瑞典林雪平大学的研究人员开发了一种“生物电子土壤”,可以加速水培空间中植物的生长,或者在主要由水和根部附着的环境中种植无土植物的农场。将工程化的“eSoil”集成到幼苗生长的框架中后,研究人员发现,通过土壤发送电信号可使植物平均生长速度提高 50%。
eSoil 由有机物质与一种名为 PEDOT 的导电聚合物混合而成,这种聚合物常见于传感器和 OLED 显示器等产品中。该研究的主管埃莱尼·斯塔夫里尼杜 (Eleni Stavrinidou) 告诉 Engadget,土壤的电导率对于刺激植物根系是必要的。在这项特殊的研究中,研究人员检查了在收获大麦幼苗进行分析之前 15 天内向大麦幼苗发送信号的效果。 Stavrinidou 解释说,在 eSoil 上施加小至 0.5V 的电压就会对根部产生电刺激。与未刺激的种子相比,这反过来又导致电刺激植物的生物量出现可记录的增加。
刺激对大麦幼苗的影响被描述为“稳定”和“短暂”。 Stavrinidou 告诉 Engadget,氮是植物生长的主要营养物质之一,通过刺激可以更有效地处理氮。斯塔夫林杜解释说:“我们发现受刺激的植物可以更有效地处理营养物质,但我们不明白刺激是如何影响这一过程的。”他补充说,生长过程背后的原因将是未来研究的重点。
虽然水培技术主要用于种植蔬菜、绿叶蔬菜以及黄瓜和西红柿等一些蔬菜,但 eSoil 可以提供一种解决方案,以创造新的方法来提高商业环境中的作物产量,特别是在环境条件影响植物生长的地方。该研究强调,这项技术可以最大限度地减少农业中化肥的使用。
据农业部称,考虑到美国农场数量自 1982 年以来一直在稳步下降,农业技术创新的机会是巨大的。去年,美国农场数量达到 200 万个,低于 2007 年的 220 万个。不仅农场数量在减少,而且由于气候变化和经济前景恶化等一系列原因,美国正在失去数英亩的土地对于农民来说,由于通货膨胀,使得在受控环境下的耕作更加流行。
但除了提高作物产量之外,在水培农场中实施 eSoil 还可以使其更加注重能源。虽然传统的水培农场消耗的水较少,但它们需要更多的能源来运行。 “eSoil 消耗的功率非常少,在微瓦范围内,”斯塔夫里尼杜说。在这项技术应用于大规模农业和其他类型的作物之前,需要进行更多的研究来观察电刺激如何影响植物整个生命周期的整个生长周期,而不仅仅是在幼苗的早期阶段成熟。斯塔夫里尼杜还表示,她的团队计划研究该技术如何影响其他植物物种的生长。
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