Grupa koju predvode istraživači na Univerzitetu Nagoja i Univerzitetu Meijo u Japanu razvila je tehnologiju dezinfekcije koja koristi niskotemperaturnu plazmu generisanu električnom energijom za kultivisanje ekološki prihvatljivih useva uzgojenih u hidroponi. Ova inovativna tehnologija steriliše useve, promovišući rast biljaka bez upotrebe hemijskih đubriva. Njihovi nalazi se pojavljuju u časopisu Tehnologija i inovacije životne sredine.
U hidroponskoj poljoprivredi, farmeri uzgajaju biljke tako što svojim korenima obezbeđuju hranljivi rastvor. Međutim, rastvor hranljivih materija može da se inficira sa patogenim sojevima E. coli, kontaminirajući usev i dovodeći do bolesti koje se prenose hranom.
Da bi izbegli ovaj problem, farmeri koriste hemijski tretman za sterilizaciju hranljivog rastvora pre i tokom kultivacije. U ovom procesu, hranljivi rastvor se zamenjuje. Nažalost, ovo može štetiti životnoj sredini jer hemikalije mogu kontaminirati vodu i proizvesti emisije gasova staklene bašte u svom proizvodnom procesu.
„Naši rezultati sugerišu potpuno novi način dezinfekcije“, rekao je autor profesor Masafumi Ito sa Univerziteta Meijo. „Naša tehnologija potencijalno može smanjiti proizvodnju pesticida koji koriste fosilna goriva, zagađenje životne sredine i ostatke.
Umesto agrohemikalija, tehnika tima je izvršila sterilizaciju pomoću plazme. Plazma je gas sa malim električnim naelektrisanjem, poznatim kao joni i elektroni, i električno neutralnim reaktivnim česticama u njoj. Tim je stvorio plazmu niske temperature koristeći plazma generator.
Njihova metoda cilja na aminokiselinu triptofan u đubrivu, koja je vitalna za rast i razvoj biljaka. Kada se hranljivi rastvor ozrači plazmom, elektroni plazme stvaraju radikale kiseonika, veoma nestabilne čestice kiseonika, koje zatim proizvode radikale triptofana.
Iako biljka i dalje može da koristi izmenjeni triptofan u svom metabolizmu, radikali inaktiviraju enzime uključene u metabolizam ugljenika u E. coli. Metabolomska analiza je otkrila inaktivaciju kola glikolitičke i trikarboksilne kiseline, koja su neophodna za opstanak bakterija, i inaktivaciju ključnog enzima GAPDH. Rezultat su sterilni usevi u kraćem periodu, što je velika prednost u odnosu na konvencionalno korišćene tehnike zasnovane na hemikalijama.
„Razvili smo tehnologiju sterilizacije koristeći radikale kiseonika, što obećava kao tehnologija kontrole higijene za rastvor hranljivih materija u savremenoj hidroponskoj kultivaciji“, rekao je glavni autor, profesor Kenji Išikava sa Univerziteta u Nagoji za nauku o plazmi niskih temperatura.
„Pošto je upotreba hemijskih pesticida ograničena prema SDG-ima i Zelenoj strategiji, naša inovativna tehnologija se može koristiti za sterilizaciju jednostavnim pretvaranjem atmosfere koja sadrži azot, kiseonik i vodenu paru u plazmu niske temperature na osnovu električne energije dobijene iz prirodnih izvora. energije. Očekuje se da će ova tehnologija promovisati tehnološki razvoj ka cilju eliminacije fosilnih goriva i smanjenja gasova staklene bašte.“
