I ricercatori hanno sviluppato un "terreno elettronico" che potenzia la crescita delle colture

25 dicembre 2023

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dall'Università di Linköping

Le piantine di orzo crescono in media del 50% in più quando il loro sistema radicale è stimolato elettricamente attraverso un nuovo substrato di coltivazione. In uno studio pubblicato sulla rivista PNAS, i ricercatori dell'Università di Linköping hanno sviluppato un 'suolo' elettricamente conduttivo per la coltivazione senza suolo, nota come idroponica.

"La popolazione mondiale sta aumentando, e abbiamo anche il cambiamento climatico. Quindi è evidente che non saremo in grado di soddisfare le esigenze alimentari del pianeta solo con i metodi agricoli esistenti. Ma con l'idroponica possiamo coltivare cibo anche in ambienti urbani in contesti molto controllati", afferma Eleni Stavrinidou, professore associato al Laboratorio di Elettronica Organica dell'Università di Linköping e leader del gruppo delle piante elettroniche.

Il suo gruppo di ricerca ha sviluppato un substrato di coltivazione elettricamente conduttivo, adatto alla coltivazione idroponica, che chiamano eSoil. I ricercatori dell'Università di Linköping hanno dimostrato che le piantine di orzo cresciute nel 'suolo' conduttivo sono cresciute fino al 50% in più in 15 giorni quando le loro radici sono state stimolate elettricamente.

La coltivazione idroponica significa che le piante crescono senza suolo, avendo bisogno solo di acqua, nutrienti e di qualcosa a cui le loro radici possono attaccarsi - un substrato. È un sistema chiuso che consente il ricircolo dell'acqua in modo che ogni piantina riceva esattamente i nutrienti di cui ha bisogno. Pertanto, è richiesta pochissima acqua e tutti i nutrienti rimangono nel sistema, cosa che non è possibile nella coltivazione tradizionale.

L'idroponica consente anche la coltivazione verticale in grandi torri per massimizzare l'efficienza dello spazio. I prodotti già coltivati in questo modo includono lattuga, erbe aromatiche e alcune verdure. I cereali di solito non vengono coltivati in idroponica se non per l'uso come foraggio. In questo studio i ricercatori mostrano che le piantine di orzo possono essere coltivate utilizzando l'idroponica e che hanno una migliore velocità di crescita grazie alla stimolazione elettrica.

"In questo modo possiamo far crescere le piantine più velocemente con meno risorse. Non sappiamo ancora come funzioni effettivamente, quali meccanismi biologici sono coinvolti. Quello che abbiamo scoperto è che le piantine elaborano in modo più efficiente l'azoto, ma non è ancora chiaro come la stimolazione elettrica influenzi questo processo", afferma Starvrinidou.

La lana di minerali viene spesso utilizzata come substrato di coltivazione in idroponica. Non solo questo materiale non è biodegradabile, ma è anche prodotto con un processo ad alta intensità energetica. Il substrato di coltivazione elettronico eSoil è composto da cellulosa, il polimero biodegradabile più abbondante, miscelato con un polimero conduttivo chiamato PEDOT. Questa combinazione in sé non è nuova, ma questa è la prima volta che viene utilizzata per la coltivazione delle piante e per creare un'interfaccia in questo modo.

Ricerche precedenti hanno utilizzato l'alta tensione per stimolare le radici. Il vantaggio del 'suolo' dei ricercatori di Linköping è che ha un consumo energetico molto basso e nessun pericolo di alta tensione. Stavrinidou ritiene che il nuovo studio aprirà il percorso per nuove aree di ricerca per sviluppare ulteriormente la coltivazione idroponica.

"Non possiamo dire che l'idroponica risolverà il problema della sicurezza alimentare. Ma sicuramente può aiutare particolarmente nelle aree con poca terra coltivabile e con dure condizioni ambientali", afferma.

Fornito da Università di Linköping