تغير المناخ قد يضاعف الزرنيخ السام في الأرز

أفاد باحثون أن التغير المناخي قد يتسبب في انخفاض كبير في إنتاج الأرز في المناطق النامية الرئيسية ، وهو انخفاض يمكن أن يعرض الإمدادات الغذائية المهمة للخطر.

أظهرت تجارب جديدة تستكشف إنتاج الأرز في ظروف المناخ المستقبلية أن غلات الأرز قد تنخفض بنسبة 40٪ بواسطة 2100 - مع عواقب مدمرة 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 ، وفقاً للدراسة التي نشرت في طبيعة الاتصالات.

"بحلول الوقت الذي نصل فيه إلى 2100 ، من المقدر أن يكون لدينا حوالي 10 مليار شخص ، وهذا يعني أن لدينا 5 مليار شخص تعتمد على الأرزيقول المؤلف المشارك سكوت فيندورف ، أستاذ علوم الأرض في كلية علوم الأرض والطاقة بجامعة ستانفورد ، إن 2 مليار شخص لا يمكنهم الوصول إلى السعرات الحرارية التي يحتاجونها عادة. "يجب أن نكون على دراية بهذه التحديات القادمة حتى نتمكن من الاستعداد للتكيف."

الأرز كغذاء للأطفال

نظر الباحثون على وجه التحديد إلى الأرز لأنه ينمو في حقول تغمرها المياه مما يساعد على تخفيف الزرنيخ من التربة ويجعله حساسًا بشكل خاص لاستيعاب الزرنيخ. في حين أن العديد من المحاصيل الغذائية اليوم تحتوي على كميات صغيرة من زرنيخ، بعض المناطق النامية أكثر عرضة من غيرها.

التغيرات المستقبلية في التربة بسبب ارتفاع درجات الحرارة المقترنة بالظروف التي غمرتها الفيضانات تجعل نباتات الأرز تأخذ الزرنيخ بمستويات أعلى - واستخدام مياه الري مع الزرنيخ المرتفع بشكل طبيعي يحدث 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.

يقول فيندورف ، وهو أيضاً زميل أقدم في معهد ستانفورد وودز للبيئة: "لم أتوقع حجم التأثير على محصول الأرز الذي لاحظناه". "ما فاتني هو كم تربة ستستجيب الكيمياء الجيولوجية الحيوية لارتفاع درجة الحرارة ، وكيف يمكن أن يؤدي ذلك إلى تضخيم الزرنيخ المتاح للنبات ، ومن ثم - إلى جانب الإجهاد في درجة الحرارة - كيف سيؤثر ذلك بالفعل على النبات.

مادة الزرنيخ التي تحدث بشكل طبيعي وشبه معدني ، توجد في معظم التربة والرواسب ، ولكن بشكل عام لا تأخذها 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" ، كما يقول المؤلف الرئيسي ماري ماري مويهي ، وهو باحث سابق في مرحلة ما بعد الدكتوراة في جامعة ستانفورد والذي يعمل حاليًا في جامعة توبنغن بألمانيا. "لأن الأطفال أصغر بكثير مما نحن عليه ، إذا أكلوا الأرز ، فهذا يعني أنهم يتناولون المزيد من الزرنيخ بالنسبة لوزن الجسم".

"التربة حية"

أنشأ الباحثون الظروف المناخية المستقبلية في البيوت الزجاجية بناءً على تقديرات لارتفاع محتمل في درجة حرارة 5 درجة مئوية (9 درجة فهرنهايت) ومضاعفة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بواسطة 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. لقد سيطروا على البيوت الزجاجية لمعرفة درجة الحرارة ، وتركيزات ثاني أكسيد الكربون ، ومستويات الزرنيخ في التربة ، والتي ستكون أعلى في المستقبل بسبب تراكمها في التربة الناتجة عن ري المحاصيل بالمياه الملوثة بالزرنيخ ، وهي مشكلة تتفاقم في زيادة ضخ المياه الجوفية.

"نحن لا نفكر في كثير من الأحيان حول هذا الموضوع ، ولكن التربة لا تزال حية - إنها تعج بكتيريا ويقول فيندورف: "الكثير 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".

ووجد الباحثون أنه مع ارتفاع درجات الحرارة ، تزعزع الكائنات الحية الدقيقة المزيد من الزرنيخ الكامن في التربة ، مما يؤدي إلى زيادة كميات السم في مياه التربة المتاحة للأرز. بمجرد تناوله ، يمنع الزرنيخ امتصاص العناصر الغذائية ويقلل من نمو النبات وتطوره ، وهي العوامل التي ساهمت في انخفاض 40٪ في الغلة التي لاحظها العلماء.

الإنذار المبكر ، التخطيط المستقبلي

في حين أن الخسارة الكبيرة في الإنتاج هي سبب رئيسي للقلق ، لا يزال العلماء يأملون في أن هذا البحث سوف يساعد المنتجين على إيجاد حلول محتملة لإطعام العالم.

"الأخبار السارة هي أنه بالنظر إلى التطورات السابقة فيما يتعلق بقدرة المجتمع العالمي على استنباط أصناف يمكنها التكيف مع الظروف الجديدة ، إلى جانب مراجعات إدارة التربة ، فأنا متفائل بأننا قادرون على التغلب على المشكلات التي لوحظت في دراستنا" ، فيندورف يقول.

"أنا متفائل أيضًا في الوقت الذي نواصل فيه تسليط الضوء على التهديدات الناتجة عن تغيير درجة حرارة 5 ، فإن المجتمع سوف يتبنى ممارسات لضمان عدم وصولنا إلى درجة الاحترار هذه".

كخطوات تالية ، يأمل كل من Fendorf ، المؤلف المشارك Tianmei Wang ، و Muehe أن يستخدموا الاستشعار عن بُعد لتحديد حقول الأرز الملوثة من أجل نمذجة الغلة المستقبلية والتلوث بالزرنيخ.

يقول وانغ ، مرشح دكتوراه في علوم نظام الأرض: "من المرجح أن تكون هذه مشكلة حيث يتم استهلاك معظم الأرز ، لذلك نفكر في جنوب وشرق آسيا". "خاصة بالنسبة لأشخاص مثل أبي ، فهو يستهلك الأرز ثلاث مرات في اليوم ولا يمكنه العيش بدونه".

دراسة الأصلية

أنت حر في مشاركة هذه المقالة تحت ترخيص Attribution 4.0 International.

books_impacts

 

اتبع InnerSelf على

الفيسبوك أيقونةتويتر أيقونةآر إس إس أيقونة

 احصل على آخر عبر البريد الإلكتروني

{Emailcloak = إيقاف}