Yeni elektrik iletken substrat hidroponik tarımın geleceği olabilir.
Hidroponik tarım sistemleri gıda amaçlı bitki yetiştirmek için toprak yerine su kullanır.
Bu tür sistemlerin, ekilebilir arazinin az olduğu yerlerde kapalı alanlarda bitki yetiştirebilmek gibi birçok avantajı vardır, ancak aynı zamanda maliyetli de olabilirler.
İsveçli araştırmacılar, hidroponik bitkilerin elektrik stimülasyonu yoluyla %50 daha fazla büyümesine yardımcı olan yeni bir “eSoil” geliştirdiler.
Elektriği ileten yeni “eSoil” hidroponik tarımı daha da verimli hale getirebilir ve insan gıdası için sürdürülebilir yeni bir kaynak sağlanmasına yardımcı olabilir.
Yeni substratı geliştiren Linköping Üniversitesi ekibinin lideri Eleni Stavrinidou, “Fidelerin daha az kaynakla daha hızlı büyümesini sağlayabiliriz” dedi.
Zorluk: Dünyanın büyük bir kısmı sürekli bir gıda krizi içinde. Tahminen 2022 yılında 735 milyon insan kronik yetersiz beslenme sorunu yaşadı; bu sayı 2019’dan bu yana 122 milyon arttı ve onlarca yıllık ilerlemenin ardından büyük bir gerileme oldu. Gıda arzını genişletme mücadelesinin gelecekte yeni streslerle karşılaşması muhtemeldir.
Stavrinidou, “Dünya nüfusu artıyor ve aynı zamanda iklim değişikliği de var,” dedi. “Dolayısıyla gezegenin gıda ihtiyacını sadece mevcut tarım yöntemleriyle karşılayamayacağımız açık.”
Fikir: Hidroponik tarım – bitkilerin toprak yerine suda yetiştirildiği bir teknik – dünyanın gelecekteki gıda ihtiyacının bir kısmını karşılamasına yardımcı olabilir.
Sadece ekilebilir arazisi olmayan yerlerde tarım yapılmasını sağlamakla kalmaz, hidroponik sistemler iç mekanlarda bitki yetiştirmek için ışıklarla da eşleştirilebilir. Mahsul tepsileri daha sonra dikey olarak katmanlandırılabilir ve böylece bir alanda geleneksel tarımla mümkün olandan daha fazla gıda yetiştirilebilir.
Stavrinidou, “Hidroponiğin gıda güvenliği sorununu çözeceğini söyleyemeyiz, ancak özellikle ekilebilir arazinin az olduğu ve zorlu çevre koşullarına sahip bölgelerde kesinlikle yardımcı olabilir” dedi.
Kapalı alanda hidroponik tarımın en büyük zorluğu maliyettir – güneşin ışık sağlamasına izin vermek LED’lere güç sağlamaktan çok daha ucuzdur – bu nedenle süreci daha verimli hale getirmenin yollarını bulmak, potansiyeline ulaşmasına yardımcı olmanın anahtarıdır.
Yeni olan ne? Stavrinidou’nun ekibi şimdi hidroponik tarım için yeni bir substrat geliştirdi. Bu, hidroponik bir sistemde bitkilerin köklerinin toprak yerine tutunduğu malzemedir ve standart seçenek, enerji yoğun bir işlemle yapılan mineral yündür.
“eSoil” adı verilen yeni substrat, bitki duvarlarında bulunan bir malzeme olan selüloz ve elektriksel olarak iletken bir polimer olan PEDOT’tan yapılmıştır.
Bu iletkenlik, alt tabakada büyüyen arpa bitkilerinin köklerine küçük bir voltaj uygulanmasını mümkün kıldı. Bu elektriksel uyarım, bitkilerin 15 günlük bir çalışma sırasında eSoil’de hiçbir uyarım olmadan yetiştirilen kontrol fidelerine göre %50 daha fazla (kuru ağırlık olarak) büyümesini sağladı.
Soğuk su: Bu, elektrik stimülasyonunun bitkilerin büyümesine yardımcı olabileceğini gösteren ilk çalışma değil. Ancak Linköping ekibi, önceki çalışmalarda daha yüksek voltajlar kullanıldığını, kendi eSoil’lerinin ise düşük voltaj gerektirdiğini ve çok düşük enerji tüketimine sahip olduğunu, bunun da onu daha pratik hale getirebileceğini söylüyor.
Kontroller de eSoil’de elektrik stimülasyonu olmadan yetiştirildiğinden, bu yaklaşımın geleneksel bir substratta yetiştirilen arpa ile nasıl karşılaştırılacağı net değildir. Çalışma ayrıca bitkiler henüz fide halindeyken sona erdi, bu nedenle eSoil ve stimülasyonun daha uzun vadeli etkisini test etmek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç var.
İleriye bakmak: İsveçli bilim insanları için bir sonraki adım, hidroponik tarım sırasında kullanılmak üzere daha da optimize edebilmek için yaklaşımlarının nasıl çalıştığını bulmak olacak.
Starvrinidou, “Gerçekte nasıl çalıştığını [veya] hangi biyolojik mekanizmaların dahil olduğunu henüz bilmiyoruz” dedi. “Bulduğumuz şey, fidelerin azotu daha etkili bir şekilde işlediği, ancak elektriksel uyarımın bu süreci nasıl etkilediği henüz net değil.”
*Bu yazı Zapping plants in “eSoil” makes them grow 50% larger başlıklı yazıdan çevrilmiştir.
