நைட்ரஜனை "சுவாசிக்கும்" தாவரங்கள்: பயோடெக்னாலஜி பயிர்களை எவ்வாறு மாற்ற விரும்புகிறது

வரவிருக்கும் தசாப்தங்களில், மனிதகுலம் அழுத்தத்தின் கீழ் உள்ள ஒரு கிரகத்தில் பில்லியன் கணக்கான மக்களுக்கு உணவளிக்க வேண்டியிருக்கும். கடுமையான வெப்ப அலைகள், கடுமையான வறட்சி மற்றும் சீரழிந்த மண்இந்த சூழ்நிலையில், நாம் தாவரங்களை வளர்க்கும் மற்றும் புரிந்துகொள்ளும் விதம் வேகமாக மாறி வருகிறது, மேலும் மிகவும் கவர்ச்சிகரமான ஆராய்ச்சிகளில் ஒன்று பேச்சுவழக்கில் "நைட்ரஜன்-சுவாசிக்கும் தாவரங்கள்" என்று அழைக்கப்படுகிறது.

இந்த அற்புதமான யோசனைக்குப் பின்னால் ஒரு மிகப்பெரிய சவால் உள்ளது: பயிர்களை உற்பத்தி செய்ய வைப்பது காற்றில் இருந்து நைட்ரஜனைப் பயன்படுத்தி, ரசாயன உரங்களைச் சார்ந்திருப்பதைக் குறைக்கவும்.வெப்பமான, வறண்ட மற்றும் மிகவும் மாறுபட்ட காலநிலைக்கு ஏற்றவாறு, தாவர உயிரி தொழில்நுட்பம் மற்றும் மரபியல் மையம் (CBGP) போன்ற முன்னணி மையங்கள் ஏற்கனவே இந்த சவாலில் முழுமையாக ஈடுபட்டுள்ளன, உயிரி தொழில்நுட்பம், சூழலியல் மற்றும் நிலையான விவசாயத்தை இணைத்து, தொடர்ந்து மாறிவரும் உலகில் உணவு உற்பத்தியைத் தக்கவைக்கின்றன.

தாவரங்களுக்கு நைட்ரஜன் ஏன் மிகவும் முக்கியமானது?

இது மிகைப்படுத்தப்பட்டதாகத் தோன்றலாம், ஆனால் நைட்ரஜன் இல்லாமல் நமக்குத் தெரிந்தபடி உயிர் இருக்காது, ஏனெனில் இந்த உறுப்பு தாவரங்கள் உருவாக முக்கியமாகும். ஒளிச்சேர்க்கைக்குத் தேவையான புரதங்கள், நொதிகள் மற்றும் நிறமிகள்போதுமான நைட்ரஜன் ஆதாரம் இல்லாமல், ஒரு பயிர் நன்றாக வளரவோ, உயிரித் திரவத்தை உற்பத்தி செய்யவோ அல்லது ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய விளைச்சலை அளிக்கவோ முடியாது.

நாம் சுவாசிக்கும் காற்று ஒரு 78% நைட்ரஜன் வாயு (N₂)தாவரங்கள் இதை நேரடியாகப் பயன்படுத்த முடியாது. வளிமண்டல நைட்ரஜன் மிகவும் நிலையானது, மேலும் பெரும்பாலான உயிரினங்களுக்கு இந்த மூலக்கூறை உடைத்து அம்மோனியம் அல்லது நைட்ரேட் போன்ற பயன்படுத்தக்கூடிய சேர்மங்களாக மாற்றுவதற்கான உயிர்வேதியியல் கருவிகள் இல்லை.

இயற்கை நிலைமைகளின் கீழ், தாவரங்கள் நைட்ரஜனை முக்கியமாக மண்ணிலிருந்து பெறுகின்றன, வடிவத்தில் நைட்ரேட் (NO₃⁻) மற்றும் அம்மோனியம் (NH₄⁺) அயனிகள்இந்த ஊட்டச்சத்துக்கள் கரிமப் பொருட்களின் சிதைவிலிருந்து அல்லது நுண்ணுயிரிகளால் மேற்கொள்ளப்படும் உயிரியல் நிலைப்படுத்தல் செயல்முறைகளிலிருந்து வருகின்றன. மண்ணில் நைட்ரஜன் குறைவாக இருக்கும்போது, ​​தாவரங்கள் குளோரோசிஸால் பாதிக்கப்படுகின்றன, மோசமாக வளர்கின்றன, மேலும் அவற்றின் உற்பத்தித்திறன் குறைகிறது.

இந்த வரம்பை ஈடுசெய்ய, நவீன விவசாயம் அதிக அளவு நைட்ரஜனை வழங்கும் செயற்கை உரங்களை நம்பியுள்ளது. பிரச்சனை என்னவென்றால், இந்த மாதிரி அதிக ஆற்றல் நுகர்வு, கார்பன் தடம் மற்றும் மாசுபாடு காரணமாக நீடிக்க முடியாதது. இரசாயன உரங்களின் அதிகப்படியான பயன்பாட்டுடன் தொடர்புடைய மண், நீர் மற்றும் வளிமண்டலத்தின் மாசுபாடு.

தற்போதைய ஆராய்ச்சியின் பெரும்பகுதி, சில உயிரினங்களும் சில தாவர-நுண்ணுயிர் சங்கங்களும் இயற்கை உத்திகளைப் புரிந்துகொள்வதிலும் சிறப்பாகப் பயன்படுத்துவதிலும் கவனம் செலுத்துகிறது. வளிமண்டல நைட்ரஜனை நிலைப்படுத்தி சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகளுக்குக் கிடைக்கச் செய்தல்..

உயிரியல் நைட்ரஜன் நிலைப்படுத்தல்: பாக்டீரியாவின் தந்திரம்

தாவரங்கள் நைட்ரஜன் வாயுவை நேரடியாகப் பயன்படுத்த முடியாது என்றாலும், சில பாக்டீரியாக்கள் ஒரு காரணத்தால் இதைப் பயன்படுத்தலாம். நைட்ரஜனேஸ் எனப்படும் மிகவும் சிறப்பு வாய்ந்த நொதிஇந்தப் புரதம் வளிமண்டல நைட்ரஜனை உடைத்து, காலப்போக்கில் உணவுச் சங்கிலியின் ஒரு பகுதியாக மாறும் நைட்ரஜன் சேர்மங்களாக மாற்றும் திறன் கொண்டது.

இந்த நைட்ரஜனை நிலைநிறுத்தும் பாக்டீரியாக்கள் மண்ணிலும், சில தாவர இனங்களின் வேர்களுடன் நெருங்கிய தொடர்பிலும் சுதந்திரமாகக் காணப்படுகின்றன. அவற்றில் சில சிறப்பு கட்டமைப்புகளுக்குள் வாழும் தாவரங்களுடன் மிக நெருக்கமான கூட்டுவாழ்வு உறவுகள் அவை வேர்களில் உருவாகி, மிக நுணுக்கமாக வடிவமைக்கப்பட்ட வளப் பரிமாற்றத்தை அனுமதிக்கின்றன.

கூட்டுவாழ் நைட்ரஜனை நிலைநிறுத்தும் தாவரங்கள் என்று அழைக்கப்படுபவற்றில், இந்த ஆலை பாக்டீரியாக்களைப் பெற்று, ஒளிச்சேர்க்கை மூலம் பெறப்பட்ட சர்க்கரைகளை அதற்கு வழங்குகிறது, அதே நேரத்தில் நுண்ணுயிரிகள் அதற்கு சாதகமாகத் திரும்புகின்றன. வளிமண்டலத்திலிருந்து "புதிய" நைட்ரஜனை வழங்குதல்இந்தப் பரிமாற்றம் மிகவும் திறமையானது, இது பயிரின் தேவைகளில் பெரும் பகுதியைப் பூர்த்தி செய்து எதிர்கால தாவரங்களுக்கு மண்ணை வளப்படுத்த முடியும்.

பாக்டீரியாவுடன் தொடர்புடைய இந்த தாவரங்கள் தங்கள் வாழ்க்கைச் சுழற்சியை முடித்து, அவற்றின் எச்சங்கள் மண்ணில் இணைக்கப்படும்போது, ​​அவற்றின் திசுக்களில் குவிந்திருந்த நைட்ரஜன் ஒரு செயல்முறையின் மூலம் வெளியிடப்படுகிறது. நைட்ரஜன் கனிமமாக்கல்கரிமப் பொருட்கள் சிதைவடைந்து, கரிம நைட்ரஜன் அம்மோனியம் மற்றும் நைட்ரேட்டாக மாற்றப்படுகிறது, இது மற்ற தாவரங்கள் எளிதில் உறிஞ்சக்கூடிய வடிவங்களாகும்.

எனவே, நைட்ரஜன் நிலைப்படுத்திகளை உள்ளடக்கிய தாவர சமூகங்கள் இதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன பல சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகள் மற்றும் விவசாய அமைப்புகளின் இயற்கை வளம்இவ்வளவு வெளிப்புற உரங்களை வழங்க வேண்டிய தேவையைக் குறைக்கிறது.

நைட்ரஜனை "சுவாசிக்கும்" தாவரங்கள்: பருப்பு வகைகள், முடிச்சுகள் மற்றும் கூட்டுவாழ்வு

நைட்ரஜனை நிலைநிறுத்தும் பாக்டீரியாவுடன் தொடர்புடைய தாவரங்களின் மிகவும் பிரபலமான குழு பருப்பு வகைகள் ஆகும், இது அன்றாட பயிர்களை உள்ளடக்கிய ஒரு பெரிய குடும்பமாகும், எடுத்துக்காட்டாக பட்டாணி, பீன்ஸ், பயறு வகைகள், கொண்டைக்கடலை, அகன்ற பீன்ஸ் அல்லது க்ளோவர்இந்த இனங்கள், பரிணாம வளர்ச்சி முழுவதும், குறிப்பிட்ட பாக்டீரியாக்களுக்கு தங்குமிடத்தை வழங்க, அவற்றின் வேர்களில் முடிச்சுகளை உருவாக்கும் திறனை உருவாக்கியுள்ளன.

இந்த உறவில், தாவரம் வேர் மண்டலத்திற்குள் ரசாயன சமிக்ஞைகளை வெளியிடுகிறது, அவை நைட்ரஜனை நிலைநிறுத்தும் திறன் கொண்ட சில மண் பாக்டீரியாக்களை ஈர்க்கின்றன. தொடர்பு ஏற்பட்டவுடன், வேர் உருவாகத் தொடங்குகிறது. முடிச்சுகள் எனப்படும் சிறப்பு கட்டமைப்புகள்அவை சிறிய, பாதுகாக்கப்பட்ட "உயிரியல் உலைகளாக" செயல்படுகின்றன, அங்கு பாக்டீரியாக்கள் பொருத்தமான சூழ்நிலையில் வாழ்ந்து செயல்படுகின்றன.

இந்த முடிச்சுகளுக்குள், பாக்டீரியாக்கள் வளிமண்டல நைட்ரஜனை நிலைநிறுத்தி, அதை தாவரத்திற்குள் பாயும் நைட்ரஜன் சேர்மங்களாக மாற்றுகின்றன, அதே நேரத்தில் ஆலை சர்க்கரைகள் மற்றும் பிற சேர்மங்களை பாக்டீரியாவை சுறுசுறுப்பாக வைத்திருக்க அனுப்புகிறது. இந்த நுண்ணுயிரிகள் ஒளிச்சேர்க்கையைச் செய்யாவிட்டாலும், அவை சார்ந்துள்ளது சூரிய ஒளியால் தாவரத்தால் உருவாக்கப்படும் வேதியியல் ஆற்றல்.

நடைமுறை விளைவு என்னவென்றால், பயிர் அதிக வெளிப்புற உரங்கள் தேவையில்லாமல் தொடர்ச்சியான நைட்ரஜனைப் பெறுகிறது, மேலும் அந்த நைட்ரஜனில் சில செடி இறக்கும் போது அல்லது விவசாய நடைமுறைகள் மூலம் தாவர எச்சங்கள் இணைக்கப்படும் போது மண்ணிலேயே இருக்கும். உண்மையில், பயறு வகை பயிர்களின் சிதைவு மண்ணின் நைட்ரஜன் உள்ளடக்கத்தை கணிசமாக வளப்படுத்துகிறது..

பயறு வகைகள் பெரும்பாலும் பயிர் சுழற்சியிலோ அல்லது பசுந்தாள் உரங்களிலோ பயன்படுத்தப்படுவதை இந்த வழிமுறை விளக்குகிறது: அவை உணவை உற்பத்தி செய்வது மட்டுமல்லாமல், நிலத்தின் வளத்தை மேம்படுத்தவும், மேலும் நிலையான விவசாய முறைகளை ஆதரிக்கவும். நடுத்தர மற்றும் நீண்ட காலத்தில்.

நைட்ரஜன் நிலைப்படுத்தும் தாவரங்களின் பரவல் மற்றும் பன்முகத்தன்மை

நைட்ரஜனை நிலைநிறுத்தும் பாக்டீரியாவுடன் தொடர்புடைய தாவரங்களின் சுற்றுச்சூழல் பங்கு மிகவும் முக்கியமானது, பல அறிவியல் குழுக்கள் அவற்றின் பெரிய அளவிலான பரவலை விரிவாக ஆய்வு செய்துள்ளன. அமெரிக்காவில், பல்வேறு மையங்களைச் சேர்ந்த ஆராய்ச்சியாளர்கள், எடுத்துக்காட்டாக புளோரிடா இயற்கை வரலாற்று அருங்காட்சியகம் மற்றும் லூசியானா மற்றும் மிசிசிப்பி பல்கலைக்கழகங்கள்இந்த முறையை நன்கு புரிந்துகொள்ள டஜன் கணக்கான இடங்களில் பூர்வீக மற்றும் ஆக்கிரமிப்பு இனங்களின் பதிவுகளை அவர்கள் பகுப்பாய்வு செய்துள்ளனர்.

முதல் பார்வையில், நைட்ரஜன் இல்லாத மண்ணில் இருக்க வேண்டும் என்று ஒருவர் நினைக்கலாம் மண்ணை நிலைநிறுத்தும் தாவரங்களின் அதிக மிகுதியும் பன்முகத்தன்மையும்ஏனெனில் இந்த ஊட்டச்சத்து வரையறுக்கப்பட்ட சூழல்களில் அதன் போட்டி நன்மை அதிகமாக இருக்கும். இருப்பினும், விரிவான பகுப்பாய்வு இந்த தர்க்கரீதியான யோசனையை கணிசமாக தகுதிப்படுத்துகிறது.

வெவ்வேறு பகுதிகளை ஒப்பிடும்போது, ​​நைட்ரஜன் நிலைப்படுத்தும் தாவரங்களின் எண்ணிக்கை மண்ணில் குறைந்த நைட்ரஜன் கிடைக்கும் பகுதிகளில் அதிகரிப்புஇது பாரம்பரிய கருதுகோளுடன் பொருந்துகிறது. ஆனால், சூழல்கள் வறண்டு போகும்போது, ​​இந்த தாவரங்களின் ஒட்டுமொத்த இருப்பு குறைந்து வருவதையும் அவர்கள் கவனித்தனர்.

மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க கண்டுபிடிப்பு என்னவென்றால், அவர்கள் பூர்வீக நைட்ரஜன் சரிசெய்திகளின் பன்முகத்தன்மையைப் பார்த்தபோது, ​​அவர்கள் வேறுபட்ட வடிவத்தைக் கண்டறிந்தனர்: மண்ணை நிலைநிறுத்தும் பூர்வீக இனங்களின் பன்முகத்தன்மை குறிப்பிடத்தக்க அளவில் வளர்ந்தது. வறண்ட பகுதிகள்மண்ணில் உள்ள நைட்ரஜனின் அளவைப் பொருட்படுத்தாமல். அதாவது, நீர் நிலைமைகள் கடுமையாக இருக்கும் இடங்களில், பூர்வீக நைட்ரஜனை நிலைநிறுத்தும் தாவரங்களின் வரம்பு மிக அதிகமாக இருக்கும்.

இந்த முடிவுகள், பெரிய அளவில், நைட்ரஜன்-நிலைப்படுத்தும் பாக்டீரியாக்களைக் கொண்ட தாவரங்களின் பரவல் மண்ணின் நைட்ரஜனை மட்டுமல்ல, போன்ற காரணிகளின் சிக்கலான கலவையையும் சார்ந்துள்ளது என்பதைக் காட்டுகின்றன. நீர் கிடைக்கும் தன்மை, பரிணாம வரலாறு மற்றும் தாவர சமூகங்களின் இயக்கவியல்இந்த வடிவங்களைப் புரிந்துகொள்வது ஒவ்வொரு பிராந்தியத்திற்கும் மிகவும் பொருத்தமான விவசாய அமைப்புகளை வடிவமைப்பதற்கு முக்கியமாகும்.

CBGP இன் பங்கு: காலநிலை மாற்றத்தை எதிர்கொள்வதில் தாவர உயிரி தொழில்நுட்பம்.

வேர் நிலைப்படுத்தும் தாவரங்களின் சூழலியல் புரிதலில் முன்னேற்றம் ஏற்பட்டு வரும் அதே வேளையில், தாவர உயிரி தொழில்நுட்பம் மற்றும் மரபியல் மையம் (CBGP)மாட்ரிட்டின் பாலிடெக்னிக் பல்கலைக்கழகத்துடன் இணைக்கப்பட்ட , மற்றொரு முன்னணியில் கவனம் செலுத்துகிறது: நாம் ஏற்கனவே அனுபவித்து வரும் தீவிர காலநிலைக்கு ஏற்ப பயிர்களை மாற்றியமைத்தல், இது வரும் தசாப்தங்களில் தீவிரமடையும்.

கணிப்புகள் நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதியில், தோராயமாக 9.700 மில்லியன் மக்கள் வெப்பமான, வறண்ட மற்றும் அடிக்கடி ஏற்படும் தீவிர வானிலை நிகழ்வுகளுக்கு ஆளாகும் ஒரு கிரகத்தில். 2024 ஆம் ஆண்டு ஏற்கனவே பதிவான வெப்பமான ஆண்டுகளில் ஒன்றாகும், மேலும் ஐரோப்பாவில் பல்லாயிரக்கணக்கான இறப்புகள் வெப்ப அலைகளால் தொடர்புடையவை, ஸ்பெயின் மிக மோசமாக பாதிக்கப்பட்ட நாடுகளில் ஒன்றாகும்.

இந்த சூழ்நிலையில், CBGP-யில் அவர்கள் விரிவான முறையில் படிக்கிறார்கள் தாவரங்கள் எவ்வாறு வளர்கின்றன, அவை அவற்றின் சூழலில் உள்ள நுண்ணுயிரிகளுடன் எவ்வாறு தொடர்பு கொள்கின்றன மேலும் அதிகரித்த வெப்பநிலை, நீடித்த வறட்சி அல்லது விவசாய மண்ணின் உவர்த்தன்மை போன்ற சுற்றுச்சூழல் மாற்றங்களுக்கு அவை எவ்வாறு பிரதிபலிக்கின்றன.

மையத்தின் முக்கிய நோக்கங்களில் ஒன்று புதிய பயிர் வகைகளை உருவாக்குவது அல்லது ஏற்கனவே உள்ளவற்றிலிருந்து திறன் கொண்டவற்றைத் தேர்ந்தெடுப்பது ஆகும். சுற்றுச்சூழல் அழுத்தத்தின் கீழ் ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய விளைச்சலைப் பராமரித்தல்இது பாதகமான நிலைமைகளை சகித்துக்கொள்வது மட்டுமல்லாமல், உரங்கள் மற்றும் நீர் போன்ற வெளிப்புற உள்ளீடுகளை அதிகம் சார்ந்திருக்காமல் செய்வதையும் குறிக்கிறது.

இதை அடைய, ஆராய்ச்சியாளர்கள் சில தாவரங்கள் சுற்றுச்சூழல் அழுத்தங்களை சிறப்பாக தாங்க அனுமதிக்கும் மூலக்கூறு வழிமுறைகளை பகுப்பாய்வு செய்கிறார்கள். அவர்கள் அடையாளம் காண்கிறார்கள் பாதுகாப்பு புரதங்கள், சமிக்ஞை பாதைகள் மற்றும் முக்கிய மரபணுக்கள் அவை தீவிர நிலைமைகளின் கீழ் செயல்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் அந்தத் தகவலைப் பயன்படுத்தி அவர்கள் "கருத்துச் சான்றுகள்" என்று அழைப்பதை உருவாக்குகின்றன.

இந்தச் சோதனைகளில், வறட்சி, வெப்பம் அல்லது உப்புத்தன்மை போன்ற சூழ்நிலைகளில் அவை உண்மையில் அவற்றின் செயல்திறனை மேம்படுத்துகின்றனவா என்பதைச் சரிபார்க்க, சில புரதங்களைக் குவிக்கும் அல்லது குறிப்பிட்ட சகிப்புத்தன்மை வழிமுறைகளைச் செயல்படுத்தும் டிரான்ஸ்ஜெனிக் தாவரங்களை உருவாக்குகின்றன. இந்த வழியில், எந்த உத்திகள் மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும் என்பதை அவை சோதனை ரீதியாக சரிபார்க்கின்றன. பெரிய அளவிலான பயன்பாட்டைக் கருத்தில் கொள்வதற்கு முன்.

மேலும் மீள்தன்மை கொண்ட பயிர்கள்: தக்காளி, பிராசிகாஸ் மற்றும் உணவுப் பாதுகாப்பு

இந்த அணுகுமுறையின் சிறந்த முடிவுகளில் ஒன்று, அதிக உப்பு சகிப்புத்தன்மை கொண்ட தக்காளி செடிகள்நீர்ப்பாசனம் மற்றும் தீவிர ஆவியாதல் மண்ணில் உப்புகளைச் செறிவூட்டுகின்ற விவசாயப் பகுதிகளில் இது அதிகரித்து வரும் பொதுவான பிரச்சனையாகும். CBGP குழு இந்த உப்பு அளவுகளுக்கு அதிக எதிர்ப்புத் திறன் கொண்ட டிரான்ஸ்ஜெனிக் வகைகளை உருவாக்கியுள்ளது.

இந்த உறுதியான தக்காளிகள் ஏற்கனவே ஒரு ஐரோப்பிய காப்புரிமை விண்ணப்பம்உப்புத்தன்மைக்கு குறிப்பாக உணர்திறன் கொண்ட பட்டாணி, பீன்ஸ், சோளம் அல்லது ஸ்ட்ராபெர்ரி போன்ற பிற பயிர்களுக்கும் இந்த தொழில்நுட்பத்தை விரிவுபடுத்துவதே இதன் யோசனை. இது வெற்றியடைந்தால், பாசன நீர் குறைந்த தரம் அல்லது மண் தரம் குறைந்த பகுதிகளில் இது ஒரு பெரிய நன்மையாக இருக்கும்.

அதே நேரத்தில், இந்த முன்னேற்றங்களை பிராசிகாஸ் என்று அழைக்கப்படும் தாவரக் குடும்பத்திற்கு மாற்றுவதில் குழு செயல்பட்டு வருகிறது, இதில் அடங்கும் முட்டைக்கோஸ், ப்ரோக்கோலி மற்றும் பிற அத்தியாவசிய காய்கறிகள் உணவில். இந்த முக்கிய காய்கறிகளின் மீள்தன்மையை அதிகரிப்பது என்பது நிச்சயமற்ற காலநிலை சூழலில் உணவுப் பாதுகாப்பின் மிக முக்கியமான பகுதியைப் பாதுகாப்பதாகும்.

இருப்பினும், பாதுகாப்பு புரதங்களை அறிமுகப்படுத்துவது அவ்வளவு எளிதானது அல்ல, அவ்வளவுதான். அந்த புரதங்களில் பல உணவு ஒவ்வாமைகளையும் கொண்ட குடும்பங்கள்மேலும் இது கூடுதல் முன்னெச்சரிக்கை நடவடிக்கைகளை எடுக்க வேண்டிய அவசியத்தை ஏற்படுத்துகிறது. அனைத்து நோயெதிர்ப்பு புரதங்களும் ஒவ்வாமையை ஏற்படுத்தாது, ஆனால் சில உணர்திறன் கொண்ட நபர்களில் எதிர்வினைகளைத் தூண்டும்.

இந்தக் காரணத்திற்காக, CBGP இந்த புரதங்களை முழுமையாக மதிப்பிடும் ஒரு சிறப்பு ஒவ்வாமை ஊக்கி குழுவைக் கொண்டுள்ளது. அவர்களின் பணி அடையாளம் காண்பதில் கவனம் செலுத்துகிறது ஒரு புரதத்தை ஒரு சாத்தியமான ஒவ்வாமைப் பொருளாக மாற்றும் கட்டமைப்பு பண்புகள் என்ன? மனித நுகர்வுக்கான பாதுகாப்பான உயிரி தொழில்நுட்ப தீர்வுகளை வடிவமைக்க, எவை இல்லை என்பதை ஆராய வேண்டும்.

மரபணு மாற்றப்பட்ட அல்லது மேம்படுத்தப்பட்ட பயிர்களில் புதுமை சந்தையில் உண்மையான இடத்தைப் பெறுவதற்கு இந்தக் கடுமையான அணுகுமுறை அவசியம், இது உத்தரவாதம் அளிக்கிறது உணவுப் பாதுகாப்பு மற்றும் புதிய வகைகளின் பொறுப்பான வளர்ச்சி கூடுதல் சிக்கல்களை உருவாக்காமல் காலநிலை மாற்றத்தை நிவர்த்தி செய்ய உதவும்.

காற்றிலிருந்து நைட்ரஜனை "சுவாசிக்கும்" தானியங்களை நோக்கி

CBGP-யில் மேற்கொள்ளப்படும் மிகவும் லட்சியத் திட்டங்களில், ஆராய்ச்சியாளரால் வழிநடத்தப்படும் திட்டம் தனித்து நிற்கிறது. லூயிஸ் ரூபியோகேட்ஸ் அறக்கட்டளையால் நிதியளிக்கப்பட்டது. இதன் இலக்கை விளக்குவது எளிது, அதை அடைவது கடினம்: தானியங்களை திறன் கொண்டதாக மாற்றுவது காற்றில் இருந்து நைட்ரஜனைப் பிடித்து வளர்சிதை மாற்றத்திற்கு உட்படுத்துதல்இரசாயன உரங்களைச் சார்ந்திருப்பதை வெகுவாகக் குறைக்கிறது.

பருப்பு வகைகளைப் போலன்றி, அரிசி, கோதுமை அல்லது சோளம் போன்ற பிரதான பயிர்கள் நைட்ரஜனை நிலைநிறுத்தும் பாக்டீரியாவுடன் இயற்கையாகவே சக்திவாய்ந்த கூட்டுவாழ்வு தொடர்புகளை உருவாக்குவதில்லை. மேலும் அவை தாங்களாகவே நைட்ரஜனை நிலைநிறுத்த உள் இயந்திரங்களையும் கொண்டிருக்கவில்லை, ஏனெனில் அவற்றில் நைட்ரஜனேஸ் நொதி இல்லை. சில பாக்டீரியாக்கள் வைத்திருக்கின்றன.

ரூபியோவின் குழு பேக்கரின் ஈஸ்டுடன் இணைக்கப்பட்ட நைட்ரஜன்-நிலைப்படுத்தும் பாக்டீரியத்தை ஒரு மாதிரியாகப் பயன்படுத்துகிறது, இது அசோடோபாக்டர் வினேலாண்டி (சில ஊடகங்களில் பெரும்பாலும் தவறாக சித்தரிக்கப்படுகிறது), நைட்ரஜனை திறமையாக நிலைநிறுத்தும் திறன் கொண்டது. நைட்ரஜன் நிலைப்படுத்தலில் ஈடுபடும் மரபணுக்களை இந்த பாக்டீரியாக்களிலிருந்து தாவரங்களுக்கு மாற்றுவதே இதன் யோசனை.

ஆய்வகத்தில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் இந்த பாக்டீரியா மரபணுக்களை தாவர செல்களில் அறிமுகப்படுத்துதல் மற்றும் ஒருங்கிணைந்த வெளிப்பாட்டில் பணியாற்றி வருகின்றனர், தானியங்களை செயல்படுத்தும் நோக்கத்துடன் செயல்பாட்டு நைட்ரஜன் நிலைப்படுத்தல் அமைப்பை உட்புறமாக செயல்படுத்துதல்இது ஒரு மிகப்பெரிய சவாலாகும், ஏனென்றால் நைட்ரஜனேஸ் மிகவும் சிக்கலானது மற்றும் ஆக்ஸிஜனுக்கு மிகவும் உணர்திறன் கொண்டது, எனவே இது செயல்பட மிகவும் குறிப்பிட்ட நிலைமைகள் தேவைப்படுகின்றன.

அந்த இலக்கு ஓரளவுக்கு எட்டப்பட்டால், அது உலக விவசாயத்திற்கு ஒரு புரட்சியாக இருக்கலாம்: தானியங்கள் அவற்றின் நைட்ரஜன் தேவைகளில் பெரும் பகுதியை தாங்களாகவே பூர்த்தி செய்து, செயற்கை உரங்களின் பயன்பாட்டைக் குறைத்து, அதன் விளைவாக, அதன் உற்பத்தி மற்றும் பயன்பாட்டுடன் தொடர்புடைய மண், நீர் மற்றும் காற்று மாசுபாடு.

இரசாயன உரங்கள் மற்றும் விவசாய நிலைத்தன்மை

தற்போது, ​​அதிக மகசூலைத் தக்கவைக்க நைட்ரஜன் உரங்கள் அவசியம். உலகளாவிய தானிய உற்பத்திஅவர்களுக்கு நன்றி, தொடர்ந்து வளர்ந்து வரும் மக்கள்தொகைக்கு உணவளிக்க முடிந்தது, ஆனால் இந்த சார்பு சுற்றுச்சூழல் செலவைக் கொண்டுள்ளது, இது தாங்குவது மிகவும் கடினமாக உள்ளது.

தொழில்துறை உரத் தொகுப்பு அதிக அளவு ஆற்றலைப் பயன்படுத்துகிறது மற்றும் பசுமை இல்ல வாயுக்களை வெளியிடுகிறது; வயலில் அவற்றின் தீவிர பயன்பாடு நைட்ரஜன் ஆக்சைடுகள் மற்றும் அம்மோனியா வெளியேற்றத்தால் ஏற்படும் காற்று மாசுபாடுமேலும் ஓடுபாதை நைட்ரேட்டுகளை ஆறுகள், நீர்நிலைகள் மற்றும் கடல்களுக்கு கொண்டு செல்கிறது, இது யூட்ரோஃபிகேஷன் போன்ற செயல்முறைகளுக்கு சாதகமாக அமைகிறது.

கூடுதலாக, உரங்களின் அதிகப்படியான பயன்பாடு மற்றும் சில மேலாண்மை நடைமுறைகள் விவசாய மண்வளம் குறைதல்நீர் மற்றும் ஊட்டச்சத்துக்களைத் தக்கவைத்துக்கொள்ளும் திறனைக் குறைத்து, விவசாயிகளை வெளிப்புற உள்ளீடுகளைச் சார்ந்திருக்கும் ஒரு தீய சுழற்சியில் சிக்க வைக்கிறது.

சுய-உரமிடும் தானியங்கள் திட்டத்தின் ஆராய்ச்சியாளர்களின் கூற்றுப்படி, இந்த உரங்களின் பயன்பாட்டில் குறிப்பிடத்தக்க குறைவு ஒரு மிகவும் நிலையான விவசாயம்குறைவான உரங்கள் என்பது அதன் உற்பத்தியுடன் தொடர்புடைய குறைவான உமிழ்வுகள், குறைவான நீர் மாசுபாடு மற்றும் சீரழிந்த மண்ணை மீட்டெடுக்க அதிக வாய்ப்பு ஆகியவற்றைக் குறிக்கிறது.

இறுதி இலக்கு அரிசி, கோதுமை மற்றும் சோள வகைகளை உருவாக்குவதாகும். பெருமளவில் சுயமாக உரமிடுதல்காற்றில் இருந்து நைட்ரஜனை முதன்மை ஆதாரமாகப் பயன்படுத்துதல். இருப்பினும், இது மிகப்பெரிய தொழில்நுட்ப சிக்கலான குறிக்கோள் என்பதை குழுவே ஒப்புக்கொள்கிறது, இது துறையில் பெரிய அளவில் செயல்படுத்தப்படுவதற்கு முன்பு பல தசாப்த கால ஆராய்ச்சி தேவைப்படும்.

அதிநவீன உள்கட்டமைப்பு: பசுமை இல்லங்கள் மற்றும் ரைசோட்ரான்கள்

இந்தத் திட்டங்களை நிறைவேற்ற, CBGP சுமார் வசதிகளைக் கொண்டுள்ளது கட்டுப்படுத்தப்பட்ட நிலைமைகளின் கீழ் தாவரங்களை வளர்ப்பதற்கு 1.900 m² அர்ப்பணிக்கப்பட்டுள்ளது.இந்த உள்கட்டமைப்பின் மையப் பகுதி சுமார் 1.200 சதுர மீட்டர் பரப்பளவு கொண்ட ஒரு பசுமை இல்லமாகும், இது மேம்பட்ட காலநிலை கட்டுப்பாடு மற்றும் விளக்கு அமைப்புகளுடன் பொருத்தப்பட்டுள்ளது.

இந்தப் பசுமை இல்லங்கள், பல்வேறு வகையான விவசாய ஆர்வங்களையோ அல்லது சோதனை மாதிரிகளையோ முழுமையாக ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட நிலைமைகளின் கீழ் பயிரிட அனுமதிக்கின்றன. வெப்பநிலை, ஒளி, ஈரப்பதம் மற்றும் அடி மூலக்கூறு கலவைஇது வெப்பம், வறட்சி அல்லது உப்புத்தன்மையால் ஏற்படும் மன அழுத்த சூழ்நிலைகளை மீண்டும் உருவாக்கவும், மாற்றியமைக்கப்பட்ட அல்லது தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட தாவரங்களின் நடத்தையை மதிப்பிடவும் அனுமதிக்கிறது.

இந்த வசதியில் மரபணு மாற்றப்பட்ட தாவரங்களுடன் பணிபுரிய பிரத்யேகமாக வடிவமைக்கப்பட்ட P2-வகை கட்டுப்பாட்டு தொகுதிகள் உள்ளன. இந்த இடைவெளிகளுக்குள், வெப்பநிலையை பரந்த அளவில் கட்டுப்படுத்தலாம், தோராயமாக இடையில் 10 மற்றும் 45 ºC, வெப்ப அலைகள் அல்லது மிதமான குளிர் நிலைகளை உருவகப்படுத்துவதற்கான திறவுகோல்.

கூடுதலாக, கிரீன்ஹவுஸ் ஒரு அமைப்பை உள்ளடக்கியது தானியங்கி டிஜிட்டல் பினோடைப்பிங் தாவரங்களின் படங்கள் மற்றும் தரவுகளைப் பிடிக்க இடைகழிகள் வழியாக நகரும் ரோபோக்களுடன். இந்த அமைப்பு வளர்ச்சி, நீர் நிலை மற்றும் மன அழுத்த அறிகுறிகளின் தீவிரம் போன்ற அம்சங்களை துல்லியமாகவும் பெரிய அளவிலும் கண்காணிக்க அனுமதிக்கிறது.

உள்கட்டமைப்பின் மற்றொரு மிகவும் சுவாரஸ்யமான அம்சம் ரைசோட்ரான்கள் என்று அழைக்கப்படுபவை, கட்டமைப்புகள் இயற்றப்பட்டவை வேர் அமைப்பை வெளிப்படுத்தும் வெளிப்படையான தட்டுகள்அவற்றின் உதவியுடன், வேர்களின் விரிவான படங்களைப் பெறலாம், அவற்றின் வளர்ச்சி மற்றும் தடிமன் அளவிடலாம், மேலும் அவை வெவ்வேறு தயாரிப்புகள் அல்லது சுற்றுச்சூழல் நிலைமைகளுக்கு எவ்வாறு பிரதிபலிக்கின்றன என்பதை பகுப்பாய்வு செய்யலாம்.

இந்த கட்டுப்படுத்தப்பட்ட பசுமை இல்லங்கள், ரோபோ பகுப்பாய்வு அமைப்புகள் மற்றும் ரைசோட்ரான்கள் ஆகியவற்றின் கலவையானது இந்த மையத்தை ஒரு சிறந்த சூழலாக மாற்றுகிறது. புதிய வகைகள் மற்றும் தொழில்நுட்பங்களை அவற்றின் பயன்பாட்டை அதிகரிப்பதற்கு முன் சோதிக்கவும்.மேலும், இந்த வசதிகள் உள் குழுக்களுக்கு மட்டும் ஒதுக்கப்படவில்லை: எதிர்கால விவசாய சவால்களுக்கு பதிலளிப்பதில் ஆர்வமுள்ள பிற பொது மற்றும் தனியார் நிறுவனங்களின் திட்டங்களுக்கும் அவை திறந்திருக்கும்.

எதிர்ப்பு புரதங்கள், நைட்ரஜனை நிலைநிறுத்தும் கூட்டுவாழ்வுகள் மற்றும் வளிமண்டல நைட்ரஜனைப் பயன்படுத்தக்கூடிய தானியங்கள் பற்றிய இந்த ஆராய்ச்சி அனைத்தும் தாவரங்கள் அவை நுண்ணுயிரிகளுடனும் அவற்றின் சொந்த உயிரியலுடனும் மிகவும் நெருக்கமாகச் செயல்படுகின்றன. குறைவான வெளிப்புற உள்ளீடுகளுடன் அதிக உற்பத்தி செய்ய. இந்த இலக்குகளில் பல பெரிய அளவில் யதார்த்தமாக மாற பல ஆண்டுகள் அல்லது பல தசாப்தங்கள் ஆகும் என்றாலும், ஒவ்வொரு முன்னேற்றமும், அடையாளப்பூர்வமாகச் சொன்னால், காற்றில் இருந்து நைட்ரஜனை "சுவாசித்து", காலநிலை அழுத்தத்தின் கீழ் ஒரு கிரகத்தில் உலகளாவிய உணவு விநியோகத்தைத் தக்கவைக்கும் பயிர்களின் சாத்தியக்கூறுகளுக்கு நம்மை சற்று நெருக்கமாகக் கொண்டுவருகிறது.

தொடர்புடைய கட்டுரை:

சில தாவரங்கள் ஏன் செழித்து வளர்கின்றன, மற்றவை அதே பராமரிப்பில் செழித்து வளர்வதில்லை