Αγροτική τεχνολογία και βιοτεχνολογία

Μια καινούργια «γραμμή παραγωγής»: ο σχολικός κήπος

Η εικονική επιχείρηση της τάξης έχει μια ιδέα για το ανοιξιάτικο παζάρι: να πουλήσει τις μολυβοθήκες της μαζί με ένα μικρό γλαστράκι βασιλικό. Τον βασιλικό θα τον μεγαλώσει η ίδια, σε ένα παρτέρι του σχολικού κήπου και σε ένα μικρό θερμοκήπιο από πλαστικό.

Ένα φυτό δεν βγαίνει από γραμμή σε 17 λεπτά. Τα προβλήματα όμως μοιάζουν: πώς δίνεις στον «σταθμό» αυτό που χρειάζεται (νερό, θερμοκρασία, θρεπτικά) χωρίς σπατάλη, και πώς ελέγχεις ότι όλα πάνε καλά. Αυτά τα λύνει η αγροτική τεχνολογία.

Το νερό: ο πιο πολύτιμος πόρος

Η γεωργία είναι ο μεγαλύτερος «καταναλωτής» νερού στον κόσμο: το 2022 χρησιμοποίησε περίπου το 71% του γλυκού νερού που αντλείται από ποτάμια, λίμνες και υπόγεια νερά (FAO, AQUASTAT). Γι' αυτό ο τρόπος που ποτίζουμε έχει τεράστια σημασία.

Δεν φτάνει όλο το νερό που ρίχνεις στις ρίζες. Ένα μέρος εξατμίζεται, ένα μέρος κυλά μακριά ή βυθίζεται πιο βαθιά από τις ρίζες. Απόδοση άρδευσης είναι το ποσοστό του νερού που φτάνει εκεί που το χρειάζεται το φυτό. Ο Οργανισμός Τροφίμων και Γεωργίας του ΟΗΕ (FAO) δίνει τυπικές τιμές:

Είναι η ιδέα της απόδοσης από το μάθημα της ενέργειας, με νερό αντί για kWh:

νερό που αντλείς = νερό που χρειάζονται οι ρίζες ÷ απόδοση

Πόσο νερό αντλείς για να φτάσουν 100 λίτρα στις ρίζες

Οι στήλες βγαίνουν από τις τυπικές αποδόσεις του FAO: 100 ÷ 0,60, 100 ÷ 0,75 και 100 ÷ 0,90, στρογγυλεμένα. Πόσα λίτρα παραπάνω θέλει η επιφανειακή άρδευση από τη στάγδην, για κάθε 100 που φτάνουν στο φυτό;

050100150200167133111

ΕπιφανειακήΚαταιονισμόςΣτάγδην

Θέλει το περισσότερο νερό

Επιφανειακή

Θέλει το λιγότερο νερό

Στάγδην

Σύνολο

411

Διαφορά μεγαλύτερης και μικρότερης (λίτρα)

56

Το θερμοκήπιο ως σύστημα ελέγχου

Ένα θερμοκήπιο κρατά τα φυτά σε καλύτερες συνθήκες από τον έξω καιρό. Ο βασιλικός θέλει ζέστη, αλλά όχι υπερβολική. Τις καλοκαιρινές μέρες ένα κλειστό θερμοκήπιο μπορεί να «ψήσει» τα φυτά μέσα σε μία ώρα. Γι' αυτό τα σύγχρονα θερμοκήπια ελέγχονται αυτόματα, με τρία μέρη:

1. Αισθητήρας: μετρά κάτι, π.χ. τη θερμοκρασία ή την υγρασία του χώματος.
2. Ελεγκτής: συγκρίνει τη μέτρηση με ένα όριο και αποφασίζει, π.χ. «αν πάνω από 30 °C, άνοιξε».
3. Ενεργοποιητής: κάνει την αλλαγή, π.χ. ένα μοτέρ που ανοίγει το παράθυρο, μια βαλβίδα που ανοίγει το νερό.

Μόλις το παράθυρο ανοίξει, η θερμοκρασία πέφτει, ο αισθητήρας το μετρά και ο ελεγκτής κλείνει το παράθυρο. Αυτό είναι ανατροφοδότηση: η έξοδος του συστήματος γυρίζει πίσω και αλλάζει τη λειτουργία του. Με τον ίδιο τρόπο, ένας αισθητήρας υγρασίας μπορεί να ανοίγει τη στάγδην άρδευση μόνο όταν το χώμα στεγνώσει.

Τα μεγάλα αγροκτήματα πάνε τη λογική ακόμα πιο μακριά: τρακτέρ με GPS που οδηγούνται σχεδόν μόνα τους, θεριζοαλωνιστικές που μετρούν την παραγωγή κάθε σημείου του χωραφιού, drones που δείχνουν ποιο κομμάτι διψά. Αυτό λέγεται γεωργία ακριβείας: δίνεις νερό και λίπασμα εκεί που χρειάζονται, όχι παντού το ίδιο.

Βιοτεχνολογία: οι μικροοργανισμοί δουλεύουν για εμάς

Βιοτεχνολογία είναι η χρήση ζωντανών οργανισμών, συνήθως μικροοργανισμών (βακτηρίων, ζυμών, μυκήτων), για να φτιάξουμε ένα προϊόν ή να κάνουμε μια δουλειά.

Η παραδοσιακή βιοτεχνολογία είναι χιλιάδων χρόνων: η ζύμωση. Η μαγιά (ένας μύκητας) τρώει τα σάκχαρα του αλευριού και βγάζει διοξείδιο του άνθρακα, που φουσκώνει το ψωμί. Δύο βακτήρια (Lactobacillus bulgaricus και Streptococcus thermophilus) κάνουν το γάλα γιαούρτι. Ζύμωση φτιάχνει το τυρί, το ξίδι, το κρασί, το τουρσί. Στο κομπόστ, μικροοργανισμοί του χώματος κάνουν τα φύλλα και τα αποφάγια λίπασμα για τον κήπο μας.

Η σύγχρονη βιοτεχνολογία αλλάζει τους ίδιους τους μικροοργανισμούς. Το παράδειγμα που άλλαξε τα πάντα είναι η ινσουλίνη, το φάρμακο για τον διαβήτη. Πριν, η ινσουλίνη έβγαινε από παγκρέατα ζώων. Οι επιστήμονες έβαλαν στο βακτήριο E. coli το ανθρώπινο γονίδιο για την ινσουλίνη, και το βακτήριο άρχισε να τη φτιάχνει σε μεγάλες δεξαμενές. Τον Οκτώβριο του 1982 εγκρίθηκε στις ΗΠΑ ως το πρώτο φάρμακο από αυτή την τεχνική.

Ανάμεσα στις δύο, το 1928 ο Αλεξάντερ Φλέμινγκ παρατήρησε ότι ένας μύκητας, το Penicillium, σκότωνε τα βακτήρια γύρω του. Από αυτόν βγήκε η πενικιλίνη, το πρώτο ευρέως χρησιμοποιούμενο αντιβιοτικό, που αργότερα παραγόταν μαζικά σε δεξαμενές ζύμωσης.

Παραδοσιακή ή σύγχρονη βιοτεχνολογία;

Βάλε κάθε κάρτα στη θέση της. Προσοχή: δεν είναι όλα βιοτεχνολογία. Ρώτα: δουλεύει ζωντανός οργανισμός; Και αν ναι, έχει αλλάξει τα γονίδιά του ο άνθρωπος;

Πού ανήκει;

Ινσουλίνη από βακτήρια με ανθρώπινο γονίδιο

ΠαραδοσιακήΣύγχρονηΔεν είναι βιοτεχνολογία

0 / 6

Ας το κάνουμε μαζί

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση