Ako premeniť peľ na lacné hnojivo
Vzhľadom na to, že svetová populácia sa naďalej zväčšuje, odborníci z oblasti poľnohospodárstva sa zamýšľajú nad tým, akým spôsobom budú farmy produkovať dostatok potravín, aby udržali krok s dopytom. Jedna taktika zahŕňa zvýšenie výnosov plodín. S týmto cieľom vyvinuli vedci metódu na výrobu lacných biokompatibilných hnojív s uhlíkovými bodkami pochádzajúcimi z peľu repky. Štúdiou sa zistilo, že aplikácia uhlíkových bodiek na hydroponicky kultivovaný šalát podporila rast o 50 percent.
| Obr. 1: Šalát rástol intenzívnejšie po aplikácii uhlíkových bodiek pochádzajúcich z peľu zdroj: https://www.sciencedaily.com/releases/2017/08/170816100213.htm |
Podľa Zhenga et al. (2017), uhlíkové nanomateriály sú bežne spojené so zložitými zariadeniami a sú charakteristické výnimočnými mechanickými, tepelnými, optickými a elektrickými vlastnosťami. Prekvapivo by mohli mať tieto materiály aj potenciálne poľnohospodárske využitie - niektoré štúdie ukázali, že podporujú rast rastlín. Problém s týmto konceptom však spočíva v tom, že mnohé uhlíkové nanomateriály sú drahé na výrobu a zvyčajne prichádzajú s kontamináciou ťažkými kovmi. Pre bezpečnejšiu alternatívu sa výskumníci obrátili na uhlíkové bodky, ktoré ukázali, že predchádzajúce štúdie sú biokompatibilné. Náhodou objavené uhlíkové kvantové bodky (fluorescenčné uhlíkové nanočastice, Sun et al., 2006) sú málo toxické, biokompatibilné, chemicky inertné, s podobnými fluorescenčnými vlastnosťami ako polovodičové kvantové bodky a na ich výrobu nie sú vyžadované vysoké finančné náklady (Xu et al, 2004).
Výskumníci syntetizovali bodky uhlíka zahrievaním peľu z repky. Proces poskytujúci vysoké výnosy bol relatívne lacný, 3 centy/g. Testovanie materiálu ako hnojiva na hlávkovom šaláte ukázalo, že pri koncentrácii 30 miligramov na liter živného roztoku bola rastlinná biomasa o takmer 50% väčšia u ošetrených rastlín ako u tých, ktorým sa neaplikovali uhlíkové bodky. Navyše, pretože uhlíkové bodky sú fluorescenčné, vedci môžu sledovať materiály pod ultrafialovým svetlom. Zistili, že látky boli rozmiestnené hlavne v listoch. Ďalšia analýza ukázala, že hladiny vitamínu C, rozpustných cukrov a bielkovín neboli ovplyvnené.
Journal Reference: Zheng, Y.; Xie,G.; Zhang,X.; Chen, Z.; Cai,Y.; Yu, W.; Liu, H.; Shan, J.; Li, R.; Liu, Y.; Lei, B.; Bioimaging Application and Growth-Promoting Behavior of Carbon Dots from Pollen on Hydroponically Cultivated Rome Lettuce. ACS Omega, 2017; 2 (7): 3958 DOI: 10.1021/acsomega.7b00657
Sun, Y. P.; Zhou, B.; Lin, Y.; Wang, W.; Fernando, K. A. S.; Pathak, P.; Meziani, M. J.; Harruff, B. A.; Wang, X.; Wang, H.; Luo, P. G.; Yang, H.; Kose, M. E.; Chen, B.; Veca, L. M.; Xie, S. Y. J. Am. Chem. Soc., 2006, 128,7756-7.
Xu, X.; Ray, R.; Gu, Y.; Ploehn, H. J.; Gearheart, L.; Raker, K.; Scrivens, W. A. J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 12736-7
Spracoval: Ing. Andrea Lehotayová, PhD.
