Entwicklung von "Elektronischem Boden" durch schwedische Forscher
Pathbreaking Forschung wurde kürzlich von einem Team der Linköping University in Schweden veröffentlicht, das ein innovatives Konzept namens ‘bioelektronischen Boden’ entwickelt hat, der die Landwirtschaft revolutionieren könnte. Diese neue Entwicklung bietet ein erhebliches Potenzial für die Landwirtschaft in hydroponischen Räumen – Bereichen, in denen Pflanzen nicht in Erde, sondern hauptsächlich in wässrigen Lösungen mit einer Struktur für Wurzelbefestigung angebaut werden. Das erstaunliche Ergebnis dieses Projekts: Pflanzen, die in diesem ‘eSoil’ angebaut und mit elektrischen Signalen versorgt wurden, wuchsen durchschnittlich um 50 Prozent mehr.
Die beeindruckenden Ergebnisse wurden erzielt, nachdem das Team den bioelektronischen Boden ins Anbausystem integriert und eine gründliche Untersuchung durchgeführt hatte. Mit der Anwendung von Elektrizität durch den Boden beobachteten die Forscher ein bemerkenswertes Pflanzenwachstum und verzeichneten durchschnittlich einen Zuwachs von 50 Prozent an Biomasse.
Zusammensetzung und Funktion des eSoils
Der ‘eSoil’ besteht aus organischen Substanzen und einem leitfähigen Polymer namens PEDOT, das in zahlreichen Anwendungen wie Sensoren und OLED-Displays zu finden ist. Bei der Verwendung von eSoil wurde eine Spannung von lediglich 0,5V angelegt, um die Pflanzenwurzeln zu stimulieren – ein Prozess, den Eleni Stavrinidou, die Leiterin der Studie, als entscheidend für das beschleunigte Pflanzenwachstum bezeichnete.
Das Team führte eine experimentelle Untersuchung durch, indem es Gerstensämlinge über einen Zeitraum von 15 Tagen mit dem eSoil beimpfte und dann zur Analyse erntete. Die Forscher bemerkten, dass das elektrisch stimulierte Wachstum der Pflanzen einen deutlichen Anstieg der Biomasse zeigte.
Auswirkungen der Stimulation und zukünftige Forschungsziele
Was die Wirkung der Stimulation auf die Pflanzen betrifft, wurde sie von den Wissenschaftlern als "stetig" und "kurzzeitig" beschrieben. Nach den Beobachtungen der Forscher hat die Stimulation darüber hinaus dazu geführt, dass Stickstoff – ein Hauptnährstoff für das Pflanzenwachstum – effizienter verarbeitet wurde. Stavrinidou zufolge haben die stimulierten Pflanzen Stickstoff und andere Nährstoffe weitaus effizienter aufgenommen und verarbeitet als die nicht stimulierten Kontrollpflanzen.
Allerdings gaben die Forscher zu, dass der genaue Mechanismus, durch den die elektrische Stimulation das Pflanzenwachstum beeinflusst, noch nicht vollständig ergründet ist. Die Forscher sind jedoch optimistisch, dass weitere Untersuchungen diesen Prozess aufklären können, und planen, die Auswirkungen von eSoil auf das Wachstum anderer Pflanzenarten intensiv zu erforschen.
Potenzielle Vorteile und Anwendungen in der Landwirtschaft
Die Anwendungsmöglichkeiten für eSoil in der Landwirtschaft sind umfangreich. Es könnte verwendet werden, um die Ertragsmengen in kommerziellen Anbausystemen zu steigern, insbesondere in Regionen, in denen Umweltfaktoren das Pflanzenwachstum beeinträchtigen. Eine weitere potenzielle Anwendung des eSoil liegt in seiner Fähigkeit, den Einsatz von Düngemitteln in der Landwirtschaft zu reduzieren, da die Pflanzen effizienter Nährstoffe aufnehmen können.
Angesichts des stetigen Rückgangs der Anzahl der Farmen in den USA seit 1982 und der Tatsache, dass die Landwirtschaft immer stärker in kontrollierten Umgebungen erfolgt, könnte der eSoil dazu beitragen, den Energieverbrauch in Hydrokultur-Farmen zu senken. Während traditionelle Hydrokultur-Farmen zwar weniger Wasser verbrauchen, benötigen sie mehr Energie. Laut Stavrinidou verbraucht der eSoil hingegen nur sehr wenig Strom im Mikrowatt-Bereich. Die Anwendung dieses Fortschritts in der großflächigen Landwirtschaft und bei anderen Pflanzenarten erfordert jedoch weitere Untersuchungen.