Pilotstudie nutzt recyceltes Glas zum Anbau von Pflanzen für Salsa-Zutaten
Tortilla-Chips und frische Salsa sind an sich schon lecker, aber sie könnten noch attraktiver sein, wenn man die Zutaten auf nachhaltige Weise anbaut. Forscher berichten, dass Koriander, Paprika und Jalapeño in recyceltem Glas aus weggeworfenen, pulverisierten Flaschen wie Bier- oder Limonadenflaschen angebaut werden können. Die Pilotstudie ergab, dass ein teilweiser Ersatz der Erde in einem Pflanzgefäß durch recycelte Glasscherben die Pflanzenentwicklung beschleunigt und unerwünschtes Pilzwachstum reduziert.
Koriander-, Paprika- und Jalapeño-Pflanzen können schneller wachsen, wenn ein Teil der Blumenerde durch Glaspartikel ersetzt wird. Hier sind Koriander-Setzlinge zu sehen, die in 100 % recyceltem Glasmaterial gezogen wurden.
Andrea Quezada
Als die Nanowissenschaftlerin Julie Vanegas an die Fakultät der University of Texas Rio Grande Valley kam, wurde sie mit ihrer Mentorin Teresa Patricia Feria Arroyo zusammengebracht, einer Ökologin, die an der Lösung von Problemen im Zusammenhang mit Ernährungssicherheit und Nachhaltigkeit arbeitet. In ihren ersten Gesprächen erwähnte Vanegas, dass sie recycelte Glaspartikel für Küstenrenaturierungsprojekte, wie z. B. den Anbau von Weidenbäumen, untersucht hatte. Feria fragte sich, ob Glas auch für den Anbau von Gemüse verwendet werden könnte. Um Ferias Frage zu beantworten, entwickelten sie Experimente für den Anbau von Lebensmitteln, die den Menschen vertraut sind, schnell reifen und in Container- und Hinterhofgärten angebaut werden können - die Zutaten für Pico de Gallo.
"Wir versuchen, den Müll auf den Mülldeponien zu reduzieren und gleichzeitig essbares Gemüse anzubauen", sagt Andrea Quezada, eine Chemiestudentin im Nanoworld Vanegas-Labor, die die Forschungsergebnisse des Teams auf der Tagung präsentiert. "Wenn das funktioniert, können wir vielleicht glasbasierte Böden in die landwirtschaftlichen Praktiken für die Menschen hier im Rio Grande Valley und im ganzen Land einführen."
Für ihre Experimente beziehen die Forscher recycelte Glaspartikel von einem Unternehmen, das Flaschen aus Mülldeponien entsorgt, sie in Partikel zerkleinert und die Stücke trommelt, um die Kanten abzurunden. Das Endprodukt ist so glatt, dass Menschen die Glasstücke anfassen können, ohne sich zu schneiden, sagt Quezada. Ebenso können Pflanzenwurzeln problemlos um die Glasstücke herumwachsen, ohne Schaden zu nehmen.
In ersten Tests untersuchten die Forscher die erdähnlichen Eigenschaften, wie Verdichtung und Wasserrückhalt, von drei unterschiedlich großen Glasscherben. Sie fanden heraus, dass eine Größe, die groben Sandkörnern ähnelt, Eigenschaften aufweist, die für den Pflanzenanbau ideal sein könnten, wie z. B. die Sauerstoffversorgung der Wurzeln und die Aufrechterhaltung eines ausreichenden Feuchtigkeitsgehalts.
Jetzt untersucht Quezada das wiederverwertbare Glasmaterial als brauchbaren Ersatz für Erde. In einem Gewächshaus auf dem Campus züchtet sie Koriander, Paprika und Jalapeño-Pflanzen in verschiedenen Töpfen, die zu 100 % aus handelsüblicher Blumenerde und zu 100 % aus recyceltem Glas bestehen. Töpfe mit mehr Erde haben einen höheren Gehalt an Nährstoffen, die für das Pflanzenwachstum erforderlich sind, darunter Stickstoff, Phosphor und Kalium, als Töpfe mit mehr Glas. Der pH-Wert der Töpfe variiert jedoch kaum, was ein vielversprechendes Ergebnis ist, da Pflanzen nur in einem engen pH-Bereich des Bodens gedeihen.
Die ersten Ergebnisse deuten darauf hin, dass die in wiederverwertbarem Glas gezüchteten Pflanzen schnellere Wachstumsraten aufweisen und mehr Wasser speichern als die in 100 % herkömmlicher Erde gezüchteten. "Ein Gewichtsverhältnis von mehr als 50 % Glaspartikeln zu Erde scheint im Vergleich zu den anderen von uns getesteten Mischungen am besten für das Pflanzenwachstum zu sein", sagt Vanegas. Die Forscher warten jedoch bis zur Erntezeit, um zu bestätigen, welche Bodenmischung die höchsten Erträge und die schmackhaftesten Produkte hervorbringt.
Ein weiteres bemerkenswertes Ergebnis ist, dass sich in Töpfen mit 100 % Blumenerde ein Pilz entwickelte, der das Pflanzenwachstum hemmte. Feria vermutet, dass der Pilz die Nährstoffaufnahme durch die Wurzeln beeinträchtigen könnte. In den Töpfen, die eine beliebige Menge an recycelbarem Glas enthielten, gab es dagegen keinen Pilzbefall. Die Forscher sammeln derzeit Daten, um herauszufinden, woran das liegen könnte.
Diese Ergebnisse sind für Quezada besonders vielversprechend, weil die Studie ohne Düngemittel, Pestizide oder Fungizide durchgeführt wurde. Aus ihrer Erfahrung in der Landwirtschaft weiß sie, dass viele der Chemikalien, die auf dem Land ausgebracht werden, Auswirkungen auf Menschen wie ihre Familienmitglieder haben, die in der Nähe von landwirtschaftlichen Gemeinden arbeiten oder leben. "Ich denke, es ist wirklich wichtig, den Einsatz von Chemikalien, die sich negativ auf unsere Gesundheit auswirken können, zu minimieren", sagt Quezada. "Wenn wir in der Lage sind, sie zu reduzieren und der Gemeinschaft durch das Sammeln von Wertstoffen zu helfen, dann können wir den Menschen eine bessere Lebensqualität bieten."
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