(Mikro)zöld jövő nanotechnológiával - Szegedi kutatók új megoldásai a fenntartható élelmiszertermelésért

A fejlesztés célja egy olyan precíziós termesztéstechnológia kidolgozása, amely képes megfelelni a 21. századi élelmezési és környezeti kihívásoknak. A rendszerben a növények a szükséges tápanyagokat közvetlenül speciálisan összeállított tápoldatokból veszik fel, miközben a termesztési paraméterek – mint a hőmérséklet, páratartalom és fényviszonyok – teljes kontroll alatt állnak. Ennek eredményeként a növények tápanyagtartalma és minősége is jelentősen javul a hagyományos módszerekhez képest.

Űrhajósok is termeszthetik 

A szegedi kutatás fókuszában a mikrozöldek állnak – ezek a néhány napos, tápanyagban rendkívül gazdag növények már nemcsak a gasztronómiai élvonalban, hanem az űrkutatásban is kiemelt figyelmet kapnak. A mikrozöldek űrbéli termesztése reális alternatívát kínál a hosszú távú küldetések során az űrhajósok friss, vitaminban gazdag élelmiszerellátására. Tudományos vizsgálatok szerint az ilyen termesztési tevékenység pozitív hatással van az űrhajósok mentális egészségére is.

- A mikrozöldek beltartalmi értékének maximalizálása és fenntartható termesztése kulcsfontosságú, ennek eléréséhez alkalmazzuk a nanorészecskékkel történő kezeléseket – hangsúlyozta Dr. Szepesi Ágnes, a GINOP projekt szakmai alprojektvezetője. Az SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Növénybiológiai Intézet adjunktusától megtudtuk: a kutatás célja, hogy olyan megoldásokat dolgozzanak ki, amelyek egyszerre nyújtanak választ a klímaváltozás és az élelmiszerellátás biztonságának kérdéseire. A jövő mezőgazdaságának ugyanis képesnek kell lennie függetlenedni a változékony időjárási és környezeti tényezőktől, mint a hőhullámok, árvizek, tűzesetek vagy újonnan megjelenő kártevők, például a poloskák inváziója. A vízfelhasználás csökkentése szintén elengedhetetlen – ezt a vertikális farmok célzott, zárt rendszerű megoldásai hatékonyan támogatják.

A globális élelmiszerigény folyamatosan növekszik: míg 2010-ben 35%-kal több élelmiszerre volt szükség, mint korábban, 2050-re ez az érték várhatóan eléri az 56%-ot. Mindez egyre csökkenő termőterületen valósul meg, ezért kiemelkedő jelentősége van a helytakarékos, talajmentes termesztési módszereknek.

MI vezérelt üvegházak 

A szegedi kutatók a mikrozöldeket kókuszroston nevelték, de ezek a növények hidropóniás rendszerekben, vagyis kizárólag tápoldatban is kiválóan termeszthetők. A világon egyre elterjedtebb a precíziós üvegházak használata is, amelyekben már mesterséges intelligencia is támogatja az ilyen fajta termesztést: drónok segítségével monitorozzák a környezeti paramétereket (például hőmérséklet, páratartalom), valamint észlelik a növények egészségi állapotában bekövetkező változásokat hőtérképes technológiák alkalmazásával.

Az említett módszereknek az előnye, hogy az ilyen kontrollált körülmények között termesztett növényeket nem kell növényvédő szerekkel permetezni, csökkentett vízfelhasználást igényelnek, mentesek a talajhoz köthető betegségektől és kártevőktől, valamint energiahatékonyabbak a hagyományos mezőgazdasági technológiáknál.

Világszerte működnek már vertikális farmok: például az arab légitársaság a világ legnagyobb beltéri farmjáról biztosítja utasai számára a friss mikrozöldeket és salátákat, míg London egyik használaton kívüli metróaluljárójában egy korábbi óvóhelyből alakítottak ki high-tech termesztőlétesítményt.

Nanorészecskékkel a magasabb tápanyagtartalomért 

Fontos különbséget tenni azonban a mikrozöldek és a csírák között – hívta fel a figyelmet Dr. Szepesi Ágnes. Míg a csírák esetén az egész növényt fogyasztjuk el a csírázási folyamat korai szakaszában, addig a 7–10 napos mikrozöld növények levágott hajtásait esszük meg.

A Növények extra tápanyag ellátását szolgáló rendszer kutatás fejlesztése című, GINOP_PLUSZ-2.1.1-21-2022-00080 azonosító számú hároméves projekt, a TS Labor vezetésével és a Pannónia Medicina Zrt. közreműködésével valósult meg a Szegedi Tudományegyetemen. A projekt szakmai vezetője Prof. Dr. Kónya Zoltán tudományos és innovációs rektorhelyettes, a Természettudományi és Informatikai Kar Alkalmazott és Környezeti Kémiai tanszékének vezetője. A pályázat célul tűzte ki több növényfaj – például saláta, brokkoli, rukkola és zsázsa – növekedési paramétereinek optimalizálását. A kutatók a SZTE Alkalmazott és Környezeti Kémiai Tanszék munkatársai által speciálisan előállított nanorészecskékkel javították a növények tápanyagfelvételét és beltartalmi értékeit, valamint a fényspektrum változtatásával – például többlet kék és többlet piros LED-megvilágítással – vizsgálták a fényhatások növényélettani hatásait.

Bár a talajmentes növénytermesztés, különösen a hidropónia, egyre fontosabb szerephez jut az élelmiszerellátásban, a technológia még számos kihívást tartogat. A szegedi kutatók fejlesztése azonban olyan új utakat nyithat meg az optimalizált tápanyagellátás és fenntartható termesztés terén, amelyek meghatározóvá válhatnak a jövő mezőgazdasági innovációiban.