Top Stories
news-details

غلة الأرز تنخفض وترتفع نسبة الزرنيخ في سيناريوهات تربة المناخ المستقبلية - Phys.org

نمط الحياة

غلة الأرز تنخفض وترتفع نسبة الزرنيخ في سيناريوهات تربة المناخ المستقبلية - Phys.org

تزيل ماري مويه حبيبات الأرز من سيقانها حتى يمكن وزنها للإنتاج وتحليلها لمحتوى الزرنيخ والمعلومات الغذائية الأخرى. الائتمان: كورت هيكمان              يعتبر الأرز أكبر محصول عالمي رئيسي ، حيث يستهلكه أكثر من نصف سكان العالم - ولكن التجارب الجديدة التي أجرتها جامعة ستانفورد تشير إلى أنه مع تغير المناخ ، فإن الإنتاج في المناطق الرئيسية لزراعة الأرز مع الزرنيخ في التربة المستوطنة سيخضع لتراجع كبير ويعرض إمدادات الغذاء الحساسة للخطر .                                                       تُظهر هذه التجارب التي تستكشف إنتاج الأرز في ظروف المناخ المستقبلية أن غلات الأرز يمكن أن تنخفض بنحو 40 في المائة بحلول عام 2100 - مع عواقب وخيمة محتملة في أجزاء من العالم تعتمد على المحصول كمصدر غذائي أساسي. والأكثر من ذلك ، أن التغيرات في عمليات التربة بسبب ارتفاع درجات الحرارة ستؤدي إلى احتواء الأرز على كمية من الزرنيخ السمي بمقدار ضعف ما يستهلكه الأرز اليوم. تم نشر البحث في 1 نوفمبر في Nature Communications. "بحلول الوقت الذي نصل فيه إلى عام 2100 ، يقدر أن لدينا ما يقرب من 10 مليارات شخص ، وهذا يعني أن لدينا 5 مليارات شخص يعتمدون على الأرز ، وملياري شخص لن يحصلوا على السعرات الحرارية التي يحتاجونها عادة". وقال مؤلف مشارك ، سكوت فيندورف ، أستاذ تيري هافينجتون في علوم نظام الأرض في كلية الأرض والطاقة وعلوم البيئة بجامعة ستانفورد (ستانفورد إيرث). "يجب أن نكون على دراية بهذه التحديات القادمة حتى نتمكن من الاستعداد للتكيف." نظر الباحثون على وجه التحديد إلى الأرز لأنه يزرع في حقول تغمرها المياه تساعد على تخفيف الزرنيخ من التربة ويجعلها حساسة بشكل خاص لامتصاص الزرنيخ. في حين أن العديد من المحاصيل الغذائية تحتوي اليوم على كميات صغيرة من الزرنيخ ، فإن بعض المناطق النامية أكثر عرضة من غيرها. التغيرات المستقبلية في التربة بسبب ارتفاع درجات الحرارة إلى جانب الظروف التي غمرتها الفيضانات تتسبب في أن يتم تناول الزرنيخ بواسطة نباتات الأرز في مستويات أعلى - واستخدام مياه الري التي تحتوي على الزرنيخ المرتفع بشكل طبيعي مما يؤدي إلى تفاقم المشكلة. على الرغم من أن هذه العوامل لن تؤثر على جميع السلع العالمية بالطريقة نفسها ، فإنها تمتد لتشمل المحاصيل الأخرى التي تزرعها الفيضانات ، مثل القلقاس واللوتس. وقال فيندورف وهو زميل أقدم بمعهد ستانفورد وودز للبيئة "لم أتوقع حجم التأثير على محصول الأرز الذي لاحظناه". "ما فاتني هو مقدار استجابة الكيمياء الحيوية للتربة لزيادة درجة الحرارة ، وكيف يمكن أن يضخِّم الزرنيخ المتاح للنبات ، ثم يترافق مع الإجهاد في درجة الحرارة - الذي سيؤثر على النبات حقًا".                                                                                      يوجد الزرنيخ ، وهو مادة كيميائية تحدث بشكل طبيعي وشبه معدني ، في معظم التربة والرواسب ، ولكن بشكل عام لا يتم تناوله بواسطة النباتات. التعرض المزمن للزرنيخ يؤدي إلى آفات الجلد والسرطانات وتفاقم أمراض الرئة وفي النهاية الموت. إنه أمر يثير القلق بشكل خاص في الأرز ليس فقط بسبب أهميته العالمية ، ولكن أيضًا لأن الأطعمة منخفضة الحساسية غالباً ما يتم تقديمها مبكرًا للرضع. "أعتقد أن هذه المشكلة مهمة أيضًا للأشخاص الذين لديهم أطفال صغار في مجتمعنا" ، هذا ما قالته المؤلفة الرئيسية إ. ماري مويهي ، عالمة ما بعد الدكتوراه السابقة في جامعة ستانفورد والآن في جامعة توبنغن بألمانيا. "لأن الأطفال أصغر بكثير مما نحن عليه ، إذا أكلوا الأرز ، فهذا يعني أنهم يتناولون المزيد من الزرنيخ بالنسبة لوزن الجسم". محاكاة المناخ أنشأ الباحثون ظروف مناخية مستقبلية في البيوت الزجاجية بناءً على تقديرات بحدوث زيادة محتملة في درجة الحرارة تبلغ 5 درجات مئوية ومضاعفة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بحلول عام 2100 ، كما توقعت الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ.                                    في حين بحثت الأبحاث السابقة آثار ارتفاع درجة الحرارة في سياق أزمة الغذاء العالمية ، كانت هذه الدراسة أول من يراعي ظروف التربة مع التغيرات في المناخ. بالنسبة للتجارب ، نمت المجموعة مجموعة متنوعة من الأرز متوسط ​​الحبة في التربة من منطقة زراعة الأرز في كاليفورنيا. تم التحكم في البيوت الزجاجية لدرجة الحرارة وتركيزات ثاني أكسيد الكربون ومستويات الزرنيخ في التربة ، والتي ستكون أعلى في المستقبل بسبب تراكمها في التربة من المحاصيل المروية بالمياه الملوثة بالزرنيخ ، وهي مشكلة تتفاقم بسبب ضخ المياه الجوفية الزائدة. وقال فيندورف: "لا نفكر في كثير من الأحيان في هذا الأمر ، لكن التربة تعج بالبكتيريا والكثير من الكائنات الحية الدقيقة المختلفة". "اتضح أن هذه الكائنات الحية الدقيقة تحدد ما إذا كان الزرنيخ يبقى مقسمًا إلى المعادن وبعيدًا عن النباتات أو ينطلق من المعادن إلى مرحلة الماء". وجد الباحثون أنه مع ارتفاع درجات الحرارة ، تزعزع الكائنات الحية الدقيقة المزيد من الزرنيخ الكامن في التربة ، مما يؤدي إلى كميات أكبر من المادة السامة في مياه التربة المتاحة لامتصاص الأرز. بمجرد تناوله ، يمنع الزرنيخ امتصاص المغذيات ويقلل من نمو النبات وتطوره ، وهي العوامل التي ساهمت في انخفاض الإنتاجية بنسبة 40 في المائة كما لاحظ العلماء. الإنذار المبكر ، التخطيط المستقبلي في حين أن الخسارة الهائلة في الإنتاج هي سبب رئيسي للقلق ، يأمل العلماء أن يساعد هذا البحث المنتجين في إيجاد حلول محتملة لإطعام العالم. "الأخبار السارة هي أنه بالنظر إلى التطورات السابقة فيما يتعلق بقدرة المجتمع العالمي على استنباط أصناف يمكن أن تتكيف مع الظروف الجديدة ، إلى جانب مراجعات إدارة التربة ، فأنا متفائل بأننا قادرون على التغلب على المشكلات التي لوحظت في دراستنا" ، Fendorf قال. "أنا متفائل أيضًا في الوقت الذي نواصل فيه تسليط الضوء على التهديدات الناتجة عن تغيير 5 درجات مئوية ، وسيتبنى المجتمع ممارسات لضمان عدم وصولنا إلى درجة الاحترار هذه". كخطوات تالية ، يأمل Fendorf ، المؤلف المشارك Tianmei Wang و Muehe ، تقييم محاصيل الأرز على نطاق عالمي باستخدام الاستشعار عن بعد لتحديد حقول الأرز الملوثة من أجل نمذجة الغلة المستقبلية والتلوث بالزرنيخ. وقال وانج ، وهو دكتوراه: "من المرجح أن تكون هذه مشكلة حيث يتم استهلاك معظم الأرز ، لذلك نفكر في جنوب وشرق آسيا". مرشح في علوم نظام الأرض. "خاصة بالنسبة لأشخاص مثل أبي يستهلكون الأرز ثلاث مرات في اليوم ولا يستطيع العيش بدونه".                                                                                                                                                                   معلومات اكثر: اتصالات الطبيعة (2019). DOI: 10.1038 / s41467-019-12946-4                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   الاقتباس:                                                  غلة الأرز تنخفض وترتفع نسبة الزرنيخ في سيناريوهات تربة المناخ المستقبلية (2019 ، 1 نوفمبر)                                                  استرجاع 1 نوفمبر 2019                                                  من https://phys.org/news/2019-11-rice-yields-plummet-arsenic-future.html                                                                                                                                       هذا المستند عرضة للحقوق التأليف والنشر. بصرف النظر عن أي صفقة عادلة لغرض الدراسة الخاصة أو البحث ، لا                                             جزء يمكن استنساخها دون إذن خطي. يتم توفير المحتوى لأغراض إعلامية فقط.                                                                                                                                اقرأ أكثر