بذور مغلفة من البكتريا والحرير تعيد الحياة للأراضي الهاشمية

أكد بحث جديد لـ” معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا” أن حفظ البذور بطبقة واقية يوفر المواد المغذية الضرورية للنبات، الأمر الذي يمكن أن يجعل عملية الزراعة ممكنة في التربة غير المنتجة.

وغرس فريق من المهندسين بذور من الحرير تمت معالجتها بنوع من البكتيريا التي تنتج سماد النيتروجين بشكل طبيعي؛ لمساعدة النباتات في التطور، وأظهرت الاختبارات أن هذه البذور يمكن أن تنمو بنجاح في التربة التي تكون مالحة جدًا بحيث لا تسمح للبذور غير المعالجة بالنمو بشكل طبيعي. ويأمل الباحثون في أن تتيح هذه العملية، التي يمكن تطبيقها بتكلفة منخفضة ودون الحاجة إلى معدات متخصصة، مساحات من الأراضي للزراعة التي تُعتبر الآن غير صالحة للزراعة.

نشأ هذا العمل من البحث السابق لـ “بنديتو ماريللي”؛ أستاذ الهندسة المدنية والبيئية، حول استخدام الطلاء الحريري كوسيلة لإطالة العمر الافتراضي للبذور المستخدمة كمحاصيل غذائية. ويقول ماريللي: “عندما كنت أجري بعض الأبحاث حول ذلك، عثرت على المخصبات الحيوية التي يمكن استخدامها لزيادة كمية المواد الغذائية في التربة. وتستخدم هذه الأسمدة الميكروبات التي تعيش في تكافل مع نباتات معينة وتحول النيتروجين من الهواء إلى شكل يمكن أن تستوعبه النباتات بسهولة”.

لا يقتصر الأمر على توفير هذه الأسمدة الطبيعية للمحاصيل النباتية، ولكنه يتجنب المشاكل المرتبطة بمناهج التسميد الأخرى. ويوضح “ماريللي”: “إن إحدى المشاكل الكبيرة التي تواجه الأسمدة النيتروجينية هي أن لها تأثيرًا بيئيًا كبيرًا، وقد يكون لهذه الأسمدة الصناعية تأثير سلبي في جودة التربة”.

وعلى الرغم من أن هذه البكتيريا المثبتة للنيتروجين تحدث بشكل طبيعي في التربة حول العالم، مع وجود أصناف محلية مختلفة موجودة في مناطق مختلفة، إلا أنه من الصعب الحفاظ عليها خارج بيئة التربة الطبيعية. لكن الحرير يمكن أن يحافظ على المواد البيولوجية؛ لذلك قرر “ماريللي” وفريقه تجربتها على بكتيريا تثبيط النيتروجين المعروفة باسم “ريزوبكتيريا”.

ويشير “ماريللي” إلى أن الفريق توصل للفكرة لاستخدامها في طلاء البذور، وبمجرد أن تكون البذور في التربة فإنها ستنشط.

ويتكون المزيج المذكور من نوع من السكر يعرف باسم التريهالوز “trehalose”، والذي تستخدمه بعض الكائنات الحية للبقاء تحت ظروف المياه المنخفضة. وتم تعليق كل من الحرير والبكتيريا والتريهالوز في الماء، وقام الباحثون ببساطة بنقع البذور في المحلول لبضع ثوان لإنتاج طلاء متساوٍ، ثم تم اختبار البذور في كل من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ومرفق بحثي تديره جامعة “محمد السادس للعلوم التطبيقية” في بن جرير بالمغرب، أظهرت النتائج أن هذه التقنية تعمل بشكل جيد للغاية.

وأوضح “ماريللي”: “النباتات الناتجة التي ساعدت في إنتاج الأسمدة المستمر من قبل البكتيريا، تطورت في صحة أفضل من النباتات غير المعالجة ونمت بنجاح في التربة التي لا تُعد منتجة للزراعة في الوقت الحالي”.

في الممارسة العملية، يمكن تطبيق هذه الطلاءات على البذور إما عن طريق الغمس أو طلاء الرش، كما يقول الباحثون. ويمكن إجراء كلتا العمليتين في درجة الحرارة والضغط المحيطين العاديين، وتعد هذه العملية العملية سريعة وسهلة، وقد تكون قابلة للتطوير، للسماح للمزارع الكبيرة والمزارعين غير المهرة بالاستفادة منها.

ويضيف “ماريللي”: “الحرير العادي الذي يستخدمونه قابل للذوبان في الماء، وبمجرد تعرضه للتربة يتم إطلاق البكتيريا. وعلى الرغم من ذلك، يوفر الطلاء حماية كافية والمواد المغذية للسماح للبذور بأن تنبت في التربة بمستوى ملوحة من شأنه أن يمنع نموها الطبيعي بشكل طبيعي، وعادة ما توفر هذه البكتيريا الجذرية الأسمدة للمحاصيل البقولية، مثل: الفول والحمص، وكانت هذه المحاور محور البحث حتى الآن. ولكن قد يكون من الممكن تكييفها للعمل مع أنواع أخرى من المحاصيل أيضًا وهذا جزء من البحث المستمر للفريق”.

وتابع: هناك دفعة كبيرة لتوسيع استخدام البكتيريا الجذرية لتشمل المحاصيل غير المزهرة، كما أن هناك إحدى الطرق لتحقيق ذلك وهي تعديل الحمض النووي للبكتيريا أو النباتات أو كليهما، لكن ذلك قد لا يكون ضروريًا، وحتى لو اقتصرت هذه الطريقة على المحاصيل البقولية، فإنها يمكن أن تحدث فرقًا كبيرًا في المناطق ذات المساحات الكبيرة من التربة المالحة.

واختتم “ماريلي” حديثه قائلًا: “وبناءً على الإثارة التي رأيناها بتعاوننا في المغرب، قد يكون هذا مؤثرًا للغاية”.

وكخطوة تالية، يعمل الباحثون على تطوير طبقات طلاء جديدة لا يمكنها حماية البذور من التربة المالحة فحسب، بل تجعلها أيضًا أكثر مقاومة للجفاف، وذلك باستخدام الطلاء الذي يمتص الماء من التربة. وفي الوقت نفسه، سيبدأون في العام المقبل باختبار المزارع في الحقول التجريبية المفتوحة في المغرب؛ ووتم اختبار في مزارعهم السابقة في الداخل في ظل ظروف أكثر رقابة.

المصدر: MIT News: Coated seeds may enable agriculture on marginal lands

بعد قراءة الموضوع يمكنك معرفة المزيد عن الكلمات الآتية: