عضلات النبات الفوسفورية - مقويات النباتات .. بآلية نانوية

استمع على ساوندكلاود 🎧

لم يكن يعلم جون ماير العالم الزراعي أن فكرته بجلب الفوسفات إلى عالم التنمية الزراعية سوف تجلب الكثير من المتاعب والمشاكل البيئية، فبالرغم صحــّــة نظرية انحلال الفوسفور خلال ثمانين عاماً نتيجة الاستهلاك الجائر إلا أن العالم مازال يطمع أكثر في زيادة استخدامه، نظرًا لكونه الحجر الرئيس في الحصول على النباتات الضخمة المدرّة اقتصاديًا ......

تلتهم النباتات الفوسفور بشهية كبيرة نظراً لحاجتها له في عملياتها الحيوية من بناء ضوئي وتنفس وغيرها، وتمتص النباتات الفوسفور من التربة إثر عمليات أنزيمية تعمل على تحويل الفسفور من شكله المعقد إلى التركيب البسيط الذي يستطيع النبات امتصاصه، لكن رغم احتياج النبات لـ 45% من الفوسفور الموجود في التربة إلا أن المزارعين يهيلون السماد بكميات ضخمة طمعًا في حصولهم على أوفر النباتات حظاً أمام المستهلك وعلى رفوف البيع، دون أن يأخذوا في الحسبان تسرب بقايا السماد إلى مجاري الأنهار والمياه لتغرق المناطق المائية بالطحالب نتيجة ظاهرة الإثراء الغذائي*.

دفع هذا العلماء للبحث في تقنيات أخرى تحمي النبات وتساعده على النمو بنفس الفعالية ولكن دون الحاجة إلى إضافات من خارج المواطن النباتية، فقد نجح مهندسون من جامعة واشنطن في ولاية سانت لويس الأمريكية في اكتشاف آلية نانوية تزيد من فعالية النبات لامتصاص الفوسفور من التربة وتقليل نسبة الأسمدة المستخدمة.

سحر الجزيئات النانوية!

تتفاعل الجزيئات المصنوعة من أكسيد الزنك وهو أحد العناصر المغذية للنبات مع الأنزيمات المسئولة (مثل الفوسفاتاز والفيتاز) عند امتصاص الفسفور من التربة وتزيد من فعاليتها مما يسهل حصول النبات على الفسفور بقدر حاجته للنمو، ولدراسة فعالية هذه الجزيئات النانوية تمت إضافتها إلى أحد أنواع الفول "Mung bean" المزروع في الصين والهند وقد اختاره العلماء لاحتوائه على نسبة عالية من البروتين الكافي لإشباع 60% من حاجة سكان تلك الدول، كما يتميز بقدرته على التكيف مع التغيرات المناخية، التي قد تؤثر على قدرة الأنزيمات المساهمة في امتصاص الفوسفور وكذلك قدرة الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في التربة المساهمة أيضاً في امتصاص الفسفور مما يحول لون النباتات إلى لون بني مصفر قبل أن تموت.

فول مونغ والجزيئات النانوية؟

استطاعت الجزيئات النانوية المصنوعة من الزنك زيادة نسبة امتصاص الفسفور في نبات الفول إلى 11% وكذلك زيادة فعالية الأنزيمات المساعدة من 84% إلى 108%، وبالتالي زيادة تحويل الفوسفور المعقد إلى الفسفور المطلوب المتاح للامتصاص مما يقلل الحاجة إلى الفوسفور الصناعي.

وعن الآمال المستقبلية نقول بأن 45% من الفسفور العالمي يستخدم في الزراعة خاصة في الصين والهند مما يركز بؤرة البحث في إيجاد حلول تستهدف الزراعة بشكل أولى من غيرها ويأمل الباحثون أن يستخدم العالم بأجمعه هذه التقنية للمساهمة ولو بشكل بسيط في الحفاظ على البيئة بالتوازي مع زيادة الإنتاج الغذائي لسد ثغرة المجاعة الغذائية في العالم .

(*) الإثراء الغذائي"Eutrophication": ارتفاع تركيز العناصر الأساسية لتغذية النباتات من الفوسفور والنيتروجين في مياه البحيرات والسدود نتيجة طرح ملوثات عضوية فيها مما يؤدي إلي نمو الطحالب بكثافة مما ينعكس سلبًا على الأحياء المائية .

المراجع :

Raliya، Ramesh. Tarafdar، Jagadish Chandra. Biswas، Pratim. Enhancing the Mobilization of Native Phosphorus in the Mung Bean Rhizosphere Using ZnO Nanoparticles Synthesized by Soil Fungi. Journal of Agricultural and Food Chemistry، 2016; 64 (16): 3111

هنا

Environment .2016. Nanoparticles present sustainable way to grow food crops .29 April .science daily. {Accessed 7 May 2016} .available form:

هنا