علاوه بر این، یک مطالعه جدید در سال ۲۰۲۲ تأیید میکند که سطوح بالاتر اکسیژن خاک باعث افزایش فعالیت میکروبهای مفید خاک، مانند کانیسازی خاک و تبدیل مواد مغذی میشود و در نتیجه عملکرد محصول، کارایی مصرف آب و حاصلخیزی خاک بالاتر میرود.
مقدار اکسیژن موجود در سلولهای ریشه برای افزایش سرعت رشد گیاه و محصول مفید است. بدون اکسیژن زیاد در دسترس، سلولهای ریشه از نظر میزان قندی که میتوانند بسوزانند و مقدار آب و مواد مغذی جذب شده محدود میشوند.
در تنفس، سلولهای ریشه، گلوکز انتقال یافته از برگها را میسوزانند. گلوکز به انرژی سلولی (به نام آدنوزین تری فسفات یا ATP) تبدیل میشود که برای هدایت فرآیندهای متابولیکی، عمدتاً جذب آب و مواد مغذی استفاده میشود. بدون اکسیژن، تنفس صورت نمیگیرد. اکسیژن گیرنده نهایی الکترون در تنفس هوازی است که برای تبدیل گلوکز در ATP ضروری است.
در سطوح بالای اکسیژن، سلولهای ریشه آب و مواد مغذی را به شکل کارآمدتری جذب میکنند. هنگامی که سلولهای ریشه قادر به جذب حداکثر آب و مواد مغذی ممکن باشند، حداکثر رشد ریشه، رشد گیاه و عملکرد محصول حاصل میشود.
علاوه بر این، پرورشدهندگانی که از آب آبیاری، مجدد استفاده میکنند، باید کیفیت آب را پس از هر بار آبیاری بهبود بخشند. آب چاه و مخازن معمولاً فاقد اکسیژن کافی برای سلامت گیاه هستند. معمولاً برگها و دانههایی که توسط باد به داخل مخازن آورده میشوند، فضولات پرندگان، عوامل بیماریزا و جلبکها، منشاء اصلی ترکیبات آلی در مخازن و چاهها هستند که این مواد نیاز بیوشیمیایی اکسیژن (BOD) را افزایش میدهد.
اگر سطوح اکسیژن محلول در ناحیه ریشه کم باشد، میتواند بر مورفولوژی، متابولیسم و فیزیولوژی ریشه و گیاهان تأثیر بگذارد.
این بدان معناست که برای تجزیه کردن اجزای آلی موجود توسط میکروبها، اکسیژن محلول بسیار بیشتری مورد نیاز است. روشهای اکسیژنرسانی، کلیدی برای دستیابی به اکسیژن محلول قابل قبول و ارتقای ریشههای گیاهی سالم هستند.
کاهش سرعت جذب آب و مواد مغذی گیاه به طور مستقیم نرخ رشد کلی و عملکرد و کیفیت میوه آن را محدود میکند. گیاهان ضعیف بیشتر مستعد ابتلا به بیماری هستند و در برابر عوامل استرسزای محیطی مانند گرما در ماههای گرمتر مقاومت کمتری دارند.
فناوری نانوحباب علاوه بر اکسیژنرسانی کارآمد، نانوحبابهایی را نیز تولید میکند که خواص شیمیایی و فیزیکی منحصربهفردی دارند. از طریق این ویژگیها، نانوحبابها پاتوژنهای منتقل شده از آب و بیوفیلم را کاهش میدهند.
اکسیژن همچنین در کاهش و سرکوب بیماریها حیاتی است. سطوح اکسیژن محلول بسیار بالا باعث رشد میکروبهای مفید و سرکوب رشد پاتوژنهای اکسیژن گریز مانند پیتیوم میشود.
نانوحبابها بهطور خنثی شناور هستند، به این معنی که در مایعات شناور میشوند، بهجای اینکه به سطح بالا بروند و مانند حبابهای بزرگتر ظاهر شوند. همانطور که آب آبیاری جریان دارد، نانوحبابها به طور تصادفی و به طور مداوم در تمام قسمتهای یک سیستم آبی از طریق حرکت براونی حرکت میکنند.
بدون استفاده از مواد شیمیایی، نانوحبابها همچنین سلولهای باکتری را دچار مشکل میکنند و پاتوژنهای منتقل شده از آب را اکسید میکنند. هنگامی که نانوحبابها با آلایندهها مواجه میشوند، فرو می ریزند و گونههای اکسیژن فعال (ROS) تولید می کنند. ROS اکسیدانهای ملایمتری نسبت به پراکسید هیدروژن یا کلر هستند.