חוקרים מאוניברסיטת נאגויה ומאוניברסיטת מייג'ו ביפן פיתחו טכנולוגיית חיטוי חדשה שיש לה פוטנציאל לשנות חקלאות הידרופונית. עבודתם, שפורסמה ב- Environmental Technology & Innovations, מדגימה כיצד פלזמה בטמפרטורה נמוכה, המופקת באמצעות חשמל, יכולה לעקר ביעילות יבולים הגדלים בצורה הידרופונית, ולבטל את הצורך בטיפול כימי תוך קידום גידול צמחי בר קיימא.
הידרופוניקה, שיטה לגידול צמחים בתמיסת תזונה ללא אדמה, מתמודדת עם האתגר של זיהום E. coli פתוגני, שעלול לפגוע בבטיחות היבול ולהוביל למחלות הנישאות במזון. באופן מסורתי, המאבק בסיכון זה כלל טיפולים כימיים שלא רק מהווים סכנות סביבתיות באמצעות זיהום מים ופליטת גזי חממה אלא גם מחייבים החלפה חוזרת ונשנית של פתרונות תזונתיים.
צוות המחקר היה חלוץ בחלופה מיטיבה לסביבה המשתמשת בפלזמה - מצב חומר המורכב מיונים, אלקטרונים וחלקיקים ניטרליים - כדי לעקר פתרונות תזונתיים הידרופוניים. גישה חדשנית זו רותמת את כוחו של החשמל לייצור פלזמה בטמפרטורה נמוכה, המייצרת מיני חמצן תגובתיים. מינים אלה, בתורם, ממירים טריפטופן - חומצת אמינו חיונית להתפתחות הצמח - לרדיקלים שעדיין יכולים לעבור חילוף חומרים על ידי הצמחים אך קטלניים לחיידקי E. coli.
שיטה זו מבוססת פלזמה משבשת מסלולים מטבוליים מרכזיים ב-E. coli, ומנטרלת ביעילות את החיידקים מבלי לפגוע בצמחים או בסביבה. הטכנולוגיה מכוונת למחזורי החומצה הגליקוליטית והטרי-קרבוקסילית, החיוניים להישרדות החיידקים, ומשביתה את האנזים הקריטי GAPDH, מה שמוביל לגידולים סטריליים בטווח זמן מופחת משמעותית בהשוואה לטיפולים כימיים קונבנציונליים.
פרופסור קנג'י אישיקאווה מהמרכז האוניברסיטאי של נאגויה למדעי פלזמה בטמפרטורה נמוכה הדגיש את ההשלכות הרחבות יותר של ממצאיהם, וקבע, "פיתחנו טכנולוגיית עיקור באמצעות רדיקלי חמצן, המבטיחה כטכנולוגיית בקרת היגיינה לפתרון תזונתי בגידול הידרופוני מודרני. " הוא הדגיש את ההתאמה של הטכנולוגיה שלהם עם יעדי פיתוח בר קיימא ואסטרטגיות ירוקות, וציין את הפוטנציאל שלה לחסל את השימוש בחומרי הדברה כימיים, להפחית את פליטת גזי חממה ולטפח מעבר הרחק מדלקים מאובנים.
שיטת עיקור מבוססת פלזמה זו לא רק מייצגת קפיצת מדרגה בהבטחת הבטיחות והקיימות של גידולים הידרופוניים, אלא גם מדגישה את הפוטנציאל של טכנולוגיות חדשניות להתמודדות עם אתגרים סביבתיים ובריאותיים דחופים בחקלאות.
