بهذه الطريقة يمكن الحد من إهدار الطعام وتعظيم الإنتاج الغذائي في آن واحد

تخيل أن ثلث إنتاج شركة "فورد" أو "جنرال موتورز" من السيارات لم يستخدم ولو لمرة واحدة منذ خروجه من المصانع، وبدلًا من ذلك تُرك للتآكل والصدأ وانتهى به المطاف في مدافن النفايات، هذا الوضع بالضبط هو ما يحدث اليوم في القطاع الزراعي، حيث لا يتم الاستفادة من نحو 40% من المواد الغذائية التي يتم إنتاجها سنويًا في الولايات المتحدة، بحسب تقرير لموقع "ذا كونفرزشن".

وفقًا لوكالة حماية البيئة الأمريكية، تنتج الولايات المتحدة أكثر من 39 مليون طن من مخلفات الطعام سنويًا، من الغذاء الذي يفسد في المنازل ومحال البقالة وأثناء عمليات النقل، إضافة إلى كميات هائلة من الفراولة تتعفن على الأغصان قبل جمعها بسبب نقص العمالة، علاوة على عدم الكفاءة ونقص أسواق المنتجات الثانوية.

وتحتوي نفايات الطعام على عناصر غذائية قيمة يمكنها جعل التربة أكثر صحة وإنتاجية، وتعول مجموعة من الباحثين في جامعة ولاية كولورادو بالتعاون مع شركة الأغذية "لبرينو فودز" وهي مورد عالمي لمنتجات الألبان، على استكشاف إمكانية تحويل اللاكتوز -السكر الطبيعي في الألبان- إلى مورد يمكنه تعزيز الاستدامة الزراعية.

الحفاظ على رطوبة التربة

- تصنيع منتجات الألبان يولد كميات كبيرة من بقايا المواد الطبيعية، بما في ذلك اللاكتوز، ويتجاوز إنتاج شركات مثل "لبرينو" منه حاجة السوق، وبدلًا من إرسال هذه البقايا إلى المدافن، تتعاون مع جامعة كولورادو للاستفادة منه.

- لاحظ الباحثون أن النباتات المحفوظة في وعاء معالج بـ"اللاكتوبيونات" (مركب كيميائي يتكون من أكسدة اللاكتوز) تصبح أكثر قدرة على تحمل الإجهاد المائي، هذه اللاكتوبيونات لها خصائص كيميائية فريدة من نوعها، حيث تحفظ الماء في التربة وهي أيضًا غنية بالطاقة (السكر).

- بمعنى آخر، يمكن لهذه المواد تحويل التربة إلى إسفنج يمتص المياه ويبقيه في منطقة تجذير المحاصيل، حيث يمكن للنباتات أن تمتصها بسهولة وسرعة.

- أحد الشروط الرئيسية لإطعام سكان العالم الآخذين في التزايد هو الاستخدام الفعال للمياه، خاصة أن الظروف المناخية باتت أكثر تغيرًا، بجانب استنزاف البشر للمياه الجوفية، لذا فمن الضروري إيصال كل قطرة مياه إلى المزيد من المحاصيل.

تمثل قدرة التربة على امتصاص مياه الأمطار والري وتخزينها في منطقة تجذير النباتات مفتاحًا لاستخدام الماء بطريقة ذكية، ويمكن تحسين الاحتفاظ بالمياه في التربة من خلال ممارسات مثل الزراعة دون حرث، والزراعة المغطاة، بجانب تحسين نسيج التربة عبر إضافة السماد أو المواد الهلامية التي تعزز الإبقاء على الرطوبة.

- لكن بالنسبة لكثير من المزارعين فإن هذه الخيارات باهظة الثمن واستخدامها غير عملي، لذا تعكف الشركات والعلماء على استكشاف الفرص الممكنة لتعويض هذه الآليات، ومن بينها اللاكتوبيونات البسيطة من الناحية الكيميائية والتي يمكن إنتاجها بكميات كبيرة دائمًا.

تغذية الميكروبات

- لمعرفة ما إذا كانت اللاكتوبيونات يمكنها أن تحافظ على المياه في التربة، اختبر العلماء عينة من التربة الزراعية المعرضة للجفاف داخل المعمل، وكانت النتائج مثيرة، حيث سجلوا ارتفاعًا قدره سبعة أضعاف في مستوى الرطوبة خلال أسبوعين، وحتى بعد مرور شهرين سجلوا ارتفاعًا قدره ثلاثة أضعاف أخرى، وبالنسبة للنباتات، يترجم ذلك إلى 40% زيادة في حجم المياه المتوافرة لديها.

- اعتقد الباحثون في البداية أن أي فوائد من إضافة اللاكتوبيونات إلى التربة، قد تكون قصيرة العمر لأن ميكروبات التربة قد تتكاثر سريعًا وتستهلكها، وبالفعل ازداد عدد الكائنات الدقيقة في التربة، ومع ذلك وجد العلماء أن التحسن في قدرات الاحتفاظ بالمياه ظل قائمًا.

- يرجع ذلك إلى احتمال موت الميكروبات سريعًا بعد التغذي على اللاكتوبيونات، ومن ثم تتحول إلى مادة عضوية ترابية تعزز صحة التربة والقدرة على الاحتفاظ بالمياه، كما توصل العلماء إلى أنه رغم استهلاك الميكروبات للمواد المضافة، كان مستوى الكربون في التربة أكبر بمرتين مما في التربة العادية.

المنافسة على المغذيات

- رغم أن تغذية اللاكتوبيونات للميكروبات تجعل التربة أكثر صحة، لا يزال من الممكن أن تأتي المعالجة بهذا النوع من المواد الغنية بالكربون بنتائج عكسية على الزراعة.

- تحتوي الأجسام الميكروبية على جزيئات مثل البروتينات والدهون والأحماض النووية، التي تتكون من الكربون والنيتروجين والفوسفور وعناصر أخرى، وللتكاثر، تحتاج الميكروبات إلى تحقيق التوازن بين وفرة الكربون وعناصر أخرى، ونتيجة ذلك، تتنافس مع النباتات للحصول على هذه العناصر الغذائية الأساسية.

- هذا يعني أن إضافات الكربون إلى التربة الزراعية يمكنها تقليل غلة المحاصيل عن طريق تقليل المغذيات، على الأقل لبعض الوقت، وعندما تموت هذه الميكروبات في وقت لاحق من الموسم، ستصبح المواد الغذائية متاحة للنباتات.

- رغم المنافسة، فإن هذه الأجسام الميكروبية يمكن أن تعمل كبطارية مغذية، حيث تحتفظ بالمواد النافعة بأمان في التربة حتى تكبر النباتات وتحتاج إليها، لكن على أي حال، ورغم الإمكانات الواعدة للاكتوبيونات داخل المختبر، فإنها تحتاج إلى المزيد من الاختبارات الأوسع نطاقًا في البيئة الزراعية الطبيعية.