«خاک الکترونیکی» ابداع شد
در حقیقت آب‌‌‌کشت، روشی است که نسبت به راهکارهای سنتی در کشاورزی مزیت‌‌‌های زیادی دارد. این فرآیند به آب کمتری نیاز داشته، کاملا استریل است و بازدهی بیشتری نیز دارد. النی استاورینیدو، دانشیار آزمایشگاه الکترونیک آلی در دانشگاه لینکوپینگ و رهبر گروه گیاهان الکترونیکی می‌‌‌گوید: جمعیت جهان در حال افزایش است، و ما نیز تغییرات آب و هوایی ناخوشایندی را پیش روی خود داریم. بنابراین واضح است که نمی‌توانیم نیازهای غذایی کره زمین را تنها با روش‌های کشاورزی موجود پوشش دهیم، اما با روش هیدروپونیک می‌توانیم غذا را در محیط‌‌‌های شهری و در محیط‌‌‌های بسیار کنترل‌‌‌شده نیز رشد دهیم.
گروه تحقیقاتی او اکنون یک بستر کشت رسانای الکتریکی، متناسب با کشت هیدروپونیک ابداع کرده است، که آنها آن را eSoil می‌‌‌نامند. محققان دانشگاه لینکوپینگ نشان داده‌‌‌اند که نهال‌‌‌های رشد‌کرده در جو، در «خاک رسانا» در ۱۵ روز زمانی که ریشه‌‌‌های آنها از طریق الکتریکی تحریک شدند، تا ۵۰درصد بیشتر رشد کردند. در اینجا کشت هیدروپونیک به این معنی است که گیاهان بدون خاک طبیعی رشد می‌کنند و فقط به آب، مواد مغذی و چیزی که ریشه‌‌‌هایشان می‌توانند به آن بچسبند (یک بستر) نیاز دارند. این یک سیستم بسته است که امکان گردش مجدد آب را فراهم می‌‌‌آورد تا هر نهال دقیقا مواد مغذی مورد نیاز خود را دریافت کند. بنابراین آب بسیار کمی مورد نیاز است و تمام مواد مغذی در سیستم باقی می‌‌‌مانند، به طوری که چنین چیزی در کشت سنتی امکان‌‌‌پذیر نیست.
هیدروپونیک همچنین امکان کشت عمودی در برج‌‌‌های بزرگ را برای به حداکثر رساندن کارآیی فضا و افزایش بهره‌‌‌وری فراهم می‌کند. محصولاتی که در حال حاضر به این روش کشت می‌‌‌شوند شامل کاهو، سبزی و برخی سبزیجات هستند. غلات به طور معمول در روش هیدروپونیک، به صورت جداگانه برای استفاده به عنوان علوفه کشت نمی‌‌‌شوند. در این مطالعه محققان نشان دادند که نهال‌‌‌ها را می‌توان با استفاده از هیدروپونیک کشت کرد و به لطف تحریک الکتریکی، سرعت رشد بهتری نیز به دست آورد.
استاورینیدو در ادامه خاطرنشان کرد: به این ترتیب، ما می‌توانیم نهال‌‌‌ها را با مصرف منابع انرژی کمتر و بسیار سریع‌‌‌تر رشد دهیم. این در حالی است که هنوز نمی‌‌‌دانیم که این روش واقعا چگونه کار می‌کند، کدام مکانیزم‌‌‌های بیولوژیکی درگیر هستند. چیزی که ما دریافتیم این است که در این روش نهال‌‌‌ها نیتروژن را به طور موثرتری فرآوری می‌کنند، اما هنوز مشخص نیست که چگونه تحریک الکتریکی بر این فرآیند تاثیر می‌‌‌گذارد.
پشم معدنی اغلب به عنوان بستر کشت در فرآیندهای هیدروپونیک رایج استفاده می‌شود. این ماده نه‌تنها تجزیه‌‌‌ناپذیر است، بلکه با فرآیند بسیار انرژی‌بر نیز تولید می‌شود. اما بستر کشت الکترونیکی eSoil از سلولز، فراوان‌‌‌ترین پلیمر زیستی، مخلوط با پلیمر رسانا به نام PEDOT ساخته شده است. پلی استایرن سولفونات پلیمری ترکیبی از دو یونومر است. بخشی از گروه‌‌‌های سولفونیل موجود در سدیم پلی‌ا‌‌‌ستایرن سولفونات که یک جزء از این پلیمر است دپروتونه شده‌‌‌اند و حامل بار منفی هستند. دیگر جزء PEDOT یک پلیمرکونژوگه از خانواده پلی‌‌‌تیوفن‌‌‌ها و حامل بارهای مثبت است. این ترکیب جدید نیست، اما اولین بار است که برای کشت گیاهان و ایجاد رابط برای گیاهان از آن استفاده می‌شود.
در تحقیقات قبلی از ولتاژ بالا برای تحریک ریشه‌‌‌ها استفاده می‌‌‌شد. اما مزیت خاک محققان لینکوپینگ این است که مصرف انرژی بسیار پایینی دارد و خطر استفاده از برق ولتاژ بالا را ندارد. استاورینیدو معتقد است که این مطالعه جدید راه را برای مناطق تحقیقاتی جدید و توسعه کشت هیدروپونیک بیشتر باز خواهد کرد. او می‌‌‌گوید: نمی‌توانیم بگوییم که هیدروپونیک مشکل امنیت غذایی را حل می‌کند. اما قطعا می‌تواند به‌ویژه در مناطقی با زمین‌‌‌های زراعی کم و شرایط محیطی سخت بسیار کمک‌‌‌کننده باشد.
کشت هیدروپونیک به صورت‌های گوناگونی اعمال می‌شود. در ساده‌‌‌ترین و قدیمی‌‌‌ترین روش کشت هیدروپونیک گیاهان را در بسترهایی از جنس کاه کشت کرده و مواد غذایی را در اختیار گیاهان کشت‌شده در این بسترها قرار می‌دهند. روش‌های جدیدتری نیز به‌‌‌کار برده می‌شود مانند روش NFT که در آن مواد غذایی به صورت یک لایه نازک در اختیار گیاه قرار می‌گیرد. اما مهم‌ترین ایراد این روش نیاز به سرمایه‌گذاری بالاست؛ زیرا تمام سیستم به صورت اتوماتیک و خودکار عمل می‌کند. از عیوب دیگر کشت هیدروپونیک، نیاز به افراد متخصص است. آلودگی آب‌‌‌های زیر‌زمینی هم در اثر مخلوط شدن با محلول غذایی مشکل دیگر این روش است.
اما فراتر از بهبود عملکرد محصول، اجرای eSoil در مزارع هیدروپونیک می‌تواند کشاورزان را نسبت به مصرف انرژی آگاه‌‌‌تر کند. در حالی که مزارع سنتی هیدروپونیک آب کمتری مصرف می‌کنند، اما برای راه‌‌‌اندازی به انرژی بیشتری نیاز دارند. استاورینیدو گفت: خاک eSoil در محدوده میکرووات، انرژی بسیار کمی‌‌‌مصرف می‌کند. قبل از اینکه این فناوری در کشاورزی در مقیاس بزرگ و سایر انواع محصولات به کار رود، باید مطالعات بیشتری انجام شود تا مشاهده شود که چگونه تحریک الکتریکی می‌تواند بر کل چرخه رشد گیاه در تمام طول عمر آن و نه فقط در مراحل اولیه بلوغ نهال تاثیر بگذارد. استاورینیدو همچنین گفت که تیم او قصد دارد بررسی کند که چگونه این تکنیک بر رشد سایر گونه‌‌‌های گیاهی تاثیر می‌‌‌گذارد.
