وضعیت امروز محصولات کشاورزی به گونه ای است که سالیانه حدود 40 درصد غذای تولیدی در آمریکا هرگز مصرف نمی شود و راهی سطل های زباله می گردد.
سازمان حفاظت از محیط زیست آمریکا اعلام کرده است، این کشور سالیانه بیشتر از 39 میلیون تن زباله ی غذایی تولید می کند. توت فرنگی ها بر روی درخت ها از بین می روند زیرا نیروی کار کافی برای چیدن آن ها وجود ندارد. همچنین مقداری از غذاها در طی حمل و نقل در فروشگاه های مواد غذایی یا در منازل از بین می رود. مقدار بیشتری از این محصولات در طی فرآیند تولید، به دلیل ناکارآمدی ها و کمبود بازار فروش این فرآورده ها خراب می شوند.
محققان در دانشگاه کلورادو در آمریکا با همکاری شرکت لپرینو (تأمین کننده ی جهانی محصولات لبنی) در حال تحقیق بر روی استفاده از لاکتوز (قند طبیعی در شیر) به عنوان منبعی جهت افزایش پایداری محصولات کشاورزی می باشند.
کمک به حفظ رطوبت خاک
در تولید محصولات لبنی، مقادیر زیادی از مواد طبیعی مانند لاکتوز تولید می گردد. در حال حاضر بازار فروش اصلی لاکتوز مربوط به شیر خشک است اما شرکت هایی مانند لپرینو بیشتر از نیاز این بازار لاکتوز تولید می کنند. در این تحقیق مشترک آن ها تصمیم گرفتند به جای دور ریختن این لاکتوز اضافی، موارد استفاده از آن را در کشاورزی بررسی کنند.آن ها متوجه شدند گیاهانی که با لاکتوبیونات (محلول پایدار شده ی معدنی) تغذیه شده اند در برابر کم آبی مقاوم تر هستند. لاکتوبیونات ویژگی های شیمیایی منحصر به فردی دارد: این ماده آب را در خاک نگه می دارد و با دارا بودن قند، حاوی انرژی بالایی است. دانشمندان حدس زدند احتمالاً این ماده خاک را به اسفنج تبدیل می کند و خاک اسفنجی آب را جذب می کند و آن را نزدیک ریشه ی گیاهان نگهداری می کند تا به آسانی به مصرف گیاه برسد.
با توجه به جمعیت جهان که رو به افزایش است، استفاده ی مناسب از منابع آبی امری ضروری برای تغذیه ی جمعیت است. به خصوص که شرایط آب و هوایی نسبت به گذشته تغییر یافته و سفره های آب زمینی به دلیل استفاده ی انسان کاهش یافته است، لازم است تا با مدیریت صحیح بتوانیم به ازای هر قطره ی آب مصرفی محصولات بیشتری کشت دهیم. توانایی خاک برای جذب آب باران و آب حاصل از آبیاری و ذخیره سازی آن در منطقه ی نزدیک به ریشه های گیاه برای استفاده ی هوشمند از آب ضروری است.
توانایی نگهداری آب توسط خاک با راهکارهایی مانند کشاورزی بدون شخم زدن که سبب حفظ پوشش خاک می شود و کشت ساده ی محصولات، تقویت می شود. همچنین بافت خاک نیز از طریق افزودن کود گیاهی اصلاح می شود. محصولات تجاری مانند ژل هایی که نگهداری رطوبت خاک را افزایش می دهند، وجود دارند اما این محصولات برای کشاورزان گران است و کاربردی نیستند.
دانشمندان و شرکت های بسیاری در حال بررسی روش های استفاده از ضایعات غذایی هستند. یکی از چالش ها این است که بیشتر ضایعات غذایی شامل ترکیبی از انواع مواد مختلف است که در طی زمان تغییر می کنند و به این ترتیب تهیه ی یک محصول با ترکیبات مشخص و پایدار دشوار است. بر خلاف این مواد، لاکتوبیونات ماده ی شیمیایی ساده ای است و می توان در حجم های زیاد آن را تولید نمود.
استفاده از لاکتوبیونات جهت تغذیه ی میکروبی
برای آزمایش تأثیر لاکتوبیونات بر قابلیت نگهداری آب توسط خاک، دانشمندان در آزمایشگاه آن را بر روی خاک های مستعد خشک سالی آزمایش کردند. نتایج شگفت آور بود. دو هفته پس از افزودن لاکتوبیونات به خاک، رطوبت خاک 7 برابر افزایش یافت. حتی پس از دو ماه نیز رطوبت خاک همچنان بیشتر از قبل و در حد 3 برابر بود. این نتایج به معنی افزایش 40 درصدی دسترسی به آب بود.دانشمندان ابتدا تصور کردند فواید لاکتوبیونات کوتاه مدت است زیرا میکروب های خاک به سرعت آن را تجزیه و مصرف می کنند. و در حقیقت جمعیت میکروب ها در خاک پس از افزودن لاکتوبیونات افزایش می یابد. اما با وجود رشد میکروب ها آن ها شاهد بهبود توانایی خاک برای نگهداری آب بودند. نظر دانشمندان این بود که میکروب ها به محض تماس با لاکتوبیونات، می میرند و تبدیل به مواد آلی در خاک می گردند که در واقع نوعی ماده ی اسفنجی است که برای سلامت خاک و احتباس آب لازم است.
در واقع دانشمندان دریافتند با وجود این که میکروب ها لاکتوبیونات را مصرف می کردند، سطح کربن خاک (مهم ترین ماده ی آلی خاک) دو برابر میزان خاکی بود که به آن لاکتوبیونات اضافه نشده بود. این نتایج نشان داد می توان با تغذیه ی میکروب ها خاک ها را بازیابی نمود.
انباشتن مواد مغذی در خاک
اگر چه به نظر می رسد تغذیه ی میکروب ها با لاکتوبیونات باعث سلامتی خاک می شود، اما هنوز ممکن است افزودن این ماده ی غنی از کربن به خاک، نتیجه ی معکوس داشته باشد. میکروب ها از مولکول هایی مانند پروتئین ها، چربی ها و نوکلئیک اسیدها تشکیل شده اند که حاوی کربن، نیتروژن، فسفر و سایر عناصر هستند. برای افزایش رشد جمعیت میکروب ها، آن ها نیاز به ایجاد تعادل بین کربن فراوان خود با سایر عناصر دارند. در نتیجه، میکروب ها با سایر گیاهان برای دریافت این مواد مغذی ضروری رقابت می کنند.این اتفاق به این معنی است که افزودن کربن به خاک کشاورزی می تواند با کاهش موقت فراهمی مواد مغذی در واقع بازدهی محصولات را کاهش دهد. اما اگر در دوره هایی که گیاه کوچک و نیاز آن کم است، میکروب ها مواد مغذی را جذب کنند در واقع به حفظ مواد مغذی کود کمک می کنند و این یک مزیت مهم است زیرا این مواد غالباً در هنگام بارندگی شسته می شوند و وارد رودخانه ها و دریاچه ها می گردند. گیاهانی که با لاکتوبیونات (محلول پایدار شده ی معدنی) تغذیه شده اند در برابر کم آبی مقاوم تر هستند. بعدها که این میکروب ها می میرند، مواد مغذی آن ها برای گیاهان قابل جذب است و در حقیقت میکروب ها مانند باتری های مواد مغذی هستند که آن ها را تا زمانی که گیاه بتواند از آن استفاده کند، ذخیره می نمایند.
در هر حال استفاده از فرآورده های جانبی در مزرعه برای حفظ آب و مواد مغذی راهی برای کارامد نمودن بیشتر سیستم غذایی است. نوآوری هایی نظیر این مورد می تواند به جریان اقتصاد مدور منجر شود که در آن ضایعات غذایی به حداقل و استفاده از منابع طبیعی کمیاب به حداکثر می رسد.
منبع: ماتیو والنستین – پیتر اولایمی - Colorado State University ، سینتیا کالنباخ - McGill University
