Ученые разрабатывают "электронную почву", ускоряющую рост сельскохозяйственных культур

Саженцы ячменя демонстрируют прирост в размере в среднем на 50%, если подвергнуть их корневую систему электрической стимуляции с использованием нового субстрата для выращивания. В исследовании, опубликованном в журнале PNAS, ученые из Университета Линчёпинга (Швеция) разработали электропроводящую "почву" для беспочвенного выращивания, известную как гидропоника.

"При увеличении населения планеты и изменении климата становится очевидным, что существующих методов сельского хозяйства недостаточно для удовлетворения потребностей планеты в продовольствии. Однако гидропоника позволяет выращивать продукты в городских условиях, обеспечивая строгий контроль", — отмечает Элени Ставриниду из Университета Линчёпинга.

Её исследовательская группа разработала электропроводящий субстрат для гидропонного выращивания, который они называют eSoil. Исследователи показали, что саженцы ячменя, выращенные в проводящей "почве", увеличивают свой размер на 50% за 15 дней при электрической стимуляции корней.

Гидропоника предполагает выращивание растений без использования почвы, используя только воду, питательные вещества и субстрат для крепления корней. Это закрытая система с рециркуляцией воды, что снижает потребление воды, а все питательные вещества остаются в системе.

Гидропоника также позволяет вертикальное выращивание в высоких башнях, эффективно использовать пространство. В этом исследовании ученые показали, что саженцы ячменя могут быть выращены с использованием гидропоники и демонстрируют лучший темп роста при электрической стимуляции.

"Таким образом, мы можем достичь быстрого роста рассады, используя меньше ресурсов. Пока неясно, каким образом это происходит и какие биологические механизмы включены. Мы выяснили, что рассада эффективнее обрабатывает азот, но влияние электрической стимуляции на этот процесс не до конца понятно", — отмечает Ставриниду.

Вместо минеральной ваты, часто используемой в гидропонике, в качестве субстрата, ученые использовали субстрат для электропроводящего культивирования eSoil, созданный из целлюлозы и проводящего полимера PEDOT. Эта комбинация, хотя и не нова, впервые применяется для выращивания растений и создания интерфейса для них.

Предыдущие исследования использовали высокое напряжение для стимуляции корней, однако "почва" из Линчёпинга требует небольшого количества энергии и не представляет опасности высокого напряжения. Ставриниду считает, что новое исследование открывает путь к новым направлениям исследований в области гидропонного культивирования.

"Гидропоника, конечно, не решит проблему продовольственной безопасности, но она может оказать помощь, особенно в регионах с ограниченной площадью пахотных земель и трудными климатическими условиями", — заключает она.