वनस्पती सूर्यप्रकाशाविना अन्न तयार करू शकतात?

कॅलिफोर्निया विद्यापीठ रिव्हरसाईड आणि डेलावरे विद्यापीठातील शास्त्रज्ञांनी एकत्रितरीत्या सूर्यप्रकाशाविना अन्न निर्मिती करण्यासाठी संशोधन केले आहे.
Agriculture Technology
Agriculture TechnologyAgrowon

कॅलिफोर्निया विद्यापीठ रिव्हरसाईड आणि डेलावरे विद्यापीठातील शास्त्रज्ञांनी एकत्रितरीत्या सूर्यप्रकाशाविना अन्न निर्मिती (Food Production Without Sunlight) करण्यासाठी संशोधन (Research) केले आहे. त्यामध्ये त्यांनी दुहेरी इलेक्ट्रोलायटीक तंत्रज्ञानाचा (Electrolytic Technology) वापर केला आहे. या प्रक्रियेत सौर ऊर्जेपासून (Solar Energy) मिळवलेल्या विद्यूत ऊर्जेच्या साह्याने कार्बन डायऑक्साईड आणि पाणी यापासून ॲसिटेट (शर्करा) तयार केले जाते. त्या ॲसिटेटवर अंधारामध्ये जगणारे सूक्ष्मजीव वाढवले जातात. या एकत्रित सेंद्रिय (Organic) आणि असेंद्रिय पद्धतीमुळे सूर्यप्रकाशाची अन्नामध्ये रुपांतरीत होण्याची कार्यक्षमता अनेक पटीने वाढू शकते. हे संशोधन ‘नेचर फूड’ या संशोधन पत्रिकेमध्ये प्रकाशित करण्यात आले आहे.

Agriculture Technology
Crop Protection साठी 'फेरोमोन सापळा कसा वापरायचा ? | ॲग्रोवन

प्रकाश संश्लेषण ही क्रिया वनस्पतींमध्ये लक्षावधी वर्षांच्या उत्क्रातींतून विकसित झाली आहे. यात पाणी, कार्बन डायऑक्साईड आणि सूर्यप्रकाशाची ऊर्जा यांचे रूपांतर बायोमास आणि अन्नामध्ये केले जाते. यात एकूण सूर्यप्रकाशातील ऊर्जेच्या केवळ १ टक्क्यांपर्यंतच वापर केला जात असल्यामुळे ही प्रक्रिया तुलनेने अकार्यक्षम ठरते. कॅलिफोर्निया विद्यापीठ रिव्हरसाईड आणि डेलावरे विद्यापीठ येथील शास्त्रज्ञांनी या नैसर्गिक प्रकाश संश्लेषणाऐवजी कृत्रिम प्रकाश संश्लेषणाचा वापर करून (सूर्यप्रकाशाविना) अन्न निर्मितीचा मार्ग शोधला आहे. त्यासाठी त्यांनी दुहेरी पायरीची इलेक्ट्रोकॅटॅलायटीक प्रक्रिया वापरली आहे. यात कार्बन डायऑक्साईड, पाणी यांचे रूपांतर विद्यूत ऊर्जेच्या साह्याने ॲसिटेटमध्ये (एक प्रकारची शर्करा) केले जाते. ॲसिटेट या शर्करेवर अंधारात वाढणारे अनेक सूक्ष्मजीव जगतात. अशा सूक्ष्मजीवांना हे तयार झालेले ॲसिटेट देऊन त्यांची वाढ केली जाते. या इलेक्ट्रोकॅटॅलायटीक प्रक्रियेला ऊर्जा पुरविण्यासाठी सोलर पॅनेलमध्ये तयार केलेली विद्यूत ऊर्जा वापरता येते. अशा प्रकारे ही दोन पातळीची सेंद्रिय आणि असेंद्रिय प्रक्रिया कार्य करते. या पद्धतीमध्ये सूर्यप्रकाशाची अन्न बनवण्याची कार्यक्षमता काही अन्नांच्या बाबतीत तर १८ पटीने वाढते.

Agriculture Technology
Food Crisis: अन्न संकट सोडवण्यासाठी जगाच्या नजरा भारताकडे

शास्त्रज्ञांच्या प्रतिक्रिया -

१) कॅलिफोर्निया विद्यापीठ, रिव्हरसाईड येथील रसायन आणि पर्यावरण अभियांत्रिकी विभागातील सहाय्यक प्राध्यापक रॉबेर्ट जिंकेरसन यांनी सांगितले, की आमच्या या दृष्टिकोनामुळे नैसर्गिक प्रकाश संश्लेषणाच्या मर्यादा पार करून अन्न निर्मितीचा नवा मार्ग खुला होणार आहे.

२) या प्रक्रियेचे सर्व घटक एकत्रित आणून, इलेक्ट्रोलायझरचा वेग वाढविल्यास त्याचा फायदा अन्न निर्मात्या सूक्ष्मजीवांना होऊ शकतो. इलक्ट्रोलायझर या उपकरणामध्ये विद्यूत ऊर्जेचा वापर करून कार्बन डाय ऑक्साईडचे रूपांतर हे उपयुक्त मूलद्रव्ये आणि अन्नामध्ये केले जाते. या प्रक्रियेमध्ये ॲसिटेटचे प्रमाण वाढते, तर क्षारांचे प्रमाण कमी होते. आजवरच्या इलेक्ट्रोलायझरच्या कार्यक्षमतेपेक्षा अधिक ॲसिटेट या प्रक्रियेत तयार होत असल्याचा दावा शास्त्रज्ञांनी केला आहे. त्या विषयी बोलताना डेलावरे विद्यापीठातील शास्त्रज्ञ पेंग जियावो म्हणाले, की कार्बन डायऑक्साईडच्या दुहेरी पायरीच्या इलेक्ट्रोलिसिस पद्धतीचा संपूर्ण सेटअप प्रयोगशाळेमध्ये तयार केला आहे. त्यामध्ये गरजेनुसार अधिक ॲसिटेटची उपलब्धता मिळवणे शक्य होते. पूर्वीच्या पारंपरिक CO२ इलेक्ट्रोलिसिस पद्धतीपेक्षा अधिक उत्पादन मिळू शकते.

३) या प्रक्रियेतून उपलब्ध झालेल्या ॲसिटेटवर अंधारात वाढणारे व अन्न निर्मिती करणारे अनेक सूक्ष्मजीव वाढवता येत असल्याचे प्रयोगात दिसून आले. उदा. हिरवे शेवाळ, यीस्ट आणि बुरशीचे तंतू इ. या प्रक्रियेतून शेवाळाचे उत्पादन घेण्याची प्रक्रिया ही नैसर्गिक प्रकाश संश्लेषणाच्या कितीतरी ऊर्जा कार्यक्षम आहे. यीस्टचे उत्पादन या प्रक्रियेने घेतल्यास १८ पटीने अधिक ऊर्जा कार्यक्षम ठरते. पारंपरिक यीस्ट उत्पादनाच्या प्रक्रियेमध्ये मक्यातील म्हणजेच नैसर्गिक प्रकाश संश्लेषणातून उपलब्ध झालेल्या शर्करेचा वापर केला जातो. त्याविषयी प्रा. जिंकेरसन यांच्या प्रयोगशाळेमधील डॉक्टरस विद्यार्थिनी एलिझाबेथ हान्न यांनी सांगितले, की कोणत्याही नैसर्गिक प्रकाश संश्लेषणाशिवाय अन्न निर्मिती करणाऱ्या सूक्ष्मजीवांची वाढ आपण करू शकतो. सामान्यतः त्यांची वाढ ही वनस्पतीजन्य किंवा पेट्रोलियम घटकांपासून मिळवलेल्या शर्करेवर केली जाते. ही नैसर्गिक प्रक्रिया लक्षावधी वर्षाच्या उत्क्रांतीतून तयार झालेली आहे. नवीन तंत्रज्ञानामुळे सौर ऊर्जेचे अन्नामध्ये रूपांतर करण्याची प्रक्रिया अधिक कार्यक्षम बनण्यास मदत मिळणार आहे.

४) या कृत्रिम प्रकाश संश्लेषण तंत्रज्ञानाचा वापर विविध पिकांच्या वाढीसाठी करण्याचेही प्रयोग झाले. जेव्हा चवळी, टोमॅटो, तंबाखू, भात, वाटाणा इ. पिके जेव्हा अंधारामध्ये वाढवण्यात आली, तेव्हा त्यांनी ॲसिटेट या शर्करेतून उपलब्ध झालेल्या कार्बनचा वापर केला. त्या विषयी माहिती देताना अन्य डॉक्टरल विद्यार्थी मार्कस हारलॅंड - डुनावे यांनी सांगितले, की आपण पुरवलेल्या ॲसिटेटचा वापर अनेक पिके करू शकत असल्याचे आम्हाला आढळले. कोणत्याही सजीवांच्या वाढीसाठी आवश्यक अशी अन्नद्रव्ये ही पिके तयार करू शकतात. म्हणजेच पिकाच्या अधिक उत्पादनासाठी ॲसिटेटचा वापर अतिरिक्त ऊर्जा स्रोत म्हणून नक्कीच करता येईल.

भविष्यवेधी तंत्रज्ञान...

भविष्यात वातावरण बदलांमुळे येणारे दुष्काळ, पूर आणि शेतीयोग्य जमिनीचे घटते प्रमाण अशा एकापेक्षा एक अत्यंत तीव्र अशा परिस्थितीमुळे मानव आणि अन्य सजीवांच्या अन्नसुरक्षेचा प्रश्न निर्माण होणार आहे. त्यामुळे नियंत्रित वातावरण आणि कमी ऊर्जेमध्ये पिकांचे उत्पादन घेण्याचे तंत्र मानवाला विकसित करावे लागणार आहे. अवकाश प्रवासामध्येही अन्नाची निर्मिती आणि उपलब्धता करण्यावरही अनेक अवकाश संशोधन संस्था प्रयत्न करत आहे. पृथ्वीवरील संपूर्ण शेती व सजीव हे एका अर्थाने सूर्य आणि सूर्यप्रकाशाच्या ऊर्जेतून तयार होणाऱ्या अन्नावर अवलंबून आहेत. हे अवलंबित्व कमी करण्यासाठी कृत्रिम प्रकाश संश्लेषण अत्यंत महत्त्वाचे ठरणार आहे. या दुहेरी इलेक्ट्रोकॅटॅलायटीक प्रक्रियेतून कमी ऊर्जेमध्ये, अंधारातही अधिक उत्पादन नक्कीच घेऊ शकू, असा आशावाद प्रा. जिंकेरसन यांनी व्यक्त केला.

हे संशोधन ‘नासा’ च्या ‘डीप स्पेस फूड चॅलेंज’ या आंतरराष्ट्रीय स्पर्धेमध्ये सादर करण्यात आले होते. तिथे त्याला पहिल्या टप्प्यात पुरस्कार मिळाला आहे.

Read the latest agriculture news in Marathi and watch Agriculture videos on Agrowon. Get the latest updates on Market Intelligence, Market updates, Bazar Bhav, Agriculture Jugad, and Farmer Success Stories.

ताज्या घडामोडींसाठी फेसबुक, ट्विटर, इन्स्टाग्राम आणि टेलिग्रामवर आम्हाला फॉलो करा. तसेच, ॲग्रोवनच्या यूट्यूब चॅनेलला आजच सबस्क्राइब करा.

Related Stories

No stories found.
Agrowon
www.agrowon.com