电子土壤促进作物生长

当通过新的栽培基质对大麦幼苗的根系进行电刺激时 , 大麦幼苗的生长平均增加 50% 。在《美国国家科学院院刊》上发表的一项研究中,林雪平大学的研究人员开发了一种用于无土栽培的导电“土壤”,称为水培法 。

电子土壤促进作物生长

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“世界人口不断增加 , 气候变化也随之而来 。因此,很明显,仅靠现有的农业方法我们将无法满足地球的粮食需求 。但通过水培法,我们也可以在城市环境中在非常受控的环境中种植食物 。”林雪平大学有机电子实验室副教授、电子植物小组组长 Eleni Stavrinidou 说道 。
她的研究小组现已开发出一种专为水培栽培而设计的导电基质,他们称之为“eSoil” 。林雪平大学的研究人员表明 , 在导电“土壤”中生长的大麦幼苗在根部受到电刺激后 15 天内生长速度增加了 50% 。
水培栽培意味着植物在没有土壤的情况下生长,只需要水、养分和根部可以附着的东西——基质 。它是一个封闭的系统,可以实现水再循环,使每颗幼苗都能准确获得所需的营养 。因此,只需要很少的水,所有养分都保留在系统中,这在传统栽培中是不可能的 。
水培法还可以在大型塔中进行垂直种植,以最大限度地提高空间效率 。已经以这种方式种植的农作物包括生菜、香草和一些蔬菜 。除了用作饲料之外,谷物通常不采用水培法种植 。在这项研究中,研究人员表明,可以使用水培法培育大麦幼苗 , 并且由于电刺激 , 它们的生长速度更快 。
“通过这种方式,我们可以用更少的资源让幼苗生长得更快 。我们还不知道它实际上是如何运作的,以及涉及哪些生物机制 。我们发现幼苗能更有效地处理氮,但目前尚不清楚电刺激如何影响这一过程,”Eleni Starvrinidou 说 。
矿棉常被用作水培栽培基质 。它不仅不可生物降解,而且是通过能源密集型工艺生产的 。电子栽培基质 eSoil 由最丰富的生物聚合物纤维素与称为 PEDOT 的导电聚合物混合制成 。这种组合本身并不新鲜,但这是第一次将其用于植物栽培以及以这种方式为植物创建界面 。
【电子土壤促进作物生长】先前的研究曾使用高电压来刺激根部 。林雪平研究人员的“土壤”的优点是能耗非常低,而且没有高压危险 。Eleni Stavrinidou 认为,这项新研究将为新的研究领域进一步开发水培栽培开辟道路 。
“我们不能说水培法就能解决粮食安全问题 。但它肯定会有所帮助,特别是在耕地很少和环境条件恶劣的地区 。”

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