يهدد تغير المناخ الغذاء لكن الطحالب المجهرية تقدم إجابات

في عام 2021 ، أصدرت الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ المجلد الأول من أحدث تقرير رسمي لها عن تغير المناخ. ووصف الأمين العام للأمم المتحدة النتائج التي توصلت إليها بأنها “رمز أحمر للإنسانية”.

وقالت اللجنة إن التأثيرات الناشئة والمتوقعة على الزراعة والإمدادات الغذائية صارخة. على سبيل المثال ، يمكن أن تؤثر موجات الحرارة والجفاف وزيادة تقلب هطول الأمطار سلبًا على غلات المحاصيل وإنتاجية الثروة الحيوانية. وهذا بدوره يمكن أن يسبب مشاكل تتعلق بتوافر الغذاء وجودته ، فضلاً عن مخاطر سوء التغذية والجوع.

تتحمل بعض أجزاء العالم هذا العبء بشكل غير متناسب: أكثر من ثلاثة مليارات شخص يُعتبرون حاليًا معرضين بشدة لتغير المناخ ، معظمهم في إفريقيا وجنوب آسيا وأمريكا اللاتينية. ويتعرض صغار المزارعين والرعاة للخطر بشكل خاص.

أصبحت الحاجة إلى العمل المناخي واضحة الآن ، لكن إيجاد مسارات قابلة للتطبيق قد يكون أمرًا صعبًا. ومع ذلك ، يمكن أن تقلل الإجراءات المناخية الفعالة من المخاطر المتعلقة بالمناخ مع تعزيز الاستدامة. تقدم التقنيات الزراعية “الذكية مناخياً” العديد من الإجراءات المناخية المؤكدة ، مثل الحراجة الزراعية أو البذور التي تتحمل الجفاف. يمكن أن تؤدي هذه التقنيات إلى زيادة إنتاجية المزرعة مع تخفيف (أي مكافحة) تغير المناخ أو مساعدة المزارعين على التكيف معه ، أو كليهما.

تزايد الاهتمام بالطحالب الدقيقة

الطحالب الدقيقة هي مجموعة متنوعة من الكائنات المائية المجهرية. مثل النباتات ، تولد عادة الطاقة من ضوء الشمس من خلال عملية التمثيل الضوئي. لكنهم يختلفون عن النباتات في الطرق الأساسية. على سبيل المثال ، تنمو في الماء بدلاً من الأرض وتمتص العناصر الغذائية مباشرةً بدلاً من الجذور. بينما يُنظر إلى بعض الطحالب الدقيقة على أنها ضارة ، يوفر البعض الآخر منتجات مفيدة.

أظهر المستهلكون والشركات والباحثون اهتمامًا متزايدًا بالطحالب الدقيقة في السنوات الأخيرة. استخدام أرثروسبيرا بلاتنسيس (سبيرولينا) كمكمل غذائي هو أحد الأمثلة. يشمل البعض الآخر كيف يمكن استخدام الطحالب الدقيقة كأدوات لدعم المحاصيل أو البلاستيك الحيوي أو الوقود الحيوي.

أحد الأسئلة التي ظلت دون دراسة إلى حد كبير ، مع ذلك ، هو ما إذا كانت تطبيقات “الأغذية الزراعية” للطحالب الدقيقة قد توفر خيارات واعدة للتخفيف من تغير المناخ أو التكيف معه.

تم إعداد ورقة أكاديمية جديدة لتقديم إجابات مؤقتة. استعرض الأدلة المتاحة على الطحالب الدقيقة مثل المكملات الغذائية ، وأعلاف الماشية ، والمخصبات الحيوية ، والمنشطات الحيوية والمواد الأولية biochar. ثم قام بتقييم إمكانات تطبيقات الطحالب الدقيقة الخمسة هذه لتكون بمثابة أساس للإجراءات المناخية.

تطبيقات الأغذية الزراعية والعمل المناخي

تم استخدام الطحالب الدقيقة كأغذية تقليدية في العديد من البلدان حيث توجد الأنواع المناسبة بشكل طبيعي ، مثل المكسيك وتشاد.

في الوقت الحاضر ، يتم تناول المكملات الغذائية من الطحالب الدقيقة بشكل أساسي من قبل المستهلكين المهتمين بالصحة. ومع ذلك ، يمكن استخدامها أيضًا لمعالجة سوء التغذية وتحسين الصحة في الأماكن التي يكون فيها النظام الغذائي سيئًا. كأطعمة ، يمكن أن تكون الطحالب الدقيقة مصادر قوية للمغذيات ، بما في ذلك البروتينات عالية الجودة والدهون والفيتامينات.

إنتاج الطحالب الدقيقة له خصائص تميزه بوضوح عن الإنتاج النباتي أو الحيواني. لا تتطلب أرضًا خصبة. إنها مستقلة إلى حد كبير عن أنماط الطقس المحلية ويمكن أن تعيد تدوير المياه. لديها إنتاجية مرتفعة ونطاق للمحاصيل المستمرة. هذا المظهر التكنولوجي مناسب تمامًا للتعامل مع الصدمات المناخية ، لذلك يمكن أن يكون إنتاج الطحالب الدقيقة مرنًا للمناخ. وبالتالي ، فإن توصيل الكتلة الحيوية الطحلبية الدقيقة لاستخدامها كغذاء أو لتطبيقات أخرى يمكن أن يكون أيضًا مرنًا للمناخ.

تقدم الأعلاف الجديدة مثل الطحالب الدقيقة والأعشاب البحرية والحشرات خيارات لتحسين استدامة الإنتاج الحيواني من خلال توفير مكملات غنية بالبروتين للأعلاف الأساسية مثل الأعشاب ومحاصيل العلف. تم اختبار أعلاف الطحالب الدقيقة على الأبقار والماعز والأغنام والخنازير والدواجن والأسماك. تضمنت النتائج عادةً تحسين الإنتاجية ، وتحسين الجودة الغذائية للمنتجات ، أو كليهما. يمكن أن توفر الطحالب الدقيقة أيضًا مصدرًا آمنًا للأعلاف في الأماكن التي تشكل فيها نفوق الماشية المرتبط بتغير المناخ مصدر قلق متزايد.

يواصل إنتاج المحاصيل العالمي الاعتماد بشكل كبير على الأسمدة الكيماوية لزيادة إنتاجية المحاصيل. ومع ذلك ، يمكن أن تقوض هذه المنتجات في بعض الأحيان الاستدامة الزراعية أو لا تتكيف بشكل جيد مع آثار تغير المناخ.

المخصبات الحيوية والمنشطات الحيوية هي خيارات بديلة طبيعية لزيادة إنتاج المحاصيل. توفر الأسمدة الحيوية العناصر الغذائية للنباتات. تعمل المحفزات الحيوية على تعزيز نمو النبات عن طريق تحفيز العمليات البيولوجية أو الكيميائية في النباتات أو الميكروبات المرتبطة بالجذور.

تشير الدراسات المبكرة عن الأسمدة الحيوية والمحفزات الحيوية القائمة على الطحالب الدقيقة إلى أنها يمكن أن تعزز الإنتاجية مع بناء قدرة المحاصيل على التكيف مع الضغوط المرتبطة بالمناخ مثل ارتفاع درجات الحرارة وندرة المياه وملوحة التربة. نباتات الذرة المعالجة ، على سبيل المثال ، أظهرت جذورًا أكثر تطورًا من النباتات غير المعالجة. أدى ذلك إلى مقاومة أفضل للجفاف.

يمكن أن تدعم الطحالب الدقيقة أيضًا إنتاج المحاصيل باستخدام الكتلة الحيوية الطحلبية لصنع الفحم الحيوي ، أو الكتلة الحيوية المتفحمة. يمكن أن يؤدي تطبيق biochar على الحقول إلى تحسين خصوبة التربة وتعزيز قدرة التربة على الاحتفاظ بالمياه. مثل هذه الآثار يمكن أن تساعد المحاصيل على التكيف مع آثار تغير المناخ مثل عدم انتظام هطول الأمطار والظواهر الجوية المتطرفة.

Biochar كان أداة تقليدية لإدارة التربة في بعض الثقافات ، وفي بعض الأحيان تظل الحقول المعالجة متميزة. على سبيل المثال ، تبين أن الحقول المعالجة منذ عدة قرون في أمريكا الجنوبية تحتوي على ما يصل إلى 9٪ كربون مقارنة بـ 0.5٪ في الحقول المجاورة. علاوة على ذلك ، كانت إنتاجيتهم أعلى بمرتين من إنتاج الحقول غير المعالجة. اقترحت الدراسات المبكرة على الفحم الحيوي المصنوع من الطحالب الدقيقة أنه يمكن أن يكون تعديلًا فعالًا للتربة.

التخفيف من حدة تغير المناخ والتكيف معه

مجتمعة ، يمكن اعتبار هذه التطبيقات الغذائية الزراعية الخمسة للطحالب الدقيقة طرقًا ممكنة لتعزيز مرونة إنتاج الغذاء للمناخ ، وبالتالي كتدابير للتكيف مع تغير المناخ. بشكل ملموس ، فإنها توفر خيارات للمساعدة في تأمين كل من الإمدادات الغذائية وسبل العيش الزراعية على الرغم من تغير المناخ.

تم العثور على هذه التطبيقات الخمسة أيضًا لتقديم طرق ممكنة للتخفيف من تغير المناخ ، سواء عن طريق تقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري أو تحويل هذه الغازات إلى شكل مادي. أحد الأمثلة على ذلك هو استبدال علف الماشية المستورد مثل دقيق الصويا – المرتبط بانبعاثات النقل وإزالة الغابات الاستوائية – جزئيًا بأعلاف تعتمد على الطحالب الدقيقة والتي تحتاج إلى مساحة صغيرة نسبيًا ويمكن الحصول عليها من مصادر محلية. مثال آخر هو استخدام الفحم الحيوي القائم على الطحالب الدقيقة لبناء الكربون العضوي للتربة في شكل مستقر.

في المستقبل ، يمكن أن تدعم أسواق الكربون تدابير التخفيف هذه. تقدم هذه الأسواق آليات للدفع مقابل المشاريع التي تخفف من تغير المناخ. من الناحية النظرية ، يمكن أن يوفر هذا تدفقات نقدية لأصحاب المصلحة المشاركين ، بما في ذلك المزارعين. علاوة على ذلك ، قد تكون مثل هذه المشاريع جذابة للمشاركين المحتملين بالنظر إلى الزيادات الحادة في أسعار ائتمان الكربون في السنوات الأخيرة ، حتى لو كانت هذه المبادرات أحيانًا مخيبة للآمال في الماضي. ومع ذلك ، ستكون هناك حاجة إلى العديد من التطورات المؤسسية لجعل ذلك ممكناً.

من الواضح أن تطبيقات الطحالب الدقيقة الخمسة التي تم فحصها تبشر بالخير ، سواء كطرق لتعزيز إنتاج الغذاء المقاوم للمناخ وكإجراءات للتخفيف من تغير المناخ. وبالتالي يمكن تأطير هذه التطبيقات على أنها إجراءات مناخية. ولكن هناك حاجة إلى مزيد من البحث لاستكشاف هذه الإمكانية والتحقق منها ، ودراسة قضايا مثل قبول المستهلك وإدارة مخاطر التلوث المحتملة.

في غضون ذلك ، تستحق تقنيات الطحالب الدقيقة الخمس هذه اهتمامًا أكبر من المستهلكين والمزارعين والحكومات باعتبارها ابتكارات في الوقت المناسب ومفعمة بالأمل.