PNAS: Электронная почва улучшает рост сельскохозяйственных культур

Проростки ячменя растут в среднем на 50% крупнее, если стимулировать их корневую систему электричеством с помощью нового субстрата для выращивания.

В исследовании, опубликованном в журнале PNAS, ученые из Университета Линчепинга разработали электропроводящую «почву» для беспочвенного выращивания, известного как гидропоника.

«Население планеты растет, и мы также сталкиваемся с изменением климата. Поэтому очевидно, что мы не сможем удовлетворить потребности планеты в продовольствии только с помощью уже существующих методов ведения сельского хозяйства. Но с помощью гидропоники мы сможем выращивать пищу и в городских условиях в очень контролируемых условиях», — говорит Элени Ставриниду, доцент Лаборатории органической электроники Университета Линчепинга и руководитель группы „Электронные растения“.

Ее исследовательская группа разработала электропроводящий субстрат для гидропонного выращивания, который они назвали eSoil. Исследователи из Университета Линчепинга показали, что проростки ячменя, выращенные в электропроводящей «почве», выросли на 50% больше за 15 дней, когда их корни были стимулированы электрическим током.

Гидропонное выращивание означает, что растения растут без почвы, нуждаясь только в воде, питательных веществах и чем-то , к чему могут прикрепиться их корни — субстратом. Это закрытая система, обеспечивающая рециркуляцию воды, чтобы каждый саженец получал именно те питательные вещества, которые ему необходимы. Поэтому требуется очень мало воды, а все питательные вещества остаются в системе, что невозможно при традиционном выращивании.

Гидропоника также позволяет выращивать культуры вертикально в больших башнях, чтобы максимально эффективно использовать пространство. К культурам, которые уже выращиваются таким образом, относятся салат-латук, зелень и некоторые овощи. Зерновые культуры обычно не выращиваются в гидропонике, за исключением тех, которые используются в качестве корма. В данном исследовании ученые показали, что проростки ячменя можно выращивать с помощью гидропоники и что благодаря электростимуляции они лучше растут.

Таким образом, мы можем заставить проростки расти быстрее, используя меньше ресурсов. Мы пока не знаем, как это работает, какие биологические механизмы задействованы. Мы обнаружили, что проростки эффективнее перерабатывают азот, но пока неясно, как электростимуляция влияет на этот процесс, — говорит Элени Старвриниду.

Минеральная вата часто используется в качестве субстрата для выращивания в гидропонике. Она не только не поддается биологическому разложению, но и производится с помощью очень энергоемкого процесса. Электронный субстрат для выращивания eSoil изготовлен из целлюлозы, самого распространенного биополимера, смешанного с проводящим полимером PEDOT. Эта комбинация как таковая не нова, но впервые она используется для выращивания растений и создания интерфейса для них подобным образом.

В предыдущих исследованиях для стимуляции корней использовалось высокое напряжение. Преимущество «почвы» исследователей из Линчепинга в том, что она потребляет очень мало энергии и не несет опасности высокого напряжения. Элени Ставриниду считает, что новое исследование откроет путь к новым направлениям исследований для дальнейшего развития гидропонного выращивания.

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 условиями окружающей среды.

26.12.2023


Подписаться в Telegram



Биосфера

Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита
Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита

Выращивать кальмаров в аквакультуре пытаю...

Animal Behaviour: Собаки лучше свиней реагируют на звуки человека
Animal Behaviour: Собаки лучше свиней реагируют на звуки человека

Способность собак чувствовать боль человека мо...

Ученые СПбГУ: Бактериальные споры способны пережить падение из космоса
Ученые СПбГУ: Бактериальные споры способны пережить падение из космоса

Математики Санкт-Петербургского государственно...

Animal Biotelemetry: Меховые метки улучшат технологию слежения за медведями
Animal Biotelemetry: Меховые метки улучшат технологию слежения за медведями

Благодаря новым приборам для отслеживания...

Nature Ecology & Evolution: Всеобщий предок LUCA оказался старше, чем считалось
Nature Ecology & Evolution: Всеобщий предок LUCA оказался старше, чем считалось

Международная группа исследователей под р...

Frontiers in Veterinary Science: Открыт способ отучить кошек царапать мебель
Frontiers in Veterinary Science: Открыт способ отучить кошек царапать мебель

Многие владельцы кошек сталкиваются с тем...

Ученый объяснил, как планктон выживает в турбулентных потоках
Ученый объяснил, как планктон выживает в турбулентных потоках

Как движутся частицы в турбулентных жидко...

EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь

Группа ученых из Университета Нагоя, Япон...

Frontiers in Bee Science: Жара мешает шмелям полноценно размножаться
Frontiers in Bee Science: Жара мешает шмелям полноценно размножаться

В результате климатического кризиса глобальное...

Journal of the AChemSociety: Синтетика вызывает хаос в первичном бульоне
Journal of the AChemSociety: Синтетика вызывает хаос в первичном бульоне

Наше тело состоит из триллионов различных...

Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному
Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному

Исследователь из Мельбурнского университе...

New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад

По мнению исследовательской группы под ру...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
Учёные МИСИС и ИФХЭ РАН разработали быстрый и дешёвый метод получения вольфрама
Учёные МИСИС и ИФХЭ РАН разработали быстрый и дешёвый метод получения вольфрама
Учёные предлагают контролировать москитов с помощью генетической селекции
Учёные предлагают контролировать москитов с помощью генетической селекции
Казанский студент намерен разработать умные очки в 3 раза дешевле аналогов
Казанский студент намерен разработать умные очки в 3 раза дешевле аналогов
На российском рынке труда — дефицит инженеров и конструкторов на производстве
На российском рынке труда — дефицит инженеров и конструкторов на производстве
Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита
Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита
ANZJ of Public Health: Пары сварки подвергают сварщиков риску развития рака
ANZJ of Public Health: Пары сварки подвергают сварщиков риску развития рака
Казанские ученые выяснили, что русский язык позитивнее английского
Казанские ученые выяснили, что русский язык позитивнее английского
AIChE Journal: Инженеры исследуют расширение интеллекта для большей безопасности
AIChE Journal: Инженеры исследуют расширение интеллекта для большей безопасности
Tobacco Control: Пора бить тревогу из-за вейпов со встроенными играми
Tobacco Control: Пора бить тревогу из-за вейпов со встроенными играми

Новости компаний, релизы

U-NOVUS 2024: технологическое развитие России немыслимо без университетов и инвестиций бизнеса в техпред
Новая "Кантиана" поможет студентам быстрее адаптироваться к калининградскому климату
Российские ученые предложили тушить пожары с помощью газогидратного огнетушителя
Биохимики СПбГУ выяснили, что гипоксия плода в сочетании со стрессом матери может приводить к никотиновой зависимости
В России начинает работу фонд для нуждающихся в сложном высокотехнологичном лечении