Сеянцы ячменя вырастают быстрее и в среднем на 50 % крупнее, если их корневую систему стимулировать электрическими импульсами с помощью нового субстрата. Это открытие сможет помочь растениеводству в районах с небольшим количеством пахотных земель и суровыми природными условиями. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Население Земли в настоящее время составляет 7,97 миллиардов человек, а к 2050 году, по оценкам ученых, оно увеличится до 9,6 миллиардов. Чтобы обеспечить все население пищей, необходимо увеличить количество продовольствия и эффективность сельского хозяйства. Одним из перспективных направлений в этой сфере стала гидопоника. При использовании этого метода растениям не нужна почва – им достаточно воды с растворенными питательными веществами и того, к чему могут прикрепиться их корни – субстрата. В гидропонике используется закрытая система, обеспечивающая рециркуляцию, чтобы каждый саженец получал все необходимое. Поэтому воды требуется очень мало, и все питательные вещества остаются в системе, что невозможно при традиционном выращивании. Гидропоника также позволяет осуществлять вертикальное культивирование, что позволяет максимально эффективно использовать пространство. К культурам, которые уже выращиваются таким образом, относятся зелень и некоторые овощи. Для зерновых, как правило, гидропоника не применяется (если не считать кормовых сортов).
Агрономы провели эксперименты по выращиванию ячменя с помощью методов гидропоник с электрической стимуляцией. Они изготовили специальный субстрат eSoil на основе целлюлозы, наиболее распространенного биополимера. Исследователи смешали целлюлозу с проводящим полимером под названием PEDOT.
Поляризуя eSoil, ученые наблюдали ускорение роста рассады и увеличение сухой массы в среднем на 50% в первые 15 дней. Новый способ значительно улучшил развитие корней и развитие побегов. Эффект проявлялся в период роста после стимуляции. Стимулированные растения активнее усваивали нитраты более эффективно, чем представленные в контрольной группе, благодаря чему появляется возможность снизить количество используемых удобрений.
Результаты уже впечатлили агрономов, однако для более полного понимания задействованных физических и биологических процессов необходимы дополнительные исследования. eSoil становится новым шагом в разработке активных гидропонных каркасов, которые могут повысить урожайность сельскохозяйственных культур, при этом не отступая от принципов устойчивого развития.
«Население мира увеличивается, а климат на планете изменяется. Очевидно, мы не сможем покрыть потребности планеты в продовольствии только уже существующими методами ведения сельского хозяйства. Но с помощью гидропоники мы можем выращивать продукты питания и в городах, в строго контролируемых условиях», — поясняет соавтор исследования Элени Ставриниду из Университета Линчепинга в Швейцарии.
Автор: Анна Гуль
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
