عاملی که مواد مغذی گیاهان را تهدید می‌کند

سال‌هاست که دانشمندان افزایش فتوسنتز را به‌ عنوان یکی از اثرات مفید احتمالی افزایش سطوح دی‌اکسید کربن اتمسفر در نظر می‌گیرند و از آنجایی که گیاهان از دی‌اکسید کربن برای فتوسنتز استفاده می‌کنند، تصور می‌شود سطوح بالاتر این گاز منجر به تولید گیاهان بیشتر خواهد شد.

به نقل از ارث، نتایج یک تحقیق جدید به رهبری موسسه علوم گیاهی در مونپلیه فرانسه(IPSiM) نشان داد این اثر ممکن است کمتر از حد انتظار باشد زیرا افزایش سطح دی‌اکسید کربن می‌تواند گیاهان را برای به‌ دست آوردن مواد معدنی لازم جهت رشد و تامین غذای مغذی با مشکل مواجه کند.

آلن گوژون، مدیر تحقیقات در موسسه ملی تحقیقات کشاورزی، غذا و محیط‌ زیست فرانسه، در این خصوص توضیح داد: تحقیقات زیادی وجود دارد که نشان می‌دهد سطوح دی‌اکسید کربن مورد انتظار در پایان قرن بیست و یکم منجر به غلظت کمتر نیتروژن در بیشتر گیاهان می‌شود که این موضوع عمدتا بر محتوای پروتئین موجود در محصولات گیاهی تاثیر می‌گذارد.

بسیار مهم است که بدانیم چرا رشد گیاهان با دی‌اکسید کربن بالا چنین تاثیر منفی بر محتوای پروتئین بیشتر محصولات غذایی دارد.

اگرچه گیاهان از فتوسنتز برای ترکیب دی‌اکسید کربن در قندهایی استفاده می‌کنند که انرژی خود را از آن به‌ دست می‌آورند اما این فرآیند، مواد معدنی کلیدی مورد نیاز برای رشد مانند نیتروژن، فسفر و آهن را در اختیار آن‌ها قرار نمی‌دهد و در عوض از طریق سیستم ریشه خود از خاک جمع‌آوری می‌شوند.

در میان این مواد معدنی، نیتروژن نه تنها به‌ عنوان یک واحد ساختمانی کلیدی برای اسیدهای آمینه‌ای که گیاهان برای ساختن پروتئین‌ها استفاده می‌کنند بلکه برای تامین تغذیه مناسب برای انسان نیز اهمیت ویژه‌ای دارد.

آنتوان مارتین، محقق ارشد این تحقیق و دانشمند تحقیقاتی در موسسه علوم گیاهی در مونپلیه گفت: واضح است که ترکیب مواد مغذی محصولات اصلی مورد استفاده در سراسر جهان مانند برنج و گندم، تحت تاثیر منفی افزایش دی‌اکسید کربن است. این تاثیر قوی بر کیفیت غذا و امنیت غذایی جهانی خواهد داشت.

گوژون افزود: ۲ ماده مغذی اصلی که برای تغذیه انسان ضروری است، ممکن است تحت تاثیر این پدیده قرار گیرد. اولین مورد پروتئین‌هایی است که از نیتروژن ساخته شده‌اند. در کشورهای در حال توسعه این مورد می‌تواند مشکل بزرگی باشد زیرا بسیاری از رژیم‌های غذایی در این کشورها غنی از پروتئین نیست و گیاهانی که در سطوح دی‌اکسید کربن بالا رشد می‌کنند، می‌توانند ۲۰ تا ۳۰ درصد پروتئین کمتری داشته باشند. دومین مورد آهن است؛ در حال حاضر کمبود آهن حدود ۲ میلیارد نفر در سراسر جهان را تحت تاثیر قرار می‌دهد.

علاوه بر تاثیرگذاری بر سیستم‌های غذایی جهانی، کمبود مواد معدنی به‌ دلیل افزایش سطح دی‌اکسید کربن ممکن است منجر به یک حلقه بازخورد منفی برای کاهش تغییرات آب‌ و هوایی شود.

گوژون نتیجه گرفت در صورتی‌ که بیشتر پوشش گیاهی دارای کمبود نیتروژن و سایر مواد معدنی باشد، مخزن کربن زمینی مرتبط با افزایش فتوسنتز ممکن است محدود شود و احتمالا از افزایش بیشتر جذب دی‌اکسید کربن از جو جلوگیری کند.

نتایج این تحقیق در مجله Trends in Plant Science منتشر شده است.