نتایج تحقیقات جهانی روی گیاهان «سه کربنه» (C3)، گیاهان معمولی که سازگاری فتوسنتزی برای کاهش تنفس نوری ندارند و شامل گندم، برنج و بسیاری از سبزیجات است، نشان می‌دهد که دی‌اکسیدکربن اضافی می‌تواند نرخ فتوسنتز را در گونه‌های خاص افزایش دهد. این مورد، ممکن است خبر خوبی به نظر برسد، اما همان تحقیقات کاهش نگران‌کننده پروتئین‌ها، ویتامین‌ها و مواد معدنی را نشان می‌دهد که باعث نگرانی در مورد سوءتغذیه پروتئین، کالری و کمبود ریزمغذی‌ها در مناطقی می‌شود که در حال حاضر با خاک ضعیف دست‌وپنجه نرم می‌کنند.

فلیکس داپاره داکورا از دانشگاه فناوری «تش‌وین» (Tshwane) و همکاران وی در آفریقای جنوبی این روندها را برای یافتن راهکارهایی در محافظت از برداشت‌های آینده در برابر خطرات مواجهه با دی‌اکسیدکربن بالا مورد بررسی قرار داده‌اند. گروه تحقیقاتی هم دلایل افت این مواد مغذی و هم اینکه برای کاهش آسیب چه کاری می‌توان انجام داد را بررسی کرد. این تحقیق همچنین تأثیرات موجی را که ممکن است به امنیت غذایی میلیاردها نفر در سراسر کره زمین آسیب برساند، مورد توجه قرار داده است.

فواید و آسیب‌های افزایش دی‌اکسیدکربن

افزایش دی‌اکسیدکربن اغلب با بهبود کارایی مصرف آب از طریق کاهش رسانایی روزنه‌ای گیاه و تعرق، باعث افزایش رشد گیاه در گیاهان سه کربنه می‌شود. این مورد می‌تواند در مناطقی که خشکسالی در آنها وجود دارد یک امتیاز مثبت باشد، با این حال، در برخی از محصولات، محتوای نیتروژن کاهش می‌یابد که ترکیب پروتئین را کاهش می‌دهد. این گروه تحقیقاتی تحت دی‌اکسیدکربن بالا کاهش 7.4 درصدی پروتئین دانه گندم را گزارش کردند.

نتایج تحقیقات منتشرشده در سایت ارث نشان داد، پروتئین کمتر باعث تضعیف ارزش غذایی غلات می‌شود، همچنین ممکن است باعث افزایش اجزای نشاسته‌ای آنها شود و نرخ بالاتر دیابت در مناطقی را رقم می‌زند که به رژیم‌های غذایی پر کربوهیدرات متکی هستند. برخی از کارشناسان بر این باورند که تغییر در سطح اسیدهای آمینه، ویتامین‌ها و مواد معدنی ممکن است نگرانی بزرگتری در این مسیر باشد.

نتایج خاص در مورد ذرت، نشان می‌دهد که سطوح پایین‌تری از آهن و مس وجود دارد که می‌تواند مانع از رفع نیازهای اساسی رژیم غذایی انسان شود. این مورد به ویژه در مکان‌هایی که این مواد مغذی در حال حاضر کمیاب هستند، هشدار دهنده است.

کارشناسان اظهار کردند که کاهش ویژگی‌های غنی‌سازی در بسیاری از گونه‌های گیاهی به این مشکل کمک می‌کند همچنین کند شدن جذب مواد معدنی و تغییر فعالیت آنزیمی نیز در این امر نقش دارد و برخی از گیاهان در شرایط دی‌اکسیدکربن بالا، فرآیندهایی معمول جذب و توزیع مواد معدنی را کاهش می‌دهند.

توصیه محققان

محققان توصیه کردند، گیاهی را انتخاب کنید که در هنگام بالا رفتن سطح دی‌اکسید کربن، روی عناصر حیاتی گیاه تغییری نداشته باشد و به نظر می‌رسد برخی از گونه‌ها مواد مغذی کمتری را از دست می‌دهند و برنامه‌هایی با هدف بهبود جذب مواد معدنی می‌تواند کشاورزان را از کاهش عملکرد محافظت کند.

دی‌اکسیدکربن به رشد گیاهان کمک می‌کند اما نتایج تحقیقی نشان داد، برنجی که در سطوح بالاتر دی‌اکسیدکربن رشد می‌کند، مقادیر کمتری از چندین ماده مغذی مهم دارد. هنگامی که دانشمندان می‌خواهند دریابند که چگونه تغییرات آب‌وهوایی ممکن است منابع غذایی جهان را مختل می‌کند، اغلب بررسی می‌کنند که چگونه افزایش دما می‌تواند فصول رشد را تغییر دهد یا چگونه خشکسالی‌های مکرر می‌تواند به برداشت آسیب برساند.

در سال‌های اخیر، محققان متوجه شده‌اند که دی‌اکسیدکربن اضافی که بشر به اتمسفر پمپاژ می‌کند، نه فقط سیاره زمین را گرم می‌کند، بلکه از مواد مغذی برخی از مهم‌ترین محصولات، با تغییر ترکیب شیمیایی و کاهش ویتامین‌ها و مواد معدنی، کم می‌کند. تغییر به سمت وعده‌های غذایی با حبوبات بیشتر می‌تواند گزینه دیگری باشد. لوبیاها و نخودها به تثبیت  نیتروژن متکی هستند که در مقایسه با منابع نیتروژن معدنی در کودها، عموماً تحت دی‌اکسیدکربن بالا بهتر می‌ماند.

کاشت درخت می‌تواند کربن اضافی را وارد جنگل‌ها و زمین‌های کشاورزی کند. درختان ساختار خاک را تقویت می‌کنند و زیستگاه دوستانه‌تری برای میکروب‌های دخیل در لقاح طبیعی ایجاد می‌کنند. برخی از روش‌ها، ازجمله کاشت بوته‌های تثبیت‌کننده نیتروژن در مقیاس بزرگ، ممکن است مصرف کود را کاهش داده و تجمع گازهای گلخانه‌ای را کاهش دهد.

دانشمندان دریافته‌اند که مواد معدنی خاک مانند روی و آهن، در دانه‌هایی که در مزارع غنی از دی‌اکسیدکربن تولید می‌شوند، افت می‌کنند.

کاهش تاثیرات با محصولات متنوع

کاشت گونه‌های متنوعی که می‌توانند تحت شرایط متغیر رشد کنند، به ایجاد حائلی برای نوسانات غیرقابل پیش‌بینی در آب‌وهوا کمک می‌کند. ترکیب گونه‌ها با جذب کربن قوی نیز می‌تواند عوارض جانبی منفی دی‌اکسیدکربن بالا را کاهش دهد. استفاده از تنوع زیستی محلی و ایجاد سیستم‌های کشت متنوع اغلب تولید و کیفیت را تثبیت می‌کند. جوامع نزدیک به مناطق بیابانی، ممکن است مزایای بیشتری از درختچه‌ها و درختان متناسب با شرایط محلی دریافت کنند زیرا این گونه‌ها می‌توانند کربن اضافی را جذب و در عین حال خاک را برای محصولات اصلی تقویت کنند.

کارشناسان می‌گویند: آزمایش‌های مقیاس کوچک در حال حاضر در بخش‌های خاصی از آفریقا موفقیت‌آمیز بوده و مسیرهای جدیدی را به سمت امنیت‌غذایی بلندمدت ایجاد می‌کنند.

بسیاری از دانشمندان بر نیاز به بررسی نحوه تعامل دی‌اکسیدکربن با سایر عوامل مانند دما و رویدادهای شدید آب‌وهوایی تاکید می‌کنند. یافتن راه‌هایی برای جلوگیری از فرسایش پروتئین ها، اسیدهای آمینه و مواد معدنی ضروری برای رعایت استانداردهای جهانی تغذیه کلیدی خواهد بود.

روی آوردن به رژیم‌های غذایی غنی از حبوبات و سبزیجات ممکن است انتشار گازهای گلخانه‌ای از دام را کاهش دهد و همچنین می‌تواند تنوع بیشتری را در بشقاب‌های محلی ایجاد کند و پروتئین‌ها و مواد معدنی را اضافه کند که غلات تحت تنش کربن ممکن است فاقد آنها باشند. در همین حال، رویکردهای منطقه‌ای برای احیای جنگل‌ها و احیای خاک می‌تواند بخشی از کربن اتمسفر را کاهش دهد.

تغییر سیاست نیز مهم خواهد بود؛ اگر دولت‌ها از تحقیقات در زمینه انواع بهتر بذر حمایت کنند و در کاربرد روش‌های آبیاری هوشمند آب‌وهوایی تلاش کنند، کشاورزان آمادگی بیشتری در این زمینه خواهند داشت. همکاری بین دانشمندان، جوامع محلی و گروه‌های صنعتی می‌تواند راه‌حل‌های در مقیاس بزرگ را سرعت بخشد.

افرادی که به غلات معمولی وابسته هستند ممکن است بیشترین ضرر را در اثر عدم فعالیت داشته باشند. با هوشیار ماندن نسبت به افت مواد مغذی کنونی، ممکن است بعدها از بحران‌های بزرگتر جلوگیری شود.

نتایج این تحقیق در Engineering منتشر شده است.

انتهای پیام