ไม่ต้องใส่ปุ๋ยอีกต่อไป สู่อนาคตที่พืชดูดซึมไนโตรเจนจากอากาศ

เมื่อพูดถึงการเพาะปลูกย่อมเลี่ยงไม่ได้ที่เราจะต้องใส่ปุ๋ยเพื่อเสริมธาตุอาหารเพื่อให้ผลผลิตงอกงาม หนึ่งในธาตุที่มีความสำคัญยิ่งยวดต่อพืชคือ ไนโตรเจน แร่ธาตุที่จำเป็นและมีบทบาทต่อการเจริญเติบโตของพืชเป็นอย่างมาก แต่การใส่ปุ๋ยเองก็มีค่าใช้จ่ายที่สูงมากและสร้างภาระให้แก่เกษตรกรเช่นกัน

 

         แต่จะเป็นอย่างไรเมื่อมีแนวคิดในการตัดต่อพันธุกรรมพืชให้สามารถดูดซึมไนโตรเจนจากอากาศได้

 

 

พืชชนิดใหม่ที่ไม่ต้องพึ่งพาปุ๋ยไนโตรเจน

 

         ผลงานนี้เป็นของทีมวิจัยจาก Utah State University ร่วมกับนักวิจัยจากหลายประเทศ กับการค้นพบยีนที่ช่วยให้เซลล์พืชผลิตเอนไซน์ชนิดพิเศษ อาศัยเพียงแสงแดดก็สามารถเก็บกักและดูดซับไนโตรเจนจากอากาศ เปิดทางให้พืชสามารถดูดซับสารอาหารเพิ่มเติมจากสภาพแวดล้อมได้ ช่วยลดการใส่ปุ๋ยเพื่อเพิ่มธาตุอาหารในระยะยาว

 

         แนวคิดนี้เกิดขึ้นจากการค้นพบยีนชนิดใหม่ภายในพืชราว 7 ชนิด ที่มีคุณสมบัติในการกักเก็บไนโตรเจนในอากาศไว้ได้โดยอาศัยกลไกเดียวกับการสังเคราะห์แสง เมื่อได้รับแสงอาทิตย์ยีนเหล่านี้จะผลิตเอนไซม์เฉพาะจากนั้นจะทำการดูดซึมไนโตรเจนในอากาศไปใช้งานต่อไป

 

         ยีนเหล่านี้พบได้ในกลุ่มพืชตระกูลถั่ว ที่ใช้ประโยชน์จากกิจกรรมของแบคทีเรียในการตรึงก๊าซไนโตรเจน แปลงไนโตรเจนในอากาศให้อยู่ในรูปแบบแอมโมเนียหรือไนเตรดที่นำไปใช้ประโยชน์ได้ โดยสามารถเลียนแบบคุณสมบัติของแบคทีเรียในการตรึงไนโตรเจนไว้ได้โดยอาศัยแสงอาทิตย์

 

         นำไปสู่แนวคิดในการตัดต่อพันธุกรรมยีนเหล่านี้มาสะสมไว้ในไมโตคอนเดรียและคลอโรพาสต์ ส่วนประกอบสำคัญของเซลล์พืชที่ใช้ในการสังเคราะห์แสง ร่วมกับพืชอาหารประเภทข้าว ข้าวโพด หรือมันฝรั่ง และอาจทำให้พืชอาหารเหล่านี้สามารถใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติตรึงไนโตรเจนและใช้ประโยชน์ไนโตรเจนในอากาศได้

 

         นั่นทำให้ในอนาคตเราอาจไม่จำเป็นต้องใช้ปุ๋ยไนโตรเจนในภาคการเกษตรอีกต่อไป

 

 

สู่ความเป็นไปได้ใหม่ในการเพาะปลูก

 

         แน่นอนผู้ที่ได้รับประโยชน์อันดับแรกย่อมเป็นเกษตรกร เนื่องจากปุ๋ยเป็นหนึ่งในต้นทุนหลักของภาคการเกษตร โดยทั่วไปค่าใช้จ่ายในการใช้ปุ๋ยจะคิดเป็นอัตราส่วนกว่า 20 – 30% ของต้นทุนการผลิต โดยเฉพาะไนโตรเจนถือเป็นธาตุอาหารหลักที่มีความสำคัญ หากลดหรือเลิกใช้ปุ๋ยได้จะทำให้ต้นทุนการผลิตลดลง ส่งผลดีต่อผู้บริโภคที่ราคาอาหารถูกลงตามไปด้วย

 

         ที่ได้รับประโยชน์ไม่แพ้กันคือด้านสิ่งแวดล้อม ปุ๋ยไนโตรเจนมีผลกระทบเป็นการทำให้หน้าดินเสื่อมโทรม ส่งผลกระทบต่อการเพาะปลูกในระยะยาว อีกทั้งเมื่อถูกชะล้างจนไหลไปตามแหล่งน้ำก็นำไปสู่การปนเปื้อนภายในระบบนิเวศ กลายเป็นมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมต่อไป ซึ่งพืชชนิดใหม่จะเข้ามาช่วยแก้ปัญหาในส่วนนี้

 

         เมื่อมีการใช้งานปุ๋ยไนโตรเจนน้อยลงก็ทำให้อัตราการผลิตปุ๋ยต่ำลงตามไปด้วย ลดการพึ่งพาปุ๋ยเคมีที่มีราคาถีบตัวสูงขึ้นเรื่อยๆ นอกจากนี้ยังช่วยลดอัตราการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสู่ชั้นบรรยากาศ เนื่องจากไนตรัสออกไซด์ที่เกิดจากปุ๋ย เป็นก๊าซอีกหนึ่งชนิดที่เป็นตัวการของภาวะโลกร้อนเช่นกัน

 

         ยีนชนิดนี้ยังอาจเป็นความหวังของประเทศที่อดอยากและขาดแคลนปัจจัยทางการเกษตรทั้งหลาย ในหลายภูมิภาคประสบปัญหากำลังผลิตอาหารไม่เพียงพอ เนื่องจากขาดโครงสร้างพื้นฐานในการผลิตหรือนำเข้าปุ๋ย พืชที่ได้รับการตัดต่อยีนชนิดนี้อาจช่วยเพิ่มผลผลิตทางการเกษตร แก้ปัญหาความความเหลื่อมล้ำและขาดแคลนอาหารในหลายพื้นที่

 

         อีกภาคส่วนที่ได้รับความสนใจไม่แพ้กันคือ เทคโนโลยีอวกาศ การลดการพึ่งพาปุ๋ยในภาคการเกษตรจะมีความสำคัญยิ่งต่อการเพาะปลูกบนอวกาศ โดยเฉพาะแผนในการตั้งรกรากบนดวงจันทร์และดาวอังคาร และอาจช่วยส่งเสริมกระบวนการผลิตอาหารนอกโลกต่อไป

 

         ในอนาคตนี่จึงอาจเป็นเทคโนโลยีเสริมสร้างความมั่นคงและยั่งยืนทางอาหารที่พลิกโฉมวงการเกษตรกรรมเลยทีเดียว

 

 

 

         จริงอยู่การใช้ประโยชน์จากยีนนี้ยังอยู่ในขั้นเริ่มต้น จำเป็นต้องมีการค้นคว้าวิจัยและปรับปรุงอีกมากจึงสามารถนำมาใช้จริง แต่ปัจจุบันทางทีมวิจัยกำลังร่วมมือและขอการสนับสนุนจากทาง NASA ซึ่งอาจช่วยให้พวกเขาเข้าใกล้ความสำเร็จมากขึ้นอีกขั้น

 

         คงต้องรอดูต่อไปว่าพืชที่ดูดซับไนโตรเจนจากอากาศนี้จะได้รับการผลักดันให้ออกมาใช้งานจริงได้แค่ไหน

 

 

 

         ที่มา

 

         https://en.clickpetroleoegas.com.br/New-genetic-discovery-allows-crops-to-convert-nitrogen-from-the-air-into-fertilizer-naturally/

 

         https://interestingengineering.com/innovation/crops-convert-air-to-fertilizer