Фермеры повышают урожай с помощью электричества

Полупрозрачные оранжевые кубики соблазнительно покачиваются под лампами для выращивания растений, напоминая экзотические кондитерские изделия, что-то среднее между мармеладными мишками и рахат-лукумом. Если бы не яркие зеленые листья, торчащие из маленьких воздушных туннелей, которые их пронизывают, у меня мог бы возникнуть соблазн сунуть один из них в рот, когда Маддалена Сальвалайо не смотрит. Кажется, она читает мои мысли. «Нам часто приходится напоминать посетителям не есть их», — говорит она.

Кубики изготовлены из гидрогеля — материала с сетчатой ​​структурой, удерживающего жидкость. Чаще всего его можно найти в медицинских устройствах и подгузниках. Но здесь, в лаборатории морфогенеза растений Имперского колледжа Лондона, Сальвалайо – техник-исследователь – и Джованни Сена – главный исследователь – используют их, чтобы изменить будущее вертикального земледелия. Секретом этого смелого нового подхода являются электроды, расположенные по бокам каждого куба.

Эксперимент Сальвалайо и Сены — один из растущего глобального созвездия проектов, целью которых является стимулирование сельского хозяйства с использованием различных электрических вмешательств. За последние десятилетие или два наблюдалось распространение способов электрической стимуляции семян, сельскохозяйственных культур и полей: повышение урожайности под воздействием электрического поля; шокирование семян для ускорения прорастания; даже выплеснув воду, которой их облили. В США Национальный научный фонд (NSF) выделил миллионы долларов на исследование использования холодной плазмы в сельском хозяйстве – по сути, управляемой молнии, подаваемой при комнатной температуре.

В Китае правительство поддерживает сельскохозяйственные проекты, в которых используются гигантские буровые установки для подачи электроэнергии в почву и повышения урожайности. В Канаде коммерческий производитель экспериментировал с холодной плазмой для удобрения салата. Теперь на сцену выходят стартапы, такие как Vivent, швейцарская компания, чья «ЭЭГ» может подслушивать внутреннюю электрическую жизнь растений, и которую агрессивно обхаживает сельскохозяйственная промышленность. Даже сообщество влиятельных лиц, занимающихся органическим садоводством, следит за этой тенденцией.

Распространение новых проектов могло бы показаться очень знакомым практикам странной навязчивой идеи 19-го века: электрокультуры, в которой электричество широко применялось к растениям, чтобы заставить их производить более качественные цветы, листья и плоды или даже избавить их от вредителей - с явно смешанными Результаты. (Узнайте больше на BBC Future об эксцентричных пионерах растительного электричества..)

Новое поколение исследователей избегает слова «электрокультура», отдавая предпочтение таким терминам, как «умное сельское хозяйство» или «четвертая сельскохозяйственная революция». Но основной механизм остается тем же, и сторонники едины в убеждении, что после столетий в пустыне электричество для растений наконец готово принести плоды. Есть надежда, что эти футуристические системы можно будет использовать для борьбы с глобальным продовольственным кризисом, уменьшая экологические последствия массового сельского хозяйства.

Современное сельское хозяйство представляет собой множество экологических проблем. По оценкам 2005 года, во всем мире его различные составляющие могут составлять от 10 до 12% выбросов парниковых газов каждый год. Производство синтетических удобрений, созданных с помощью энергоемкого процесса Габера-Боша, который произвел революцию в сельском хозяйстве в начале 20-го века, теперь составляет сотни миллионов тонн углекислого газа (CO2) в год. Эрозия почвы в результате нерегулируемого землепользования усугубляет ситуацию.

Но эколог растений Нина Бухманн, которая руководит Центром мировой продовольственной системы в ETH Цюрихе, Швейцария, не терпит критиков. «Иногда мне хочется спросить их: вы что-нибудь ели сегодня?» - сказала она участникам церемонии вручения наград в области агрономии, организованной инвестиционной компанией Vontobel. Сельскохозяйственным компаниям предлагается взять трудную задачу: накормить быстро растущее население, не загрязняя при этом пестицидами или стоками удобрений, одновременно снижая затраты на электроэнергию, используя меньше земли и постоянно увеличивая урожайность во все более непредсказуемом, нагревающемся мире.

Многие исследователи, стоящие в авангарде новой волны электрического сельского хозяйства, считают, что оно может сыграть роль в улучшении каждого из этих аспектов производства продуктов питания.