Chaque année, l’Espagne atteint de nouveaux niveaux de sécheresse et de désertification dans différentes régions. C’est l’un des nombreux pays dans lesquels les agriculteurs font face au changement climatique en pariant sur les nouvelles technologies qui facilitent l’irrigation des champs, en utilisant jusqu’à 70 % d’eau en moins, ou sur de nouveaux systèmes qui augmentent les rendements des cultures. Cet objectif est encadré par une nouvelle enquête qui a atteint faites pousser des plantes plus rapidement en appliquant de l’électricité aux racines dans une culture hydroponique.
« Nous ne pouvons pas dire que la culture hydroponique résoudra le problème de la sécurité alimentaire. Mais elle peut certainement aider, en particulier dans les régions où il y a peu de terres arables et des conditions environnementales difficiles », il est dit Eleni Stavrinidou, professeure associée du Laboratoire d’Electronique Organique de l’Université de Linköping (Suède). Elle est la chercheuse principale de ce projet dans lequel ils ont créé un système hydroponique capable d’accélérer la croissance jusqu’à 50 % de plus en 15 jours lorsque les racines des plants d’orge sont stimulés électriquement dans eSoil.
Ce même chercheur travaille depuis quelques temps sur les possibilités offertes par l’électricité appliquée aux racines des plantes. Lors d’une précédente enquête, réalisée en collaboration avec des scientifiques espagnols, ils ont conçu un système pour utiliser les racines comme stockage d’énergiece qui implique une amélioration de la communication entre les systèmes électroniques et biologiques, par exemple en robotique.
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Dans cette étude, ils ont déjà détecté que les plants de haricots continuaient à pousser et à produire de la nourriture, même s’ils leur étaient appliqués de l’électricité. De là, ils sont passés à ce nouveau rapport dans lequel ils évaluent son utilité comme moteur de croissance.
eSoil, comment ça marche ?
La culture hydroponique est utilisée pour planter des feuilles vertes et du fourrage, mais cette technique de stimulation des racines peut être utile dans les régions qui perdent des terres cultivées à cause du changement climatique. La sécheresse et la mauvaise qualité des sols sont les principaux ennemis de l’agriculture actuelle.
La culture hydroponique présente déjà de sérieux avantages par rapport à la récolte traditionnelle du sol. Cette technique de culture permet économiser sur l’utilisation de l’eau et des nutriments Ainsi, les engrais et l’hydratation peuvent être recirculés à travers le système, tandis que dans le sol, les plantes absorbent une moindre quantité de la quantité utilisée pour les nourrir, soit moins de 50 % des nutriments.
Eleni Stavrinidou et Alexandra Sandéhn créent eSoil Thor Balkhed – Université de Linköping Omicrono
eSoil, décrit par ses créateurs, est un sol bioélectrique qui fournit des stimuli électriques aux racines. Dans cette étude, ils ont montré que « la croissance des plants d’orge s’améliore à mesure que le poids sec augmente en moyenne de 50 % après stimulation électrique ».
Habituellement, Les racines sont suspendues dans une solution nutritive ou soutenues par un substrat, également appelé échafaudage de croissance. Dans la plupart des cas de culture hydroponique, on utilise un substrat à base de laine minérale, un matériau non biodégradable, dont la production nécessite une forte consommation d’énergie.
Illustration du rapport d’eSoil sur son fonctionnement Université de Linköping Omicrono
Au lieu de cela, eSoil a été développé avec la cellulose comme composant structurel principal, le polymère le plus abondant. L’objectif était de concevoir une méthode de culture plus durable. Les chercheurs ont développé une autre approche différente de celles connues jusqu’à présent pour appliquer de l’électricité aux racines. Il s’agit d’un sol bioélectronique composé de cellulose et d’un polymère conducteur, appelé PEDOT.
Cet échafaudage de croissance, comme on appelle les substrats hydroponiques, a été fabriqué comme un matériau conducteur poreux et tridimensionnel à base d’un conducteur électronique ionique organique mixte (OMIEC) et de cellulose. Cette combinaison est déjà utilisée dans d’autres domaines, mais C’est la première fois qu’il est appliqué comme substrat pour la culture hydroponique.
Jusqu’à présent, de nombreuses études ont déterminé la réponse des racines à la lumière, à la température et à la gravité, mais cela n’est pas connu avec certitude. comment les plantes réagissent au champ électrique. Avec eSoil, ils ont décidé de changer cela.
Résultats
Les OMIEC sont stables dans les environnements aqueux et donnent lieu à des électrodes à faible impédance pour la stimulation. L’équipe a étudié en détail l’évolution des plantes pendant 5 jours au cours desquels ils ont appliqué une tension constante supérieure à 0,5 volts (V).
A cette époque, la longueur moyenne des plantes témoins (celles non stimulées) était de 21,9 et 2,9 cm, tandis que celle des plantes stimulées à l’électricité croissait entre 28,8 et 2,9 cm, ce qui entraînait une augmentation de la longueur totale de 31,5 %. Il a également été observé que dans certains cas, les plantes stimulées produisaient davantage de feuilles.
Échantillon de racine enrichi électriquement de Thor Balkhed – Université de Linköping Omicrono
L’amélioration de la croissance est évidente pour l’équipe, tant au niveau des racines que de la pousse, et se produit pendant la période de croissance après stimulation électrique. Cela signifie que la stimulation provoque non seulement un effet momentané, mais également déclenche des processus qui modifient le développement futur de l’usine. Bien que l’étude se soit concentrée sur les premiers stades et non sur le suivi du reste de la vie de la plante.
Des chercheurs de l’Université de Linköping ont montré que les plants d’orge cultivés dans un « sol » conducteur ils ont grandi jusqu’à 50% de plus en 15 jours lorsque ses racines étaient stimulées électriquement.
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