Ученые создали биоразлагаемый гидрогель для выращивания растений с минимальным расходом воды

Исследователи из Итальянского технологического института (IIT) в Генуе и Свободного университета Бозен-Больцано (UniBz) разработали биоразлагаемый гидрогель, способный поддерживать рост растений при крайне низком расходе воды. Это изобретение может стать решением проблем засухи и загрязнения окружающей среды в сельском хозяйстве.

Гидрогель, описанный в журнале ACS Agricultural Science & Technology, представляет собой полностью биоразлагаемую и экологичную систему, подходящую для гидропонного выращивания. Он изготовлен из каррагинана — полисахарида, полученного из красных водорослей, и обогащен экстрактами цельных водорослей, которые действуют как натуральные биостимуляторы и улучшают усвоение питательных веществ, повышают устойчивость к стрессам и увеличивают качество урожая.

Гидрогели — это материалы, удерживающие воду благодаря полимерной структуре. В рамках данного исследования команда создала гидрогель, способный впитывать воду в объеме до 7000% от собственного веса, что позволяет растениям успешно развиваться даже при ограниченном поливе. Лабораторные испытания с растением Arabidopsis thaliana показали, что экземпляры, выращенные в новом гидрогеле, развивались гораздо активнее, чем выращенные на традиционных гидропонных субстратах.

«Наша цель — создать материал, который будет не только биоразлагаемым и устойчивым, но и сможет эффективно взаимодействовать с растениями, обеспечивая их водой и питательными веществами», — отметила Камилла Фебо, исследователь UniBz и IIT. — «Разработанный нами гидрогель удерживает влагу и высвобождает её постепенно, значительно снижая потребление воды».

Исследователи планируют усовершенствовать систему, интегрировав в структуру гидрогеля гибкие биоразлагаемые сенсоры. Эти датчики будут отслеживать состояние растений и параметры окружающей среды в режиме реального времени, что позволит использовать их для точного земледелия и более эффективного использования ресурсов.

«В IIT мы сосредоточены на создании умных и устойчивых материалов, способных противостоять последствиям нехватки воды и загрязнению пластиком», — подчеркнула Атанассия Атанассиу, заместитель научного директора IIT и руководитель подразделения интеллектуальных материалов. «Используя природные морские ресурсы, мы разработали гидрогель, который обеспечивает растения водой и питанием с минимальным воздействие на окружающую среду».

По словам профессора Свободного университета Больцано (UniBz) Луизы Петти, возглавляющей университетскую лабораторию сенсорных технологий, проект демонстрирует, как инновации могут сочетаться с устойчивым развитием.

«Этот гидрогель — наглядный пример, как технологии могут поддерживать сельское хозяйство, повышая его эффективность и снижая экологический след», — отметила она.