Para peneliti dari Universitas Nagoya dan Universitas Meijo di Jepang telah mengembangkan teknologi desinfeksi baru yang berpotensi mengubah pertanian hidroponik. Karya mereka, yang dipublikasikan di Environmental Technology & Innovations, menunjukkan bagaimana plasma bersuhu rendah, yang dihasilkan melalui listrik, dapat secara efektif mensterilkan tanaman yang ditanam secara hidroponik, menghilangkan kebutuhan akan pengolahan kimia sekaligus mendorong pertumbuhan tanaman yang berkelanjutan.
Hidroponik, sebuah metode menanam tanaman dalam larutan nutrisi tanpa tanah, menghadapi tantangan kontaminasi E. coli patogen, yang dapat membahayakan keamanan tanaman dan menyebabkan penyakit bawaan makanan. Secara tradisional, upaya untuk memerangi risiko ini melibatkan pengolahan kimia yang tidak hanya menimbulkan bahaya lingkungan melalui pencemaran air dan emisi gas rumah kaca, namun juga memerlukan penggantian larutan nutrisi secara berulang-ulang.
Tim peneliti telah memelopori alternatif ramah lingkungan yang menggunakan plasma—zat yang terdiri dari ion, elektron, dan partikel netral—untuk mensterilkan larutan nutrisi hidroponik. Pendekatan inovatif ini memanfaatkan kekuatan listrik untuk menghasilkan plasma bersuhu rendah, yang menghasilkan spesies oksigen reaktif. Spesies ini, pada gilirannya, mengubah triptofan – asam amino penting untuk perkembangan tanaman – menjadi radikal yang masih dapat dimetabolisme oleh tanaman tetapi mematikan bakteri E. coli.
Metode berbasis plasma ini mengganggu jalur metabolisme utama E. coli, sehingga secara efektif menetralkan bakteri tanpa membahayakan tanaman atau lingkungan. Teknologi ini menargetkan siklus asam glikolitik dan trikarboksilat, yang penting untuk kelangsungan hidup bakteri, dan menonaktifkan enzim penting GAPDH, sehingga menghasilkan tanaman steril dalam jangka waktu yang jauh lebih singkat dibandingkan dengan perawatan kimia konvensional.
Profesor Kenji Ishikawa dari Pusat Ilmu Plasma Suhu Rendah Universitas Nagoya menyoroti implikasi yang lebih luas dari temuan mereka, dengan menyatakan, “Kami mengembangkan teknologi sterilisasi menggunakan radikal oksigen, yang menjanjikan sebagai teknologi kontrol kebersihan untuk larutan nutrisi dalam budidaya hidroponik modern. " Ia menekankan keselarasan teknologi mereka dengan tujuan pembangunan berkelanjutan dan strategi ramah lingkungan, serta mencatat potensinya untuk menghilangkan penggunaan pestisida kimia, mengurangi emisi gas rumah kaca, dan mendorong peralihan dari bahan bakar fosil.
Metode sterilisasi berbasis plasma ini tidak hanya mewakili lompatan maju dalam memastikan keamanan dan keberlanjutan tanaman yang ditanam secara hidroponik, namun juga menggarisbawahi potensi teknologi inovatif untuk mengatasi tantangan lingkungan dan kesehatan yang mendesak di bidang pertanian.
