El envejecimiento de las semillas es un problema crítico para los bancos de semillas y las industrias agrícolas, ya que reduce significativamente las tasas de germinación y el vigor de las plántulas.
por Frontiers Journals
Esta disminución no solo genera pérdidas económicas, sino que también socava los esfuerzos por preservar la diversidad genética.
Un estudio del Dr. Jun Zhu y su equipo de la Universidad de Arkansas presenta una solución sostenible y rentable: un generador de agua de plasma alimentado con energía solar capaz de rejuvenecer las semillas envejecidas y promover un crecimiento robusto de las plántulas. La investigación, publicada recientemente en Frontiers of Agricultural Science and Engineering , destaca un enfoque transformador para abordar este problema de larga data.
Los investigadores desarrollaron un novedoso microrreactor de descarga de barrera dieléctrica de corona (cDBD) que produce agua activada por plasma (PAW) utilizando energía solar . Este innovador sistema mejora eficazmente la germinación de las semillas modificando el entorno químico y hormonal esencial para el desarrollo de las semillas.
El estudio demostró que las semillas de espinaca almacenadas durante 23 años mostraron un notable aumento del 135% en las tasas de germinación y mejoraron significativamente el crecimiento de las plántulas después del tratamiento con PAW, en comparación con las semillas no tratadas.
La clave de este éxito es la transformación bioquímica inducida por el PAW. El tratamiento reduce el pH del agua, aumenta el potencial de oxidación-reducción y eleva los niveles de nitrato, creando un entorno ideal para la germinación. Además, el PAW influye en las hormonas vegetales clave, como las giberelinas y el ácido abscísico, para romper la latencia de las semillas y promover el crecimiento.
Estos hallazgos sugieren que el generador de plasma alimentado con energía solar no sólo restaura la vitalidad de las semillas envejecidas sino que también ofrece información sobre los mecanismos moleculares subyacentes al rejuvenecimiento de las semillas.
«Esta tecnología alimentada con energía solar es un avance significativo en la agricultura sostenible «, afirmó el Dr. Xiao. «Proporciona un método económico y respetuoso con el medio ambiente para mejorar la germinación de semillas viejas, que a menudo se desechan debido a su menor viabilidad. Al aprovechar la energía renovable, esta innovación aborda desafíos críticos en la producción de alimentos y, al mismo tiempo, reduce el desperdicio».
La espinaca, elegida como cultivo modelo para este estudio, posee un valor económico y nutricional significativo. Si bien los hallazgos son directamente aplicables a las semillas de espinaca, las aplicaciones potenciales se extienden a una amplia gama de cultivos, lo que convierte a esta tecnología en una herramienta invaluable para la agricultura global. Al prolongar la viabilidad de las semillas y reducir los desechos agrícolas, este enfoque basado en plasma ayuda a garantizar la seguridad alimentaria y la sostenibilidad frente a los crecientes desafíos globales.
Este avance pone de relieve el poder de combinar la energía renovable con la tecnología avanzada de plasma para abordar problemas agrícolas urgentes. A medida que el cambio climático y las limitaciones de recursos continúan afectando a la producción mundial de alimentos, innovaciones como esta ofrecen nuevas vías para el crecimiento sostenible. Las investigaciones futuras se centrarán en ampliar la tecnología para aplicaciones agrícolas más amplias y refinar aún más su eficiencia.
Más información: Generador de agua de plasma compacto alimentado con energía solar: germinación mejorada de semillas envejecidas con el descargador de barrera dieléctrica de corona, Frontiers of Agricultural Science and Engineering (2024). DOI: 10.15302/J-FASE-2024573
