Vertical Farming: Strom lässt Pflanzen besser wachsen

Forscherinnen aus Schweden verbessern den hydroponischen Pflanzenanbau mit Strom.

Artikel veröffentlicht am 2. Januar 2024, 13:11 Uhr, Werner Pluta

Stavrinidou (l) und Sandéhn mit eSoil: "Es ist noch nicht klar, wie sich die elektrische Stimulation auf diesen Prozess auswirkt." (Bild: Thor Balkhed/Universität Linköping)

Pflanzen wachsen auch ohne Erde sehr gut – das wollen sich beispielsweise Raumfahrtagenturen für Langzeitmissionen im All zunutze machen. Ein Team aus Schweden hat eine Möglichkeit gefunden, den sogenannten hydroponischen Anbau zu verbessern.

Dabei wird eine Pflanze auf ein Substrat gesetzt, an dem sich ihre Wurzeln festhalten können. Sie wird mit einer Nährlösung berieselt, die Wasser und die für das Wachstum nötigen Nährstoffe enthält. Das Team der Universität Linköping hat ein Substrat entwickelt, das eine höhere Ausbeute ermöglichen soll.

Der entscheidende Faktor ist dabei elektrischer Strom: Dieser wird durch das Substrat geleitet, das die Entwicklerinnen Eleni Stavrinidou und Alexandra Sandehn eSoil nennen, und so die Wurzeln der Pflanzen stimuliert. So habe eSoil "das Wachstum von Gerstenkeimlingen verbessert", schreiben sie in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Das Trockengewicht habe in 15 Tagen "nach elektrischer Stimulation im Durchschnitt um 50 Prozent" zugenommen.

Zellulose wird mit Pedot vermengt

eSoil besteht aus Zellulose, der das leitfähige Polymer Poly-3,4-ethylendioxythiophen, kurz Pedot beigemengt wird, das unter anderem auch in Leuchtdioden verwendet wird.

Die Kombination aus Zellulose und Pedot sei nicht neu. Es sei aber das erste Mal, dass sie für die Pflanzenzucht eingesetzt werde. "Auf diese Weise können wir die Setzlinge mit weniger Ressourcen schneller wachsen lassen", sagte Starvrinidou.

In früheren Tests wurde Hochspannung zur Stimulierung der Wurzeln eingesetzt. Bei eSoil hingegen wird nur eine Spannung von 0,5 Volt angelegt. Das verringert den Energieaufwand und die Gefahr im Umgang mit dem System.

Bemerkenswert ist, dass die Wirkweise unklar ist. "Wir wissen noch nicht, wie das genau funktioniert, welche biologischen Mechanismen beteiligt sind", sagte Stavrinidou. "Was wir herausgefunden haben, ist, dass die Sämlinge Stickstoff effektiver verarbeiten, aber es ist noch nicht klar, wie sich die elektrische Stimulation auf diesen Prozess auswirkt."

Der Anbau von Pflanzen ohne Erde, wie etwa beim Vertical Farming, soll dabei helfen, die wachsende Weltbevölkerung mit gesunder Nahrung zu versorgen. Daneben wird diese Form des Pflanzenanbaus auch für die Raumfahrt erwogen, etwa beim Projekt Eden ISS. Das dort entwickelte Gewächshaus wurde erfolgreich in der Antarktis getestet.