Raziskovalci z univerze Nagoya in univerze Meijo na Japonskem so razvili novo tehnologijo dezinfekcije, ki lahko spremeni hidroponično kmetovanje. Njihovo delo, objavljeno v Okoljski tehnologiji in inovacijah, prikazuje, kako lahko nizkotemperaturna plazma, ustvarjena z elektriko, učinkovito sterilizira pridelke, gojene hidroponično, s čimer odpravi potrebo po kemični obdelavi in hkrati spodbuja trajnostno rast rastlin.
Hidroponika, metoda gojenja rastlin v hranilni raztopini brez zemlje, se sooča z izzivom kontaminacije s patogeno E. coli, ki lahko ogrozi varnost pridelka in povzroči bolezni, ki se prenašajo s hrano. Tradicionalno je boj proti temu tveganju vključeval kemične obdelave, ki ne predstavljajo le nevarnosti za okolje zaradi onesnaženja vode in emisij toplogrednih plinov, temveč zahtevajo tudi večkratno zamenjavo hranilnih raztopin.
Raziskovalna skupina je uvedla okolju prijazno alternativo, ki uporablja plazmo – agregatno stanje, sestavljeno iz ionov, elektronov in nevtralnih delcev – za sterilizacijo hidroponičnih hranilnih raztopin. Ta inovativni pristop izkorišča moč električne energije za ustvarjanje nizkotemperaturne plazme, ki proizvaja reaktivne spojine kisika. Te vrste nato pretvorijo triptofan – ključno aminokislino za razvoj rastlin – v radikale, ki jih rastline še vedno lahko presnavljajo, vendar so smrtonosne za bakterije E. coli.
Ta metoda na osnovi plazme moti ključne presnovne poti v E. coli in učinkovito nevtralizira bakterije, ne da bi pri tem škodovala rastlinam ali okolju. Tehnologija cilja na cikle glikolitične in trikarboksilne kisline, bistvenega pomena za preživetje bakterij, in inaktivira kritični encim GAPDH, kar vodi do sterilnih pridelkov v bistveno krajšem časovnem okviru v primerjavi z običajnimi kemičnimi obdelavami.
Profesor Kenji Ishikawa iz Nagojskega univerzitetnega centra za nizkotemperaturne plazemske znanosti je poudaril širše posledice njihovih ugotovitev in izjavil: "Razvili smo sterilizacijsko tehnologijo z uporabo kisikovih radikalov, ki je obetavna kot tehnologija nadzora higiene za hranilne raztopine v sodobnem hidroponskem gojenju. " Poudaril je usklajenost njihove tehnologije s cilji trajnostnega razvoja in zelenimi strategijami ter opozoril na njen potencial za odpravo uporabe kemičnih pesticidov, zmanjšanje emisij toplogrednih plinov in spodbujanje odmika od fosilnih goriv.
Ta sterilizacijska metoda na osnovi plazme ne predstavlja le korak naprej pri zagotavljanju varnosti in trajnosti hidroponično pridelanih pridelkov, ampak tudi poudarja potencial inovativnih tehnologij za reševanje perečih okoljskih in zdravstvenih izzivov v kmetijstvu.
