По сравнению с традиционным сельским хозяйством, гидропонное земледелие использует меньше места, меньше воды и не требует почвы. Однако для него все еще требуется среда для роста. Ученые создали такую среду из состриженных человеческих волос.
Человеческие волосы содержат большое количество белка, известного как кератин, который, в свою очередь, состоит из аминокислот. Эти кислоты сами по себе хорошо стимулируют рост растений. Также они способны связываться с другими питательными веществами, а затем высвобождать их со временем. По этим причинам кератин может обеспечить эффективную гидропонную среду для роста. Правда, она недостаточно прочна, чтобы сформировать субстрат, способный поддерживать растение. Но это можно исправить.
Ученые из сингапурского Наньянского технологического университета взяли состриженные волосы из парикмахерских, извлекли из них кератин, а затем смешали его с целлюлозными волокнами, полученными из древесины. После высушивания эта смесь образовала губчатый материал. Затем материал использовали в качестве гидропонной среды при выращивании руколы и бок-чой (сорт китайской капусты).
Оказалось, что материал отлично поддерживает растения и ускоряет их рост. Пористая структура позволяет материалу всасывать и удерживать водный питательный раствор, используемый в гидропонной установке.
Еще одна важная особенность - материал на основе кератина полностью биоразлагается в течение четырех-восьми недель. При этом он просто превращается в растительное удобрение. С одной стороны, это означает, что материал нужно периодически обновлять. С другой, такая система не оставляет никаких отходов.
Кроме того, растения, выращенные в кератиновой среде, развивают более длинные корни, чем растения, выращенные в традиционных гидропонных средах. Это позволяет им поглощать больше воды и питательных веществ.
К слову, кератин можно получать не только из человеческих волос. «Животноводство производит большое количество кератина в качестве биологических отходов, поскольку он в изобилии содержится в шерсти, рогах, копытах и перьях. Поскольку кератин может быть извлечен из многих видов сельскохозяйственных отходов, разработка гидропонных субстратов на основе кератина может стать важной стратегией рециркуляции сельскохозяйственных отходов в рамках устойчивого сельского хозяйства», - говорит профессор Нг Ки Вой, ведущий автор разработки.
Исследование опубликовано в журнале ACS Sustainable Chemistry & Engineering.
