أزمة المناخ وزيادة حجم الواردات تهدد الطماطم الإسرائيلية. يقدم البحث الرائد حلاً طبيعيًا وفعالًا: استخدام البكتيريا
لا يوجد الكثير من المكونات التي ترتبط بالمطبخ الإسرائيلي أكثر من الطماطم؛ لا تكتمل أي سلطة بدونها، وأسعارها الباهظة تثير قدرًا كبيرًا من الإحباط والغضب. الطماطم رمزي ومهم ليس فقط للمطبخ، بل أيضًا للمزارعين الذين يزرعونه بشكل أساسي فيالنقب الغربي. وفقاً لبيانات وزارة الزراعة والأمن الغذائي ويبلغ متوسط الاستهلاك في إسرائيل نحو 14,000 ألف طن من الطماطم شهريا. في الأيام العادية، تأتي معظم الطماطم من الإنتاج المحلي. ولكن في بداية الحرب وفي فصول الصيف الحارة في السنوات الأخيرة، ظهرت الحاجة إلى استيراد المزيد من المنتجات.
إن الأضرار التي لحقت بالمناطق الزراعية نتيجة للوضع الأمني محدودة في الوقت المناسب، أو على الأقل هذا ما نأمله. ومع ذلك، وبسبب أزمة المناخ، فإن الصيف الحار سيستمر، وهناك تحدي في زراعة ما يكفي من الخضروات لتلبية الطلب المحلي. في السنوات الأخيرة، بدأت إسرائيل في استيراد حوالي 60 بالمئة استهلاك الطماطم في الأشهر التي تلي ذروة الصيف، من سبتمبر إلى نوفمبر. ومع ذلك، وفقًا لألكسندر يافينكو-جرينافيل، طالب الدكتوراه في مختبر الدكتور درور مينتز في معهد علوم التربة والمياه والبيئة في مديرية البحوث الزراعية، ومعهد فولكاني وقسم الزراعة البيئية وصحة النبات في كلية الزراعة في الجامعة العبرية، يمكن إنقاذ الطماطم بمساعدة عامل إبداعي بشكل خاص: البكتيريا.
البكتيريا في كل مكان
وتقول يافينكو-جرينافيل: "البكتيريا هي مهندسو الطبيعة. فهي تستخدم المواد الطبيعية وتنتج مواد جديدة منها". خلال دراسته للحصول على درجة الماجستير، عندما كان شيفينكو-جرينافيل يدرس الفلفل، أصبح على دراية بأهمية مناطق زراعة الخضروات في البلاد ومساهمة العلم في الأمن الغذائي - وخاصة من خلال البكتيريا. "إن هذه المخلوقات أقدم من البشر والنباتات. فكل شيء تطور في عالم تسكنه البكتيريا، وكل شخص يعتمد عليها ــ فالبشر يعتمدون عليها في عملية الهضم، والنباتات تعتمد عليها في نموها السليم واستخدام المعادن والهرمونات". وكجزء من أطروحته للدكتوراه، التي يمولها كبير العلماء في وزارة الزراعة والمعهد الإسرائيلي للبحوث الزراعية، كان يبحث على مدى السنوات الأربع الماضية عن "بكتيريا جيدة" من شأنها إنقاذ الطماطم المحبوبة والسماح لها بالنمو في ظروف مرهقة، مثل الملوحة والجفاف. إن الميزة البارزة لاستخدام البكتيريا مقارنة بالوسائل الأخرى المستخدمة في الزراعة هي إمكانية العثور عليها في الطبيعة، وبالتالي فإن استخدامها آمن نسبيًا وصديق للبيئة، لكنه يتطلب تنظيمًا جديدًا.
الأقارب البرية
"نقوم بجمع البكتيريا من جذور الأقارب البرية للطماطم"، كما يصف. هذه الأقارب البرية هي نباتات تنتمي تطوريًا إلى عائلة الباذنجانية، مثل الطماطم والفلفل والبطاطس والباذنجان. هناك أيضًا أنواع تعتبر أعشابًا ضارة في الحقول، ويرى المزارع أنها مشكلة. "إن هذا النبات ينتمي أيضاً إلى الفصيلة الباذنجانية، ومن الممكن أن يكون مصدراً محتملاً للبكتيريا في خدمة الزراعة. وهذا يعني أنه إذا كانت هناك بكتيريا عليه تساهم في بقائه، فربما يمكن استخدامها في محاصيلنا الزراعية".
وتشير يافينكو-جرينافيل إلى أن أحد الأسباب التي أدت إلى فقدان الطماطم لهذه البكتيريا على مر السنين هو عملية التدجين. ترتبط هذه العملية بالخصائص التي يفضل المنتجون والمستهلكون رؤيتها في منتجاتهم الزراعية. "إن مطالب المستهلكين تدفع الصناعة الزراعية إلى اختيار الطماطم التي خضعت للتهجين لزيادة الغلة ومقاومة الأمراض. وتشمل هذه التهجينات تغييرات هرمونية وتغيير في توازن السكر في الطماطم. وفي النهاية، يتم خلق فرق بين الأنواع البرية والأنواع المزروعة، في "تجنيد" البكتيريا التي ستساعد النبات على العمل والنمو. في هذه الحالة، يصبح النبات معتمدًا على التسميد المكثف"، كما يوضح. تحاول الدراسة سد هذه الفجوة.
ولتحقيق هذه الغاية، جمع يافينكو-جرينابيل 250 نوعًا مختلفًا من البكتيريا من جذور النباتات. "لقد قمنا بزراعة البكتيريا في أطباق بتري ثم قمنا بتعليقها في محلول (عملية تنتج سائل غير فعال يحتوي على خلايا بكتيرية، TA) والذي أعطيناه للنباتات. "كما أضفنا الملح إلى بعضها ولم نضيفه إلى البعض الآخر". ومن المهم التأكيد على أن المرحلة التجريبية مع النباتات أجريت في دفيئة حقيقية، وليس في مختبر - "هذه ظروف حقيقية. "في الشتاء يكون الجو باردًا، وفي الصيف يكون الجو حارًا". وفي المجمل، قمنا باختبار كيفية استجابة 15 ألف نبات مختلف لهذه البكتيريا. "لقد سألنا الطماطم نفس السؤال آلاف المرات: أي البكتيريا جيدة ومناسبة لك؟"
المعركة بين الصوديوم والبوتاسيوم
تشير النتائج الأولية إلى أن 20 نوعًا من البكتيريا، تنتمي إلى مجموعات تصنيفية مختلفة، تؤثر بشكل إيجابي على نمو النبات. ويرجع ذلك على الأرجح إلى تحييد الأثر السلبي لملوحة البيئة الزراعية الناجم، على سبيل المثال، عن محدودية الوصول. للحصول على مياه ذات جودة عالية لديها نسبة ملوحة منخفضة. ويؤدي تغير المناخ، من بين أمور أخرى، إلى لتحلية مصادر المياه جودة عالية. "يتكون الملح من الصوديوم والكلور. والمثير للدهشة أن الكلور ليس هو المشكلة - بل الصوديوم هو المشكلة." وبحسب قوله فإن الصوديوم يتنافس مع البوتاسيوم، وهو عنصر مهم في نمو النبات. يعد البوتاسيوم مسؤولاً، من بين أمور أخرى، عن فتح وإغلاق الثغور في النبات - وهي فتحات صغيرة في الورقة يتم من خلالها تبادل الغازات بين النبات والبيئة. "تتحكم الفاونيا في عملية تثبيت ثاني أكسيد الكربون من الهواء، وهي العملية التي ينتج عنها السكر والمواد المهمة لنمو النبات. وبالتالي، فإن نشاطها يؤثر على حجم النبات." الصوديوم الذي يدخل إلى النبات مع الماء، من خلال الجذور، قد يعطل هذا العمل، ويؤدي في النهاية إلى الإضرار بإنتاجية النبات. "تعمل البكتيريا "الجيدة" على تشجيع فتح الثغور في النبات حتى لو كانت مغلقة عادة في الظروف المالحة." وبذلك، في ظل الظروف الملوحة، سيكون من الممكن تحقيق كتلة حيوية أكبر من المحاصيل. وتقول يافينكو-جرينافيل: "إن الماء مورد ثمين للمزارعين والبيئة". "الآن ربما يتمكن المزارع من استخدام المياه الرخيصة - ذات الجودة المنخفضة من حيث ملوحتها - دون خسارة محصوله."
وفي المستقبل القريب، يعتزم يافينكو-جرينافيل التحقيق في الآلية التي تساعد بها البكتيريا النبات، لأن "تفسير سبب نجاحها سيكون أكثر أهمية من مجرد إظهار أنها تعمل"، كما يوضح. في المستقبل، سيكون من الممكن استخدام هذه الآليات على نطاق واسع وتعزيز المرونة الزراعية بمساعدتها: استمرار الإنتاج في ظل ظروف مناخية شديدة القسوة على نحو متزايد، مع توفير إمداد مستمر من الطماطم الصحية والمغذية التي يمكن للجميع الوصول إليها، والتي يمكن زراعتها في أماكن لا تحقق حاليًا إمكانات إنتاجها على مدار العام بسبب ملوحة التربة، والأهم من ذلك - يجب أن تكون المحاصيل لذيذة. "إن الخضروات التي لا طعم لها أمر سيئ. أريد أن تتمكن زراعتنا من إنتاج طماطم لذيذة وخيار لذيذ بسعر عادل"، كما تقول يافينكو-جرينافيل. ويختتم بقوله إن "البحث جزء من جهد عام للتغلب على المشاكل الزراعية العالمية الناجمة عن أزمة المناخ".
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
