მეცნიერები დაინტერესებულნი არიან ჰიდროპონიული მარწყვის სილიკონით გამდიდრებით ძლიერი ძვლებისთვის და მინერალური შიმშილის წინააღმდეგ, ასევე პროდუქციის შენახვის ხარისხის გაზრდით. ერთ კითხვაზე პასუხის ძიებაში მეცნიერებმა კენკრის ზედაპირზე ეპიფიტური მიკრობული საზოგადოების მნიშვნელოვანი მოთამაშე აღმოაჩინეს.
იტალიელი მეცნიერების ჯგუფმა, მარწყვის ბიოფორტიფიკაციის პერსპექტივების შესწავლისას, დაადგინა სილიციუმის ეფექტი კენკრის მიკრობულ საზოგადოებაზე, შედეგები გამოაქვეყნა სტატიაში ჟურნალ Agronomy 2021-ში MDPI პორტალზე.
„მინერალური საკვების ნაკლებობა არის ფენომენი, რომელიც გავლენას ახდენს მსოფლიოს მოსახლეობის ორ მესამედზე როგორც ინდუსტრიულ, ისე განვითარებად ქვეყნებში და აქვს ღრმა გავლენა ადამიანის ჯანმრთელობაზე. იმის გათვალისწინებით, რომ მარწყვი პოპულარული პროდუქტია, მისი სასარგებლო ნაერთებით გამდიდრება პრობლემის პერსპექტიულ გადაწყვეტას ჰგავს.
ახალი კენკრის, ხილისა და ბოსტნეულის შემთხვევაში, სასარგებლო ნაერთების შემცველობის ზრდა შეიძლება მიღწეული იყოს გენოტიპების გაუმჯობესებით, მეცხოველეობის პროგრამებით, ან გარკვეული აგრონომიული მეთოდების გამოყენებით, მაგალითად, ბიოფორტიფიკაციის გზით.
კერძოდ, აგრონომიული ბიოფორტიფიკაცია მიიღწევა უმიწო წარმოების სისტემებში (როგორიცაა ჰიდროპონიკა) ჩვეულებრივ მოყვანილი მცენარეების მიწოდებით სპეციალური მინერალური სასუქებით, რომლებიც მიზნად ისახავს სამიზნე საკვები ნივთიერების კონცენტრაციის გაზრდას საკვებ ორგანოებში.
მარწყვი მუდმივად ლიდერობს კენკრის მსოფლიოში. ბაღის მარწყვი ძალიან ღირებულია არა მხოლოდ მათი სენსორული მახასიათებლებით, არამედ მათი ჯანმრთელობის პოტენციური სარგებლობის გამო, რადგან ის განსაკუთრებით მდიდარია ანტიოქსიდანტური ნაერთებით, როგორიცაა ვიტამინი C, ანთოციანინი, ფენოლური ნაერთები და ფლავონოიდები.
თუმცა, მარწყვი კარგად არ ინახება მოსავლის აღების შემდეგ მაღალი მეტაბოლიზმის გამო, რაც იწვევს სწრაფ დეჰიდრატაციას, სიმკვრივის დაკარგვას, ფერის გაუარესებას და ქსოვილის რბილს.
ეს პრობლემები იწვევს ეკონომიკურ ზარალს და ინდუსტრია მუდმივად ეძებს გზებს მარწყვის შენახვის ვადის გასაგრძელებლად.
დღემდე, მოსავლის შემდგომი მეთოდები, რომლებიც მიზნად ისახავს კენკრის შენახვის ვადის გახანგრძლივებას, მოიცავდა ფიზიკურ (მაღალი და დაბალი ტემპერატურა, დასხივება და მოდიფიცირებული ან კონტროლირებადი ატმოსფეროს გამოყენება) ან ქიმიურ (ფუმიგაცია, კალციუმის ჩაძირვა, დაფარვა, ოზონაცია) მეთოდებს და მკურნალობა.
თუმცა, აღსანიშნავია ბიოფორტიფიკაციის მიდგომის გავლენა მარწყვის მოსავლის შემდგომ ცხოვრებაზე.
ბოლო ათწლეულების განმავლობაში შეგროვებული მონაცემების რაოდენობა ცხადყოფს, რომ სხვა მიკროელემენტებთან ერთად, სილიციუმი (Si) ფუნდამენტურ როლს თამაშობს ადამიანის ჯანმრთელობის ხელშეწყობაში ძვლის ფორმირებასა და მინერალიზაციაში მონაწილეობით.
სილიციუმი, მეორე ყველაზე უხვი ელემენტი ნიადაგში, არ არის აუცილებელი მცენარეებისთვის. თუმცა, განაყოფიერების პროგრამებში Si-ს ჩართვამ აჩვენა დადებითი გავლენა ნათესებზე, აუმჯობესებს მდგრადობას ბიოტიკური და აბიოტური სტრესორების მიმართ გაზრდილი მოსავლიანობით.
ბიოფორტიფიკაციის კონტექსტში ჩატარდა რამდენიმე კვლევა, რათა გაზარდოს Si კონცენტრაცია საკვებ მცენარეთა ორგანოებში.
შედეგების მიხედვით, საუკეთესო კანდიდატები შეირჩა: მარწყვი, ფოთლოვანი ბოსტნეული და მწვანე ლობიო.
საინტერესოა, რომ მარწყვის ბიოფორტიფიკაციამ გამოიწვია ბიოლოგიურად აქტიური ნაერთების დიფერენციალური მოდულაცია, კერძოდ, ფენოლური ნაერთების შემცველობის შემცირება და ფლავონოიდების მატება.
გარდა ამისა, სხვადასხვა ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ მინერალური საკვები ნივთიერებების გამოყენებით ბიოფორტიფიკაციის მიდგომებმა ასევე შეიძლება გაზარდოს სოფლის მეურნეობის პროდუქტების შენახვის ვადა.
ამ კვლევითი სამუშაოს მიზანი იყო ჰიდროპონური მარწყვის სილიციუმის ბიოსაწვავის ეფექტის შეფასება მოსავლის აღების შემდეგ კენკრის შენარჩუნების ხარისხზე.
მარწყვის მცენარეები გაიზარდა კონტროლირებად პირობებში და Si-ის მზარდი კონცენტრაცია დაემატა სტანდარტულ საკვებ ხსნარში. შემდეგ მარწყვი შეფასდა ხარისხის პარამეტრებისთვის (მაგ., ტიტრირებადი მჟავიანობა, სიმტკიცე, ბრიქსი და სიტკბო) და შემდეგ შენახვა სიმულირებული იყო სხვადასხვა ტემპერატურისა და დროის ინტერვალების გამოყენებით.
გარდა ამისა, მარწყვი ასევე შეფასდა ეპიფიტური მიკრობული საზოგადოების შემადგენლობით, რათა გაირკვეს, შეეძლო თუ არა მასზე გავლენა მცენარისთვის დადგენილ დიეტაზე და კონკრეტულ შემთხვევაში, Si-ის ბიოფორტიფიკაციის პროგრამით.
შედეგებმა აჩვენა, რომ ბიოფორტიფიკაცია მნიშვნელოვნად არ იმოქმედა ნაყოფის სიხისტეზე, ხოლო Si-ის უმაღლეს დონეზე დაფიქსირდა ტიტრარებადი მჟავიანობის მატება.
მიკრობული საზოგადოების ანალიზმა პირველად გამოავლინა პრობიოტიკური ბაქტერიების არსებობა, კერძოდ: Bacillus breve, რომელსაც შესაძლოა ჰქონდეს საინტერესო ტექნოლოგიური მახასიათებლები მარწყვის ნაყოფის სფეროსთან ადაპტირებული შტამების სახით.
გარდა ამისა, Si-ის ბიოფორტიფიკაციის დონის მატებასთან ერთად, ასევე დაფიქსირდა პოტენციურად პათოგენური მიკროორგანიზმების დაქვეითება, როგორიცაა Escherichia coli და Terrisporobacter glycolicus.