Biji padi naik di lereng bukit di Bolivia, jauh dari sawah. CAIT, CC BY-SA

Lupakan minyak atau gas - Anda harus mengkhawatirkan fakta yang kurang dibahas namun jauh lebih memprihatinkan bahwa dunia kehabisan air bersih dan mudah minum.

Saya menulis artikel ini saat berada di Kathmandu. Ibu kota dan kota terbesar Nepal memiliki kekurangan air yang parah. Meskipun semua pemilik rumah membayar biaya kepada pemerintah untuk mendapatkan air di tekan, pasokan hanya dilakukan sekali seminggu selama beberapa jam. Warga yang putus asa terpaksa membeli air dari pemasok swasta. Sementara ini terjangkau bagi orang kaya, ini adalah masalah besar bagi kelas menengah dan bawah. Bagi banyak orang di negara berkembang, air benar-benar perbedaan antara kemakmuran dan kemiskinan.

Lebih dari satu miliar orang di seluruh dunia memiliki tidak ada akses yang wajar untuk air tawar. Sebagian besar penyakit di negara berkembang terkait dengan air, menyebabkan jutaan kematian setiap tahun (seorang anak diperkirakan meninggal karena diare setiap detik 17).

Dengan semua ini, kita harus menghasilkan solusi untuk penggunaan air secara global dengan cepat, sebelum kelangkaan air menjadi penyebab utama konflik internasional.

Sebagian besar air kita ditemukan di lautan. Hanya 3% yang segar dan bisa digunakan untuk pertanian dan minum, dan dalam hal apapun kebanyakan ini beku di gletser dan es kutub. Itu berarti hanya 0.5% air bumi dapat diakses Dan, dari ini, lebih dari dua pertiga adalah digunakan di pertanian.

Jika kita ingin mengurangi penggunaan air kita, kita harus fokus agar peternakan kita lebih berkelanjutan dan efisien. Dengan populasi global masih tumbuh, kita perlu menghasilkan lebih banyak tanaman dengan sedikit air, di lahan pertanian kurang.

Di seluruh dunia, hanya di atas sepertiga (37%) dari tanah yang bisa digunakan untuk menanam tanaman saat ini digunakan. Potensi lahan pertanian tersedia, namun tidak berkembang karena kurangnya infrastruktur, tutupan hutan atau konservasi. Kurangnya lahan sebenarnya bukan masalah besar seperti sekarang - tapi juga air.

Melampaui pertanian tradisional

Jadi bagaimana menanam tanaman dengan sedikit air? Salah satu pilihan adalah menemukan cara yang berkelanjutan untuk menghilangkan garam dari cadangan air laut (yang pada dasarnya tidak terbatas). Itu bertani di Australia Selatan Gambar di bawah ini menggunakan energi dari matahari untuk mengekstrak air laut dan menghilangkannya untuk menciptakan air tawar, yang dapat digunakan untuk menanam tanaman di rumah kaca yang besar.

Peternakan semacam itu berbasis di daerah tandus, dan tanaman ditanam dengan sistem hidroponik yang tidak memerlukan tanah. Tumbuh tanaman seperti ini sepanjang tahun secara signifikan akan mengurangi penggunaan air tawar di daerah yang panas dan kering, namun biaya untuk mendirikan rumah kaca ini tetap menjadi masalah.

Kekurangan air juga akan berkurang secara signifikan jika petani hanya menggunakan sedikit air untuk menghasilkan hasil panen yang sama. Lebih mudah diucapkan daripada dilakukan, tentu saja, tapi ini sangat penting di daerah rawan kekeringan.

Ilmuwan tanaman di seluruh dunia sibuk mengidentifikasi gen yang memungkinkan pertumbuhan tanaman dalam kondisi kering dan kering. Misalnya, apa yang membuatnya padi gogo tumbuh di tanah kering sementara padi sawah membutuhkan sawah irigasi yang baik untuk pertumbuhan?

Setelah kunci toleransi kekeringan diidentifikasi, mereka dapat diperkenalkan pada tanaman melalui rekayasa genetik (dan tidak, ini tidak melibatkan penyuntikan makanan dengan racun seperti yang disarankan oleh Pencarian gambar Google).

Petani secara tradisional menanam tanaman toleran kekeringan melalui proses seleksi dan penyeberangan yang lambat dan melelahkan selama beberapa generasi. Rekayasa genetika (GE) memberikan jalan pintas.

Sebuah studi baru-baru ini mengidentifikasi beragam arsitektur akar sistem dalam varietas kacang yang berbeda. Penelitian masa depan berharap dapat mengidentifikasi gen yang membuat beberapa akar efisien dalam menangkap air dan nutrisi dari tanah kering. Begitu faktor genetik teridentifikasi, ilmuwan dapat langsung mengirimkan gen yang membantu tanaman untuk menangkap lebih banyak air.

Faktor kunci untuk toleransi kekeringan pada tanaman adalah hormon absorpsi asam hormon tanaman (ABA), yang meningkatkan efisiensi air tanaman dalam kekeringan. Tapi ABA juga mengurangi efisiensi fotosintesis, yang mengurangi pertumbuhan tanaman dalam jangka panjang, dan akibatnya hasil panen menurun.

Tapi tanaman tidak selalu mengalami trade-off ini: tanaman modern telah hilang gen kunci yang memungkinkan tanaman darat awal seperti lumut untuk mentolerir dehidrasi ekstrim. Hal ini memungkinkan tanaman awal untuk menjajah tanah dari air tawar sekitar tahun 500m yang lalu. Modern lumut gurun juga mengumpulkan air melalui daunnya yang membantu mereka tumbuh dalam kondisi kering.

Inilah tantangan besar bagi ilmuwan tanaman. Untuk merekayasa tanaman yang dapat ditanam dengan irigasi minimum dan pada akhirnya akan membantu meringankan kelangkaan air, kita harus mengenalkan kembali sistem toleransi dehidrasi yang banyak tanaman "lebih tinggi" hilang tapi hal-hal seperti lumut harus terus dipertahankan.

Rekayasa genetika masih kontroversial sekalipun studi ilmiah yang ekstensif Laporkan tanaman RG yang tersedia di pasar aman untuk dikonsumsi. Ini sebagian hanya a kegagalan komunikasi. Tapi faktanya pada akhirnya kita perlu menggunakan semua teknologi yang ada untuk kita, dan tanaman RG memiliki potensi yang terlalu banyak untuk diabaikan.

Tentang Penulis

Rupesh Paudyal, Fellow Penelitian Postdoctoral (Molecular and Cellular Biology), University of Leeds

Artikel ini awalnya diterbitkan pada Percakapan. Membaca Artikel asli.

Buku terkait:

at Pasar InnerSelf dan Amazon