Podnebne spremembe bodo zelo verjetno prinesle intenzivnejše in daljše vročinske valove v poletnih mesecih. Mnogo kmetijskih kultur, na katere se zanašamo za pridelavo hrane, se na okoljske stresne dejavnike odziva za človeka neugodno – denimo z zmanjšanjem količine pridelka. Znanstvena ekipa z Univerze Nankai na Kitajskem je želela preveriti, kako bi nanos cinkovih nanodelcev rastline ščitil v času povečanega temperaturnega stresa. Rezultate raziskave je objavila v reviji Proceedings of the National Academy of Sciences.

Rastlinsko fiziologijo lahko bistveno spremeni okoljski stres. Sem spadajo izredni vremenski dogodki, kot so suša ali prenamočenost tal ter vročina ali mraz, in tudi neoptimalne količine hranil v tleh. Pomemben, a slabo raziskan dejavnik je tudi porušeno ravnovesje bakterijske sestave na listih. Znanstvena ekipa je želela ugotoviti, kako nanos cinkovih nanodelcev na površino rastlinskih tkiv spremeni odziv na vročinski val. S takšnim pristopom bi rešili dve težavi: najprej bi zmanjšali potrebo po obilnem škropljenju in gnojenju, ki škodi tudi vodnim virom, poleg tega pa se cinkovi nanodelci zaradi velikosti bolje prerazporedijo v rastlinska tkiva, kjer igra cink pomembno vlogo pri fotosintezi, rasti rastline, shranjevanju škroba in zmanjševanju oksidativnega stresa v tkivih.

Znanstveni poskus je temeljil na simulaciji vročinskega vala. Dve skupini riževih rastlin so v času cvetenja izpostavili povišanim temperaturam; te so šest zaporednih dni presegale 37 stopinj Celzija. Eno od skupin so vsak dan vročinskega vala poškropili z raztopino cinkovih nanodelcev v velikosti okoli 50 nanometrov. Po šestih dneh so izmerili razne pokazatelje stanja rastlin, kot so ravni klorofila, antioksidantov, mikrohranil in škroba ter izmenjava plinov skozi liste. Slaba dva meseca pozneje so pomerili tudi donos rastline in vsebnost hranil v zrnih riža.

Znanstvena ekipa je ugotovila, da so se skoraj vsi parámetri stanja rastline izboljšali. Donos z nanodelci škropljenega riža je bil večji za dobrih dvajset odstotkov glede na kontrolno skupino. Za dobrih deset odstotkov večja je bila vsebnost proteinov in za skoraj sedemdeset odstotkov več je bilo aminokislin.

Nanodelčni cink je po njihovem sklepanju zaradi stika z listno površino udeležen pri povečanem zadrževanju hranilnih mikroelementov v listnem tkivu in skoraj 75-odstotnem povečanju fotosinteze. Poleg tega je bila ugodnejša sestava listnih bakterij. Čeprav raziskava ne ponuja optimalne strategije upravljanja s kmetijskimi kulturami, daje vpogled v možne načine zagotavljanja prehranske varnosti v obdobjih intenzivnih vremenskih obremenitev.

Sončnice je senčil Luka S.