رویکرد این گروه منجر به تولید گوجه‌فرنگی شده که از نظر وزنی تقریبا 82 درصد محصول بیشتر تولید می‌کنند، این محصولات همچنین دارای محتویات آنتی‌اکسیدانی بیشتری هستند.

این روش جدید توسط دکتر رامش رالیا و دکتر پراتیم بیسواس در کالج علوم مهندسی و کاربردی دانشگاه سنت لوییس واشنگتن توسعه یافته و شامل استفاده از نانوذرات اکسید روی و دی‌اکسید تیتانیوم برای افزایش توانایی گیاه گوجه‌فرنگی در جذب نور و مواد معدنی است. اکسید تیتانیوم، کلروفیل موجود در برگ گیاهان را برای بهبود فتوسنتز افزایش می‌دهد. همچنین "روی" یک ماده مغذی ضروری است که به عملکرد آنزیم‌ها درون گیاه کمک می‌کند.

بیسواس گفت: وقتی یک گیاه رشد می کند، سیگنال‌هایی را به خاک می‌فرستد مبنی بر این که به مواد مغذی نیاز دارد. مواد مغذی مورد نیاز گیاه به شکلی نیست که این گیاه بتواند آن را فورا دریافت کند، بنابراین شروع به ترشح آنزیم‌هایی می‌کند که به خاک واکنش نشان داده و باعث تحریک باکتری‌ها برای تبدیل مواد مغذی به شکل قابل استفاده برای گیاه می‌شوند. ما با اضافه کردن نانوذرات، در حال تلاش برای کمک به این مسیر هستیم.

این گروه دریافتند که افزودن مستقیم نانوذرات به برگهای گیاه در قالب افشانه بسیار ریز، بیشتر از زمانی که نانوذرات در خاک استفاده شده باشند، منجر به جذب مواد مغذی می‌شود.

رالیا اظهار کرد: گیاه فقط می‌تواند حدود 20 درصد از مواد مغذی را از طریق خاک جذب کند؛ مابقی آن با ترکیبات خاک یک مجموعه‌ پایدار را تشکیل داده و یا با آب شسته می‌شوند و منجر به رواناب می‌شوند. در هر دو مورد آخر، مواد مغذی برای گیاهان در دسترس نیست.

گیاهان تحت درمان با نانو ذرات ایروسل از نظر وزنی تقریبا 82 درصد بیشتر از گیاهان اصلاح نشده محصول می‌دهند، برای مثال گوجه‌فرنگی‌ها افزایش بین 80 تا 113 درصد در سطوح لیکوپن داشتند. این آنتی‌اکسیدان، رنگ قرمز گوجه‌فرنگی و برخی از میوه‌ها و سبزیجات قرمز دیگر را تامین کرده و موضوع پژوهش‌های متعددی برای تعیین ارتباط بین آن و کاهش خطر ابتلا به سرطان شده که هیچ یک از آن‌ها توسط سازمان غذا و دارو آمریکا قطعی نشده است.

بیسواس گفت: میزان غلظت مطلوب نانوذرات که باعث فراهم شدن محصول زیاد می‌شود، هنوز هم تعیین نشده است، اما سطوح نانوذرات گیاهان و گوجه‌فرنگی‌هایی که دراین پژوهش از آنها استفاده شد، کمتر از حدود تعیین شده توسط وزارت کشاورزی آمریکا بود و همچنین به طورقابل توجهی کمتر از مواردی بود که در کودهای معمولی یافت می‌شود.

این گروه اکنون در حال توسعه یک فرمول جدید از مواد مغذی نانو است که نه تنها دارای روی است بلکه شامل همه 17 عنصری می‌شود که گیاهان برای رشد به آن نیاز دارند. آنها امیدوارند که چنین روشی بتواند تا سال 2050 بدون اعمال فشار اضافی بر روی منابع آب و انرژی، به تغذیه 9 میلیارد نفر که ساکن این سیاره هستند کمک کند.

این پژوهش در مجله Metallomics منتشر شد.

اخبارعلمی - ایسنا