La misma sustancia que pinta el cielo con los colores de la aurora boreal también estimula el crecimiento de las plantas y la resistencia a los insectos, según un nuevo estudio.
Investigadores de ciencia alimentaria y entomología de la Estación Experimental Agrícola de Arkansas se unieron para utilizar plasma y medir sus efectos en las semillas de arroz. El proyecto comenzó después de que Mahfuzur Rahman, profesor asociado de ciencia alimentaria, adquiriera una máquina que produce plasma frío.
Conocido como el cuarto estado de la materia, el plasma es un gas cargado eléctricamente que se comporta como un líquido. Rahman señala la aurora boreal como el ejemplo más conocido de plasma frío: se considera de baja temperatura en comparación con las temperaturas mucho más altas del plasma de las estrellas. Otros ejemplos de plasmas fríos como los creados en el laboratorio de Rahman incluyen luces fluorescentes y letreros de neón.
Rupesh Kariyat, profesor asociado del departamento de entomología de cultivos, se interesó en estudiar los efectos del plasma frío en los insectos, un área que, según él, ha sido poco estudiada.
«Pensé que sería una buena idea exponer las semillas a plasma frío y luego cultivar plantas a partir de ellas y preguntar si las plantas crecían mejor», dijo Kariyat. «Si esto funciona, podríamos desarrollar un método a gran escala en el que podríamos añadir plasma frío a los tratamientos de semillas existentes para acelerar su crecimiento y protegerlas de los insectos herbívoros, lo que también nos permitiría utilizar menos insecticidas».
Uno de los estudiantes de posgrado de Kariyat, Deepak Dilip, dirigió el proyecto en colaboración con Nikita Modupalli, investigadora postdoctoral en ciencia de la alimentación y miembro del laboratorio de Rahman. Su estudio, «El plasma frío atmosférico altera las propiedades de las plantas y afecta negativamente el crecimiento y desarrollo del gusano cogollero del arroz», fue publicado en la revista Scientific Reports.
Dilip fue el autor principal, con Modupalli, Rahman y Kariyat como coautores. Rahman y Kariyat son investigadores de la Estación Experimental Agrícola de Arkansas, una unidad de investigación de la División de Agricultura del Sistema U of A.
Los investigadores analizaron las defensas de las plantas de arroz contra el gusano cogollero. Las semillas fueron tratadas con plasma frío y luego irrigadas con agua activada con plasma frío, que es agua que ha sido tratada con plasma frío y tiene algunas propiedades antimicrobianas. El plasma interactúa con las moléculas de agua para formar moléculas altamente reactivas que contienen oxígeno y nitrógeno que matan eficazmente las bacterias.
Los resultados mostraron que el tratamiento con plasma frío de las semillas de arroz podría afectar negativamente el crecimiento y el desarrollo del gusano cogollero.
Los investigadores también observaron signos de mejora en las plantas, como un mayor crecimiento de las hojas. También observaron una mayor tasa de germinación en las plantas tratadas con plasma frío, aunque esto no fue estadísticamente significativo. Se ha descubierto que el plasma frío puede aumentar la germinación al romper la superficie de la semilla.
Aunque las tasas de germinación fueron más altas, las plantas de control finalmente alcanzaron a las plantas tratadas en tasas de crecimiento, lo que hizo que las tasas de germinación finales de las semillas tratadas con plasma frío fueran similares. Los investigadores señalan que esto sugiere que el uso de plasma frío, si bien puede beneficiar el crecimiento inicial de la planta, no será tan beneficioso más adelante en el ciclo de crecimiento de la planta.
En cuanto al impacto futuro de la investigación, Kariyat y Rahman esperan aplicar el plasma frío en el campo de la producción de alimentos orgánicos.
Rahman explicó que el USDA considera el plasma frío como una tecnología orgánica que potencialmente abre la puerta a alternativas a los pesticidas.
“En el futuro, si podemos optimizar esta tecnología para la producción orgánica, creará oportunidades completamente nuevas para el cultivo de alimentos orgánicos”, afirmó Rahman.
Fuente: Universidad de Arkansas.
En la imagen: Se aplica plasma frío a las semillas de arroz para investigar sus efectos sobre el crecimiento de las plantas y la protección contra el gusano cogollero. Fotografía de: Rupesh Kariyat.
