Τρέφοντας τον κόσμο μέσω της χρήσης νανοσωματιδίων
Οι επιστήμονες εργάζονται με πυρετώδεις ρυθμούς για να προετοιμαστούν απέναντι στην αναμενόμενη αύξηση του παγκόσμιου πληθυσμού και κατά συνέπεια, στις αυξημένες ανάγκες παραγωγής τροφίμων μέσα στις επόμενες δεκαετίες. Μια ομάδα μηχανικών βρήκε έναν βιώσιμο τρόπο για να ενισχύσει την ανάπτυξη ενός πλούσιου σε πρωτεΐνες φασολιού, βελτιώνοντας τον τρόπο με τον οποίο απορροφά τα απαραίτητα θρεπτικά συστατικά.
Με τον παγκόσμιο πληθυσμό να αναμένεται σύντομα να φτάσει τα οκτώ δισεκατομμύρια, οι επιστήμονες προσπαθούν να βρουν έναν τρόπο να παράγουν αρκετό φαγητό για να ταΐσουν όλα αυτά τα πεινασμένα στόματα. Ερευνητές της Σχολής Μηχανικών και Εφαρμοσμένων Επιστημών στο Πανεπιστήμιο της Washington στο St. Louis, ανέπτυξαν έναν τρόπο για να μειώσουν τη χρήση λιπασμάτων, συγκεκριμένα του φωσφόρου, βελτιώνοντας παράλληλα την ανάπτυξη καλλιεργειών τροφίμων με τη χρήση νανοσωματιδίων οξειδίου του ψευδαργύρου. Η έρευνα δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση Journal of Agricultural and Food Chemistry και θεωρείται ότι είναι η πρώτη μελέτη που δείχνει πώς μπορεί να κινητοποιηθεί ο φυσικός φώσφορος στο έδαφος χρησιμοποιώντας νανοσωματίδια οξειδίου ψευδαργύρου σε ολόκληρο τον κύκλο ζωής του φασολιού mung. Τα φασόλια αυτά καλλιεργούνται κυρίως στην Κίνα, τη Νοτιοανατολική Ασία και την Ινδία. Πρόσφατα επίσης έχουν πραγματοποιηθεί έρευνες σχετικά με την ανάγκη εντατικοποίησης των καλλιεργειών στο εγγύς μέλλον, προκειμένου να τροφοδοτήσουν τον αυξανόμενο παγκόσμιο πληθυσμό μας. Όλες σημείωσαν ότι θα απαιτηθεί αυξημένη χρήση λιπασμάτων σε τροπικές περιοχές του πλανήτη λόγω της έλλειψης επαρκούς φυσικού φωσφόρου στα εδάφη αυτών των περιοχών.
Στην τρέχουσα ερευνητική εργασία, οι επιστήμονες Ramesh Raliya και Pratim Biswas αναγνωρίζουν ότι οι καλλιέργειες εκτός από άζωτο και κάλιο χρειάζονται και φώσφορο για να αναπτυχθούν. Ωστόσο, σημειώνουν ότι οι αγρότες χρησιμοποιούν ολοένα και περισσότερα λιπάσματα για να έχουν μεγαλύτερη καλλιεργητική απόδοση ώστε να τροφοδοτήσουν τον αυξανόμενο πληθυσμό. Επισημαίνουν ότι τα φυτά μπορούν να χρησιμοποιούν μόνο το 42% του φωσφόρου που εφαρμόζεται στο έδαφος. Το υπόλοιπο φεύγει σε ρέματα και ποτάμια. Η προκύπτουσα ρύπανση δημιουργεί επιβλαβείς αυξήσεις φυκιών. Υπάρχει όμως και περιορισμένη προσφορά φωσφόρου στον κόσμο. "Αν οι αγρότες χρησιμοποιούν την ίδια ποσότητα φωσφόρου όπως χρησιμοποιούν τώρα, οι ποσότητες θα εξαντληθούν σε 80 χρόνια περίπου ", δήλωσε ο Raliya. "Τώρα είναι η στιγμή ο κόσμος να μάθει πώς να χρησιμοποιεί το φώσφορο με πιο βιώσιμο τρόπο" πρόσθεσε.
Αυτές οι ανησυχίες ώθησαν την ομάδα να βρει πώς θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει τα νανοσωματίδια οξειδίου του ψευδαργύρου. Έφτιαξαν τα σωματίδια από έναν μύκητα που αναπτύσσεται γύρω από τις ρίζες του φυτού. Ο μύκητας βοηθά το φυτό να απορροφήσει τα θρεπτικά συστατικά και να τα επαναχρησιμοποιήσει. Ο ψευδάργυρος είναι επίσης απαραίτητος για την ανάπτυξη των φυτών επειδή αλληλεπιδρά με τρία ένζυμα για να διασπάσει τον φώσφορο σε μια μορφή που τα φυτά μπορούν να χρησιμοποιήσουν. "Λόγω της αλλαγής του κλίματος, οι ημερήσιες θερμοκρασίες και οι βροχοπτώσεις έχουν αλλάξει", δήλωσε ο Raliya. «Κάθε φορά που αλλάζουν, η μικροχλωρίδα στο έδαφος αλλάζει επίσης, και όταν αυτές εξαντλείται ο φώσφορος του εδάφους ο αγρότης αναγκάζεται να εφαρμόζει περισσότερο. Στόχος μας είναι να αυξήσουμε σε μεγάλο ποσοστό τη δραστηριότητα των ενζύμων ώστε να κινητοποιήσουμε τον φυσικό φώσφορο πολλές φορές. "
Η Κίνα και η Ινδία χρησιμοποιούν το 45% του φωσφόρου που εφαρμόζεται σήμερα στη γεωργία. Και σε περιοχές του κόσμου όπου ο φώσφορος είναι σε χαμηλά επίπεδα φυσικά στο έδαφος, πρέπει να χρησιμοποιηθούν περισσότερα λιπάσματα. Εάν τα νανοσωματίδια οξειδίου του ψευδαργύρου αποδειχθούν αποτελεσματικά σε μεγάλη κλίμακα, αυτό θα συμβάλει στη μείωση της επιβάρυνσης από την εντατική καλλιέργεια.
