اكتشاف نانوي قد يحدث ثورة في زراعة الأرز ويعزز الأمن الغذائي العالمي

يعد الأرز الغذاء الأساسي لأكثر من 3.5 مليار إنسان حول العالم، لكنه في الوقت ذاته من أكثر المحاصيل استنزافا للموارد، سواء من حيث استهلاك الأسمدة أو تكاليف الإنتاج أو الانبعاثات الكربونية، غير أن أبحاثا جديدة من جامعة ماساتشوستس الأمريكية وجامعة جيانجنان الصينية قد تكشف عن حل مبتكر لهذا التحدي العالمي وهو استخدام عنصر السيلينيوم في صورته النانوية.

يقول البروفيسور باوشان شينج: "لقد أحدثت الثورة الخضراء منتصف القرن الماضي طفرة هائلة في الإنتاج الزراعي، لكنها الآن أوشكت على فقدان زخمها، نحن بحاجة إلى ثورة جديدة تعيد التوازن بين الإنتاج والاستدامة".

الثورة السابقة اعتمدت على الأسمدة النيتروجينية الصناعية، لكن هذه الأسمدة باهظة التكلفة، تنتج كميات ضخمة من ثاني أكسيد الكربون، ولا تستفيد النباتات إلا من 30% إلى 60% منها، بينما يهدر الباقي في الأنهار والبحار مسببا المناطق الميتة والتلوث البيئي.

أظهرت الدراسة أن رش الأرز بمركبات السيلينيوم النانوي على الأوراق والسيقان باستخدام الطائرات المسيرة يقلل الحاجة إلى الأسمدة الكيميائية، ويرفع كفاءة استخدام النيتروجين من 30% إلى 48.3%.

وينتج عن ذلك انخفاض التأثيرات البيئية الضارة بنسبة 41%، وزيادة الفوائد الاقتصادية بنسبة 38.2% لكل طن من الأرز المنتج، وتقليل انبعاثات الميثان وأكسيد النيتروز والأمونيا بنسبة تراوحت بين 18.8% و45.6%.

الطريقة التي يعمل بها السيلينيوم النانوي تتلخص في تحفيز عملية التمثيل الضوئي بمعدل يزيد عن 40%، وزيادة التمثيل الضوئي تعني امتصاص المزيد من ثاني أكسيد الكربون وتحويله إلى كربوهيدرات، التي بدورها تغذي الجذور، فتزداد قوتها وتطلق مركبات عضوية تنشط الميكروبات النافعة في التربة مما يزيد من امتصاص النيتروجين والأمونيوم من التربة لصالح النبات.

يمثل هذا الابتكار خطوة مهمة نحو زراعة أكثر استدامة، حيث يجمع بين تقليل التكاليف على المزارعين وتحسين القيمة الغذائية لحبوب الأرز الغنية بالسيلينيوم وحماية البيئة من التلوث والانبعاثات الضارة.

إذا طبقت هذه التقنية على نطاق واسع، فقد تعيد صياغة العلاقة بين الزراعة والبيئة، وتمنح العالم أداة فعالة لمواجهة تحديات الأمن الغذائي وتغير المناخ.