मातीमध्ये खोलवर पिकाच्या मुळावर एखाद्या बुरशी किंवा किडीचा प्रादुर्भाव झाल्यास तो लक्षात येऊन उपाययोजना सुरू करेपर्यंत अनेक वेळा वेळ निघून गेलेली असते. यासाठी सध्या वापरल्या जाणाऱ्या विविध कीडनाशकांमुळे पर्यावरणामध्ये प्रदूषणाची समस्या उद्भवत आहे. त्याऐवजी मातीत खोलवर जाऊन या बुरशी आणि किडींवर हल्ला करून त्यांचा नायनाट करणारे तंत्रज्ञान विकसित करण्याकडे संशोधकांचा कल वाढला आहे. त्यासाठी वनस्पतीवरील विविष्ट विषाणूंद्वारे नेमक्या ठिकाणी रसायनांची मूलद्रव्ये पोचविणे शक्य होऊ शकते, असा दावा सॅन दियागो येथील कॅलिफोर्निया विद्यापीठातील संशोधकांनी केला असून, त्यासाठी उपयुक्त ठरणाऱ्या विषाणूंचा शोध घेतला आहे.

विषाणूजन्य रोगांच्या प्रादुर्भावामुळे वनस्पतीसह बहुतेक सजीवांना आपले प्राण गमवावे लागत असल्याने विषाणू बदनाम झाले आहेत. अशा वेळी पिकाच्या संरक्षणासाठी त्यांचा वापर करण्याची संकल्पना युनिव्हर्सिटी ऑफ कॅलिफोर्निया सॅन दियागो आणि केस वेस्टर्न रिवर्स युनिव्हर्सिटी येथील संशोधकांनी मांडली आहे. त्यांनी कीडनाशकांची मूलद्रव्ये नेमक्या ठिकाणी घेऊन जाण्याची क्षमता असलेल्या वनस्पतीवरील अत्यंत सूक्ष्म अशा विषाणूंचा शोध घेतला आहे. हे विषाणू आपल्या नजरेच्या किंवा पोचण्याच्या क्षमतेपेक्षाही खोलवर जाऊन परिणाम दाखवू शकतील. या तंत्रामुळे शेतकऱ्यांना संपूर्ण शेतामध्ये कीडनाशकांचा वापर करण्याची आवश्यकता राहणार नाही. तसेच, मातीमध्ये खोलवर वाढणाऱ्या सूक्ष्म अशा सूत्रकृमींचाही नायनाट करणे शक्य होईल. पर्यावरणातील कीडनाशकांच्या प्रदूषणाच्या समस्या कमी होण्यास मदत होईल. हे संशोधन जर्नल ‘नेचर नॅनोटेक्नॉलॉजी’मध्ये प्रकाशित केले आहे.

नॅनोअभियांत्रिकीच्या प्रो. निकोल स्टेईनमेट्झ यांनी सांगितले की, पिकांच्या आरोग्यासाठी विषाणूंचा वापर ही कल्पना अनेकांना विसंगत भासू शकेल. मात्र, कीडनाशकांचे अतिसूक्ष्म कण योग्य ठिकाणांपर्यंत पोचविण्यासाठी विषाणू अत्यंत उपयुक्त ठरणार आहेत.

कीडनाशके शेतामध्ये वापरल्याने अधिक काळासाठी चिकटून राहतात. या रसायनांचे मातीली सेंद्रिय घटकांसोबत बंध तयार होतात. परिणामी, अधिक खोल मुळांच्या पातळीपर्यंत पोचण्यामध्ये अनेक अडचणी येतात. त्यामुळे शेतकऱ्यांकडून कीडनाशकांचे प्रमाण वाढविले जात राहते. त्याचे विपरीत परिणाम मातीसोबतच निचरा होऊन भूजलावरही होतात. इतके असूनही मुळांच्या पातळीवर असणाऱ्या सूत्रकृमीमुळे होणारे नुकसान संपूर्णपणे रोखणे शक्य होत नाही.

स्टेईनमेट्झ आणि त्यांच्या गटाने या समस्येवर लक्ष केंद्रित केले आहे. त्यांच्या अभ्यासामध्ये त्यांनी वनस्पतीवर वाढणारा टोबॅको माइल्ड ग्रीन मोझाईक विषाणू शोधला आहे. या विषाणूद्वारे अत्यंत कमी प्रमाणामध्ये कीडनाशकांची मूलद्रव्ये मातीमध्ये विविध खोलीपर्यंत सहजतेने पोचविणे शक्य होईल.

उपयुक्त विषाणू

• प्रयोगशाळेमध्ये मातीच्या उभ्या थरामध्ये प्रारूप कीडनाशकांचे विविध प्रकारचे अतिसूक्ष्म कण जोडलेले विषाणू सोडण्यात आले. त्यानंतर पाणी देण्यात आले. टोबॅको माइल्ड ग्रीन मोझाईक विषाणूने मातीखाली ३० सेंमी खोलीपर्यंत कीडनाशकांचे अंश वाहून नेले.
• कीडनाशके आणि खताच्या वहनासाठी पीएलजीए आणि मेसोपोरस सिलिका नॅनो कणांचा अभ्यास करण्यात आला. त्यात त्यांनी हे कण अनुक्रमे ८ आणि १२ सेंमीपर्यंत खोल नेले होते.
• यासोबतच अन्य वनस्पती विषाणूंच्याही चाचण्या केल्या. त्यात चवळीवरी मोझाईक विषाणूने त्यावरील मूलद्रव्यावर ३० सेंमी खोलीपर्यंत प्रवास केला. मात्र, त्यांची कणांचे वजन नेण्याची क्षमता टीएमजीएम विषाणूपेक्षा कमी होती, तर फायसॅलिस मोझाईक विषाणू मातीमध्ये केवळ ४ सेंमी खोलीपर्यंतच जाऊ शकले.

प्रत्यक्ष शेतामध्ये वापरताना...
संशोधकांच्या गृहितकानुसार, नॅनो कणांचे गुणधर्म आणि मातीच्या पृष्ठभागाचे रासायनिक गुणधर्म यांची या वहनातील भूमिका महत्त्वाची असणार आहे.
उदा. नलिकाकार संरचना असलेल्या कणांचा प्रवाह गोलाकार संरचना असलेल्या कणांपेक्षा अधिक वेगवान असणार. मातीच्या कणांच्या रसायनशास्त्रांचाही परिणाम त्यावर होणार आहे. सध्या केवळ पीएलजीए आणि वाळूच्या कणांमध्ये केलेल्या प्रयोगापेक्षा वेगळे निष्कर्ष वेगवेगळ्या मातीमध्ये दिसू शकतील. त्यामुळे प्रत्यक्ष मातीमध्ये या विषाणूंच्या कार्यक्षमतेचा अधिक अभ्यास करण्याची आवश्यकता संशोधकांनी व्यक्त केली आहे.

स्टेईनमेट्झ यांनी सांगितले, की आम्ही वैद्यकीय क्षेत्रामध्ये पुढे आलेल्या नॅनोमेडिसीन संकल्पनेचा वापर करीत आहोत. हे तंत्र कृषी क्षेत्रामध्ये वापरण्याचे नियोजन केले आहे. वैद्यकीय क्षेत्रामध्ये त्वचेसारखे, नलिकेच्या आकाराचे आणि विविध रसायनांच्या स्थितीतही शरीरामध्ये योग्य ठिकाणापर्यंत पोचविले जातात. अशाच प्रकारचे विषाणू पिकांच्या मुळाच्या टोकापर्यंत पोचू शकतील. या विषाणूंचा रहिवासच मातीतील असल्यामुळे त्यांच्यासाठी ते नैसर्गिक असेल.

ज्या सोलॅनसिई कुळातील पिकांवर (उदा. टोमॅटो, बटाटा आणि वांगी) टोबॅको माइल्ड ग्रीन मोझाईक विषाणू प्रादुर्भाव करतो. अशी पिके सध्या सुरक्षिततेच्या कारणांसाठी वगळून अन्य हजारो पिकांसाठी हे तंत्र वापरता येईल. त्यातही हा विषाणू दोन रोपे किंवा प्रत्यक्ष भेटीतून प्रसारित होतो. हवेद्वारे नाही. त्यामुळे अन्य शेतामध्ये या विषाणूंच्या प्रसाराचा धोका असणार नाही.