L’Université libre de Bolzano et l’Institut italien de technologie de Gênes ont conjointement développé un système d’hydrogel biodégradable pour l’agriculture hydroponique. Ce matériau hydrogel peut soutenir la croissance des plantes avec une quantité d’eau minimale et offre la possibilité d’intégrer des capteurs pour surveiller en temps réel la santé des plantes. Cette recherche propose une nouvelle solution pour relever les défis agricoles liés au changement climatique.

Les résultats de cette étude ont été publiés dans la revue ACS Agricultural Science & Technology. L’équipe de recherche, composée d’experts multidisciplinaires des deux institutions, inclut Camilla Febo, Paolo Lugli et Luisa Petti, professeurs à la Faculté d’ingénierie de l’Université libre de Bolzano, ainsi que Tanja Mimmo et Luigimaria Borruso, professeurs à la Faculté des sciences agricoles, environnementales et alimentaires. Du côté de l’Institut italien de technologie, la chercheuse principale Athanassia Athanassiou et la chercheuse Danila Merino ont participé au projet.

L’hydrogel, un matériau poreux, bénéficie d’une structure de réseau polymère qui excelle dans la rétention d’eau et de nutriments. Dans les applications horticoles, ce matériau devient progressivement une alternative durable aux mousses à base de pétrole et aux pots de fleurs. Les chercheurs ont utilisé de la carraghénane extraite d’algues rouges comme ingrédient principal pour développer une formulation d’hydrogel biodégradable et sûre.

L’équipe a enrichi la fonctionnalité de cet hydrogel en y ajoutant des extraits d’algues entières, permettant à l’hydrogel de fonctionner comme un biostimulant pour favoriser les processus de croissance naturels des plantes. Cette amélioration augmente non seulement la résilience et la qualité des cultures, mais améliore également l’efficacité de l’utilisation des nutriments. Lors d’expériences sur des plantes menées dans les laboratoires de Bolzano, en utilisant l’arabidopsis comme plante modèle, les résultats ont montré que le nouvel hydrogel favorisait une croissance plus vigoureuse par rapport aux substrats hydroponiques traditionnels.

Ce matériau hydrogel présente une excellente capacité de rétention d’eau, avec un taux de gonflement pouvant atteindre 7 000 %. Sa structure unique permet de fournir aux plantes un approvisionnement constant et stable en eau et en nutriments. Les scientifiques prévoient d’intégrer des capteurs flexibles biodégradables dans le support d’hydrogel pour créer des conditions techniques plus avancées pour une agriculture de précision.

Camilla Febo, chercheuse à l’Université libre de Bolzano, a déclaré : « Nous nous engageons à développer des matériaux non seulement biodégradables et durables, mais également capables d’interagir activement avec les plantes pour leur fournir efficacement de l’eau et des nutriments. L’hydrogel que nous avons développé peut retenir l’eau et la libérer progressivement, réduisant ainsi considérablement la consommation d’eau. Cette approche représente une étape importante vers une agriculture plus résiliente et respectueuse de l’environnement. »

Athanassia Athanassiou, directrice scientifique adjointe de l’Institut italien de technologie, a ajouté : « Nous travaillons à développer des matériaux intelligents et durables pour fournir des solutions concrètes à des défis environnementaux dans des secteurs clés comme l’agriculture. Dans cette étude, nous avons spécifiquement exploité des ressources marines naturelles pour concevoir un hydrogel capable de retenir l’eau et de fournir des nutriments aux plantes. »

Luisa Petti, directrice du laboratoire de technologies de capteurs à l’Université libre de Bolzano, a souligné : « L’innovation technologique doit aller de pair avec la durabilité environnementale. Nous nous concentrons sur la conception de dispositifs électroniques flexibles et biodégradables intégrables dans des systèmes agricoles intelligents. L’hydrogel développé en collaboration avec l’Institut italien de technologie illustre comment la technologie peut soutenir l’agriculture en améliorant l’efficacité des ressources et en réduisant l’impact environnemental. »