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अमेरिकन केमिकल सोसाइटी के जर्नल में प्रकाशित एक हालिया अध्ययन में, एमआईटी केमिकल इंजीनियरों ने नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया को ढालने के लिए डिज़ाइन की गई एक क्रांतिकारी धातु-कार्बनिक कोटिंग पेश की, जो खेतों में उनके उत्पादन और परिवहन को बढ़ाने में आने वाली चुनौतियों का समाधान करती है। रासायनिक उर्वरक, जो वैश्विक ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में 1.5 प्रतिशत का योगदान करते हैं, जीवाणु उर्वरक में एक स्थायी विकल्प देख सकते हैं।
धातु-फिनोल नेटवर्क (एमपीएन) के रूप में जाना जाने वाला अभिनव कोटिंग, बैक्टीरिया कोशिकाओं की अखंडता को संरक्षित करता है, जिससे मकई और बोक चॉय सहित विभिन्न बीजों में अंकुरण दर में सुधार होता है। ये लेपित बैक्टीरिया 132 डिग्री फ़ारेनहाइट तक गर्मी का सामना करते हैं, जिससे परिवहन के दौरान कोल्ड स्टोरेज की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। एरियल फ़र्स्ट के नेतृत्व में किया गया अध्ययन, व्यापक वितरण और लागत-प्रभावशीलता की क्षमता पर प्रकाश डालता है, जिससे माइक्रोबियल उर्वरक किसानों के लिए अधिक सुलभ हो जाते हैं।
रासायनिक उर्वरक उत्पादन के लिए पारंपरिक हैबर-बॉश विधियाँ न केवल कार्बन-सघन हैं, बल्कि समय के साथ मिट्टी के पोषक तत्वों को भी ख़त्म कर देती हैं। इसके विपरीत, पुनर्योजी कृषि, जिसमें नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया शामिल होते हैं, का उद्देश्य मिट्टी के स्वास्थ्य को स्थायी रूप से बहाल करना है। हालाँकि कुछ किसानों ने माइक्रोबियल उर्वरकों को अपना लिया है, लेकिन कई लोगों के लिए साइट पर किण्वन लागत-निषेधात्मक बना हुआ है।
गर्मी की संवेदनशीलता और नाजुक संरचनाओं के कारण ग्रामीण क्षेत्रों में जीवित जीवाणुओं को भेजने में चुनौतियों का सामना करना पड़ता है। फ़र्स्ट के समाधान में एमपीएन कोटिंग लगाना शामिल है, एक धातु-फिनोल नेटवर्क जो बैक्टीरिया को गर्मी और फ्रीज-सुखाने से होने वाले नुकसान दोनों से बचाता है। लोहा, मैंगनीज, एल्यूमीनियम और जस्ता सहित एफडीए-अनुमोदित घटक सुरक्षा और पर्यावरण मित्रता सुनिश्चित करते हैं।
शोधकर्ताओं ने 12 अलग-अलग एमपीएन का परीक्षण किया, जो नाइट्रोजन-फिक्सिंग जीवाणु, स्यूडोमोनास क्लोरोराफिस को घेरता है। सभी कोटिंग्स बैक्टीरिया को उच्च तापमान और आर्द्रता से प्रभावी ढंग से बचाती हैं, जो परिवहन के दौरान उनकी व्यवहार्यता के लिए महत्वपूर्ण हैं। बीज अंकुरण प्रयोगों से पता चला कि सबसे कुशल एमपीएन, मैंगनीज और एपिगैलोकैटेचिन गैलेट (ईजीसीजी) का संयोजन, अनुपचारित बीजों की तुलना में अंकुरण दर में 150 प्रतिशत सुधार करता है।
प्रमुख शोधकर्ता एरियल फ़र्स्ट ने बड़े पैमाने पर पुनर्योजी कृषि के लिए इस तकनीक का व्यावसायीकरण करने के लिए सीया बायो की स्थापना की है। विनिर्माण प्रक्रिया की लागत-प्रभावशीलता से ऑन-साइट किण्वन के लिए बुनियादी ढांचे के बिना छोटे पैमाने के किसानों को लाभ होने की उम्मीद है, जिससे टिकाऊ कृषि प्रथाओं तक पहुंच का लोकतंत्रीकरण होगा।
एमआईटी की अग्रणी धातु-कार्बनिक कोटिंग टिकाऊ कृषि की दिशा में एक महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतीक है, जो ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में कमी और मिट्टी के स्वास्थ्य में सुधार का वादा करती है। यह सफलता किसानों के उर्वरकों के उपयोग के तरीके को बदल सकती है, जिससे पुनर्योजी कृषि को सभी के लिए अधिक सुलभ और लागत प्रभावी बनाया जा सकता है।