Գիտնականները շահագրգռված են հիդրոպոնիկ ելակները սիլիցիումով հարստացնելու համար՝ ամուր ոսկորների և հանքային սովի դեմ, ինչպես նաև արտադրանքի պահպանման որակի բարձրացման համար։ Մեկ հարցի պատասխանը փնտրելով՝ գիտնականները հատապտուղների մակերեսին հայտնաբերել են էպիֆիտիկ մանրէաբանական համայնքի կարևոր դերակատար.
Մի խումբ իտալացի գիտնականներ, ուսումնասիրելով ելակի բիոհարստացման հեռանկարները, պարզեցին սիլիցիումի ազդեցությունը հատապտուղների մանրէաբանական համայնքի վրա՝ արդյունքները հրապարակելով MDPI պորտալում Agronomy 2021 ամսագրում հոդվածում:
«Հանքային թերսնուցումը մի երևույթ է, որն ազդում է ինչպես արդյունաբերական, այնպես էլ զարգացող երկրներում աշխարհի բնակչության երկու երրորդի վրա և մեծ ազդեցություն ունի մարդկանց առողջության վրա: Հաշվի առնելով, որ ելակը հանրաճանաչ մթերք է, այն օգտակար միացություններով հարստացնելը խնդրի խոստումնալից լուծում է թվում։
Թարմ հատապտուղների, մրգերի և բանջարեղենի դեպքում օգտակար միացությունների պարունակության ավելացումը կարող է իրականացվել կա՛մ գենոտիպերի բարելավման, կա՛մ բուծման ծրագրերի միջոցով, կա՛մ ագրոնոմիական որոշ մեթոդների կիրառմամբ, օրինակ՝ բիոհարստացումով:
Մասնավորապես, ագրոնոմիական բիոհարստացումն իրականացվում է անհող արտադրական համակարգերում (օրինակ՝ հիդրոպոնիկա) սովորաբար աճեցված բույսերին մատակարարելով հատուկ հանքային պարարտանյութեր, որոնք նպատակաուղղված են սննդային օրգաններում թիրախային սննդանյութի կոնցենտրացիան մեծացնելուն:
Ելակը հետևողականորեն գլխավորում է հատապտուղների համաշխարհային գագաթը: Այգու ելակները համարվում են շատ արժեքավոր ոչ միայն իրենց զգայական հատկանիշներով, այլ նաև առողջության հնարավոր օգուտներով, քանի որ դրանք հատկապես հարուստ են հակաօքսիդանտ միացություններով, ինչպիսիք են վիտամին C-ն, անտոցիանինը, ֆենոլային միացությունները և ֆլավոնոիդները:
Այնուամենայնիվ, ելակը լավ չի պահվում բերքահավաքից հետո, քանի որ նրանց նյութափոխանակության բարձր մակարդակը հանգեցնում է արագ ջրազրկման, ամրության կորստի, գույնի վատթարացման և հյուսվածքների փափկության:
Այս խնդիրները հանգեցնում են տնտեսական կորուստների, և արդյունաբերությունը մշտապես ուղիներ է փնտրում ելակի պահպանման ժամկետը երկարացնելու համար։
Մինչ օրս հատապտուղների պահպանման ժամկետը երկարացնելուն ուղղված հետբերքահավաք մեթոդները ներառում են կամ ֆիզիկական (բարձր և ցածր ջերմաստիճան, ճառագայթում և փոփոխված կամ վերահսկվող մթնոլորտի օգտագործում) կամ քիմիական (ֆումիգացիա, կալցիումի թաթախում, ծածկույթ, օզոնացում) մեթոդներ և բուժումներ.
Այնուամենայնիվ, ուշագրավ է նաև կենսահարստացման մոտեցման ազդեցությունը ելակի հետբերքահավաքի կյանքի վրա:
Վերջին տասնամյակների ընթացքում հավաքագրված տվյալների քանակը ցույց է տալիս, որ, ի թիվս այլ միկրոէլեմենտների, սիլիցիումը (Si) հիմնարար դեր է խաղում մարդու առողջության խթանման գործում՝ մասնակցելով ոսկրերի ձևավորմանը և հանքայնացմանը:
Սիլիցիումը՝ հողի երկրորդ ամենաառատ տարրը, էական չէ բույսերի համար։ Այնուամենայնիվ, բեղմնավորման ծրագրերում Si-ի ընդգրկումը դրական ազդեցություն է ունեցել մշակաբույսերի վրա՝ բարելավելով բիոտիկ և աբիոտիկ սթրեսային գործոնների դիմադրողականությունը՝ բերքատվության բարձրացմամբ:
Կենսամորտացման համատեքստում մի քանի ուսումնասիրություններ են իրականացվել ուտելի բույսերի օրգաններում Si-ի կոնցենտրացիան բարձրացնելու համար:
Արդյունքների հիման վրա ընտրվել են լավագույն թեկնածուները՝ ելակ, տերևավոր բանջարեղեն և կանաչ լոբի։
Հետաքրքիր է, որ ելակի բիոհարստացումը հանգեցրեց կենսաբանորեն ակտիվ միացությունների դիֆերենցիալ մոդուլյացիայի, մասնավորապես, ֆենոլային միացությունների պարունակության նվազմանը և ֆլավոնոիդների ավելացմանը:
Բացի այդ, տարբեր փորձեր ցույց են տվել, որ հանքային սննդանյութերի օգտագործմամբ բիոհարստացման մոտեցումները կարող են նաև մեծացնել գյուղատնտեսական արտադրանքի պահպանման ժամկետը:
Այս հետազոտական աշխատանքի նպատակն էր գնահատել հիդրոպոնիկ ելակի սիլիցիումի կենսավառելիքի ազդեցությունը բերքահավաքից հետո հատապտուղների պահպանման որակի վրա:
Ելակի բույսերը աճեցվել են վերահսկվող պայմաններում, և Si-ի աճող կոնցենտրացիան ավելացվել է ստանդարտ սննդարար լուծույթում: Այնուհետև ելակները գնահատվել են որակի պարամետրերով (այսինքն՝ տիտրվող թթվայնությունը, կարծրությունը, Բրիքսը և քաղցրությունը) և պահեստավորումն այնուհետև մոդելավորվել է՝ օգտագործելով տարբեր ջերմաստիճաններ և ժամանակային ընդմիջումներ:
Բացի այդ, ելակը գնահատվել է նաև էպիֆիտիկ մանրէաբանական համայնքի կազմի համար՝ պարզելու համար, թե արդյոք դրա վրա կարող է ազդել բույսի համար սահմանված սննդակարգը, իսկ կոնկրետ դեպքում՝ Si biofortification ծրագիրը:
Արդյունքները ցույց են տվել, որ բիոֆորտացումը էապես չի ազդել պտղի կարծրության վրա, մինչդեռ Si-ի ամենաբարձր մակարդակներում նկատվել է տիտրվող թթվայնության աճ:
Մանրէաբանական համայնքի վերլուծությունն առաջին անգամ բացահայտեց պրոբիոտիկ բակտերիաների առկայությունը, մասնավորապես՝ Bacillus breve, որը կարող է ունենալ հետաքրքիր տեխնոլոգիական առանձնահատկություններ՝ ելակի պտղատու ոլորտին հարմարեցված շտամների տեսքով:
Բացի այդ, երբ Si-ի բիոհարստացման մակարդակը բարձրացավ, նկատվեց նաև պոտենցիալ պաթոգեն միկրոօրգանիզմների սպառումը, ինչպիսիք են Escherichia coli-ն և Terrisporobacter glycolicus-ը: