Почву которая ускоряет рост сельхозкультур разрабатывают ученые
Саженцы ячменя вырастают в среднем на 50% больше, если их корневую систему стимулировать электрически с помощью нового субстрата для выращивания. В исследовании, опубликованном в журнале PNAS, ученые из Университета Линчёпинга сообщили, что разработали электропроводящую «почву» для беспочвенного выращивания, известную как гидропоника.
«Население мира увеличивается, и у нас также наблюдается изменение климата. Поэтому ясно, что мы не сможем покрыть потребности планеты в продовольствии только с помощью уже существующих методов ведения сельского хозяйства. Но с помощью гидропоники мы можем выращивать продукты питания и в городских условиях», — говорит Элени Ставриниду, доцент лаборатории органической электроники Университета Линчепинга и руководитель группы электронных растений.
Ее исследовательская группа разработала электропроводящий субстрат для выращивания, адаптированный для гидропонного выращивания, который они называют eSoil. Исследователи из Университета Линчёпинга показали, что саженцы ячменя, выращенные в электропроводящей «почве», выросли на 50% больше за 15 дней, когда их корни стимулировали электрически.
Гидропонное выращивание означает, что растения растут без почвы, им нужны только вода, питательные вещества и то, к чему могут прикрепиться их корни — субстрат. Это закрытая система, обеспечивающая рециркуляцию воды, благодаря чему каждый саженец получает именно те питательные вещества, которые ему необходимы. Поэтому воды требуется очень мало, а все питательные вещества остаются в системе, что невозможно при традиционном выращивании.
Гидропоника также позволяет осуществлять вертикальное культивирование в больших башнях, что позволяет максимально эффективно использовать пространство. К культурам, которые уже выращиваются таким образом, относятся салат, зелень и некоторые овощи. Зерно обычно не выращивают на гидропонике, кроме использования в качестве корма. В этом исследовании ученые показывают, что саженцы ячменя можно выращивать с помощью гидропоники и что они имеют лучшую скорость роста благодаря электрической стимуляции.
«Таким образом, мы можем заставить рассаду расти быстрее, используя меньше ресурсов. Мы пока не знаем, как это на самом деле работает, какие биологические механизмы задействованы. Мы обнаружили, что рассада перерабатывает азот более эффективно, но пока не ясно, как электрическая стимуляция влияет на этот процесс», — говорит Старвриниду.
Минеральную вату часто используют в качестве субстрата для выращивания растений в гидропонике. Она не только не биоразлагаем, но и производится с помощью очень энергоемкого процесса. Субстрат для электронного культивирования eSoil изготовлен из целлюлозы, наиболее распространенного биополимера, смешанного с проводящим полимером под названием PEDOT. Эта комбинация сама по себе не нова, но впервые она используется для выращивания растений и для создания интерфейса для растений таким образом.
Предыдущие исследования использовали высокое напряжение для стимуляции корней. Преимущество «почвы» исследователей из Линчёпинга заключается в том, что она потребляет очень мало энергии и не опасна высоким напряжением. Ставриниду считает, что новое исследование откроет путь к новым направлениям исследований для дальнейшего развития гидропонного культивирования.
«Мы не можем сказать, что гидропоника решит проблему продовольственной безопасности. Но она определенно может помочь, особенно в районах с небольшим количеством пахотных земель и суровыми экологическими условиями», — говорит она.
Источник: Университет Линчёпинга
