Исследователи из нескольких университетов, в том числе Калифорнийского университета в Риверсайде, решили бросить вызов всем известному фотосинтезу с помощью инновационного процесса и считают, что это может открыть новую эру в сельском хозяйстве и даже спасти человечество.

Как сообщают СМИ, эта область исследований, позволяющая выращивать растения практически без света, недавно сделала большой шаг вперед, предлагая сельскому хозяйству переходить на метод электрического земледелия, и, благодаря этому сделать растениеводство менее требовательным к свету и зависимым от погодных условий. Такой новый метод, по мнению ученых, позволит решить проблемы, связанные с ростом населения и экологическим воздействием интенсивного сельского хозяйства.

Роберт Джинкерсон, доцент кафедры химической инженерии окружающей среды Калифорнийского университета, и его команда опубликовали в научном американском издании Joule  результаты проведенных ими исследований в этом направлении. В частности, ученые описали этапы изучения ими процесса фотосинтеза, при котором растения преобразуют солнечный свет в сахар, используемый ими для роста, и решили, что этот путь растениеводства, возможно, не совсем эффективен, чтобы удовлетворить растущий спрос человека на продукты питания.

“Если нам больше не нужно выращивать растения при солнечном свете, то мы можем отделить сельское хозяйство от окружающей среды и выращивать продукты питания в закрытых помещениях в контролируемых условиях”, - говорит Роберт Джинкерсон. Проблема фотосинтеза, по его замечаниям, заключается в том, что растения преобразуют очень малую часть поглощаемого ими света в химическую энергию. Найдя способы искусственного увеличения этого показателя, фермеры смогли бы значительно увеличить урожайность, не требуя дополнительных ресурсов и не производя больше выбросов парниковых газов.

Хотя электрическое земледелие, как назвали его исследователи, не является новой концепцией, они написали в своем исследовании, что предыдущие попытки максимизировать урожайность с помощью этой технологии наталкивались на проблемы. В частности, в результате некоторых прошлых усилий на этом направлении, растения смогли увеличить производство этилена, который, хотя и действует как гормон роста растений, напрямую не приводит к повышению эффективности производства химической энергии.

Чтобы решить эту проблему, исследователи стали искать другие соединения, которые способствовали бы более эффективному росту растений. Они остановились на ацетате, который может быть получен с помощью химической реакции с участием углекислого газа (CO2) и воды. Этот процесс, как они указывают, мог бы осуществляться с помощью ветрогенераторов или солнечных панелей, установленных на крышах больших гидропонных ферм для сельскохозяйственных культур, способных за счет вырабатываемого электричества повысить метаболизм ацетата растениями. По их словам, эта система приведет к значительному увеличению производства продуктов питания без негативного воздействия на окружающую среду. Это также позволило бы сократить площадь земель, необходимых для производства продуктов питания, на 94 %.  “Прямо сейчас мы достигли эффективности  в четыре раза выше, чем при фотосинтезе, и поскольку при использовании этого метода все становится более эффективным, выбросы CO2, связанные с производством продуктов питания, становятся намного меньше. Система настолько эффективна, что растениям требуется очень мало света”, - сказал Фэн Цзяо, электрохимик из Вашингтонского университета, который также участвовал в исследовании.

При этом, правда, исследователи не уточнили, насколько именно, их метод продуктивно работает “в темноте”, устраняя необходимость в большом количестве ламп или системах кондиционирования воздуха для управления теплом. В опубликованном учеными докладе ими предложен метод электрического земледелия, который, по их сообщению, продемонстрировал “предварительный успех” в экспериментах с салатом-латуком, рисом, рапсом, перцем и помидорами. Они также представили себе будущее, в котором производимый при помощи электричества углерод можно было бы использовать для выращивания мяса в лабораторных условиях.