Bilim insanları, gelecek yıllardaki küresel nüfus artışına ve dolayısıyla artacak olan gıda üretimi ihtiyacına hazırlanmak için titizlikle çalışıyorlar. St. Louis’de bulunan Washington Üniversitesi’nden bir grup mühendis, çokça ihtiyaç duyduğu besinleri soğurma yöntemini geliştirerek, protein yönünden zengin bir fasulyenin yetişmesini desteklemenin sürdürülebilir bir yolunu buldular.
Mühendislik & Uygulamalı Bilim Enstitüsü’nden araştırmacı bilim insanı Ramesh Raliya ile Lucy & Stanley Lopata Profesörü ve Enerji, Çevre ve Kimya Mühendisliği Bölüm Başkanı Pratim Biswas, kaya fosforundan elde edilen gübre kullanımını azaltacak bir yöntem keşfetti ve halen çinko oksit nanoparçacıkları kullanarak gıda mahsullerinin yetişmesindeki iyileşmeleri gözlemliyorlar.
Araştırma, 7 Nisan 2016 tarihinde Tarım ve Gıda Kimyası Dergisi’nde yayımlandı. Raliya, toprakta bulunan doğal fosforun, çinko oksit nanoparçacıkları kullanılarak, bitkinin tohumdan hasada kadarki yaşam döngüsü boyunca nasıl hareketlenebileceğini gösteren ilk çalışmanın bu olduğunu söyledi.
Bilindiği gibi besin maddelerinin gelişimi için fosfor gereklidir.
Çiftçiler, artan dünya nüfusunu besleyecek olan mahsulleri artırması sebebiyle, fosfor bazlı gübre kullanımına yöneliyorlar.
Ancak bitkiler, toprağa uygulanan fosforun yalnızca yaklaşık %42’sini kullanabilir; dolayısıyla kalan miktar akarsulara karışıyor ve orada su kaynaklarımızı kirleten yosun oluşumuna yol açıyor. Diğer yandan, Raliya’ya göre, dünyadaki fosforun neredeyse %82’si gübre olarak kullanılıyor ancak bu sınırlı bir kaynak.
Raliya, “Çiftçiler mevcut durumda kullandıkları ile aynı oranda fosfor kullanmaya devam ederse, dünya stoğu yaklaşık 80 yıl içerisinde tükenecek” diyor ve ekliyor: “Şimdi, dünyanın fosforu daha sürdürülebilir bir biçimde kullanmayı öğreneceği zamandır”.
Raliya ve -Jodhpur Hindistan’da bulunan Central Arid Zone Araştırma Enstitüsü’nden- Jagadish Chandra Tarafdar’ın da aralarında bulunduğu çalışma arkadaşları, bitkinin kök çevresinde bulunan bir mantardan, bitkiyi hareketlendiren ve onun topraktaki besinleri almasını sağlayan çinko oksit nanoparçacıkları elde ettiler. Diğer yandan çinko, toprakta bulunan kompleks bir fosfor formunu bitkilerin soğurabileceği bir forma dönüştüren üç enzimle etkileşimde olması sebebiyle, bitkiler için temel bir besindir.
Raliya, “İklim değişikliği nedeniyle, günlük sıcaklık ve yağış miktarları değişti. Bunlar değiştiğinde topraktaki mikroflora da değişti; mikroflora tükenirse, topraktaki fosfor, fosforu etkinleştiremez ve bu sebeple de çiftçi daha çok fosfor uygular. Hedefimiz, enzimlerin etkinliğini yedi katına kadar artırmak; böylelikle doğal fosforu yedi kat daha hareketlendirebiliriz.”diyor. Raliya’nın da içinde bulunduğu ekip, çinko nano parçacıklarını maş fasulyesi bitkisini yapraklarına uyguladığında, fosfor alımı yaklaşık %11 arttı ve söz konusu üç enzimin etkinliği, %84’ten %108’e yükseldi.
Raliya, bunun toprağa fosfor ekleme ihtiyacını azalttığını belirtti.
“Enzim etkinliği arttığında dışarıdan fosfor eklemeniz gerekmez çünkü fosfor zaten toprakta var, yalnızca bitkinin alabileceği formda değil” dedi ve ekledi: “Biz bu nanoparçacıkları uyguladığımızda, fosfor kompleks formdan elverişli forma dönüşüyor.”
Maş fasulyesi, ağırlıklı olarak, nüfusun %60’ının vejetaryen olduğu ve bitkisel kökenli protein kaynaklarından beslendiği Çin, Güneydoğu Asya ve Hidistan’da yetişen bir baklagildir. Maş fasulyesi, çeşitli iklim koşulları ile uyumludur ve yetiştirilmesi oldukça düşük maliyetlidir.
Raliya, dünya çapındaki tarım amaçlı fosfor kullanımının %45’inin Hindistan ve Çin’de gerçekleştiğini belirtiyor. Gelişmekte olan ülkelerdeki fosfor stoğunun çoğu Amerika Birleşik Devletleri ve Fas merkezli kaya fosfatı madenlerinden ithal ediliyor.
Raliya, “Çinko oksit nano parçacıkları kullanma yönteminin gelişmekte olan ülkelerde -ki bu ülkelerde çiftçiler çok fazla fosfor kullanıyor- uygulanabileceğini umuyoruz.“ diyor ve ekliyor: “Bu ülkeler ABD’nin kendilerine fosfor ihraç etmesine bağımlı haldeler; ancak gelecekte, ABD, gıda teminine destek olmak durumunda da kalabilir. Bu mahsul daha sürdürülebilir bir şekilde yetişirse herkes açısından faydalı olacaktır.”
