[ad_1]
من العدس إلى الحمص، وحتى الفاصوليا المطبوخة المتواضعة، ربما تكون البقول معروفة كمصدر بديل للبروتين النباتي. هذه النباتات هي أبطال بيئيون: فهي تعمل مع ميكروبات التربة “لتثبيت” النيتروجين من الهواء، وإثراء التربة بالمواد المغذية للسماح لها بالنمو.
وبما أن قدرتها على تثبيت النيتروجين أصبحت مفهومة بشكل أفضل، يأمل العلماء في إيجاد طرق لزيادة الإنتاجية، وفي نهاية المطاف تطبيق بعض هذه الخصائص الفعالة لإثراء التربة على محاصيل أخرى مثل الحبوب. ومع القدرة على تثبيت النيتروجين، ستحتاج المحاصيل إلى كمية أقل من الأسمدة النيتروجينية وستتحسن صحة التربة في الوقت نفسه.
تعتبر البقول، وهي البذور الجافة الصالحة للأكل من نباتات البقوليات، من الأغذية الأساسية في النظام الغذائي لكل من البشر والماشية في جميع أنحاء العالم. في جميع أنحاء أوروبا والولايات المتحدة، يتم تناولها عادة على شكل فاصوليا معلبة وحمص وعدس، بينما في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى، تعد اللوبيا من بين البقوليات الأكثر أهمية.
تحتوي البقول على نسبة عالية من البروتين والكربوهيدرات والألياف الغذائية والفيتامينات والمعادن، وتلعب دورًا أساسيًا في الأنظمة الغذائية الصحية المغذية. وتستخدم كل من البذور والأوراق أيضا كعلف للماشية. بالنسبة للمزارعين أصحاب الحيازات الصغيرة في الدول النامية، تعد البقول المغذية بديلاً فعالاً من حيث التكلفة للبروتين الحيواني وتشكل نسبة كبيرة من الوجبات الغذائية النموذجية.
وفي غرب كينيا ورواندا وبوروندي، يأكل الناس أكثر من 30 كيلوغراما من الفاصوليا سنويا في المتوسط، في حين توصي العديد من البلدان الأفريقية بالبقول كبديل للحوم في المبادئ التوجيهية الغذائية. ويمكن أيضًا تخزين البقول لفترات طويلة دون التأثير على محتواها الغذائي.
السحر داخل العقيدات الجذرية
منذ حوالي 100 مليون سنة، طورت البقوليات القدرة الطبيعية على إيواء البكتيريا المفيدة داخل هياكل مخصصة تسمى العقيدات الجذرية. هنا، تقوم البكتيريا بتحويل النيتروجين الغازي من الهواء والتربة إلى شكل يمكن للنبات الوصول إليه كمواد مغذية.
لذلك، تحتاج البقوليات إلى كمية أقل من الأسمدة النيتروجينية مقارنة بالحبوب ومحاصيل الخضروات الأخرى. يمكن للبقوليات عالية الأداء تثبيت ما يصل إلى 300 كجم من النيتروجين لكل هكتار، وهو ما سيكلف المزارعين حوالي دولار واحد لكل كجم من الأسمدة لتلبية الاحتياجات الغذائية للنبات.
في مشروع تمكين المغذيات في الزراعة، نحاول أن نفهم كيف تقوم البقوليات بذلك بالضبط. نحن نستكشف كيف تطورت هذه العقيدات الجذرية المثبتة للنيتروجين في البقوليات فقط في المقام الأول. وبهذه المعرفة، نأمل في إيجاد طرق لزيادة كفاءة تثبيت النيتروجين داخل العقيدات الجذرية وتعظيم نمو وإنتاجية المحاصيل البقولية.
البكتيريا النافعة
تبحث مجموعتي البحثية في كيفية تفاعل البقوليات مع البكتيريا المفيدة وتجنب الميكروبات المسببة للأمراض. في حين أن البكتيريا مثل الريزوبيا الموجودة في هذه العقيدات الجذرية تساعد النباتات على الحصول على العناصر الغذائية، فإن ميكروبات التربة الأخرى بما في ذلك البكتيريا والفطريات يمكن أن تسبب المرض وتمنع النباتات من تحويل الكثير من النيتروجين. لذلك يجب أن يكون لدى النبات آلية دفاعية تمنع الميكروبات المسببة للأمراض. وهذا قد يمنعها أيضًا من التفاعل الكامل مع البكتيريا المفيدة.
حدد فريق الباحثين لدينا العوامل المحتملة التي تحد من تثبيت النيتروجين في عقيدات نبات Medicago، المعروف أيضًا باسم البرسيم البرميلي أو البرسيم البرميلي. كثيرا ما يستخدم هذا البقول للبحث ولا يزرع للاستهلاك. ومن خلال دراسة هذه العوامل المحددة، نأمل في تحسين كفاءة تثبيت النيتروجين دون التأثير على آليات الدفاع الداخلية للمحصول لحمايته من الأمراض.
بعد دراسة هذه الآلية في البقوليات البحثية، يدرس الباحثون الآن عددًا قليلاً من البقوليات المحاصيل ذات الصلة مثل فول الصويا واللوبيا لفهم مدى انتشار وقابلية تطبيق الآليات البيولوجية الأساسية، وما إذا كان يمكن تسخيرها لتحسين البقول الأخرى في المستقبل.
على الرغم من كونها من أقدم المحاصيل المستأنسة، فإن العديد من البقوليات أقل تكيفًا بكثير مع الزراعة، وبالتالي لديها إمكانات كبيرة لمزيد من التحسين من خلال التربية والهندسة الوراثية، مما يجعلها أكثر ملاءمة واستدامة للنظم الغذائية الحديثة.
وتشمل فوائد تثبيت النيتروجين بشكل أكثر كفاءة في البقوليات زيادة النمو والكتلة الحيوية، ونأمل أن يكون هناك محتوى أعلى من البروتين في البذور أو البقول. وهذا من شأنه أن يزيد القيمة الغذائية لكل محصول، مما يعني إمكانية إنتاج المزيد من الأغذية الغنية بالمغذيات عالية الجودة لكل هكتار.
ومن شأن زيادة الغلة أن تخلق فرصا جديدة لصغار المزارعين ومزارعي الكفاف لزراعة البقوليات والاستفادة منها – مثل فول الصويا – كمحاصيل نقدية لتحسين سبل العيش في المناطق الريفية. يمكن أن تكون البقوليات الأكثر إنتاجية أكثر فعالية كمحصول دوراني يعمل على تحسين صحة التربة، وهو أمر مهم بشكل خاص للمزارعين الذين يتعاملون مع التربة المتدهورة، مثل تلك الموجودة في جميع أنحاء أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى.
قم بالتسجيل للحصول على النشرات الإخبارية المجانية AllAfrica
احصل على آخر الأخبار الإفريقية التي يتم تسليمها مباشرة إلى صندوق الوارد الخاص بك
نجاح!
تقريبا انتهيت…
نحن نحتاج إلى تأكيد عنوان بريدك الإلكتروني.
لإكمال العملية، يرجى اتباع التعليمات الواردة في البريد الإلكتروني الذي أرسلناه إليك للتو.
خطأ!
حدثت مشكلة أثناء معالجة إرسالك. الرجاء معاودة المحاولة في وقت لاحق.
وكلما عرفنا أكثر عن هذه القدرة الفريدة للبقوليات، زادت فرصتنا في تطوير محاصيل أخرى ذات قدرة مماثلة بنجاح. ومن الممكن أن يؤدي مثل هذا التطور، على الرغم من أنه لا يزال يستغرق بضع سنوات، إلى تحويل الزراعة المستدامة، وخاصة في المناطق حيث يكون الوصول إلى الأسمدة الاصطناعية محدودا بالفعل بسبب التكلفة والتوافر.
لقد كان توسيع نطاق تثبيت النيتروجين ليشمل محاصيل أخرى منذ فترة طويلة طموحًا لعلماء المحاصيل في جميع أنحاء العالم، ومع تقدم دراسة بيولوجيا النبات، يتسارع نبض التقدم.
ليس لديك الوقت الكافي للقراءة عن تغير المناخ بقدر ما تريد؟
احصل على تقرير أسبوعي في بريدك الوارد بدلاً من ذلك. كل يوم أربعاء، يكتب محرر البيئة في The Conversation “تخيل”، وهي رسالة بريد إلكتروني قصيرة تتعمق قليلاً في قضية مناخية واحدة فقط. انضم إلى أكثر من 30.000 قارئ اشتركوا حتى الآن.
سيباستيان شورناك، قائد مجموعة بحثية أولى في مشروع تمكين تكافل المغذيات في الزراعة (ENSA)، جامعة كامبريدج
[ad_2]
المصدر