पर्ड्यू विश्वविद्यालय और विस्कॉन्सिन-मैडिसन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने स्टार्टअप पिवट बायो के साथ मिलकर यह प्रदर्शित किया कि किस प्रकार जीन-संपादित सूक्ष्मजीवों के उपयोग से मक्का जैसी फसलों के लिए पर्याप्त नाइट्रोजन की आपूर्ति की जा सकती है, जिससे सिंथेटिक नाइट्रोजन उर्वरक के उपयोग में 40 पाउंड की कमी आ सकती है, तथा फसल की उपज भी समान स्तर पर प्राप्त की जा सकती है।
मिशिगन स्टेट यूनिवर्सिटी में पर्यावरण विज्ञान के प्रोफेसर डॉ. ब्रूनो बासो कहते हैं कि ऐतिहासिक रूप से नाइट्रोजन प्रबंधन कठिन रहा है - क्योंकि मिट्टी-पौधे-वायुमंडल प्रणाली बहुत मजबूती से परस्पर जुड़ी हुई है। और अब नाइट्रोजन उर्वरकों को कई चुनौतियों का सामना करना पड़ रहा है: मिट्टी में सबसे अच्छा कैसे बनाए रखें, मौसम की अनिश्चितता, और यहां तक कि पोषक तत्वों को कैसे अवशोषित किया जाए। यह नई तकनीक इन समस्याओं को दूर करने और उत्पादकता और पर्यावरणीय स्थिरता दोनों को बढ़ाने का प्रयास करती है।
असली सफलता "डायज़ोट्रोफ़्स" के उपयोग में निहित है, विशेष बैक्टीरिया जो वायुमंडलीय नाइट्रोजन को स्वाभाविक रूप से अमोनियम में परिवर्तित कर सकते हैं। यह प्रक्रिया, जिसे जैविक नाइट्रोजन फिक्सेशन (BNF) के रूप में जाना जाता है, सिंथेटिक उर्वरकों के आगमन से पहले फसलों के लिए नाइट्रोजन का प्रमुख स्रोत थी। हालाँकि, डायोट्रोफ़्स, जिनके मूल रूप में डायज़ोट्रोफ़्स का बहुमत शामिल है, लंबे समय तक नाइट्रोजन के उच्च स्तरों के संपर्क में रहने पर अपनी नाइट्रोजन-फिक्सिंग गतिविधि को कम कर देते हैं। पिवट बायो के शोधकर्ताओं ने अब जीन-संपादित डायज़ोट्रोफ़्स तैयार किए हैं जो नाइट्रोजन के उच्च स्तरों पर भी BNF का प्रदर्शन करना जारी रखते हैं, जिससे फसलों को सीधे नाइट्रोजन की अधिकतम आपूर्ति होती है।
इस तकनीक के मूल में, पिवट बायो प्रोवेन® 40 प्रदान करता है, जो एक दूसरी पीढ़ी का उत्पाद है जो कृत्रिम रूप से निषेचित मिट्टी में भी वायुमंडलीय नाइट्रोजन को कुशलतापूर्वक ठीक करने के लिए जीन-संपादित सूक्ष्मजीवों का उपयोग करता है। प्रयोगशालाओं और खेतों में किए गए परीक्षणों में वायुमंडलीय नाइट्रोजन का पता मकई के पत्ते के क्लोरोफिल से लगाया गया और साबित हुआ कि यह नाइट्रोजन वास्तव में सूक्ष्मजीवों द्वारा हवा से आपूर्ति की गई थी। इस नवाचार का गहरा निहितार्थ है क्योंकि प्रोवेन 40 के तहत पौधों में मौसम की शुरुआत में नाइट्रोजन का स्तर अधिक था और उन्हें कम सिंथेटिक उर्वरक की आवश्यकता थी।
2017 में, पिवट बायो ने इस संबंध में अमेरिका में 13 मिलियन एकड़ से अधिक क्षेत्र में उत्पादों के उपयोग का विस्तार किया, जो पर्यावरण के अनुकूल नाइट्रोजन समाधानों की ओर बढ़ते बदलाव को दर्शाता है। डॉ. बासो के अनुसार, यह तकनीक कृषि प्रदूषण को काफी हद तक कम कर सकती है और इसलिए यह न केवल किसानों बल्कि पारिस्थितिकी तंत्र और दुनिया की खाद्य सुरक्षा के लिए भी उपयोगी है।
