「電子土壤」革新水耕栽培：增強作物生長，應對食品危機
在近期發表於PNAS期刊的一項研究中，瑞典林雪平大學的研究團隊開發出一種稱為「電子土壤」(eSoil)的新型栽培基質，對於「無土栽培」（亦稱為水耕栽培）有著顯著的促進作用。研究顯示，當這種導電「土壤」通過電刺激作用於大麥幼苗的根系時，幼苗的生長量平均提高了50％。
該研究由林雪平大學有機電子實驗室的副教授，電子植物小組負責人斯塔夫里尼多（Eleni Stavrinidou）領導。他表示，隨著世界人口的增加和氣候變化的影響，僅依靠現有的農業方法無法滿足地球上的食品需求。但通過水耕栽培，我們可以在城市環境中以非常受控的設置種植食物。
水耕栽培意味著植物無需土壤生長，只需要水、營養素和根部可以附著的基質。這是一個封閉系統，可以實現水循環，因此每株幼苗都能獲得其所需的精確營養。在傳統栽培中無法做到這一點。水耕栽培還可以實現大型塔式垂直栽培，以最大限度地提高空間效率。目前已在此方式下栽培的作物包括生菜、香草和一些蔬菜。除了用作飼料外，穀物通常不在水耕栽培中生長。在這項研究中，研究人員展示了大麥幼苗可以通過水耕栽培生長，並且由於電刺激，它們的生長速率更好。
斯塔夫里尼多說道：「通過這種方式，我們可以用較少的資源使幼苗更快生長。我們還不知道這是如何實現的，還未弄清楚具體涉及哪些生物機制。目前我們發現的是幼苗能更有效地處理氮，但還不清楚電刺激如何影響這一過程。」
耗能極低 能在惡劣環境下生長
在水耕栽培中，礦物棉常被用作栽培基質。然而，礦物棉不僅不能生物降解，而且其生產過程非常耗能。而這個電子栽培基質eSoil是由最豐富的生物聚合物纖維素與一種名為PEDOT的導電聚合物混合製成。這種組合本身並不新鮮，但這是首次將其用於植物栽培，以及以這種方式為植物創建接口。
過去的研究使用高電壓來刺激根部。林雪平研究人員「土壤」的優勢在於它具有非常低的能耗，並且沒有高壓危險。斯塔夫里尼多相信，這項新研究將為進一步發展水耕栽培開啟新的研究領域。
他說：「我們不能說水耕栽培將解決食品安全問題。但它肯定可以幫助特別是在可耕地少和環境惡劣的地區。」
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首圖來源：Thor Balkhed cc By4.0
圖片來源：Thor Balkhed cc By4.0
參考論文：
1.https://mars.nasa.gov/technology/helicopter/status/504/flight-70-preview-by-the-numbers/《Proceedings of the National Academy of Sciences 》
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