هک سالسا: مخلوط شیشه بازیافتی 50% رشد گیاهان گشنیز، فلفل و جالاپینو را افزایش می‌دهد
چیپس‌های ترتیلا و سالسای تازه جزو میان‌وعده‌های خوشمزه هستند، اما به‌زودی ممکن است مواد آن‌ها از منابع پایدارتری بیایند. محققان دریافتند که گشنیز، فلفل دلمه‌ای و جالاپینو زمانی که در شیشه بازیافتی از بطری‌های دور ریخته شده، مانند بطری‌های آبجو یا نوشابه، کشت شوند، می‌توانند به خوبی رشد کنند.
این روش جدید که شامل جایگزینی جزئی خاک با تکه‌های خرد شده شیشه است، نه تنها رشد گیاه را تسریع می‌کند بلکه با مشکلات قارچی نیز مبارزه می‌کند.
جولی ونگاس، دانشمند نانومواد در دانشگاه تگزاس ریو گراند، و تیم او این روش کشاورزی پایدار را پیشگام کرده‌اند. ونگاس با تریسا پاتریشیا فریا آرویو، یک اکولوژیست با تجربه در امنیت غذایی و پایداری، همکاری می‌کند.
همکاری آن‌ها با کار ونگاس بر روی استفاده از شیشه بازیافتی برای پروژه‌های ترمیم ساحلی، مانند کشت درختان بید، آغاز شد. این به فریا انگیزه داد که بپرسد آیا شیشه می‌تواند برای کشت محصولات کشاورزی نیز استفاده شود. آن‌ها با هم آزمایش‌هایی برای تست این فرضیه با استفاده از سبزیجات معمولی باغ، مانند آن‌هایی که برای پیکو د گایو نیاز است، طراحی کردند.
فواید و یافته‌های کشت با شیشه بازیافتی
محققان تکه‌های شیشه بازیافتی را از شرکتی که تخصصش در هدایت بطری‌ها از محل‌های دفن زباله است، تهیه کردند. شیشه خرد شده و صاف شد تا ایمنی برای کاربران و گیاهان تضمین شود.
آزمایش‌های اولیه خواص مانند خاک تکه‌های مختلف شیشه، از جمله تراکم، نگهداری آب و نفوذپذیری اکسیژن را ارزیابی کردند. مطالعه نشان داد که تکه‌هایی که به دانه‌های ماسه‌ای درشت شباهت دارند، به ویژه در ارائه شرایط بهینه برای رشد گیاهان موثر بودند.
آندریا کزدا، دانشجوی فارغ‌التحصیل شیمی در آزمایشگاه نانوورلد ونگاس، یافته‌های تیم را در جلسه پاییز 2024 انجمن شیمی آمریکا (ACS) که از 18 تا 22 آگوست برگزار شد، ارائه می‌دهد. تحقیق نشان می‌دهد که خاک‌های مبتنی بر شیشه می‌توانند شیوه‌های کشاورزی را تغییر دهند، به ویژه در دره ریو گراند و فراتر از آن.
کزدا می‌گوید، “ما در تلاش هستیم همزمان با رشد سبزیجات خوراکی زباله‌های محل دفن زباله را کاهش دهیم. اگر این قابل اجرا باشد، ممکن است بتوانیم خاک‌های مبتنی بر شیشه را به روش‌های کشاورزی در اینجا در دره ریو گراند و سراسر کشور معرفی کنیم.”
در آزمایش‌های آن‌ها، محققان دریافتند که نسبت شیشه به خاک بیش از 50% به طور قابل توجهی رشد گیاهان را افزایش می‌دهد. ونگاس در مصاحبه با مهندسی جالب توضیح می‌دهد، “نسبت بهینه شیشه بازیافتی به خاک برای به حداکثر رساندن رشد گیاهان و نگهداری آب از طریق یک مطالعه پایلوت تعیین شد. این مطالعه چندین نمونه با درصدهای متغیر خاک و شیشه بازیافتی آماده کرد.”
“نتایج نشان داد که نمونه‌هایی با غلظت‌های بالاتر شیشه بازیافتی به طور قابل توجهی رشد گیاهان را افزایش دادند. در حالی که پروژه با یک پتنت در حال توسعه مرتبط است و جزئیات خاصی نمی‌توان فاش کرد، می‌توانم بگویم که غلظت‌های بیش از 50% شیشه بازیافتی بیشترین رشد را نشان دادند.
ونگاس همچنین اشاره می‌کند که یک مقاله آتی جزییات چگونگی شکل و ترکیب شیمیایی شیشه بازیافتی، از جمله عواملی مانند سدیم و آهن، به رشد گیاهان کمک می‌کند. این تحقیقات ابتدا بر بازسازی خلیج سواحل متمرکز بود اما کاربردهای قابل توجهی در کشاورزی دارد.
چالش‌ها و چشم‌اندازهای آینده
تیم تحقیقاتی در طول آزمایشات خود با چالش‌های متعددی مواجه شدند. حفظ سلامت گیاهان و مدیریت رشد قارچ‌ها از مسائل مهم بودند.
“در طول آزمایش‌های پایلوت خود، با چالش‌های اصلی بسیاری در ارتباط با حفظ سلامت گیاهان و مدیریت رشد قارچ‌ها مواجه شدیم. یکی از مسائل اصلی این بود که شیشه بازیافتی هیچ تأثیر مضری بر گیاهان نداشته باشد، مانند تغییر سطح pH خاک یا تأثیر بر جذب مواد مغذی. علاوه بر این، مواردی از رشد قارچ مشاهده شد که سلامت کلی گیاهان را تهدید می‌کرد”
برای رفع این مشکلات، محققان به دقت به pH خاک و سطح مواد مغذی نظارت کردند و درمان‌های ضد قارچی به کار گرفتند. ونگاس به انجمن مهندسی جالب گفت: “ما درمان‌های خاصی برای ضد قارچ معرفی کردیم و تکنیک‌های تهویه خاک را بهبود دادیم تا محیطی کمتر مساعد برای تکثیر قارچ ایجاد کنیم.
در نتیجه، دانشمندان توانستند خطرات ناشی از عفونت‌های قارچی را کاهش دهند و سلامت گیاهان را در طول آزمایش‌ها حفظ کنند. این در نهایت منجر به نتایج مثبتی شد که تیم تاکنون به دست آورده‌اند.
کزدا در حال حاضر اثربخشی شیشه بازیافتی را به عنوان جایگزین خاک در یک گلخانه آزمایش می‌کند. نتایج اولیه نشان می‌دهد که گیاهانی که در مخلوط شیشه‌ای با بیش از 50% شیشه رشد کرده‌اند، سریع‌تر رشد می‌کنند و نگهداری آب بهتری نسبت به گیاهانی دارند که در خاک صددرصد سنتی کاشته شده‌اند.
به طرز قابل توجهی، گلدان‌های دارای شیشه بازیافتی هیچگونه رشد قارچی نشان ندادند، در حالی که آن‌هایی که فقط خاک گلدانی داشتند دچار قارچ شدند که رشد گیاه را متوقف کرد. کزدا تاکید می‌کند که این تحقیق برای جامعه کشاورزی مهم است.
“فکر می‌کنم واقعا مهم است که استفاده از هرگونه مواد شیمیایی که می‌توانند به سلامت ما ضرر بزنند را به حداقل برسانیم. اگر بتوانیم آن‌ها را کاهش دهیم و با جمع‌آوری مواد بازیافتی به جامعه کمک کنیم، می‌توانیم کیفیت زندگی بهتری به مردم بدهیم.”
در آینده، تیم قصد دارد تحقیقات خود را گسترش دهد و آزمایشات میدانی بیشتری انجام دهد. هدف آن‌ها این است که خاک‌های مبتنی بر شیشه را به عنوان راه‌حل کشاورزی پذیرفته شده و پایدار معرفی کنند. آن‌ها قصد دارند سلامت خاک را بهبود بخشند، منابع را حفظ کنند و با پیشبرد شیوه‌های نوآورانه بازیافت از اقتصاد چرخشی پشتیبانی کنند.
