Japonya’daki Nagoya Üniversitesi ve Meijo Üniversitesi araştırmacılarından oluşan bir grup, çevre dostu hidroponik tarım ürünleri yetiştirmek için elektrikle oluşturulan düşük sıcaklıkta plazma kullanarak dezenfeksiyon teknolojisi geliştirdi. Bu yenilikçi teknoloji, bitki büyümesini teşvik ederek kimyasal gübre kullanmadan ürünleri sterilize ediyor. Bulguları Çevre Teknolojisi ve İnovasyonları dergisinde yayınlandı.
Hidroponik tarımda çiftçiler, bitkilerin köklerine besin çözeltisi sağlayarak bitkileri yetiştirirler. Ancak, besin çözeltisi patojenik E. coli suşlarıyla enfekte olabilir, bu da ürünleri kontamine ederek gıda kaynaklı hastalıklara yol açabilir.
Bu sorunu önlemek için çiftçiler, besin çözeltisini yetiştirme öncesi ve sırasında kimyasal işlemlerle sterilize ederler. Bu süreçte besin çözeltisi yenilenir. Ne yazık ki, bu çevreye zarar verebilir çünkü kimyasallar suyu kirletebilir ve üretim sürecinde sera gazı emisyonu oluşturabilir.
Meijo Üniversitesi’nden Profesör Masafumi Ito, “Sonuçlarımız, tamamen yeni bir dezenfeksiyon yöntemi önermektedir” dedi. “Teknolojimiz, fosil yakıt kullanan böcek ilaçlarının üretimini, çevre kirliliğini ve artıkları potansiyel olarak azaltabilir.”
Takımın yöntemi, sterilizasyonu plazma kullanarak gerçekleştiriyor. Plazma, küçük elektrik yükleri olan gazlardır ve içinde elektriksel olarak nötr reaktif parçacıklar bulunur. Takım, düşük sıcaklıkta plazma oluşturmak için bir plazma jeneratörü kullandı.
Yöntemleri, bitki büyümesi ve gelişimi için hayati olan gübredeki amino asit olan triptofanı hedef alır. Besin çözeltisi plazma ile ışınlandığında, plazmanın elektronları oksijen radikalleri oluşturur. Bu oksijen radikalleri daha sonra triptofan radikallerini oluşturur.
Bitki hala değiştirilmiş triptofanı metabolizmasında kullanabilirken, radikaller karbon metabolizmasında rol oynayan enzimleri etkisiz hale getirir. Metabolomik analiz, glikolitik ve trisiklik asit devrelerinin inaktivasyonunu ortaya çıkardı, bu da bakterilerin hayatta kalması için önemlidir ve anahtar enzim GAPDH’nın inaktivasyonunu gösterdi. Sonuç olarak, geleneksel kimyasal tabanlı tekniklere göre daha kısa sürede steril ürünler elde edilir.
Nagoya Üniversitesi Düşük Sıcaklık Plazma Bilimleri Merkezi’nin baş yazarı Profesör Kenji Ishikawa, “Modern hidroponik yetiştiricilikte besin çözeltisi için hijyen kontrol teknolojisi olarak umut vaat eden oksijen radikallerini kullanarak bir sterilizasyon teknolojisi geliştirdik” dedi. “Kimyasal böcek ilaçlarının kullanımı SDG’ler ve Yeşil Strateji kapsamında sınırlı olduğundan, yenilikçi teknolojimiz atmosferi azot, oksijen ve su buharı içeren ve doğal enerjiden elde edilen elektrik enerjisi temel alınarak düşük sıcaklıkta plazmaya dönüştürerek sterilizasyon için kullanılabilir. Bu teknolojinin fosil yakıtların ortadan kaldırılması ve sera gazlarının azaltılması hedefine yönelik teknolojik gelişmeleri teşvik etmesi beklenmektedir.”
