Onderzoekers van de Nagoya Universiteit en Meijo Universiteit in Japan hebben een nieuwe desinfectietechnologie ontwikkeld die het potentieel heeft om de hydrocultuurlandbouw te transformeren. Hun werk, gepubliceerd in Environmental Technology & Innovations, laat zien hoe plasma op lage temperatuur, gegenereerd door elektriciteit, gewassen die op hydrocultuur zijn geteeld effectief kan steriliseren, waardoor de noodzaak van chemische behandeling wordt geëlimineerd en tegelijkertijd duurzame plantengroei wordt bevorderd.
Hydrocultuur, een methode om planten te kweken in een voedingsoplossing zonder aarde, wordt geconfronteerd met de uitdaging van pathogene E. coli-besmetting, die de gewasveiligheid in gevaar kan brengen en tot door voedsel overgedragen ziekten kan leiden. Traditioneel omvatte de bestrijding van dit risico chemische behandelingen die niet alleen gevaren voor het milieu met zich meebrengen door waterverontreiniging en de uitstoot van broeikasgassen, maar ook de herhaalde vervanging van voedingsoplossingen noodzakelijk maken.
Het onderzoeksteam is een pionier op het gebied van een milieuvriendelijk alternatief dat gebruik maakt van plasma – een toestand van materie bestaande uit ionen, elektronen en neutrale deeltjes – om voedingsoplossingen voor hydrocultuur te steriliseren. Deze innovatieve aanpak maakt gebruik van de kracht van elektriciteit om plasma op lage temperatuur te genereren, dat reactieve zuurstofsoorten produceert. Deze soorten zetten op hun beurt tryptofaan – een cruciaal aminozuur voor de ontwikkeling van planten – om in radicalen die nog steeds door de planten kunnen worden gemetaboliseerd, maar dodelijk zijn voor de E. coli-bacteriën.
Deze op plasma gebaseerde methode verstoort de belangrijkste metabolische routes in E. coli, waardoor de bacteriën effectief worden geneutraliseerd zonder de planten of het milieu te schaden. De technologie richt zich op de glycolytische en tricarbonzuurcycli, essentieel voor de overleving van bacteriën, en inactiveert het cruciale enzym GAPDH, wat leidt tot steriele gewassen in een aanzienlijk korter tijdsbestek vergeleken met conventionele chemische behandelingen.
Professor Kenji Ishikawa van het Nagoya University Center for Low-temperature Plasma Sciences benadrukte de bredere implicaties van hun bevindingen en zei: "We hebben een sterilisatietechnologie ontwikkeld met behulp van zuurstofradicalen, die veelbelovend is als hygiënecontroletechnologie voor voedingsoplossingen in de moderne hydrocultuurteelt. " Hij benadrukte de afstemming van hun technologie op de doelstellingen voor duurzame ontwikkeling en groene strategieën, en wees op het potentieel ervan om het gebruik van chemische pesticiden te elimineren, de uitstoot van broeikasgassen te verminderen en een verschuiving weg van fossiele brandstoffen te bevorderen.
Deze op plasma gebaseerde sterilisatiemethode vertegenwoordigt niet alleen een sprong voorwaarts in het garanderen van de veiligheid en duurzaamheid van op hydrocultuur geteelde gewassen, maar onderstreept ook het potentieel van innovatieve technologieën om dringende milieu- en gezondheidsuitdagingen in de landbouw aan te pakken.
