ارتفاع مستويات غاز ثاني أكسيد الكربون في الجو يؤثر على جودة المحاصي

أظهرت دراسة حقلية (ميدانية) حديثة أن المستويات المتصاعدة لغاز ثاي أكسيد الكربون تسهم في الحد من قدرة النبات على تحويل النترات إلى بروتينات ما يجعل القيمة الغذائية للمحاصيل عُرضة للخطر نتيجة للتغيرات المناخية الكبيرة، وسيتم نشر نتائج هذه الدراسة في مجلة Nature Climate Change. تشير الدراسة إلى أن جودة الأغذية آخذة في الانخفاض في ظل ما نشهده من ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، وأن هناك تفسيرات عدّة وضعت لهذا الانخفاض، غير أن هذه الدراسة هي الأولى من نوعها التي تثبت أن ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون يمنع تحويل النترات إلى بروتين في المحاصيل الحقلية المزروعة.

تلعب عملية مراكمة أو معالجة الآزوت دوراً رئيساً في نمو وإنتاجية النبات خصوصاً في المحاصيل الزراعية كالقمح الذي يعد من المصادر الحيوية للبروتين النباتي بالنسبة للإنسان، حيث يزود النظام الغذائي العالمي بربع احتياجاته من البروتين؛ من جهة أخرى فقد أثبتت العديد من الدراسات المخبرية أن المستويات المرتفعة من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي تَحول دون مراكمة النترات في أوراق نباتات المحاصيل الحبية والمحاصيل غير البقولية؛ ومع ذلك لم يكن يتم التحقق من هذه العلاقة.

قام الباحثون بإجراء اختباراتهم على عينات من القمح تم زراعتها بين عامي 1996 و1997 من أجل مراقبة استجابة القمح إلى مستويات مختلفة من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، وتم ذلك في مركز Maricopa الزراعي بالقرب من مدينة فينكس بولاية أريزونا حيث قاموا بإطلاق هواء مشبع بثاني أوكسيد الكربون في أحواض الإختبار يشابه مستويات الكربون الجوي المتوقعة في العقود القليلة القادمة بينما كانوا أيضاً يراقبون محاصيل قمح تتعرض للهواء الطبيعي في الحقول المجاورة. قام العلماء بوضع عينات الأوراق التي تم حصادها من أحواض الإختبار في الثلج ثم جففوها ووضعوها في حاويات مفرغة من الهواء من أجل الحد من التغييرات على النيتروجين (النترات) عبر الزمن. وبعد أكثر من عشر سنين أصبح بالإمكان إجراء بعض التحاليل الكيميائية التي كانت غير ممكنة من قبل.

وفي دراسة حديثة وثّق الباحثون وجود ثلاثة مقاييس مختلفة فيما يتعلق بمراكمة النترات والتي من شأنها أن تؤكد أن المستوى المتصاعد للكربون في الغلاف الجوي يَحُول دون تحويل النترات إلى بروتين، وهذه النتائج تتفق مع النتائج المستخلصة من الدراسات المخبرية السابقة، والتي أظهرت أن هناك العديد من الآليات الفسيولوجية المسؤولة عن دور ثاني أكسيد الكربون في تثبيط تراكم النترات في الأوراق.

أشار إلى أن دراسات أخرى أظهرت أن تراكيز البروتين في محاصيل الحبوب مثل القمح والأرز و الشعير - وكذلك في درنات البطاطا – قد انخفضت بالمتوسط حوالي 8 % تحت مستويات مرتفعة من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، و عندما يؤخذ في الاعتبار أن هذا الانخفاض هو في جزء من البروتين الغذائي الذي يحصل عليه البشر من هذه المحاصيل المختلفة، يصبح من الواضح أن الكمية الإجمالية من البروتين المتاح للاستهلاك البشري قد تنخفض بنحو 3 % وذلك بوصول ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى المستويات المتوقعة خلال العقود القليلة المقبلة.

وتم التنويه إلى أن زيادة التسميد الآزوتي يمكن أن يعوض جزئياً عن هذا الانخفاض أو التراجع في نوعية الغذاء، إلاأن له عواقب سلبية بما في ذلك ارتفاع التكاليف وزيادة ارتشاح النترات إلى المياه الجوفية وزيادة انبعاثات أكسيد النيتروز وهو من الغازات المسببة لظاهرة الاحتباس الحراري!

المصدر:

هنا