Naučnici pronašli način da pretvore pustinjski pijesak u „živi pijesak“ koji zadržava vodu
Zahvaljujući sitnim mikroskopskim nitima i bakterijama, istraživači su uspjeli povezati zrnca pijeska. Ova inovacija bi mogla potpuno promijeniti poljoprivredu u sušnim područjima.
Za poljoprivrednike koji rade na pješčanom tlu, navodnjavanje je samo dio svakodnevne borbe. Voda brzo otiče kroz prostore između zrnaca, dok vjetar lako raznosi rastresiti pijesak. Održavanje biljaka na životu znači zadržavanje vlage oko njihovog korijena i sprječavanje pomjeranja tla.
Naučnici su zato testirali mogu li vlakna koja proizvode bakterije i gljivice povezati ta zrnca u jednu cjelinu. Uzgajanjem mikroorganizama direktno u pijesku stvorili su materijal koji nazivaju „živi pijesak“, a laboratorijski testovi su pokazali da on može smanjiti gubitak vode za čak šest puta.
U drugom pristupu, stručnjaci su uzgajali tanke slojeve bakterijske celuloze i postavljali ih između slojeva pijeska, čime su propusnost vode smanjili oko 28 puta. Ova studija, objavljena u časopisu Carbohydrate Polymers, okupila je istraživače sa Univerziteta Khalifa u Ujedinjenim Arapskim Emiratima, švicarskog istraživačkog instituta Empa i ETH Zurich.
Prirodna mreža koja jača tlo
U običnom tlu, korijenje, niti gljivica i vlakna koja stvaraju mikrobi pomažu u povezivanju čestica. Istražnici su željeli provjeriti mogu li slične mikroskopske mreže ojačati pijesak i promijeniti način na koji se voda kreće kroz njega.
Za eksperiment su koristili bakteriju Komagataeibacter medellinensis koja proizvodi celulozu, te dvije vrste gljivice Schizophyllum commune. Celuloza daje biljnim ćelijama većinu njihove čvrstoće, a neke bakterije je također proizvode, otpuštajući izuzetno fine niti koje mogu formirati mrežu oko okolnih čestica.
Istraživači su koristili pijesak prikupljen s dina blizu Al Aina u UAE, kao i standardizirani laboratorijski pijesak. Prije dodavanja mikroba i hranljivih rastvora, pijesak je sterilisan, a mikroskopske snimke ubrzo su pokazale kako se bakterijska celuloza pričvršćuje za površinu zrnaca i povezuje susjedna zrnca.
„Ovo stvara jednu vrstu prirodnog kompozitnog materijala“, izjavio je Gustav Nyström, koji vodi Empa laboratoriju za celulozu i drvne materijale.
Bakterije nadmašile gljivice
Tretman bakterijama dao je čvršće uzorke u odnosu na gljivice. U roku od sedam dana, stub od pijeska visok oko šest centimetara držao se zajedno dovoljno čvrsto da se može izvaditi iz kalupa i rezati na komade. Ti komadi su ostali netaknuti čak i kada su uronjeni u vodu.
Gljivice su također povezale zrnca, ali su njihovi uzorci bili znatno osjetljiviji, pa su se neki raspali prilikom vađenja iz kalupa. S druge strane, umetnuti listovi celuloze djelovali su kao armaturna tkanina, pomažući u ravnomjernom raspoređivanju sile i drastično smanjujući propusnost vode.
Iako je ovo za sada laboratorijska studija i pred istraživačima je još mnogo posla – poput testiranja rasta biljaka i trajnosti materijala u surovim pustinjskim uslovima – ovi rezultati otvaraju vrata održivijoj budućnosti i novim načinima ozelenjavanja pješčanih predjela.
