Исследователи из Линчёпингского университета во главе с доцентом лаборатории органической электроники Элени Ставриниду разработали электропроводящий субстрат для гидропонного выращивания, который они назвали eSoil. Результаты экспериментов показали, что в проводящей "почве" при стимуляции корней саженцы ячменя за 15 дней вырастали на 50% больше.

Гидропоника означает, что растения растут без почвы, им нужны только вода, питательные вещества и то, к чему могут прикрепиться корни – субстрат. Это закрытая система, обеспечивающая рециркуляцию жидкости, благодаря чему каждый саженец получает именно то, что ему необходимо. Поэтому воды требуется очень мало, а все питательные вещества остаются в системе, что невозможно при традиционном выращивании.

"Население мира увеличивается, также происходит изменение климата. Ясно, что мы не сможем покрыть потребности планеты в продовольствии только существующими методами ведения сельского хозяйства. Но с помощью гидропоники мы можем выращивать продукты питания и в городе, в  строго контролируемых условиях", — говорит Ставриниду.

Гидропоника также позволяет осуществлять вертикальное культивирование в больших башнях, что дает возможность максимально эффективно использовать пространство. Так уже культивируются салат, зелень и некоторые овощи. Зерно обычно не выращивают на гидропонике. В этом исследовании ученые показывают, что саженцам ячменя такой способ тоже подходит, а достичь большей урожайности позволяет электрическая стимуляция.

"Таким образом, мы можем заставить рассаду расти быстрее, используя меньше ресурсов. Мы пока не знаем, как это на самом деле работает, какие биологические механизмы задействованы. Мы обнаружили, что саженцы более эффективно перерабатывает азот, но пока неясно, как электрическая стимуляция влияет на этот процесс", — говорит Старвриниду.

Субстрат eSoil, который разработали ученые, изготовлен из целлюлозы, наиболее распространенного биополимера, смешанного с проводящим полимером под названием PEDOT. Эта комбинация сама по себе не нова, но она впервые используется для культивации растений. В традиционной гидропонике для закрепления корней чаще всего применяют минеральную вату. Но она не только не биоразлагаема, но и производится с помощью очень энергоемкого процесса.

Не новой является и сам принцип стимуляции корней электричеством. Однако в предыдущих исследованиях применялось высокое напряжение. Преимущество "почвы" ученых из Линчёпинга заключается в том, что она потребляет очень мало энергии и не имеет рисков, связанных с высоким напряжением. Элени Ставриниду считает, что 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 природными условиями".

Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.