Bu Ucuz Metal, Daha Güçlü ve Sağlıklı Ürünler Yetiştirmenin Anahtarı Olabilir
Birçok ülke, bitki büyümesini desteklemek için gübrelere nadir toprak metallerinden biri olan lantanitleri zaten ekliyor. Ancak yaygın tarımsal kullanımlarına rağmen, araştırmacılar bitkilerin bu elementleri nasıl emdiğini veya fotosentez gibi temel süreçleri nasıl etkilediğini hâlâ tam olarak anlamış değiller.
Ancak son araştırmalar, bu elementlerin bitkilerin içinde nasıl işlediğine ve daha verimli bir şekilde nasıl kullanılabileceğine dair yeni bakış açıları sunuyor.
Tarımda nadir toprak metalleri
Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’ndeki ( MIT ) bilim insanları, tohumlara uygulanan tek bir nanometre ölçeğindeki lantanit dozunun, dünyanın en yaygın yetiştirilen bazı ürünlerinin ultraviyole (UV) ışığın verdiği hasara karşı direnç göstermesine yardımcı olabileceğini keşfetti.
Çalışmaları, bu nadir toprak metallerinin, fotosentezi destekleyen pigment olan klorofille , merkezindeki magnezyumun yerini alarak etkileşime girebildiğini gösteriyor. Bu değişim, pigmenti güçlendiriyor ve bitkinin UV stresine verdiği tepkiyi iyileştiriyor.
Çalışmayı doktora sonrası araştırmacı Giorgio Rizzo ile birlikte yürüten Doçent Benedetto Marelli, “Bu, bu elementlerin bitkilerde nasıl çalıştığını daha iyi anlamak ve bunların toprağa uygulanmasına kıyasla bitkilere nasıl daha iyi verilebileceğine dair bir örnek sunmak için atılan ilk adımdır” dedi.
“Bu, lantanitlerin klorofil üzerindeki etkilerini ve bitkileri UV stresinden korumadaki yararlı etkilerini gösteren kapsamlı bir çalışmanın ilk örneğidir.”
Metaller sadece gıda yetiştirmekle kalmıyor
Lantanitler sadece tarımda kullanılmaz. MRI taramalarındaki kontrast maddelerden güneş pilleri, lazerler ve LED ışıklarındaki bileşenlere kadar çeşitli endüstriyel ve tıbbi uygulamalarda da kullanılırlar.
Nadir toprak metalleri artık tarımsal üretimde çok daha büyük bir rol oynuyor. Özellikle Çin’de çiftçiler her yıl yaklaşık 4 milyon hektar tarım arazisine lantanitle zenginleştirilmiş gübreler uyguluyor.
Rizzo, “Lantanitlerin uzun süre biyolojik olarak önemsiz olduğu düşünülüyordu ancak tarımda, özellikle Çin’de bu durum değişti” diye doğruladı.
“Ancak lantanitlerin bitkilere nasıl fayda sağladığını büyük ölçüde bilmiyoruz; ayrıca bitki dokularından alınma mekanizmalarını da anlayamıyoruz.”
Son zamanlarda yapılan bazı araştırmalar, bu elementlerin büyümeyi, kök gelişimini, hormon sentezini ve stres toleransını artırabileceğini göstermektedir. Ancak, lantanitin fazlası zararlı olabilir.
İşin sırrı doğru dengeyi bulmakta yatıyor; bu da bitki dokularında nasıl hareket ettiklerini ve hücrelerle nasıl etkileşime girdiklerini anlamak anlamına geliyor.
Lantanitlerle bitkilerin yeniden yeşillendirilmesi
MIT ekibi, bunu araştırmak için daha önce geliştirdikleri bir tohum kaplama ve işleme yöntemini kullandı. Bu yöntem, klorofil ve lantanitler arasındaki etkileşimi hem bitkinin içinde hem de dışında incelemelerine olanak sağladı.
Klorofil fotosentez için hayati önem taşır . Ancak pigment, çekirdeğindeki magnezyum iyonunu kaybettiğinde, artık ışığı verimli bir şekilde ememez.
Araştırmacılar, bazı lantanitlerin magnezyumun yerini alabileceğini keşfettiler. Bu değişim, klorofilin işlevsel yeteneğinin bir kısmını geri kazanmasına yardımcı oluyor; bu sürece “yeniden yeşillenme” adı veriliyor.
Marelli, “Lantanitlerin bitki sağlığının birçok parametresini artırabileceğini bulduk ,” dedi. “Çoğunlukla köklerde birikirler, ancak az bir miktarı da yapraklara ulaşır ve yapraklarda üretilen yeni klorofil moleküllerinin bazılarının yapısında lantanitler bulunur.”
Metal, mahsuller için güneş koruması sağlıyor
Ekip ayrıca şaşırtıcı bir şey daha keşfetti: Lantanitler, bitkilerin UV stresine dayanıklılık kabiliyetini artırıyordu; bu da hiç kimsenin tahmin etmediği bir şeydi.
Rizzo, “Klorofiller çok hassas pigmentlerdir,” diye açıkladı. “Bitkilerde ışığı enerjiye dönüştürebilirler, ancak hücre yapısından izole edildiklerinde hızla hidrolize olur ve parçalanırlar.”
“Ancak, merkezinde lantanitler bulunan formda, bitki hücrelerinden çıkarıldıktan sonra bile oldukça kararlıdırlar.”
Araştırmacılar, gelişmiş spektroskopik araçlar kullanarak bulgularını nohut, arpa, mısır ve soya fasulyesi gibi çeşitli temel ürünlerde test ettiler. Faydalar tüm ürünlerde geçerliydi.
Lantanitler gıda güvenliğini koruyabilir
Aşırı sıcaklar ve daha sık görülen iklim olayları küresel gıda sistemlerini tehdit ederken, bu tür çözümler giderek daha önemli hale gelebilir.
Marelli, “Aşırı sıcakların ve aşırı iklim olaylarının daha sık görüldüğü, özellikle tarlada uzun süre güneş ışığına maruz kalabileceğimiz bir ortama girdiğimiz için bitkilerimizi korumak için yeni yollar sunmak istiyoruz” dedi.
“Bitkileri UV gibi stres faktörlerinden korumak için yapraklara uygulanabilen mevcut tarım kimyasalları mevcut, ancak bunlar toksik olabilir, mikroplastikleri artırabilir ve birden fazla uygulama gerektirebilir. Bu, bitkileri UV stresinden korumak için tamamlayıcı bir yol olabilir,” dedi.
Ucuz lantanitler büyük potansiyel gösteriyor
İncelenen lantanitler arasında, nispeten büyük ve düşük maliyetli bir element olan lantan , klorofili güçlendirmedeki etkinliğiyle öne çıktı.
Madencilik faaliyetlerinde lantan, genellikle nadir toprak elementlerinin çıkarılmasının düşük değerli bir yan ürünü olarak görülür. Ancak bu yeni kullanım, bu durumu tersine çevirebilir.
Marelli, “Bu çalışma, bu düşük değerli metallerle neler yapabileceğimizi gösteriyor,” dedi. “Lantanitlerin elektronik, mıknatıs ve enerji alanlarında son derece faydalı olduğunu biliyoruz.”
ABD’de bunların geri dönüştürülmesi konusunda büyük bir baskı var. Bu nedenle bitki çalışmaları için en bol bulunan ve en ucuz lantanit iyonu olan lantanuma odaklandık.
Sonraki durak: seralar ve ötesi
Ekip bitkilerle sınırlı kalmıyor. Lantanitlerin insan vücudundaki proteinler de dahil olmak üzere diğer biyolojik moleküllerle nasıl etkileşime girdiğini de incelemeyi planlıyorlar.
Tarımsal alanda bir sonraki adımları, bulgularını seralarda ve deneysel çiftlik ortamlarında test etmek, çalışmalarını genişletmek ve farklı ürünlerin metal bazlı UV korumasına nasıl tepki verdiğini araştırmak olacak.
Rizzo, “Lantanitler tarımda zaten yaygın olarak kullanılıyor,” dedi. “Bu çalışmanın, lantanitlerin daha bilinçli kullanımına ve tohum ilaçlama yoluyla yeni bir uygulama yöntemine olanak tanıyan kanıtlar sunmasını umuyoruz.”
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Bu Ucuz Metal, Daha Güçlü ve Sağlıklı Ürünler Yetiştirmenin Anahtarı Olabilir
Lemurlar Sağlıklı Yaşlanma Hakkında Şaşırtıcı İpuçları Ortaya Koyuyor
/Bu Ucuz Metal, Daha Güçlü ve Sağlıklı Ürünler Yetiştirmenin Anahtarı Olabilir/Bu Ucuz Metal, Daha Güçlü ve Sağlıklı Ürünler Yetiştirmenin Anahtarı Olabilir