Hvordan høyteknologisk landbruk kan hindre innkommende globale vannkrefter

boliva ris 12 27

Upland ris vokser på en åsside i Bolivia, langt fra noen paddy felt. CAIT, CC BY-SA

Glem olje eller gass - du bør være bekymret for de mindre diskutert, men langt mer om at verden går tom for rent drikkevann.

Jeg skrev denne artikkelen mens i Kathmandu. Nepals hovedstad og største by har a alvorlig vannmangel. Selv om alle huseiere betaler et gebyr til regjeringen for å få vann på trykk, leverer forsyninger bare en gang i uken i noen timer. Desperate innbyggere blir da tvunget til å kjøpe vann fra private leverandører. Selv om dette er rimelig for rikere mennesker, er det et stort problem for lavere og middelklassen. For mange i utviklingsland er vann egentlig forskjellen mellom velstand og fattigdom.

Mer enn en milliard mennesker rundt om i verden har ingen rimelig tilgang til ferskvann. De fleste sykdommene i utviklingsland er forbundet med vann, og forårsaker millioner av dødsfall hvert år (et barn anslås å dø av diaré hvert 17 sekund).

Gitt alt dette, må vi komme raskt til en løsning på global vannbruk, før vannknaphet blir en viktig årsak til internasjonal konflikt.

Det store flertallet av vannet vårt er funnet i havene. Bare 3% er fersk og kan brukes til oppdrett og drikking, og i alle fall er det meste frosset i isbreer og iskåper. Det betyr bare at 0.5% av jordens vann er tilgjengelig og av dette er mer enn to tredjedeler brukt i landbruket.

Hvis vi skal redusere vannforbruket, må vi fokusere på å gjøre gårdene mer bærekraftige og effektive. Med den globale befolkningen vokser fortsatt, må vi produsere stadig flere avlinger med mindre vann, i mindre jordbruksareal.

Over hele verden er over en tredjedel (37%) av landet som kan brukes til å dyrke avlinger for tiden brukt. Potensielt jordbruksland er tilgjengelig, men det er ikke utviklet på grunn av mangel på infrastruktur, skogsdekning eller bevaring. Mangel på land er egentlig ikke et stort problem fra nå - men vann er.

Gå utover tradisjonell oppdrett

Så hvordan vokser avlinger med mindre vann? Et alternativ ville være å finne en bærekraftig måte å fjerne salt fra våre (i det vesentlige uendelige) reserver av sjøvann. De gård i Sør-Australia bildet nedenfor bruker energi fra solen til å trekke ut sjøvann og avsalt det for å skape ferskvann, som kan brukes til å dyrke avlinger i store drivhus.

Slike gårder er basert på ufruktbare områder, og plantene dyrkes med hydroponicsystemer som ikke krever jord. Voksende avlinger som dette året rundt vil redusere ferskvannsforbruket i varme og tørre områder, men kostnaden for å sette opp disse drivhusene er fortsatt et problem.

Vannmangel vil også lette betydelig hvis bønder bare kunne bruke mindre vann for å produsere samme utbytte. Lettere sagt enn gjort, selvsagt, men dette er spesielt viktig i tørkefareområder.

Planteforskere rundt om i verden er opptatt av å identifisere gener som muliggjør vekst i tørre, tørre forhold. For eksempel, hva er det som gjør oppland ris vokse i tørr jord mens lavlandet ris krever godt vannet paddy felt for vekst?

Når nøklene til tørke toleranse er identifisert, kan de bli introdusert i avlinger gjennom genteknologi (og nei, dette innebærer ikke å injisere mat med giftstoffer som foreslått av en Google bildesøk).

Bønder har tradisjonelt avlet tørke tolerante avlinger gjennom langsom og omhyggelig prosess med valg og kryssing over mange generasjoner. Geneteknikk (GE) gir en kort kutt.

En nylig studie identifisert ulike rot arkitektur systemer i forskjellige kikærter varianter. Fremtidige studier håper å identifisere gener som gjør noen røtter effektive til å fange vann og næringsstoffer fra tørre jord. Når en genetisk faktor er identifisert, kan forskere direkte levere genet som hjelper planter til å fange mer vann.

En nøkkelfaktor for tørke-toleranse i planter er plantenhormonabsyre (ABA), noe som øker plantens vannøkonomi i tørke. Men ABA reduserer også effektiviteten til fotosyntese, noe som reduserer plantenes vekst på lengre sikt, og som følge av dette reduseres avkastningene.

Men planter har ikke alltid denne avveien: moderne avlinger har mistet a nøkkelgen som aktiverte tidlig landplanter som moser for å tolerere ekstrem dehydrering. Dette gjorde det mulig for tidlig planter å kolonisere land fra ferskvann rundt 500m år siden. Moderne ørkenmosser samler også vann gjennom bladene som hjelper dem til å vokse i tørre forhold.

Dette er den store utfordringen for planteforskere. For å konstruere avlinger som kan dyrkes med minimum vanning, og det vil til slutt bidra til å lette vannknaphet, må vi gjeninnføre dehydreringstoleransystemene som mange "høyere" planter har mistet, men ting som mose har nødvendigvis beholdt.

Genetikk er fortsatt kontroversiell selv om omfattende vitenskapelige studier rapporter GE-avlinger tilgjengelig i markedene er trygt for forbruk. Dette er delvis bare en kommunikasjonsfeil. Men faktum er at vi til slutt skal bruke all teknisk tilgjengelig for oss, og GE-avlinger har for mye potensial til å ignorere.

Om forfatteren

Rupesh Paudyal, postdoktorforsker (Molecular and Cellular Biology), University of Leeds

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Den Conversation. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker:

{amazonWS: searchindex = Bøker; søkeord = høyteknologisk landbruk; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

følg InnerSelf på

facebook-ikonettwitter-iconrss-ikonet

Få den siste via e-post

{Emailcloak = off}