Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Nagoya και το Πανεπιστήμιο Meijo στην Ιαπωνία ανέπτυξαν μια νέα τεχνολογία απολύμανσης που έχει τη δυνατότητα να μεταμορφώσει την υδροπονική γεωργία. Η εργασία τους, που δημοσιεύτηκε στο Environmental Technology & Innovations, καταδεικνύει πώς το πλάσμα χαμηλής θερμοκρασίας, που παράγεται μέσω ηλεκτρικής ενέργειας, μπορεί να αποστειρώσει αποτελεσματικά τις καλλιέργειες που καλλιεργούνται υδροπονικά, εξαλείφοντας την ανάγκη για χημική επεξεργασία ενώ προάγει τη βιώσιμη ανάπτυξη των φυτών.
Η υδροπονική, μια μέθοδος καλλιέργειας φυτών σε θρεπτικό διάλυμα χωρίς χώμα, αντιμετωπίζει την πρόκληση της παθογόνου μόλυνσης από E. coli, η οποία μπορεί να θέσει σε κίνδυνο την ασφάλεια των καλλιεργειών και να οδηγήσει σε τροφιμογενείς ασθένειες. Παραδοσιακά, η καταπολέμηση αυτού του κινδύνου περιελάμβανε χημικές επεξεργασίες που όχι μόνο θέτουν περιβαλλοντικούς κινδύνους μέσω της μόλυνσης των υδάτων και των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, αλλά απαιτούν επίσης την επαναλαμβανόμενη αντικατάσταση θρεπτικών διαλυμάτων.
Η ερευνητική ομάδα πρωτοστάτησε σε μια φιλική προς το περιβάλλον εναλλακτική λύση που χρησιμοποιεί πλάσμα - μια κατάσταση ύλης που αποτελείται από ιόντα, ηλεκτρόνια και ουδέτερα σωματίδια - για την αποστείρωση υδροπονικών διαλυμάτων θρεπτικών ουσιών. Αυτή η καινοτόμος προσέγγιση αξιοποιεί τη δύναμη της ηλεκτρικής ενέργειας για τη δημιουργία πλάσματος χαμηλής θερμοκρασίας, το οποίο παράγει αντιδραστικά είδη οξυγόνου. Αυτά τα είδη, με τη σειρά τους, μετατρέπουν την τρυπτοφάνη - ένα κρίσιμο αμινοξύ για την ανάπτυξη των φυτών - σε ρίζες που μπορούν ακόμα να μεταβολιστούν από τα φυτά αλλά είναι θανατηφόρα για τα βακτήρια E. coli.
Αυτή η μέθοδος που βασίζεται στο πλάσμα διαταράσσει βασικές μεταβολικές οδούς στο E. coli, εξουδετερώνοντας αποτελεσματικά τα βακτήρια χωρίς να βλάπτουν τα φυτά ή το περιβάλλον. Η τεχνολογία στοχεύει τους κύκλους γλυκολυτικού και τρικαρβοξυλικού οξέος, απαραίτητοι για την επιβίωση των βακτηρίων, και απενεργοποιεί το κρίσιμο ένζυμο GAPDH, οδηγώντας σε στείρες καλλιέργειες σε σημαντικά μειωμένο χρονικό πλαίσιο σε σύγκριση με τις συμβατικές χημικές επεξεργασίες.
Ο καθηγητής Kenji Ishikawa του Πανεπιστημιακού Κέντρου Nagoya για Επιστήμες Πλάσματος Χαμηλής Θερμοκρασίας τόνισε τις ευρύτερες επιπτώσεις των ευρημάτων τους, δηλώνοντας: «Αναπτύξαμε μια τεχνολογία αποστείρωσης χρησιμοποιώντας ρίζες οξυγόνου, η οποία είναι πολλά υποσχόμενη ως τεχνολογία ελέγχου υγιεινής για θρεπτικά συστατικά στη σύγχρονη υδροπονική καλλιέργεια. " Τόνισε την ευθυγράμμιση της τεχνολογίας τους με τους στόχους βιώσιμης ανάπτυξης και τις πράσινες στρατηγικές, σημειώνοντας τις δυνατότητές της να εξαλείψει τη χρήση χημικών φυτοφαρμάκων, να μειώσει τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου και να προωθήσει την απομάκρυνση από τα ορυκτά καύσιμα.
Αυτή η μέθοδος αποστείρωσης με βάση το πλάσμα όχι μόνο αντιπροσωπεύει ένα άλμα προς τα εμπρός στη διασφάλιση της ασφάλειας και της βιωσιμότητας των υδροπονικά καλλιεργούμενων καλλιεργειών, αλλά υπογραμμίζει επίσης τις δυνατότητες των καινοτόμων τεχνολογιών για την αντιμετώπιση πιεστικών περιβαλλοντικών και υγειονομικών προκλήσεων στη γεωργία.
