நானோ அளவிலான ஊட்டச்சத்துக்கள் Nutrients protect plants பூஞ்சை நோய்களிலிருந்து தாவரங்களைப் பாதுகாக்கிறது!

உங்கள் சமையலறையில் உள்ள விளைபொருட்களில் (Nutrients protect plants) பெரும்பாலானவை அனைத்தும் இல்லாவிட்டாலும் பூஞ்சை நோய்களால் அச்சுறுத்தப்படுகின்றன.

அரிசி, கோதுமை, உருளைக்கிழங்கு மற்றும் மக்காச்சோளம் போன்ற உலகின் உணவுப் பொருட்களுக்கு அச்சுறுத்தல் அதிகமாக உள்ளது. நமது காபி, கரும்பு, வாழை மற்றும் பிற பொருளாதார முக்கியத்துவம் வாய்ந்த பயிர்களுக்கும் நோய்க்கிருமி பூஞ்சைகள் வருகின்றன.

ஆண்டுதோறும், பூஞ்சை நோய்கள் அனைத்து அறுவடைகளிலும் மூன்றில் ஒரு பகுதியை அழித்து, உலகளாவிய உணவுப் பாதுகாப்பிற்கு பெரும் அச்சுறுத்தலை ஏற்படுத்துகின்றன. பூஞ்சை நோய்கள் பரவுவதைத் தடுக்க, விவசாயிகள் நச்சு இரசாயனங்கள் மூலம் மண்ணை புகைக்கிறார்கள். அவை நிலத்தில் கழிவுகளை உண்டாக்குகின்றன.

பூமியில் நிறைந்திருக்கும் நன்மை பயக்கும் நுண்ணுயிரிகளைக் கூட காப்பாற்றாது. அல்லது அவை பூஞ்சைக் கொல்லிகளுடன் தாவரங்களை வளர்க்கின்றன. ஆனால் பூஞ்சைக் கொல்லியின் பயன்பாடு குறுகிய காலத்தில் மட்டுமே பயனுள்ளதாக இருக்கும். நோய்க்கிருமி பூஞ்சைகள் இந்த செயற்கை இரசாயனங்களுக்கு எதிராக எதிர்ப்பை உருவாக்கும் வரை.

இப்போது, ஒரு புதிய யோசனை வேரூன்றியுள்ளது. தாவரங்கள் தங்கள் சொந்தப் போர்களை எதிர்த்துப் போராடுவதற்கான கருவிகளை வழங்குவதன் மூலம் அவற்றின் தரையில் நிற்க உதவுங்கள். நியூ ஹேவனில் உள்ள கனெக்டிகட் வேளாண் பரிசோதனை நிலையத்தில் சுற்றுச்சூழல் நச்சுயியல் நிபுணர் ஜேசன் வைட் தலைமையிலான குழு, நானோசைஸ் செய்யப்பட்ட பேக்கேஜ்களாக வடிவமைக்கப்பட்ட ஊட்டச்சத்துக்களால் பயிர்களை பலப்படுத்துகிறது.

இது பாரம்பரிய தாவர உணவுகளை விட மிகவும் திறமையாக நோய்க்கிருமி பூஞ்சைகளுக்கு எதிராக தாவரங்களின் உள்ளார்ந்த நோய் எதிர்ப்பு சக்தியை அதிகரிக்கிறது. கடந்த சில ஆண்டுகளாக, ஏப்ரல் தாவர நோயில் தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளபடி, சோயாபீன்ஸ், தக்காளி, தர்பூசணிகள் மற்றும் சமீபத்தில் கத்தரிக்காய்களின் பூஞ்சை எதிர்ப்பை அதிகரிக்கும் பல்வேறு நானோ ஊட்டச்சத்து கலவைகளை ஆராய்ச்சியாளர்கள் வகுத்துள்ளனர்.

இந்த கருத்து “(சிக்கலில்) பேண்ட்-எய்ட் போட முயற்சிப்பதை விட தோற்றத்தில் உள்ள சவாலை சமாளிக்கிறது” என்று ஆராய்ச்சியில் ஈடுபடாத பிட்ஸ்பர்க் பல்கலைக்கழகத்தின் சுற்றுச்சூழல் பொறியாளர் லீன் கில்பர்ட்சன் கூறுகிறார். ஒயிட் மூலோபாயம் தாவரங்களுக்கு நோய்க்கிருமி தாக்குதலுக்கு எதிராக பாதுகாக்க என்சைம் உற்பத்தியைத் தூண்டுவதற்குத் தேவையான ஊட்டச்சத்துக்களை வழங்குகிறது.

எந்தவொரு செயற்கை இரசாயனங்களும் அறிமுகப்படுத்தப்படாமல், வீரியம் மிக்க பூஞ்சைகளுக்கு எதிர்ப்பை வளர்ப்பதற்கான எந்தவொரு வாய்ப்பையும் மூலோபாயம் புறக்கணிக்கிறது என்று அவர் கூறுகிறார்.

மக்காச்சோளத்தின் வேர்களில் இருந்து மேலே கொண்டு செல்லப்படும் நானோ துகள்கள் இலைகளில் இருந்து பின்னோக்கிச் சுழலக்கூடும் என்ற அவர்களின் முந்தைய கண்டுபிடிப்பால் ஆராய்ச்சியாளர்களின் நானோ பொருட்கள் அணுகுமுறை ஈர்க்கப்பட்டுள்ளது.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு ஒற்றை மக்காச்சோளச் செடியின் வேர் இழைகளில் பாதியை செப்பு நானோ துகள்கள் உருவாக்கத்திலும், மற்ற பாதியை தூய நீரிலும் நனைத்தனர். நீரில் மூழ்கிய வேர்களில் தாமிரம் தெரிந்தது. வேர்கள் முதல் சுடுவது முதல் வேர்கள் வரை சுற்றுப்பயணத்தை சுட்டிக்காட்டுகிறது. ஒயிட் மற்றும் அவரது சகாக்கள் 2012 இல் சுற்றுச்சூழல் அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தில் அறிக்கை செய்தனர்.

இலக்கு இலக்கு வேர்களாக இருந்தாலும் கூட, நானோ துகள்களை முதலில் இலைகளில் நேரடியாகப் பயன்படுத்த முடியும் என்று அந்த கண்டுபிடிப்பு பரிந்துரைத்தது. இலைகளை நுழைவுப் புள்ளியாகப் பயன்படுத்துவது ஒரு வற்றாத சிக்கலைச் சுற்றி வருகிறது. மண்ணின் மூலம் கரைந்த ஊட்டச்சத்துக்களை வழங்குவது அரிதாகவே திறமையானது.

இரசாயனங்கள் மண்ணில் உடைந்து, வளிமண்டலத்தில் ஆவியாகலாம் அல்லது வெளியேறலாம். நீரேற்றப்பட்ட ஊட்டச்சத்துக்களில் சுமார் 20 சதவிகிதம் மட்டுமே இறுதியில் ஒரு தாவரத்தின் இலக்கு பகுதிகளை அடையும். “நானோ அளவிலான படிவத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், உண்மையில் (ஊட்டச்சத்துக்களை) நாம் எங்கு விரும்புகிறோமோ, அங்கு தாவரத்திற்குத் தேவைப்படும் இடத்தில் நாம் மிகவும் திறம்பட வழங்க முடியும்” என்று வைட் கூறுகிறார்.

இந்த அணுகுமுறையானது விரோதமான பூஞ்சைகளுக்கு எதிராக குறிப்பாகத் தேவையான ஊட்டச்சத்துக்களை வழங்க முடியுமா என்பதைப் பார்க்க, வெள்ளை மற்றும் சக பணியாளர்கள் கத்திரிக்காய் மற்றும் தக்காளிகளில் சோதனைகளை மேற்கொண்டனர். குழு இளம் தாவரங்களின் இலைகள் மற்றும் தளிர்கள் மீது உலோக நானோ துகள்களை தெளித்தது.

பின்னர் நோய்க்கிருமி பூஞ்சைகளால் தாவரங்களை பாதித்தது. நானோ துகள்களால் சிகிச்சையளிக்கப்பட்ட தாவரங்கள் வேர்களில் ஊட்டச்சத்து உலோகங்களின் உயர்ந்த அளவைக் கொண்டிருந்தன மற்றும் உடனடியாக கரைந்த ஊட்டச்சத்துக்களுடன் ஒப்பிடும்போது அதிக உற்பத்தி விளைச்சலைக் கொண்டுள்ளன, என்று குழு 2016 இல் சுற்றுச்சூழல் அறிவியல் நானோவில் அறிக்கை செய்தது.

நானோ துகள்கள் பூஞ்சைகளுக்கு தீங்கு விளைவிக்கவில்லை, என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்தனர். புரவலன் ஆலை இல்லாமல் சூழலில் நானோ துகள்களுக்கு மத்தியில் பூஞ்சைகள் இன்னும் செழித்து வளர்ந்தன. அதற்கு பதிலாக, நானோ துகள்களின் பூஞ்சை எதிர்ப்பு பண்புகள் தாவர ஊட்டச்சத்தை வழங்குவதிலிருந்து உருவாகின்றன.

இது மனிதர்கள் ஊட்டச்சத்து சப்ளிமெண்ட்ஸ் எடுத்துக்கொள்வதற்கு சமம். இது தாவரங்கள் தேவைக்கேற்ப பொருத்தமான பாதுகாப்பை ஏற்ற அனுமதிக்கிறது. பொதுவான உரங்களை விட நானோ ஊட்டச்சத்துக்களை அதிக சக்தி வாய்ந்ததாக ஆக்குவது அவற்றின் அளவுகளில் உள்ள இனிப்புப் புள்ளியாகும்.

அவை எவ்வளவு வேகமாக கரைகின்றன என்பதைக் கட்டுப்படுத்துகிறது என்று ஆராய்ச்சியில் ஈடுபடாத சுற்றுச்சூழல் வேதியியலாளர் ஃபாபியென் ஷ்வாப் கூறுகிறார். நானோ ஊட்டச்சத்துக்கள் மனித முடியின் விட்டத்தை விட ஆயிரக்கணக்கான மடங்கு சிறியவை மற்றும் எளிதில் கரைந்த ஊட்டச்சத்து உப்புகளை விட ஆயிரக்கணக்கான மடங்கு பெரியவை.

அவை ஒரு பெரிய, வெளிப்படும் மேற்பரப்பைக் கொண்டுள்ளன. எனவே அவை அதே ஊட்டச்சத்தின் ஒரு பெரிய பகுதியை விட விரைவாக கரைந்துவிடும். ஆயினும்கூட, நானோ ஊட்டச்சத்துக்கள் ஒரே நேரத்தில் கரையாத அளவுக்கு பெரியவை.

அவை வாரங்களில் படிப்படியாக ஊட்டச்சத்துக்களை வெளியிடலாம். இதற்கு நேர்மாறாக, உடனடியாக கரைந்த ஊட்டச்சத்துக்கள் தாவரங்களுக்கு ஒரு தற்காலிக ஊட்டச்சத்து ஸ்பைக்கை கொடுக்கின்றன. இது சர்க்கரை அவசரத்திற்கு ஒத்ததாகும்.

“நானோ அளவில் (ஊட்டச்சத்துக்களை) நீங்கள் பயன்படுத்தும்போது, நீங்கள் விரும்பும் வழியில் கரைதிறனை சரிசெய்யலாம்” என்று சுவிட்சர்லாந்தின் ஃப்ரிபர்க்கில் உள்ள அடோல்ஃப் மெர்கில் இன்ஸ்டிட்யூட்டைச் சேர்ந்த ஸ்வாப் கூறுகிறார். இது டியூன் செய்யக்கூடிய அளவு மட்டுமல்ல. வடிவம், கலவை மற்றும் மேற்பரப்பு இரசாயனங்கள் ஒரு தாவரத்தின் பதில்களின் வெவ்வேறு நிலைகளைத் தூண்டுவதற்கு மாற்றியமைக்கப்படலாம்.

உதாரணமாக, சோயாபீன்களில் Fusarium virguliforme நோய்த்தொற்றைத் தடுப்பதில் கோள செப்பு நானோ துகள்களை விட நானோமீட்டர் மெல்லிய காப்பர் ஆக்சைடு தாள்கள் சிறந்தவை என்று ஒயிட் மற்றும் அவரது கூட்டுப்பணியாளர்கள் கண்டறிந்தனர். அவற்றின் செயல்திறனுக்கான திறவுகோல், நானோஷீட்களின் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட செப்பு அணுக்களை விரைவாக வெளியிடுவது மற்றும் இலை பரப்புகளில் வலுவான ஒட்டுதல் ஆகியவற்றில் உள்ளது.

செப்பு நானோ பொருட்கள் சோயாபீனின் நிறை மற்றும் ஒளிச்சேர்க்கை விகிதங்களை நோயற்ற தாவரங்களின் நிலைக்கு மீட்டெடுத்தன, என்று குழு 2020 இல் அறிக்கை செய்தது. “இது மிகவும் நம்பிக்கைக்குரிய தொழில்நுட்பம்,” என்று ஷ்வாப் கூறுகிறார். ஆனால் அதை செயல்படுத்துவதற்கு முன் கருத்தில் கொள்ள வேண்டிய பிற அம்சங்கள் உள்ளன.

விவசாய நானோ தொழில்நுட்பம் பரவலான பயன்பாட்டை அடைய வேண்டுமானால், அது சுற்றுச்சூழல் மற்றும் பாதுகாப்பு விதிமுறைகளை கடைபிடிக்க வேண்டும். அதே போல் ஒருவேளை இன்னும் சவாலானதாக நுகர்வோர் எச்சரிக்கையை கடக்க வேண்டும். இதுவரை, ஒயிட் மற்றும் அவரது ஒத்துழைப்பாளர்கள் தங்கள் தயாரிப்புகளில் எஞ்சிய நானோ ஊட்டச்சத்துக்களைக் காணவில்லை.

அது நுகர்வோரின் சாப்பாட்டு மேசையில் முடிவடையும். ஆனால் சுற்றுச்சூழலில் நானோ பொருட்களின் நிலைத்தன்மை மற்றும் மனித கையாளுபவர்களுக்கு ஏற்படும் ஆபத்துகள் போன்ற பிற தாக்கங்கள் இன்னும் முழுமையாக புரிந்து கொள்ளப்படவில்லை. “நானோ தொழில்நுட்பம் மற்றும் உணவைப் பற்றி நீங்கள் பேசும்போது பொதுவாக மக்கள் பதற்றமடைகிறார்கள்” என்று வைட் கூறுகிறார்.

ஆனால் அவர் தனது குழு எந்த கவர்ச்சியான பொருட்களையும் பயன்படுத்தவில்லை என்று கூறுகிறார். அதன் உடல்நல பாதிப்புகள் முழுமையான புதிராகவே இருக்கின்றன. அதற்கு பதிலாக “நாங்கள் தாவரங்களுக்குத் தேவையான ஊட்டச்சத்துக்களைப் பயன்படுத்துகிறோம், அவை போதுமான அளவு பெற முடியாது” என்று கூறுகிறார்.