في سابقة علمية تبشر بمستقبل واعد للأمن الغذائي العالمي، كشفت دراسة بحثية رائدة نشرت في مجلة “ساينس” العلمية عن مفتاح لتحول جذري بمستقبل الزراعة المستدامة، ينبع من المجتمعات الميكروبية الكامنة تحت سطح التربة الصحراوية.
هذه الدراسة. التي تتخذ من دولة الإمارات العربية المتحدة نقطة انطلاق لها. تعيد تعريف فهمنا لكيفية تحويل الأراضي القاحلة إلى بيئات زراعية منتجة.
في هذا المقال نستعرض أهم التفاصيل، وفقًا لما ورد بمجلة “ساينس” العلمية.
التربة: كيان حي ينبض بالحياة
على الرغم من المظهر الخامل للتربة الجافة والمتدهورة، تشير الدراسة إلى أن أعماقها تختزن قصة حيوية معقدة. فالجذور النباتية والميكروبات المحيطة بها تقيم علاقة تفاعلية مستمرة، تؤثر في الطرفين بطرق دقيقة ولكنها بالغة الأثر.
هذه الورقة العلمية الجديدة. التي شارك في إعدادها باحثون من الجامعة الأمريكية في الشارقة، تحلل هذا التفاعل المعقد وتقدم نموذجًا زراعيًا بيئيًا جديدًا، مدعومًا بعقود من الأبحاث.
وقد جاءت هذه الدراسة ثمرة تعاون علمي استمر عامًا كاملًا، وضم نخبة من الباحثين الدوليين، من بينهم الدكتور جون كليرونوموس، أستاذ الأحياء والكيمياء والعلوم البيئية ونائب عميد البحث العلمي والابتكار في كلية الآداب والعلوم بالجامعة الأمريكية في الشارقة.
كما شارك في البحث أساتذة من جامعة الزراعة الصينية والمعهد الهولندي لعلم البيئة وجامعة فاخينينغن. ما يعكس طابعها العالمي والتعاوني.
التغذية الراجعة بين النبات والتربة.. حلقة استدامة حيوية
تركز الدراسة على مفهوم “التغذية الراجعة بين النبات والتربة“، الذي يوضح كيف تساهم النباتات، عبر جذورها وإفرازاتها الكيميائية، في تشكيل المجتمعات الميكروبية في التربة.
هذه المجتمعات الميكروبية تؤثر بدورها في قدرة النباتات في امتصاص المغذيات والمياه ومقاومة الأمراض. تعد فاعلية هذه الحلقة التفاعلية حاسمة. حيث يمكن لإدارتها الصحيحة أن تعزز النظام الزراعي بشكل كبير أو تضعفه.
زراعة مستدامة في التربة الصحراوية
بالنسبة لدولة الإمارات العربية المتحدة، حيث تواجه الزراعة تحديات فريدة مثل ملوحة التربة. وانخفاض نسبة المواد العضوية. وندرة المياه العذبة.
ويقدم هذا النموذج مسارًا عمليًا نحو زراعة أكثر استدامة. ويعمل الدكتور كليرونوموس وفريقه في الجامعة الأمريكية في الشارقة حاليًا على تطبيق هذا النموذج في تجارب ميدانية، باستخدام لقاحات ميكروبية (فطريات أو بكتيريا نافعة تضاف إلى التربة) ومحفزات حيوية طبيعية.
تجرى هذه التجارب على محاصيل صحراوية رئيسة، مثل: القمح ونخيل التمر، لقياس أدائها تحت الظروف البيئية القاسية عند دعمها بالميكروبات المناسبة.
كما يؤكد الدكتور “كليرونوموس” أن “العلاقة بين النباتات والميكروبات لطالما شكلت عنصرًا حيويًا في النظم البيئية، لكن الفارق الحقيقي يكمن في كيفية إدارة هذه العلاقة. خصوصًا في البيئات الهشة. هذا البحث يدفعنا لإعادة التركيز من الإنتاج السريع إلى استدامة وظائف التربة على المدى الطويل”.
إحياء الممارسات التقليدية ودمج التطور العلمي
تعيد الدراسة تسليط الضوء على تقنيات الزراعة التقليدية، مثل: تدوير المحاصيل، والزراعة المختلطة، والحراثة المحدودة، باعتبارها ممارسات مدروسة بيئيًا تسهم في تعزيز الحياة الميكروبية داخل التربة.
وعند تنفيذها بناءً على فهم علمي للتفاعلات الحيوية، تسهم هذه الأساليب في استعادة خصوبة التربة، والحد من الاعتماد على الأسمدة والمواد الكيميائية، وتهيئة بيئة زراعية أكثر استقرارًا على المدى الطويل.
وفي هذا السياق، تعلق الدكتورة جونلينغ زانغ من جامعة الزراعة الصينية، وأحد المشاركين في الدراسة، قائلة: “تمثل الحياة الميكروبية موردًا غير مستغل بالشكل الكافي في الزراعة. وعندما نعزز العمليات الحيوية في التربة، فإننا ننشئ أنظمة أكثر استدامة وتكيفًا. وأكثر توافقًا مع منطق عمل النظم البيئية في الطبيعة”.
وكذلك تشير الدراسة أيضًا إلى تطورات علمية حديثة في مجال النبات، حيث يعمل الباحثون على تحديد الجينات والإشارات الجزيئية التي تتحكم في تواصل الجذور مع الميكروبات. في توجه علمي واعد يدمج علم الأحياء الجزيئية بعلم الزراعة لتطوير أصناف نباتية تتفاعل بشكل أكثر فعالية مع البيئة الميكروبية للتربة.
جهود محلية برؤية عالمية
ولتعزيز هذا العمل على المستوى الإقليمي، أطلقت الجامعة الأمريكية في الشارقة “مجموعة الشارقة لأبحاث الزراعة المستدامة” بالتعاون مع شركاء محليين.
وتضم المجموعة خبراء في مجالات علم بيئة التربة. والتحليل المكاني، وعلوم الاستدامة. وحماية النباتات المحلية، والتقنيات الحيوية، جميعها تلتقي لتحقيق هدف رئيسي وهو استعادة الوظيفة الحيوية للتربة في البيئات الجافة.
بالاضافة إلى ذلك تشكل هذه الجهود تحولًا جذريًا في النظرة إلى التربة: فهي ليست مجرد وسط خامد، بل كيان حي يتنفس. ويتغير، ويتفاعل مع طريقة إدارتنا له.
ومن خلال التعامل مع التربة بصفتها نظامًا حيًا، يمكن للزراعة أن تتطور نحو حلول تعزز الإنتاج الغذائي. وتدعم التكيف مع التغير المناخي. وتحمي التنوع البيولوجي، وترسخ ممارسات استخدام مستدام للأراضي.