การทดลองขนาดเล็กแสดงให้เห็นว่าของเสียจากน้ำเกลือจากการกลั่นน้ำทะเลสามารถเปลี่ยนเป็นปุ๋ยสำหรับพืชไฮโดรโปนิกส์ได้
ผู้อยู่อาศัยในหมู่เกาะคะเนรีซึ่งเป็นภูเขาไฟที่แห้งผาก ซึ่งเป็นหมู่เกาะของสเปนในมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือ ได้พึ่งพาการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลอย่างมากเพื่อเสริมน้ำจืดที่ขาดแคลนในช่วง 50 ปีที่ผ่านมา แต่มีหลักฐานเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ว่ากลุ่มน้ำเกลือเสียจากโรงงานแยกน้ำทะเลหลายร้อยแห่งบนเกาะกำลังทำลายหญ้าทะเลตามแนวชายฝั่งโดยลดการสังเคราะห์แสง การเจริญเติบโตของใบและราก น้ำเกลือของเสีย ซึ่งเป็นส่วนผสมที่เป็นพิษของน้ำทะเลเข้มข้น กรด และไบโอไซด์ยังทำให้ออกซิเจนในน้ำทะเลหมดไปอีกด้วย
David Jiménez-Arias นักเทคโนโลยีเกษตรชีวภาพแห่งสภาวิจัยแห่งชาติสเปน ตระหนักถึงบทบาทสำคัญของหญ้าทะเลในระบบนิเวศทางทะเลจึงเป็นผู้นำโครงการเพื่อลดปริมาณน้ำเกลือที่ทิ้งลงในมหาสมุทรโดยการรีไซเคิลเป็นอาหารจากพืช ทีมงานของเขาได้ออกแบบและนำร่องกระบวนการผลิตสารละลายแร่ธาตุจากน้ำเกลือรีไซเคิล และใช้มันเพื่อปลูกมะเขือเทศแบบไฮโดรโปนิกส์
“เราตระหนักว่าน้ำเกลือมีแร่ธาตุที่น่าสนใจมากเหล่านี้” Jiménez-Arias กล่าว “สิ่งต่างๆ เช่น แคลเซียม แมกนีเซียม และโพแทสเซียม … สิ่งที่คุณต้องการเพิ่มเพื่อช่วยให้พืชของคุณเติบโตในรูปแบบอาหารเสริม” สารละลายรีไซเคิลมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่าสารละลายธาตุอาหารทั่วไป ดังนั้นจึงช่วยประหยัดเงินได้นอกเหนือจากการลดขยะ
ในการเปลี่ยนสารละลายเค็มเป็นอาหารมะเขือเทศ Jiménez-Arias และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ผสมน้ำเกลือเสียกับแร่ธาตุที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตของพืชเพื่อสร้างปุ๋ยที่คล้ายกับสารละลาย Hoagland ซึ่งเป็นอาหารเสริมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับพืชไฮโดรโปนิกส์
มะเขือเทศมีความต้านทานต่อเกลือได้ดีผิดปกติเมื่อเทียบกับพืชบนบกอื่นๆ แต่นักวิจัยยังคงต้องเจือจางน้ำเกลือเล็กน้อยเพื่อลดความเข้มข้นของโซเดียม คลอรีน และโบรอนให้อยู่ในระดับที่ยอมรับได้ การใช้น้ำจืดเพื่อเจือจางของเสียจากน้ำเกลือดูเหมือนจะขัดกับสัญชาตญาณเมื่อพิจารณาถึงวัตถุประสงค์ของโครงการคือการจัดการกับมลพิษจากโรงแยกเกลือออกจากน้ำทะเล แต่พวกเขามองว่านี่เป็นแนวทางที่ยั่งยืน เพราะพวกเขาใช้น้ำน้อยกว่าปกติในการจัดหาพืชไฮโดรโปนิกส์
จนถึงตอนนี้ นักวิจัยได้ดำเนินการเพียงโครงการนำร่องเล็กๆ โดยปลูกมะเขือเทศ 20 ต้นโดยใช้น้ำเกลือเจือจาง และอีก 20 ต้นใช้สารละลาย Hoagland แม้ว่าผลผลิตของพืชที่ปลูกโดยใช้น้ำเกลือจะต่ำกว่า แต่นักวิทยาศาสตร์พบว่ามะเขือเทศน้ำเกลือมีรสหวานกว่าและมีสีแดงเข้มกว่า คุณสมบัติที่เรียกว่าคุณสมบัติทางประสาทสัมผัสเหล่านี้ทำให้อาหารน่ารับประทานยิ่งขึ้น ซึ่งเป็นสิ่งที่ Jiménez-Arias คิดว่าเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญในแนวทางของเขา
“แนวคิดต่อไปคือการทำวิจัยต่อไปกับสายพันธุ์อื่น … ตัวอย่างเช่น แตงโม” เขากล่าว เช่นเดียวกับมะเขือเทศ แตงโมได้รับการปรับตัวอย่างดีเพื่อรับมือกับสภาวะที่ค่อนข้างเค็ม
ปัญหาที่ใหญ่ที่สุดของระบบคือผลผลิตที่ลดลง: ต้นมะเขือเทศที่ปลูกโดยใช้น้ำเกลือผลิตมะเขือเทศได้เพียง 60 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับต้นที่ปลูกด้วยสารละลายของ Hoagland ซึ่งอาจเกิดจากพิษของโซเดียมและคลอรีนที่มากเกินไป ซึ่งทำให้ปากใบเล็กๆ ของมะเขือเทศ ซึ่งเป็นรูขุมขนที่ควบคุมการแลกเปลี่ยนก๊าซปิดลง ส่งผลให้การสังเคราะห์แสงลดลง โซเดียมที่มากเกินไปอาจทำให้ปริมาณโพแทสเซียมในเซลล์ของต้นมะเขือเทศลดลง ซึ่งสามารถจำกัดการทำงานของเอนไซม์ได้
Jiménez-Arias กล่าวว่าการแก้ปัญหาที่เป็นไปได้สำหรับปัญหาผลผลิตอาจเป็นการใช้สาร กระตุ้น ทางชีวภาพ สารประกอบเหล่านี้ กระตุ้นการป้องกันตามธรรมชาติ ของพืช ตัวอย่างเช่น กรดอะมิโนโพรลีนสามารถเพิ่มผลผลิตพริกหวาน ได้สองเท่า โดยเพิ่มความทนทานต่อความเค็มของพืช “ตอนนี้ แนวคิดคือการใช้น้ำเกลือในปริมาณที่เท่ากัน แต่ใช้สารกระตุ้นทางชีวภาพของเราเพื่อเพิ่มความทนทาน” เขาอธิบาย ความยากคือสารกระตุ้นทางชีวภาพมีความเฉพาะเจาะจงสูงสำหรับพืชต่างๆ ซึ่งอาจทำให้การสรุประบบนอกเหนือจากมะเขือเทศทำได้ยาก
Kent Bradford นักสรีรวิทยาของพืชจาก University of California, Davis ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับงานวิจัยนี้ ชื่นชมวิธีการใหม่ในการจัดการกับปัญหาที่ยากลำบากของการรีไซเคิลน้ำเกลือ เขาคิดว่าจะพัฒนาระบบต่อไป Jiménez-Arias และเพื่อนร่วมงานของเขาจำเป็นต้องทำการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อปรับปรุงผลผลิตพืชผล พวกเขายังต้องทำการวิเคราะห์ต้นทุนอย่างเข้มงวดเพื่อดูว่าผู้ประกอบการหลักของโรงแยกเกลือออกจากน้ำทะเลในหมู่เกาะคานารี ซึ่งก็คือโรงแรม สามารถสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกด้านพืชสวนของตนเองได้หรือไม่ เขากล่าว
แบรดฟอร์ดแนะนำว่าอาจต้องใช้กฎระเบียบ เช่น ข้อจำกัดหรือบทลงโทษในการปล่อยของเสียจากน้ำเกลือลงสู่มหาสมุทร เพื่อให้การยอมรับระบบดังกล่าวน่าสนใจยิ่งขึ้น
การรีไซเคิลน้ำเกลือเป็นอาหารจากมะเขือเทศเป็นเรื่องที่อยากรู้อยากเห็นมากกว่าการแก้ไขปัญหาการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลที่ใช้กันทั่วโลก ซึ่งทำให้เกิดน้ำเกลือเสีย 51.8 พันล้านลูกบาศก์เมตรในแต่ละปี อย่างไรก็ตาม ในหมู่เกาะคะเนรี Jiménez-Arias และเพื่อนร่วมงานของเขาเปิดให้การสนับสนุนโรงแรมในท้องถิ่นที่สนใจจะนำไปใช้ ด้วยเหตุนี้ การทดลองครั้งต่อไปของพวกเขาจะใช้สารกระตุ้นทางชีวภาพเพื่อดูว่าพวกเขาสามารถปรับปรุงผลผลิตพืชผลได้หรือไม่ และพวกเขาจะยังคงรีดเอาความประหยัดของกระบวนการออกไป
