“ได้ข้าวมากขึ้น แต่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกน้อยลง นักวิทยาศาสตร์พัฒนาข้าวสายพันธุ์ใหม่
ช่วยลดก๊าซมีเทน ให้ผลผลิตสูง และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม”
ข้าว เป็นอาหารที่คนไทยและชาวเอเชียคุ้นเคยกันดีโดยกินเป็นอาหารในทุก ๆ มื้อ อย่างไรก็ตามขั้นตอนการผลิตข้าวนั้นมีการปล่อยก๊าซมีเทนทั่วโลกประมาณร้อยละ 12 และมีแนวโน้มจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจากภาวะโลกร้อนและจำนวนประชากรโลกที่เพิ่มขึ้น
ด้วยเหตุนี้นักวิทยาศาสตร์หลายคนจึงพยายามแก้ปัญหาที่ต้นตอด้วยการพัฒนาข้าวสายพันธุ์ใหม่ที่ให้ผลิตมากกว่าเดิมแต่ปล่อยก๊าซมีเทนน้อยลงกว่าข้าวปกติถึง 70 เปอร์เซ็น โดยได้รายงานไว้ในวารสาร Molecular Plant เมื่อไม่กี่วันที่ผ่านมานี้
“การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าคุณสามารถสร้างก๊าซมีเทนที่น้อยลงได้ แต่ยังคงมีข้าวที่ให้ผลผลิตสูงได้อยู่” ดร. อันนา ชนูเรอร์ (Anna Schnürer) นักจุลชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์การเกษตรแห่งสวีเดน กล่าว “และคุณสามารถทำได้โดยใช้วิธีเพาะพันธุ์แบบดั้งเดิมโดยไม่ต้องดัดแปลงพันธุกรรม หากคุณรู้ว่ากำลังมองหาอะไรอยู่”
มีเทนที่ปล่อยออกมาจากข้าวนั้นเกิดจากจุลินทรีย์ โดยจุลินทรีย์เหล่านั้นจะย่อยสลายสารอินทรีย์ที่ปล่อยออกมาจากรากต้นข้าวซึ่งเรียกกันว่า ‘สารคัดหลั่งจากราก’ เพื่อเป็นอาหารให้สิ่งมีชีวิตเล็ก ๆ เหล่านั้น จุลินทรีย์ก็จะตอบแทนด้วยการปล่อยยสารอาหารที่พืชดูดซับได้ให้นำไปใช้ในกระบวนการเจริญเติบโตต่อไป
อย่างไรก็ตามแม้นักวิทยาศาสตร์รับรู้กันมานานแล้วว่าจุลินทรีย์เหล่านี้จะมีส่วนทำให้เกิดก๊าซมีเทนจำนวนมา แต่ก็ยังไม่ชัดเจนว่าสารเคมีตัวใดกันแน่ในสารคัดหลั่งจากรากที่เป็นสาเหตุ
“สารคัดหลั่งจากรากที่ทำให้เกิดการปล่อยก๊าซมีเทนนั้นยังไม่สามารถระบุได้แม้จะมีการศึกษามาหลายทศวรรษแล้ว แม้ว่าคาร์โบไฮเดรตและกรดอินทรีย์ที่หลั่งออกมาจะแสดงให้เห็นว่าก็มีส่วนที่ทำให้เกิดการปล่อยมีเทนก็ตาม” ชนูเรอร์ กล่าว
ในการศึกษาครั้งนี้ทีมวิจัยค้นพบว่าฟูมาเรต (fumarate) และเอธานอลเป็นสารคัดหลั่งหลัก 2 ชนิดที่มีบทบาทสำคัญในการควบคุมการปล่อยก๊าซมีเทน
ข้าวใหม่
ในหลายปีที่ผ่านมานักวิจัยเคยรายงานเกี่ยวกับข้าวสายพันธุ์ใหม่ที่ผ่านการดัดแปลงพันธุกรรมให้สร้างมีเทนในระดับต่ำซึ่งชื่อว่า SUSIBA2 โดยสามารถลดก๊าซมีเทนได้ถึงร้อยละ 90 อย่างไรก็ตามปัญหาคือมีความยุ่งยากและต้องใช้เทคโนโลยีระดับสูงในการสร้างข้าวสายพันธุ์ใหม่นี้ซึ่งชาวนาทั่วไปไม่สามารถทำได้
ชนูเรอร์จึงได้มองหาตัวเลือกอื่น ๆ ที่ง่ายกว่านี้ พวกเขาได้เปรียบเทียบสารคัดหลั่งจากข้าว SUSIBA2 และข้าวสายพันธุ์ที่มีการควบคุมชื่อว่า Nipponbare (Nipp) ซึ่งเป็นข้าวที่ไม่ได้มีการดัดแปลงทางพันธุกรรมและมีการปล่อยก๊าซมีเทนในระดับกลาง เพื่อตรวจสอบว่าสารชนิดใดกันแน่ที่ถูกแปลงเป็นมีเทน
และแล้วพวกเขาก็พบสิ่งที่ตามหา ข้าว SUSIBA2 มีการผลิตฟูมาเรตน้อยกว่าอย่างมีนัยสำคัญ เพื่อยืนยันสิ่งดังกล่าว พวกเขาจึงทดสอบด้วยการเติมฟูมาเรตลงในดินของข้าวที่ปลูกในภาชนะ ซึ่งทำให้มีก๊าซมีเทนมากขึ้น ดังนั้นพวกเขาจึงทดลองต่อไปว่าหากใช้สารออกแซนเทลที่เป็นสารเคมียับยั้งการสลายตัวของฟูมาเรตด้วยเอนไซม์แล้วจะเป็นอย่างไร ผลก็คือก๊าซมีเทนลดลงอย่างมีนัยสำคัญเช่นกัน
‘การใช้สารออกแซนเทลทำให้การปล่อยก๊าซมีเทนจากข้าวทั้งพันธุ์ Nipp และ SUSIBA2 ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ โดยสำหรับข้าวพันธุ์ NIpp นั้นคิดเป็นเพียง 10% ของข้าวที่ไม่ได้รับการควบคุม’ ทีมวิจัยกล่าว ดังนั้นพวกเขาจึงตระหนักได้ว่าฟูมาเรตไม่ใช่ชิ้นส่วนเดียวของปริศนานี้
“มันเกือบจะเหมือนกับการไขปริศนา” ชนูเรอร์ กล่าว “เราสังเกตเห็นว่าดินเองก็มีบางอย่างที่ลดการปล่อยก๊าซมีเทนได้ ดังนั้นเราจึงเริ่มคิดว่าต้องมีสารยับยั้งบางชนิดที่ทำให้เกิดความแตกต่างระหว่างพันธุ์ข้าวทั้งสอง”
เมื่อวิเคราะห์อีกครั้งทีมวิจัยสังเกตเห็นว่าต้นข้าว SUSIBA2 ยังปล่อยเอธานอลออกมามากกว่าอย่างเห็นได้ชัด ดังนั้นจึงหมายความว่าการเติมเอธานอลลงในดินรอบต้นข้าวจะช่วยลดการปล่อยก๊าซมีเทนได้ พวกเขาอธิบายว่าจะลดก๊าซมีเทนได้ถึงร้อยละ 85 โดยไม่ส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติของราก
จากนั้นทีมวิจัยจึงใช้เทคนิคการผสมพันธุ์แบบดั้งเดิมเพื่อผลิตข้าวใหม่ที่ปล่อยมีเทนลดลงและให้ผลผลิตสูงที่ชื่อว่า LFHE และได้ทดลองปลูกข้าวในแปลงต่าง ๆ ทั่วประเทศจีน ผลลัพธ์ที่ได้นั้นน่าประทับใจเมื่อข้าวพันธุ์ LFHE ผลิตก๊าซมีเทนน้อยกว่าพันธุ์ชั้นยอดถึงร้อยละ 70% ไม่เพียงเท่านั้นมันยังให้ผลผลิตสูงอีกด้วยโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 8.96 ตันต่อเฮกตาร์ เมื่อเทียบกับค่าเฉลี่ยทั่วโลกในปี 2024 ที่ 4.71 ตันต่อเฮกตาร์
ต้องการการสนับสนุน
นอกจากนี้นักวิจัยยังได้ศึกษาว่าเอธานอลและออกแซนเทลนี้สามารถนำไปใช้ลดการปล่อยก๊าซมีเทนในวงกว้างได้หรือไม่ จากการทดสอบภาคสนามเป็นเวลา 2 ปีก็ให้ผลลัพธ์ไว้ว่าสามารถลดมีเทนได้ถึงร้อยละ 60% โดยไม่ส่งผลกระทบต่อผลผลิต
ดังนั้นในตอนนี้เราจึงมีวิธีใหม่ในการต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศใน 2 วิธีที่ง่ายกว่าเดิม นั่นคือข้าวสายพันธุ์ใหม่ที่ตอนนี้กำลังดำเนินการจดทะเบียนกับรัฐบาลจีนและหน่วยงานอื่น ๆ เพื่อให้สามารถนำไปจำหน่ายให้กับเกษตรกรได้ในอนาคต
และอีกวิธีก็คือทำงานร่วมกับบริษัทปุ๋ยเพื่อตรวจสอบเพิ่มเติมว่าสามารถเติมออกแซนเทลลงในปุ๋ยได้หรือไม่ ทั้งหมดเพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่ชื่อว่ามีเทน
“ออกแซนเทลไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์ และใช้เป็นยาถ่ายพยาธิในคนและสัตว์ที่มีการรักษาพยาธิในลำไส้อยู่แล้ว ซึ่งสามารถนำไปใช้เป็นสารเติมแต่งปุ๋ยในนาข้าวได้อย่างง่ายดาย” พวกเขากล่าวและเสริมว่า แต่ยังคงต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลกระทบต่อดินและสิ่งแวดล้อม
“เพื่อให้สิ่งเหล่านี้เกิดขึ้นได้ เราจำเป็นต้องได้รับการสนับสนุนจากรัฐบาลเพื่อกระตุ้นและสนับสนุนให้เกษตรใช้พันธุ์ข้าวที่มีก๊าซมีเทนต่ำเหล่านี้” ชนูเรอร์ กล่าว “การผสมพันธุ์ข้าวที่มีเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมนั้นเป็นเรื่องหนึ่ง แต่การนำพันธุ์ข้าวเเหล่านี้ออกสู่ตลาดและทำให้เกษตรกรยอมรับก็มีความสำคัญเช่นเดียวกัน”
สืบค้นและเรียบเรียงข้อมูล
วิทิต บรมพิชัยชาติกุล
ที่มา
https://www.cell.comhttps://www.newscientist.com/article/2466603-rice-variant-slashes-planet-warming-methane-emissions-by-70-per-cent/
อ่านเพิ่มเติม : จับตา ‘โลกร้อน’ ทำหนูล้นโลก ขยายพันธุ์ไว โรคระบาดพุ่ง
