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

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...

Science: Облик будущих партнеров запечатлен у бабочек Heliconius в генах
Science: Облик будущих партнеров запечатлен у бабочек Heliconius в генах

Тропические бабочки Heliconius хорошо известны...

Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды

В новом исследовании неврологи показали, как&n...

Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки
Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки

Бурые медведи, добывающие пищу на полуост...

Nature: Стволовые клетки растений подскажут, как развивается рак
Nature: Стволовые клетки растений подскажут, как развивается рак

Крошечный корень растения толщиной не бол...

Animal Behaviour: Козы по голосу определяют, злой хозяин или добрый
Animal Behaviour: Козы по голосу определяют, злой хозяин или добрый

Козы могут отличить счастливого человека от&nb...

Current Biology: Сумчатая мышь из Австралии жертвует сном ради секса
Current Biology: Сумчатая мышь из Австралии жертвует сном ради секса

Всем живым существам необходим сон. Когда люди...

Current Biology: Одомашнивание растений влияет на их микробиом
Current Biology: Одомашнивание растений влияет на их микробиом

Новое исследование, проведенное под руков...

Journal of the Geological Society: В окаменелостях нашли ключевые следы эволюции
Journal of the Geological Society: В окаменелостях нашли ключевые следы эволюции

Исследование, проведенное под руководство...

Current Biology: Созданы дрожжи, питающиеся светом
Current Biology: Созданы дрожжи, питающиеся светом

Возможно, вы знаете дрожжи как орган...

Nature Ecology & Evolution: Ученые секвенировали первый геном из класса Myxini
Nature Ecology & Evolution: Ученые секвенировали первый геном из класса Myxini

Международному научному коллективу, состоящему...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Созданы чернила для 3D-печати гибких устройств без механических соединений
Созданы чернила для 3D-печати гибких устройств без механических соединений
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса