Рост томатов ускорили электричеством высокого напряжения
Обеспечение глобальной продовольственной безопасности становится все сложнее. С одной стороны — неуклонное повышение спроса за счет роста населения, которое хочет питаться вкуснее и полезнее. С другой — геополитические перипетии и давление экологов, замеряющих углеродный след у всего, до чего дотянутся. Вот если бы сельскохозяйственные культуры росли быстрее, больше — и с наименьшими затратами (и коротким углеродным следом)!
В Сельскохозяйственном университете Шаньси сделали огромный шаг в этом направлении. Там проверили, как на рост томатов действует электростатическое поле высокого напряжения, и объяснили механизм этого влияния. Многообещающие результаты экспериментов приведены на страницах Engineering Agriculture.
Помидоры высадили в питательные горшочки и поставили в камеру с электродной сеткой. На нее подавали потенциал 15 кВ: в одном опыте положительный (+HVEF), в другом — отрицательный (−HVEF).
Такой дизайн эксперимента помог сделать неожиданное открытие:
- +HVEF просто стимулирует рост — ускоряет появление листьев, увеличивает биомассу, высоту стебля и площадь листьев,
- −HVEF дает двухфазный эффект — сначала стимулирует рост, а через 25 дней начинает угнетать.
На микроскопическом уровне ионных и электрохимических механизмов выявлено усиление «преимущественного транспорта ионов магния». После 25 дней обработки +HVEF концентрация Mg²⁺ — центрального атома хлорофилла — превосходила контрольные растения в 1,58 раз.
Магний — это главная, но не единственная причина. Гиперполяризация клеточных мембран способствует также раскрытию устьиц и повышению их проводимости. В конечном счете все это ускоряет рост биомассы растений.
Наука предполагает доскональное изучение в том числе и отрицательных результатов, поэтому авторы выяснили, почему отрицательное поле сначала разгоняет помидоры, а потом вредит им. Оказалось, −HVEF вызывает деполяризацию мембран, отчего растения принимаются интенсивно всасывать воду и питательные вещества — но при этом фотосинтез постепенно заменяется дыханием, что в итоге, если напряжение не отключить, приводит к их ослаблению.
Таким образом, электростимуляция — не только экологически безопасный способ повышения урожайности (нитраты не заменит, конечно, но можно сильно уменьшить их внесение), но и удобный способ регулировки роста и развития растений. Впрочем, это уже будет предметом следующих экспериментов.
