Los investigadores desarrollan un 'suelo electrónico' que mejora el crecimiento de los cultivos: eSoil
Las plántulas de cebada crecen en promedio un 50% más cuando su sistema radicular se estimula eléctricamente a través de un nuevo sustrato de cultivo, según un nuevo estudio
En un estudio publicado en la revista PNAS, investigadores de la Universidad de Linköping han desarrollado un "suelo" conductor de electricidad para el cultivo sin suelo, conocido como hidroponía.
"La población mundial está aumentando y también tenemos el cambio climático. Por lo tanto, está claro que no podremos cubrir las demandas de alimentos del planeta sólo con los métodos agrícolas ya existentes. Pero con la hidroponía podemos cultivar alimentos también en zonas urbanas. entornos muy controlados", afirma Eleni Stavrinidou, profesora asociada del Laboratorio de Electrónica Orgánica de la Universidad de Linköping y líder del grupo de Plantas Electrónicas.
Sustrato de cultivo conductor de electricidad para las plantas
Su grupo de investigación ha desarrollado un sustrato de cultivo conductor de electricidad, adaptado al cultivo hidropónico, al que llaman eSoil. Los investigadores de la Universidad de Linköping han demostrado que las plántulas de cebada cultivadas en el "suelo" conductor crecieron hasta un 50% más en 15 días cuando sus raíces fueron estimuladas eléctricamente.
El cultivo hidropónico significa que las plantas crecen sin tierra, necesitando sólo agua, nutrientes y algo a lo que sus raíces puedan adherirse: un sustrato. Es un sistema cerrado que permite la recirculación del agua para que cada plántula obtenga exactamente los nutrientes que necesita. Por lo tanto, se necesita muy poca agua y todos los nutrientes permanecen en el sistema, lo que no es posible en el cultivo tradicional.
La hidroponía también permite el cultivo vertical en grandes torres para maximizar la eficiencia del espacio. Los cultivos que ya se cultivan de esta manera incluyen lechuga, hierbas y algunas hortalizas. Los cereales no suelen cultivarse en hidroponía, aparte de su uso como forraje. En este estudio los investigadores demuestran que las plántulas de cebada se pueden cultivar mediante hidroponía y que tienen una mejor tasa de crecimiento gracias a la estimulación eléctrica.
"De esta manera, podemos hacer que las plántulas crezcan más rápido con menos recursos. Todavía no sabemos cómo funciona realmente, qué mecanismos biológicos están involucrados. Lo que hemos descubierto es que las plántulas procesan el nitrógeno de manera más efectiva, pero no está claro y aún así cómo la estimulación eléctrica afecta este proceso", dice Starvrinidou.
La lana mineral se utiliza a menudo como sustrato de cultivo en hidroponía. No sólo no es biodegradable, sino que además se produce mediante un proceso que consume mucha energía.
El eSoil
El sustrato de cultivo electrónico eSoil está compuesto por celulosa, el biopolímero más abundante, mezclada con un polímero conductor llamado PEDOT. Esta combinación como tal no es nueva, pero es la primera vez que se utiliza para el cultivo de plantas y para crear una interfaz para las plantas de esta manera.
Investigaciones anteriores han utilizado alto voltaje para estimular las raíces. La ventaja del "suelo" de los investigadores de Linköping es que tiene un consumo de energía muy bajo y no presenta peligro de alto voltaje. Stavrinidou cree que el nuevo estudio abrirá el camino a nuevas áreas de investigación para desarrollar aún más el cultivo hidropónico.
"No podemos decir que la hidroponía resolverá el problema de la seguridad alimentaria, pero definitivamente puede ayudar, especialmente en zonas con poca tierra cultivable y con condiciones ambientales duras", afirma.
Referencia
Eleni Stavrinidou et al, eSoil: A low-power bioelectronic growth scaffold that enhances crop seedling growth, Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI: 10.1073/pnas.2304135120. doi.org/10.1073/pnas.2304135120