Des chercheurs développent un "sol électronique" qui améliore la croissance des cultures.

25 décembre 2023

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par Linköping University

Les plantules d'orge poussent en moyenne de 50 % de plus lorsque leur système racinaire est stimulé électriquement grâce à un nouveau substrat de culture. Dans une étude publiée dans la revue PNAS, des chercheurs de l'Université de Linköping ont développé un 'sol' conducteur d'électricité pour la culture hors-sol, connu sous le nom d'hydroponie.

'La population mondiale augmente, et nous avons également le changement climatique. Il est donc clair que nous ne pourrons pas répondre aux demandes alimentaires de la planète avec uniquement les méthodes agricoles déjà existantes. Mais avec l'hydroponie, nous pouvons cultiver des aliments également dans des environnements urbains, dans des conditions très contrôlées', déclare Eleni Stavrinidou, professeur associée au Laboratoire d'électronique organique de l'Université de Linköping et responsable du groupe de recherche Electronic Plants.

Son groupe de recherche a développé un nouveau substrat de culture conducteur d'électricité, adapté à la culture hydroponique, qu'ils appellent eSoil. Les chercheurs de l'Université de Linköping ont montré que les plantules d'orge cultivées dans ce 'sol' conducteur ont poussé jusqu'à 50 % de plus en 15 jours lorsque leurs racines étaient stimulées électriquement.

La culture hydroponique signifie que les plantes poussent sans sol, ne nécessitant que de l'eau, des nutriments et quelque chose à quoi leurs racines peuvent s'attacher - un substrat. C'est un système fermé qui permet la recirculation de l'eau afin que chaque plantule reçoive exactement les nutriments dont elle a besoin. Par conséquent, très peu d'eau est nécessaire et tous les nutriments restent dans le système, ce qui n'est pas possible dans la culture traditionnelle.

L'hydroponie permet également une culture verticale dans de grandes tours pour maximiser l'efficacité de l'espace. Les cultures déjà cultivées de cette manière comprennent la laitue, les herbes et certains légumes. Les céréales ne sont généralement pas cultivées en hydroponie, sauf pour leur utilisation comme fourrage. Dans cette étude, les chercheurs montrent que les plantules d'orge peuvent être cultivées en utilisant l'hydroponie et qu'elles ont un meilleur taux de croissance grâce à la stimulation électrique.

'De cette manière, nous pouvons faire pousser les plantules plus rapidement avec moins de ressources. Nous ne savons pas encore comment cela fonctionne réellement, quels mécanismes biologiques sont impliqués. Ce que nous avons découvert, c'est que les plantules traitent l'azote de manière plus efficace, mais il n'est pas encore clair comment la stimulation électrique influence ce processus', explique Starvrinidou.

La laine minérale est souvent utilisée comme substrat de culture en hydroponie. Non seulement elle n'est pas biodégradable, mais elle est également produite par un processus très énergivore. Le substrat de culture électronique eSoil est composé de cellulose, le biopolymère le plus abondant, mélangé à un polymère conducteur appelé PEDOT. Cette combinaison en soi n'est pas nouvelle, mais c'est la première fois qu'elle est utilisée pour la culture des plantes et pour créer une interface de cette manière.

Des recherches antérieures ont utilisé une haute tension pour stimuler les racines. L'avantage du 'sol' des chercheurs de Linköping est qu'il a une consommation d'énergie très faible et aucun danger de haute tension. Stavrinidou estime que la nouvelle étude ouvrira la voie à de nouvelles domaines de recherche pour développer davantage la culture hydroponique.

'Nous ne pouvons pas dire que l'hydroponie résoudra le problème de la sécurité alimentaire. Mais elle peut certainement aider, en particulier dans les zones avec peu de terres arables et des conditions environnementales difficiles', déclare-t-elle.

Source : Linköping University