Dziś ciekawostka technologiczna, która może przyczynić się w przyszłości do zmiany podejścia w produkcji roślin czy materiału szkółkarskiego. Pod koniec grudnia 2023 na łamach czasopisma PNAS opublikowano artykuł naukowy badaczy ze szwedzkiego Uniwersytetu w Linköping, w którym opisano nowatorską metodę uprawy hydroponicznej. Celem przyspieszenia wzrostu i zwiększenia plonów uczeni podłączali rośliny (glebę) do prądu. Taka technika stymulacji upraw może przyczynić się do zadziwiających wzrostów plonów.
Czym jest hydroponika?
Hydroponikę wykorzystuje się do uprawy warzyw, roślin liściastych i pasz. Obszary o ograniczonych gruntach ornych, złej jakości gleby i trudnych warunkach środowiskowych mogą odnieść korzyści z hydroponicznej produkcji żywności. Podłoża stosowane w hydroponice zapewniają głównie wsparcie dla korzeni. W tym przypadku opracowano glebę bioelektroniczną (eSoil), która w hydroponice zapewnia bodźce elektryczne korzeniom roślin i ich środowisku. Dla przykładu wzrost siewek jęczmienia ulega wzmocnieniu, gdy po stymulacji elektrycznej masa sucha wzrasta średnio o 50%. eSoil zużywa niewiele energii, a jej głównym składnikiem strukturalnym jest celuloza, najpowszechniej występujący polimer. Praca ta otwiera drogę do wykorzystania bodźców fizycznych w celu zwiększenia wzrostu roślin, ale także zapewnia platformę do zrozumienia lepszych reakcji roślin na pole elektryczne.
Najnowsze badanie szwedzkich uczonych
Naukowcy wykorzystali zwykłą celulozę zmieszaną z przewodzącym polimerem zwanym PEDOT. Testy przeprowadzono na jęczmieniu. Sadzonki były przez 15 dni stymulowane elektrycznie. Okazało się, że wzrost suchej masy sadzonek wyniósł 50%. Wzrost dotyczył pędów oraz korzeni. Okazało się także, że elektrycznie pobudzany jęczmień redukował i przyswajał NO3 efektywniej niż próbki kontrolne, które były niestymulowane. To odkrycie pokazało, że prąd elektryczny powinien pomóc w redukcji ilości stosowanych nawozów sztucznych w rolnictwie na świecie. Oczywiście to dopiero początek dojścia do takiego stanu. Taka e-gleba wydaje się idealnym rozwiązaniem w tych miejscach na świecie, gdzie rolnicy borykają się z biedą, ciągłymi suszami, brakiem wody, ubogą w organiczne substancje glebą, degradacją środowiska, zniszczeniami po przemysłowymi czy kopalnymi.
Zdjęcie - eSoil wspomaga rozwój systemu korzeniowego roślin rosnących, a także wełny skalnej w hydroponice [źródło: https://www.pnas.org].
(A) Układ doświadczalny do testu wzrostu roślin w wełnie skalnej i eSoilu. Wstępnie kiełkujące nasiona umieszcza się w wełnie mineralnej lub eSoil i pozostawia do wzrostu na 15 dni w oddzielnych pojemnikach dla każdej rośliny.
(B) Zdjęcie roślin uprawianych w wełnie mineralnej i eSoil w momencie zbiorów.
(C) Długość rośliny, pędu i głównego korzenia po 15 dniach wzrostu w wełnie mineralnej (n = 5) i eSoil (n = 6). Wartość średnią i SE przedstawiono czarnym kwadratem. Brak istotnej statystycznej różnicy między wełną mineralną a eSoilem (zestaw danych S1).
(D) Sucha masa rośliny, pędu i korzenia palowego po 15 dniach wzrostu w wełnie mineralnej (n = 5) i e-glebie (n = 6). Wartość średnią i SE przedstawiono czarnym kwadratem. Brak istotnej statystycznej różnicy między wełną mineralną a eSoilem (zestaw danych S1).
(E) Zdjęcie rośliny jęczmienia po 15 dniach wzrostu w eSoil.
(F) Mikro-CT rentgenowskie rośliny przedstawiające nasiona z korzeniami jęczmienia (żółty) i eSoil (biały).
(G) Mikrografie SEM korzeni (żółty) rosnących przez i wzdłuż eSoil (niebieski) (paski skali, 100 μm).
A jeśli dalsze badania wykażą takie wnioski, co do krzewów i drzew? Czeka nas zielona rewolucja e-gleby? Może to mieć wpływ na powstrzymanie zmian klimatycznych i zazielenianie planety? Czas pokaże, czy wyjdzie nam to na plus, czy wiąże się z nieznanymi jeszcze zagrożeniami. Co sądzicie?
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz