Giảm ô nhiễm từ phân bón còn mang lại lợi ích cho sức khỏe con người.
Để giành chiến thắng cho các loại cây ngũ cốc quan trọng, các nhà nghiên cứu đã phát triển một phương pháp cho phép cây chuyển đổi khí nitơ từ không khí thành phân bón để giúp chúng phát triển, theo báo cáo của Thú vị Kỹ thuật.
Phương pháp này nhằm mục đích đặt một loạt tối thiểu 7 gen vào ty thể và lục lạp của cây trồng, cho phép các loại cây ngũ cốc, như ngô và lúa, đạt được khả năng cố định đạm thông qua ánh sáng mặt trời mà không cần bón phân.
Gần 100 năm trước, quy trình Haber-Bosch đã dẫn tới sự gia tăng to lớn về sản lượng lương thực toàn cầu bằng cách cách mạng hóa quá trình chuyển đổi nitơ trong khí quyển thành dạng cho phép sản xuất phân bón ở quy mô công nghiệp.
Tuy nhiên, bất chấp việc sản xuất hàng loạt sản phẩm, IE giải thích rằng nhiều khu vực, như châu Phi cận Sahara, vẫn không thể có được sản phẩm do thiếu cơ sở hạ tầng. Khu vực này và những khu vực khác tương tự có tình trạng khan hiếm lương thực cao, một vấn đề đang gia tăng khi thời tiết khắc nghiệt đe dọa thêm đến các loại cây trồng mà họ có thể trồng.
Trớ trêu thay, mặc dù quy trình Haber-Bosch đã ngăn chặn nạn đói hàng loạt nhưng nó cũng thải ra lượng khí thải carbon lớn. Mặc dù nó cho phép sản xuất hàng loạt cây trồng nhưng nó cũng góp phần làm Trái đất quá nóng, tác động của nó là đe dọa các sản phẩm thiết yếu.
Nhà hóa sinh Lance Seefeldt của Đại học bang Utah nói với ấn phẩm rằng gần 2% nguồn năng lượng bẩn trên thế giới được sử dụng để sản xuất phân bón. Điều này không chỉ gây hại cho môi trường mà bản thân phân bón cũng gây hại, với dòng chảy độc hại tàn phá hệ sinh thái nước.
Để giúp đỡ các khu vực đang gặp khó khăn cao và nguồn cung cấp thực phẩm toàn cầu nói chung đang gặp nguy cơ do ảnh hưởng của nhiệt độ toàn cầu tăng cao, Seefeldt và Nhà khoa học cấp cao Zhi-Yong Yang của USU đã hợp tác trong một dự án với các đồng nghiệp ở Tây Ban Nha và Hoa Kỳ trong quá khứ. 5 năm để tái thiết kế sinh học của cây ngũ cốc.
Lúc đầu, họ thu hẹp số lượng gen cần thiết cho quá trình cố định đạm xuống còn 9 nhưng sau đó rất ngạc nhiên khi phát hiện ra rằng họ có thể loại bỏ một số gen mà ban đầu họ cho là quan trọng.
Yang nói với IE: “Mục tiêu là đặt gen vào ty thể và lục lạp của cây trồng, cho phép chúng tạo ra đủ năng lượng để thúc đẩy quá trình cố định đạm”. "Đây là một bằng chứng khá thú vị. Về cơ bản, những loại cây trồng cung cấp calo chủ yếu này - lúa, ngô và khoai tây - có thể có sẵn phân bón."
Seefeldt cho biết: “Từng phần một, chúng tôi đang tìm hiểu những gen nào và sự kết hợp nào của các gen cần thiết để đạt được sự cố định nitơ trong các tế bào khác nhau”. “Thay vì chỉ chơi một chiếc kèn, chúng tôi đang cố gắng để cả dàn nhạc chơi cùng nhau.”
Ngoài việc cung cấp giải pháp chấm dứt tình trạng khan hiếm lương thực ở những khu vực kém phát triển và khó tiếp cận, bằng cách loại bỏ nhu cầu phân bón độc hại cho một lượng lớn cây trồng, quy trình này còn đóng vai trò chính trong việc giúp làm sạch ngành công nghiệp thực phẩm và nông nghiệp. Giảm ô nhiễm từ phân bón còn mang lại lợi ích cho sức khỏe con người.
Quá trình này cũng mang lại những lợi ích vượt trội. IE báo cáo rằng Seefeldt và đồng nghiệp USU Bruce Bugbee đã hợp tác trong các nỗ lực do NASA tài trợ để điều tra cách duy trì sự sống của con người trong các sứ mệnh không gian dài ngày, bao gồm cả các chuyến đi tới Sao Hỏa.
