Investigadores desarrollan 'suelo electrónico' que mejora el crecimiento de los cultivos

25 de diciembre de 2023

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por la Universidad de Linköping

Las plántulas de cebada crecen en promedio un 50% más cuando su sistema de raíces se estimula eléctricamente a través de un nuevo sustrato de cultivo. En un estudio publicado en la revista PNAS, investigadores de la Universidad de Linköping han desarrollado un 'suelo' eléctricamente conductivo para el cultivo sin tierra, conocido como hidroponía.

'La población mundial está aumentando y también tenemos cambio climático. Por lo tanto, está claro que no podremos satisfacer las demandas de alimentos del planeta solo con los métodos agrícolas existentes. Pero con la hidroponía, también podemos cultivar alimentos en entornos urbanos en configuraciones muy controladas', dice Eleni Stavrinidou, profesora asociada en el Laboratorio de Electrónica Orgánica de la Universidad de Linköping y líder del grupo de Plantas Electrónicas.

Su grupo de investigación ha desarrollado ahora un sustrato de cultivo eléctricamente conductor, adaptado al cultivo hidropónico, al que llaman eSoil. Los investigadores de la Universidad de Linköping han demostrado que las plántulas de cebada cultivadas en el 'suelo' conductivo crecieron hasta un 50% más en 15 días cuando sus raíces fueron estimuladas eléctricamente.

El cultivo hidropónico significa que las plantas crecen sin tierra, necesitando solo agua, nutrientes y algo a lo que sus raíces puedan adherirse, es decir, un sustrato. Es un sistema cerrado que permite la recirculación del agua para que cada plántula reciba exactamente los nutrientes que necesita. Por lo tanto, se requiere muy poca agua y todos los nutrientes permanecen en el sistema, lo cual no es posible en un cultivo tradicional.

La hidroponía también permite el cultivo vertical en torres grandes para maximizar la eficiencia del espacio. Los cultivos que ya se cultivan de esta manera incluyen lechuga, hierbas y algunas verduras. Los cereales no se cultivan típicamente en la hidroponía, excepto para su uso como forraje. En este estudio, los investigadores muestran que las plántulas de cebada pueden ser cultivadas utilizando hidroponía y que tienen una mejor tasa de crecimiento gracias a la estimulación eléctrica.

'De esta manera, podemos hacer que las plántulas crezcan más rápido con menos recursos. Aún no sabemos cómo funciona exactamente, qué mecanismos biológicos están involucrados. Lo que hemos descubierto es que las plántulas procesan el nitrógeno de manera más efectiva, pero aún no está claro cómo la estimulación eléctrica afecta este proceso', dice Stavrinidou.

A menudo se usa lana mineral como sustrato de cultivo en la hidroponía. No solo no es biodegradable, sino que también se produce con un proceso muy intensivo en energía. El sustrato de cultivo electrónico eSoil está hecho de celulosa, el biopolímero más abundante, mezclado con un polímero conductor llamado PEDOT. Esta combinación en sí no es nueva, pero es la primera vez que se utiliza para el cultivo de plantas y para crear una interfaz para las plantas de esta manera.

Investigaciones anteriores han utilizado voltaje alto para estimular las raíces. La ventaja del 'suelo' de los investigadores de Linköping es que tiene un consumo de energía muy bajo y no presenta peligro de alto voltaje. Stavrinidou cree que el nuevo estudio abrirá el camino para nuevas áreas de investigación para desarrollar aún más el cultivo hidropónico.

'No podemos decir que la hidroponía resolverá el problema de la seguridad alimentaria. Pero definitivamente puede ayudar, especialmente en áreas con poca tierra cultivable y condiciones ambientales difíciles', dice.

Proporcionado por Universidad de Linköping