باحثون يطورون تربة موصلة للكهرباء تعزز نمو النباتات

⬤ أعلن باحثون في جامعة لينشوبينغ أنهم طوروا تربة موصلة للكهرباء، وصالحة للاستخدام في عمليات الزراعة المائية التي لا تحتاج إلى أي تربة حقيقية. 

⬤ استخدام الباحثون هذه التقنية الجديدة لزراعة شتلات الشعير، وقد كشفت نتائجهم أنّ التحفيز الكهربائي لجذورها أدّى إلى زيادة نموها بنسبة قدرها 50%. 

⬤ تتميز التربة التي طورها الباحثون باستهلاكها المنخفض للطاقة وخلوها من مخاطر الجهد العالي، وربما تكون مفيدة في المناطق التي تشهد ظروفاً مناخية قاسية.

نشر باحثون من جامعة لينشوبينغ السويدية دراسة حديثة في دورية PNAS العلمية، وأعلنوا فيها أنهم طوروا «تربةً» موصلة للكهرباء صالحة للاستخدام في عمليات الزراعة دون تربة، أو ما يعرف باسم الزراعة المائية (hydroponics).

تقول إليني ستافرينيدو، الأستاذة المساعدة في مختبر الإلكترونيات العضوية بجامعة لينشوبينغ: «يزداد عدد سكان العالم باطراد، ونعاني من تغير المناخ، لذلك يبدو واضحاً أننا لن نقدر على تلبية الاحتياجات الغذائية لكوكب الأرض بالاعتماد فقط على الأساليب الزراعية المتوفرة حالياً. لكننا نستطيع باستخدام الزراعة المائية أنْ نزرع غذاءنا في المناطق الحضرية ضمن بيئات خاضعة لرقابة شديدة».

طوّرت المجموعة البحثية التي تعمل مع الأستاذة إليني ستافرينيدو ركيزةً للزراعة الموصلة للكهرباء، ومصممة تحديداً للزراعة المائية، وأطلقت عليها اسم eSoil. وكشف الباحثون أنّ شتلات الشعير التي زرعوها في هذه التربة الموصلة للكهرباء زاد نموها بنسبة قدرها 50% خلال 15 يوماً فقط، وذلك حينما خضعت جذورها للتحفيز كهربائياً.

يشير مصطلح الزراعة المائية إلى إمكانية زراعة النباتات دون الحاجة إلى التربة، وإنما بمجرد توفير الماء، والمغذيات، وركيزة تلتصق بها جذور النباتات. ويتميز هذا النظام بأنّه نظام مغلق يتيح تدوير المياه لتحصل كل شتلة على المغذيات الضرورية لها؛ لذلك لا يستلزم إلا كمية قليلة من الماء، وتظلّ فيه جميع المغذيات، وهو أمر كان متعذراً في الزراعة التقليدية.

وتنطوي الزراعة المائية على ميزة أخرى هي الزراعة العمودية ضمن أبراج كبيرة، مما يحقق أكبر استفادة ممكنة من المساحة المتوفرة. وفي الوقت الحالي تجري زراعة كثيرٍ من المحاصيل بهذه الطريقة، مثل الخس، والأعشاب، والخضروات. وأظهر الباحثون في هذه الدراسة أنهم يستطيعون أيضاً زراعة شتلات الشعير باستخدام الزراعة المائية، وكشفوا أنّ معدل نموها أفضل بكثير جرّاء التحفيز الكهربائي.

تُعلّق ستافرينيدو قائلة: «يمكننا بهذه الطريقة أن نسرّع نمو الشتلات بموارد أقل. لا نعرف حقاً حتى الآن طريقة حدوث ذلك، ولا ندري الآليات البيولوجية المساهمة في هذا النمو السريع، لكننا وجدنا أنّ الشتلات تعالج النتروجين بفعالية أكبر. ومع ذلك يظل تأثير التحفيز الكهربائي على هذه العملية مبهماً حتى الآن».

في معظم الحالات كان الصوف الصخري (المعدني) يُستخدم كركيزة في الزراعة المائية، أما ركيزة الزراعة الكهربائية فتتكون من السليلوز الممزوج ببوليمر موصل للكهرباء يعرف باسم PEDOT. وصحيح أنّ هذا المزيج ليس تقنية جديدة بحد ذاته، لكنها المرة الأولى التي يُستخدم فيها لزراعة النباتات بهذه الطريقة.

ركّزت الأبحاث العلمية السابقة على توظيف الجهد العالي لتحفيز جذور النباتات، غير أنّ التربة التي طورها الباحثون في جامعة لينشوبينغ تتميز باستهلاكها المنخفض للطاقة، فضلاً عن خلوها من مخاطر الجهد العالي. وتقول ستافرينيدو: «لا يسعنا القول إنّ الزراعة المائية ستعالج قضية الأمن الغذائي، لكنها ولا ريب ستكون مفيدة في المناطق التي تقلّ فيها مساحة المناطق الصالحة للزراعة، وتعاني من ظروف بيئية قاسية».