تقنية نانوية جديدة تجعل إنتاج الأرز أكثر كفاءة وصداقة للبيئة

كشف فريق بحثي دولي بقيادة جامعة ماساتشوستس في أمهيرست بالتعاون مع جامعة جيانغنان الصينية عن تقنية زراعية مبتكرة تهدف إلى جعل إنتاج الأرز أكثر كفاءة وأقل تكلفة وأصدق للبيئة، في خطوة تُعدّ تقدماً مهماً لمواجهة تحديات الأمن الغذائي وتغيّر المناخ.

وأظهرت الدراسة، المنشورة في دورية PNAS، أن استخدام السيلينيوم على شكل جسيمات نانوية يقلل الحاجة للأسمدة النيتروجينية بنسبة تصل إلى 30%، مع الحفاظ على مستويات الإنتاج وتحسين جودة الحبوب والقيمة الغذائية للأرز، وفق ما نقل موقع ScitechDaily.

ويعد الأرز الغذاء الأساسي لأكثر من 3.5 مليارات شخص حول العالم، لكن زراعته تتطلب كميات كبيرة من الأسمدة، التي يمتص النبات جزءاً محدوداً منها، بينما يتسرب الباقي إلى البيئة مسبّباً تلوث المياه وزيادة انبعاثات الغازات الدفيئة.

وقال باوشان شينغ، أستاذ الكيمياء البيئية وكيمياء التربة في جامعة ماساتشوستس وأحد كبار الباحثين في المشروع، إن "الثورة الخضراء التي رفعت الإنتاج الزراعي في القرن الماضي بدأت تفقد زخمها، وأصبح من الضروري إيجاد حلول مستدامة دون الإضرار بالبيئة".

وأوضحت الدراسة أن رشّ السيلينيوم النانوي على أوراق وسيقان الأرز باستخدام طائرات مسيّرة يحسن امتصاص النبات لهذا العنصر الحيوي، ويعزز عملية التمثيل الضوئي بنسبة تزيد على 40%، ما يؤدي إلى نمو جذور أقوى وتفعيل الكائنات الدقيقة المفيدة في التربة، وبالتالي رفع كفاءة استخدام النيتروجين من نحو 30% إلى أكثر من 48%.

وأضاف الباحثون أن هذه التحسينات تقلل أيضاً انبعاثات أكسيد النيتروز والأمونيا بنسبة تتراوح بين 18% و45%، كما أن الأرز الناتج يمتاز بقيمة غذائية أعلى، مع زيادة البروتين وبعض الأحماض الأمينية الأساسية ومحتوى السيلينيوم المفيد لصحة الإنسان.

ويشير الفريق البحثي إلى أن هذه النتائج تمثل أول دليل ميداني واسع النطاق على فعالية تقنيات النانو في تحسين كفاءة الأسمدة خارج المختبر، ما يفتح الباب لتطبيقات عملية على نطاق عالمي، خاصة وأن زراعة الأرز تستهلك نحو 15–20% من إجمالي النيتروجين المستخدم عالمياً.

ويعتقد الباحثون أن التقنية قد تصبح أداة رئيسية لمواجهة التحديات الثلاثة المتمثلة في النمو السكاني وتغير المناخ وارتفاع كلفة الإنتاج الزراعي، مؤكّدين أن اعتمادها على نطاق واسع يمكن أن يحدث تحولاً حقيقياً في مستقبل الزراعة المستدامة.