Рис височіє, що росте на схилі гори в Болівії, далеко від будь-яких рисових полів. КАЙТ, CC BY-SA
Забудьте про нафту чи газ - ви повинні турбуватися про менш обговорене, але набагато більше про те, що у світі не вистачає чистої питної води.
Я написав цю статтю, перебуваючи в Катманду. Столиця та найбільше місто Непалу має сильний дефіцит води. Незважаючи на те, що всі власники будинків сплачують плату уряду за отримання води на водопровід, запаси працюють лише один раз на тиждень протягом декількох годин. Потім відчайдушні жителі змушені купувати воду у приватних постачальників. Хоча це доступно для багатших людей, це велика проблема для нижчого та середнього класів. Для багатьох країн, що розвиваються, вода - це дійсно відмінність між добробутом і бідністю.
Більше мільярда людей по всьому світу відсутність розумного доступу до прісної води. Більшість захворювань країн, що розвиваються, пов’язані з водою, що спричиняє мільйони смертей щороку (за оцінками, дитина помирає від діареї кожні 17 секунди).
Враховуючи все це, ми повинні знайти рішення щодо глобального водокористування швидко, перш ніж дефіцит води стане головною причиною міжнародних конфліктів.
Переважна більшість нашої води знаходиться в Світовому океані. Тільки 3% є свіжим і його можна використовувати для ведення сільського господарства та пиття, і в будь-якому випадку більшість цього замерзає в льодовиках та полярних крижаних шапках. Це означає, що всього 0.5% води Землі доступною і, з цього, більше двох третин використовується в сільському господарстві.
Якщо ми збираємось скоротити використання води, ми повинні зосередитись на тому, щоб зробити наші господарства більш стійкими та ефективними. З глобальним населенням все ще зростає, нам потрібно буде виробляти все більше сільськогосподарських культур, використовуючи менше води, в менш сільськогосподарських угіддях.
По всьому світу трохи більше третини (37%) земель, які можна було б використовувати для вирощування сільськогосподарських культур В даний час використовується. Потенційні сільськогосподарські угіддя є, але вони не розроблені через відсутність інфраструктури, лісового покриву чи збереження. Відсутність землі насправді не є великою проблемою, як зараз - але вода є.
Вийти за рамки традиційного землеробства
Тож як вирощувати культури, використовуючи менше води? Одним із варіантів було б знайти стійкий спосіб видалення солі з наших (по суті нескінченних) запасів морської води. The ферма в Південній Австралії На малюнку нижче використовується енергія від сонця для видобутку морської води та знесолення її для створення прісної води, яку можна використовувати для вирощування сільськогосподарських культур у великих теплицях.
Такі господарства базуються на безплідних районах, а рослини вирощують за допомогою гідропонічних систем, які не потребують грунту. Вирощування таких культур, як цілий рік, значно зменшило б використання прісної води у жарких та сухих регіонах, але вартість встановлення цих теплиць залишається проблемою.
Дефіцит води також значно полегшиться, якби фермери могли просто використовувати менше води для отримання однакового врожаю. Простіше сказати, ніж це зробити, звичайно, але це особливо важливо в районах, схильних до посухи.
Вчені рослин у всьому світі зайняті ідентифікацією генів, які дозволяють рости рослинам у посушливих, сухих умовах. Наприклад, що це робить високогірний рис рости в сухому ґрунті, тоді як низинний рис потребує добре зрошених рисових полів для зростання?
Після виявлення ключів до стійкості до посухи їх можна вносити в посіви за допомогою генної інженерії (і ні, це не передбачає введення їжі з токсинами, як пропонує Пошук зображень Google).
Фермери традиційно розводять посухостійкі культури через повільний і кропіткий процес селекції та схрещування протягом багатьох поколінь. Генетична інженерія (GE) забезпечує скорочення.
Недавнє дослідження виявило різноманітні коренева архітектура системи різних сортів нуту. Майбутні дослідження сподіваються виявити гени, які роблять коріння ефективними при захопленні води та поживних речовин із сухих ґрунтів. Після виявлення генетичного фактору вчені можуть безпосередньо доставити ген, який допомагає рослинам захоплювати більше води.
Ключовим фактором посухостійкості в рослинах є рослинний гормон абсцизова кислота (АБА), що підвищує ефективність використання рослинами води в посуху. Але ABA також знижує ефективність фотосинтезу, що знижує ріст рослин у довгостроковій перспективі, і як результат, урожайність знижується.
Але рослини не завжди мали цей компроміс: сучасні культури втратили ключовий ген, який дозволив рослинам ранньої посадки як мохи, щоб переносити екстремальне зневоднення. Це дало змогу раннім рослинам колонізувати землю з прісної води близько 500m років тому. Сучасний пустельні мохи також збирають воду через листя, що допомагає їм рости в сухих умовах.
Це великий виклик для вчених-рослин. Щоб інженерні культури, які можна вирощувати при мінімальному зрошенні і які згодом допоможуть полегшити дефіцит води, нам доведеться знову запровадити системи толерантності до зневоднення, які втратили багато "вищі" рослини, але такі речі, як мох, обов'язково збереглися.
Незважаючи на те, що генетична інженерія залишається спірною великі наукові дослідження Звіт про врожаї GE, доступні на ринках безпечний для споживання. Частково це просто а поломка зв'язку. Але факт полягає в тому, що нам зрештою доведеться використовувати всю доступну нам техніку, і GE-культури мають надто великий потенціал, щоб ігнорувати.
про автора
Рупеш Паудіал, науковий співробітник докторантури (Молекулярна та клітинна біологія), Університет Лідса
Ця стаття була спочатку опублікована на Бесіда. Читати оригінал статті.
Схожі книги:
at InnerSelf Market і Amazon
