Stellen Sie sich vor, Sie könnten verschmutztes Wasser mit einer Pflanze reinigen... ohne große, schwere Wassertanks zu benötigen. Das ist die Idee hinter der jüngsten IMPRESS-Forschungsarbeit, die von Iván Loaiza und Marcel A.K. Jansen vom University College of Cork im International Journal of Phytoremediation veröffentlicht wurde. Kurz gesagt: Sie testet die ’fog-o-ponic“-Zucht von Wasserlinsen.
Worum es in dem Papier geht
Die Forscher untersuchten Wasserlinsen (Lemna minor L.), eine schnell wachsende Schwimmpflanze, die bereits dafür bekannt ist, überschüssigen Stickstoff (N) und Phosphor (P) aus dem Abwasser zu binden. Wo ist der Haken? Die meisten Wasserlinsen-Systeme für den Innenbereich sind immer noch auf Schalen voller Wasser angewiesen, und gestapelte “mehrschichtige” Versionen sind technisch schwerfällig, da jede Schicht von einer Wassersäule beschwert wird.
Warum Fog-o-ponics?
Fog-o-ponics ähnelt der Aeroponik, verwendet jedoch einen Nährstoffnebel anstelle von Wurzeln, die in Flüssigkeit sitzen. Sie setzten Wasserlinsenkolonien auf eine “Hängematte” aus Nylongewebe, und eine Nährlösung wurde mit einem Ultraschallzerstäuber in einen Nebel verwandelt. Wenn das funktioniert, können dünne Pflanzenschichten mit viel weniger Gewicht gestapelt werden, so dass kompakte, ganzjährig nutzbare “lebende Filter” für Innenräume entstehen, die den Zielen der Kreislaufwirtschaft entsprechen, um Abfallströme zu behandeln und Nährstoffe in Biomasse umzuwandeln. In diesem Prozess wurde ein dreischichtiger Prototyp (mit 2 cm Abstand) gebaut, um zu untersuchen, wie der gestapelte Anbau in verschiedenen Höhen funktionieren könnte.
Wie sie es getestet haben (und wann)
Kurze Versuche wurden durchgeführt, um zu sehen, wie sich Lichtintensität und Nebelfristen auf das Wachstum auswirkten, und längere Versuche von bis zu 21 Tagen prüften, ob die Pflanzen über die Zeit gesund blieben. Da der Nebel selbst das Licht blockieren kann, was zu einer zehnfachen Verringerung des Lichts führen kann, wurde die Lichtintensität so angepasst, dass die Pflanzen nicht verhungern.
Was sie fanden
Die Wasserlinsen überlebten nicht nur, sie wuchsen auch genauso gut wie in der herkömmlichen Flüssigkultur. Die beste Leistung wurde mit einer relativen Wachstumsrate von ~0,24 pro Tag bei 50 µmol m-² s-¹ Licht erzielt, wobei die Gesundheitsindikatoren für die Photosynthese mit dem “normalen” Wachstum vergleichbar sind. Die kontinuierliche Vernebelung übertraf die On-Off-Zyklen und trug dazu bei, dass die Nährstoffe verfügbar blieben. Entscheidend ist, dass die Pflanzen viele Nährstoffe abbauten. In der Studie wird von einem Gesamtstickstoffabbau von etwa 500 mg pro Quadratmeter und Tag berichtet, wobei eine erhebliche N- und P-Aufnahme in das Pflanzengewebe festgestellt wurde.
Was dies als nächstes bedeuten könnte
In größerem Maßstab könnte Fog-o-ponic Entengrütze zu einer leistungsstarken, mehrstufigen Abwasserreinigungsanlage für landwirtschaftliche Betriebe, die Lebensmittelverarbeitung oder Innenkläranlagen werden, die “Verschmutzungen” in erntefähige Biomasse für Düngemittel, Futtermittelzutaten oder Bioprodukte verwandelt. Das Papier wirft auch Fragen auf, wie z. B. die Aufrechterhaltung einer effizienten Nebelzufuhr und Beleuchtung im industriellen Maßstab, aber es ist ein vielversprechender Proof-of-Concept für leichtere, dichtere Phytoremediationsreaktoren.
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Nebeltopfanbau von Wasserlinsen (Lemna minor L.): eine innovative Technik zur Phytosanierung
Diese Zusammenfassung wurde verfasst von reframe.food.