Дослідники з Університету Нагоя та Університету Мейджо в Японії розробили нову технологію дезінфекції, яка може змінити гідропонне землеробство. Їх робота, опублікована в Environmental Technology & Innovations, демонструє, як низькотемпературна плазма, що генерується за допомогою електрики, може ефективно стерилізувати культури, вирощені на гідропоніці, усуваючи потребу в хімічній обробці, одночасно сприяючи стійкому росту рослин.
Гідропоніка, метод вирощування рослин у поживному розчині без ґрунту, стикається з проблемою зараження патогенною кишковою паличкою, яка може поставити під загрозу безпеку врожаю та призвести до хвороб, що передаються харчовими продуктами. Традиційно боротьба з цим ризиком включала хімічну обробку, яка не лише становила небезпеку для навколишнього середовища через забруднення води та викиди парникових газів, але й потребувала повторної заміни поживних розчинів.
Дослідницька група вперше запропонувала безпечну для навколишнього середовища альтернативу, яка використовує плазму — стан речовини, що складається з іонів, електронів і нейтральних частинок — для стерилізації гідропонних поживних розчинів. Цей інноваційний підхід використовує силу електрики для створення низькотемпературної плазми, яка виробляє активні форми кисню. Ці види, у свою чергу, перетворюють триптофан — вирішальну амінокислоту для розвитку рослин — на радикали, які все ще можуть метаболізуватися рослинами, але є смертельними для бактерій E. coli.
Цей метод на основі плазми порушує ключові метаболічні шляхи в E. coli, ефективно нейтралізуючи бактерії, не завдаючи шкоди рослинам або навколишньому середовищу. Технологія націлена на цикли гліколітичної та трикарбонової кислот, необхідні для виживання бактерій, і інактивує критично важливий фермент GAPDH, що призводить до стерильності культур за значно скорочений період часу порівняно зі звичайними хімічними обробками.
Професор Кендзі Ісікава з Центру досліджень низькотемпературної плазми Університету Нагоя підкреслив ширші наслідки їх висновків, заявивши: «Ми розробили технологію стерилізації з використанням радикалів кисню, яка є багатообіцяючою як технологія контролю гігієни для поживних розчинів у сучасному гідропонному вирощуванні. " Він підкреслив узгодженість їхньої технології з цілями сталого розвитку та екологічними стратегіями, відзначивши її потенціал щодо усунення використання хімічних пестицидів, скорочення викидів парникових газів і сприяння переходу від викопного палива.
Цей метод стерилізації на основі плазми не тільки являє собою стрибок вперед у забезпеченні безпеки та стійкості гідропонних культур, але також підкреслює потенціал інноваційних технологій для вирішення нагальних проблем навколишнього середовища та здоров’я в сільському господарстві.
