नेचर नैनोटेक्नोलॉजी में प्रकाशित एक अभूतपूर्व समीक्षा पत्र में, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, रिवरसाइड और कार्नेगी मेलन विश्वविद्यालय के शोधकर्ता कृषि में क्रांति लाने के लिए नैनो टेक्नोलॉजी की शक्ति का लाभ उठाने के लिए एक सम्मोहक मामला बना रहे हैं। उनका तर्क है कि शरीर में विशिष्ट कोशिकाओं को सटीक दवा वितरण के लिए नैनोमेडिसिन में इस्तेमाल की जाने वाली अत्याधुनिक रणनीतियों का उपयोग अब कृषि पद्धतियों को बदलने और बढ़ती वैश्विक खाद्य आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए किया जाना चाहिए।
दुनिया एक चुनौतीपूर्ण चुनौती का सामना कर रही है: 2020 के स्तर की तुलना में 2050 तक खाद्य उत्पादन में 60% तक की वृद्धि करना। वर्तमान कृषि पद्धतियां अकुशल एग्रोकेमिकल डिलीवरी पर बहुत अधिक निर्भर करती हैं, जिससे महत्वपूर्ण पर्यावरण प्रदूषण होता है। उदाहरण के लिए, खेतों पर लगाए गए सभी उर्वरकों में से आधे पर्यावरण में खो जाते हैं, जिससे भूजल दूषित हो जाता है। आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले कीटनाशकों के लिए स्थिति और भी विकट है, केवल 5% अपने इच्छित लक्ष्य तक पहुँचते हैं जबकि बाकी पारिस्थितिक तंत्र को प्रदूषित करते हैं। नैनो टेक्नोलॉजी इन अक्षमताओं को दूर करने और कृषि के पर्यावरणीय प्रभाव को कम करने के लिए एक आशाजनक समाधान प्रदान करती है, जो वर्तमान में वैश्विक ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन का 28% तक है।
शोधकर्ता विशिष्ट नैनोमेडिसिन से प्रेरित दृष्टिकोणों पर प्रकाश डालते हैं जो लक्षित जैविक साइटों पर कीटनाशकों, जड़ी-बूटियों और कवकनाशी के वितरण में क्रांति ला सकते हैं। एक अग्रणी रणनीति में शर्करा या पेप्टाइड के साथ नैनोमटेरियल्स का लेप करना शामिल है, जो पौधों की कोशिकाओं और ऑर्गेनेल पर विशिष्ट प्रोटीन को पहचानते हैं। इससे वांछित रसायनों का सटीक मार्गदर्शन किया जा सकता है, जहां पौधे को उनकी सबसे अधिक आवश्यकता होती है, जैसे कि वास्कुलचर, ऑर्गेनेल या रोगजनक संक्रमणों की साइटें। संयंत्र की मौजूदा आणविक मशीनरी का लाभ उठाकर, यह लक्षित वितरण दृष्टिकोण अत्यधिक गर्मी या उच्च मिट्टी की लवणता जैसे रोगों और पर्यावरणीय तनावों के प्रति पौधों के लचीलेपन को बढ़ा सकता है, जबकि पर्यावरण में लक्ष्य से बाहर होने वाले प्रभावों को कम कर सकता है।
पेपर में खोजा गया एक और आशाजनक तरीका पौधों के “डिजिटल जुड़वाँ” बनाने के लिए आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस और मशीन लर्निंग का उपयोग है। जिस तरह से चिकित्सा शोधकर्ता कम्प्यूटेशनल मॉडल या “डिजिटल मरीज़ों” का उपयोग करते हैं, उसी तरह से शरीर के भीतर दवाओं की बातचीत और आवाजाही का अनुकरण करने के लिए, पादप वैज्ञानिक नैनोकैरियर अणु विकसित कर सकते हैं जो पौधों के विशिष्ट अंगों को पोषक तत्व या एग्रोकेमिकल्स पहुँचाते हैं। आयरन मैन फिल्मों के J.A.R.V.I.S. की तुलना में यह AI-निर्देशित दृष्टिकोण, कृषि अनुप्रयोगों के अनुरूप नियंत्रित वितरण गुणों वाले नैनोकणों को डिजाइन करने में मदद कर सकता है। इसके बाद डिजिटल ट्विन सिमुलेशन को वास्तविक जीवन के पौधों के प्रयोगों के माध्यम से मान्य किया जा सकता है, जो मॉडलों को परिष्कृत करने के लिए बहुमूल्य फीडबैक प्रदान करते हैं।
कार्नेगी मेलन के इंजीनियरिंग प्रोफेसर और समीक्षा पत्र के सह-संबंधित लेखक ग्रेग लोरी उन महत्वपूर्ण तकनीकी चुनौतियों को स्वीकार करते हैं जिन्हें पौधों में नैनो-सक्षम सटीक वितरण के लाभों को पूरी तरह से समझने के लिए दूर किया जाना चाहिए। हालांकि, वे प्लांट नैनोबायोटेक्नोलॉजी के भविष्य और कृषि को बदलने और स्थायी रूप से भोजन का उत्पादन करने की इसकी क्षमता के बारे में आशावादी बने हुए हैं।
कृषि में नैनो टेक्नोलॉजी का उपयोग इसकी बाधाओं के बिना नहीं है। शोधकर्ताओं को कृषि प्रणालियों में नैनोमटेरियल्स को शामिल करने के सुरक्षा और पर्यावरणीय प्रभावों पर सावधानीपूर्वक विचार करना चाहिए। यह सुनिश्चित करने के लिए कठोर परीक्षण और जोखिम आकलन महत्वपूर्ण हैं कि ये नए दृष्टिकोण अनजाने में पारिस्थितिक तंत्र या मानव स्वास्थ्य को नुकसान न पहुंचाएं। इसके अतिरिक्त, किसानों द्वारा व्यापक रूप से अपनाने के लिए उनकी व्यवहार्यता सुनिश्चित करने के लिए नैनोबायोटेक्नोलॉजी समाधानों की मापनीयता और लागत-प्रभावशीलता का मूल्यांकन किया जाना चाहिए।
इन चुनौतियों के बावजूद, कृषि के लिए नैनोमेडिसिन अंतर्दृष्टि को लागू करने के संभावित लाभ बहुत अधिक हैं। पोषक तत्वों, कीटनाशकों और अन्य कृषि रसायनों के लक्षित वितरण को सक्षम करके, नैनो टेक्नोलॉजी फसल की पैदावार और लचीलापन को बढ़ाते हुए खेती के पर्यावरणीय प्रभाव को काफी कम कर सकती है। यह उभरते खाद्य सुरक्षा संकट को दूर करने में मदद कर सकता है और बढ़ती वैश्विक आबादी को खिलाने के लिए कृषि को स्थायी रूप से बढ़ाने में मदद कर सकता है।
जैसे-जैसे प्लांट नैनोबायोटेक्नोलॉजी में अनुसंधान आगे बढ़ता है, इन नवाचारों को प्रयोगशाला से क्षेत्र में अनुवाद करने के लिए शिक्षाविदों, उद्योग और नीति निर्माताओं के बीच सहयोग आवश्यक होगा। कृषि कंपनियों और किसानों के साथ साझेदारी यह सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण होगी कि नैनो प्रौद्योगिकी समाधान व्यावहारिक, किफायती और वास्तविक दुनिया की कृषि प्रणालियों की जरूरतों और बाधाओं के अनुरूप हों।
गिराल्डो, लोरी और उनके सहयोगियों का समीक्षा पत्र वैज्ञानिक समुदाय के लिए कृषि में नैनो प्रौद्योगिकी की क्षमता को अपनाने के लिए एक स्पष्ट आह्वान के रूप में कार्य करता है। नैनोमेडिसिन में हुई उल्लेखनीय प्रगति का लाभ उठाकर और उन्हें पादप प्रणालियों की अनूठी चुनौतियों के अनुकूल बनाकर, शोधकर्ताओं के पास सटीक कृषि के एक नए युग को उत्प्रेरित करने का अवसर है। नैनोबायोटेक्नोलॉजी द्वारा संचालित यह कृषि क्रांति न केवल दुनिया की बढ़ती खाद्य मांगों को पूरा करने का वादा करती है, बल्कि इसे अधिक टिकाऊ, पर्यावरण के अनुकूल तरीके से करने का भी वादा करती है।
