Σπουδαία καινοτομία: Νέο σύστημα καλλιέργειας με ηλεκτρισμό αντί για φως
Ερευνητές από τις Ηνωμένες Πολιτείες ανέπτυξαν ένα καθετοποιημένο σύστημα για την παραγωγή τροφίμων χωρίς φως.
Τα φυτά συνθέτουν σάκχαρα και θρεπτικά συστατικά μέσω της φωτοσύνθεσης, στην οποία πρωταρχικό ρόλο παίζει το ηλιακό φως. Αυτή η χημική αντίδραση παράγει τροφή για όλα τα οικοσυστήματα και υποστηρίζει τη ζωή στον πλανήτη. Τώρα, μια ομάδα επιστημόνων φιλοδοξεί να αντικαταστήσει την ηλιακή ενέργεια με ηλεκτρική, δημιουργώντας μια νέα μορφή καλλιέργειας, την ηλεκτρογεωργία. Η τεχνολογία, που περιγράφεται στο περιοδικό Joule, μπορεί να αλλάξει για πάντα τον τρόπο παραγωγής των τροφίμων στον πλανήτη και ίσως πέρα από αυτόν.
Αντί για φως, οξικό άλας
Σύμφωνα με τους ερευνητές, τα φυτά, αντί για φως, μπορούν να απορροφούν έτοιμο οξικό άλας, το οποίο παράγεται μέσω ηλεκτρόλυσης. Έτσι, παρακάμπτεται πλήρως η διαδικασία της φωτοσύνθεσης, κάτι που σημαίνει ότι μπορούν να δημιουργηθούν καλλιέργειες σε περιοχές με μειωμένη ηλιοφάνεια και σε εσωτερικούς χώρους. Παράλληλα, επιτυγχάνεται σημαντική εξοικονόμηση νερού και μεγιστοποίηση της παραγωγής.
Αξίζει να σημειωθεί ότι η φωτοσύνθεση αξιοποιεί περίπου το 1% της διαθέσιμης ηλιακής ενέργειας. Με τη νέα μέθοδο, το διοξείδιο του άνθρακα μετατρέπεται αρχικά σε μονοξείδιο και στη συνέχεια σε οξικό άλας, με απόδοση 4%. Τα φυτά και οι μύκητες μπορούν να απορροφήσουν το οξικό άλας και να το μετατρέψουν σε σάκχαρα και αμινοξέα.
Ολοκληρωμένο σύστημα παραγωγής
Όπως διαβάζουμε στο ZME Science, οι επιστήμονες έχουν σχεδιάσει ένα ολοκληρωμένο σύστημα παραγωγής τροφίμων, το οποίο ξεκινά με ηλιακά πάνελ, συνεχίζεται με ένα σύστημα ηλεκτρόλυσης που παράγει το οξικό άλας και ολοκληρώνεται με διαδοχικά πάνελ καλλιέργειας (2-6).
Το σύστημα έχει δοκιμαστεί και οι ερευνητές έχουν ήδη καλλιεργήσει ντομάτες, λαχανικά και άλλα μικρά φυτά. Επίσης σε δοκιμαστικό στάδιο βρίσκονται το σιτάρι και οι γλυκοπατάτες. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς τους, η απόδοση είναι τόσο μεγάλη που μπορεί να επιτευχθεί εξοικονόμηση γης κατά 88%, επιτρέποντας την αναδάσωση και τη μείωση των αερίων της παγκόσμιας θέρμανσης.
Κάποιοι ειδικοί είναι προβληματισμένοι και θεωρούν ότι η νέα τεχνολογία δεν επιλύει κάποιο υπάρχον πρόβλημα, αλλά αποτελεί έναν εναλλακτικό τρόπο παραγωγής τροφίμων, ο οποίος είναι σύνθετος και πιθανώς δαπανηρός. Παράλληλα, απαιτούνται τεράστιες επενδύσεις σε συστήματα ανανεώσιμης ενέργειας για την παροχή του απαιτούμενου ηλεκτρισμού.
Ωστόσο, οι επιστήμονες επισημαίνουν ότι συστήματα με τεχνητό φωτισμό έχουν ήδη δοκιμαστεί με επιτυχία, παρότι είναι πολύ πιο δαπανηρά. Τα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας έχουν μεγαλύτερη απόδοση, γεγονός που μπορεί να μεταφραστεί σε χαμηλότερο κόστος.
Και τα γενετικώς τροποποιημένα φυτά στην εξίσωση
Αν η ηλεκτρογεωργία εξελιχθεί όπως προβλέπουν οι επιστήμονες, θα είναι δυνατή και η αξιοποίηση γενετικά τροποποιημένων φυτών με ακόμα υψηλότερη απόδοση. Ο στόχος είναι η δημιουργία σταθερών φυτειών σιταριού, ρυζιού και πατάτας, ενώ υπάρχουν πολύ καλές προοπτικές για την ανάπτυξη τέτοιων συστημάτων σε πλανήτες όπου ενδέχεται να εποικίσει η ανθρωπότητα. Οι ερευνητές τονίζουν ότι μέσα σε δύο χρόνια η τεχνολογία θα έχει δείξει τις πραγματικές δυνατότητές της.
