a proporcionar las nuevas funciones con las funciones adecuadas.»
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El segundo bloque del proyecto se implementó conjuntamente con el IHCE-SB/RAS. Los científicos practicaron una nueva forma de tratamiento previo en la semilla y sacarlas del estado de reposo. La radiación ultravioleta de excilamps desarrollada por el personal del instituto se utilizó como herramienta. En este caso, la dependencia de la dosis se seleccionó individualmente para diferentes cultivos, incluidos los de semilla dura y los difíciles de cultivar.
Durante las pruebas, fue posible obtener nuevos datos sobre el efecto de la radiación UV en las cualidades de siembra de las plantas con una vida útil prolongada y baja germinación (trigo, camelina, tributario, trébol y otras) y mejorar este indicador.
«Hay varias formas de sacar las semillas de la latencia, incluidas las [formas] mecánicas, químicas, físicas y otras», dice Tatyana Astafurova. «Con los investigadores de IHCE, intentamos encontrar un enfoque más respetuoso con el medio ambiente y más efectivo. A la larga, los resultados obtenidos pueden ser la base de una nueva tecnología para tratar las semillas para mejorar su germinación y aumentar el rendimiento de varias cultivos».