الكتلة الحيوية الخالية من الدهن للميكروطحالب الخضراء Chlorella sp. كمنشط حيوي مستدام لتعزيز نمو الشعير في ظروف مملحة

تحويل النفايات إلى مساعدة للحقول الجائعة

تتسبب زيادة ملوحة التربة في تقليص المحاصيل بهدوء حول العالم، لا سيما في المناطق القاحلة حيث يترك الري وراءه أملاحاً. وفي الوقت نفسه، ينتج قطاع الميكروطحالب المتنامي كميات كبيرة من المواد المتبقية بعد استخلاص الزيوت لإنتاج الوقود الحيوي. تطرح هذه الدراسة سؤالاً بسيطاً لكنه قوي: هل يمكن تحويل تلك «النفايات» من الطحالب الخضراء إلى منشط نباتي لطيف يساعد الشعير على الاستمرار في النمو في مياه مالحة؟

لماذا تشكل الترب المالحة تهديداً لمحصول غذائي رئيسي

الشعير يعد من أهم المحاصيل الحقلية في العالم ويشكل قاعدة لصناعات الغذاء والعلف والتخمير. ومع ذلك فهو لا يتحمل الملح جيداً. عندما تتراكم الأملاح في مياه الري والتربة، تكافح نباتات الشعير لامتصاص الماء والمغذيات، وتفقد أوراقها كفاءة تحويل ضوء الشمس إلى طاقة، وقد ينخفض محصول الحبوب إلى النصف أو أكثر. وبما أن نحو نصف الأراضي المروية تتأثر بالملوحة بدرجة ما، يبحث المزارعون والعلماء عن أدوات تساعد المحاصيل على التكيف دون الاعتماد فقط على التربية المكلفة أو الاستخدام الكثيف للأسمدة.

حياة جديدة لمخلفات الطحالب الخضراء

تُزرع الميكروطحالب مثل Chlorella على نطاق واسع كمكملات غذائية وللاستخلاص الزيوت التي يمكن تحويلها إلى ديزل حيوي. بعد إزالة الزيوت، تبقى كتلة حيوية خالية من الدهن وغنية بالبروتين. في هذه الدراسة، حضّر الباحثون مستخلصاً كحولياً من هذه المادة المتبقية من Chlorella وفحصوا تركيبتها الكيميائية. حددوا 28 مركباً فعالاً بيولوجياً، أغلبها أحماض دهنية وجزيئات ذات صلة معروفة بتأثيرها على نمو النبات، وحماية أغشية الخلايا، ومساعدة النبات على تحمل الإجهاد. وبما أن الكتلة الحيوية منتج ثانوي، فإن استخدامها كمقوٍ للمحاصيل يتماشى جيداً مع أفكار الاقتصاد الدائري: تحويل بقايا صناعة إلى مورد لصناعة أخرى.

اختبار مساعدة الطحالب على الشعير في مياه مالحة

زرع الفريق ثلاثة أنواع من الشعير في نظام هيدروبوني عائم سمح بالتحكم الدقيق في مستويات الملح في محلول المغذيات. تعرضت النباتات لملوحة منخفضة ومعتدلة وعالية، مشابهة لما قد يواجهه المزارعون في الحقول المروية. نقع بعض البذور في مستخلص الطحالب قبل الزراعة، ورُشّت بعض النباتات به أثناء نموها، وتلقّت مجموعة أخرى كلا العلاجين، في حين بقيت مجموعات أخرى كضوابط غير معالجة. خلال 60 يوماً قاس العلماء وزن الحبوب، وكفاءة استخدام الضوء في الأوراق، وتبادل الغازات، والمغذيات المعدنية في السعفات والحبوب، ومحتوى الأصباغ مثل الكلوروفيل التي تساعد على التقاط ضوء الشمس.

كيف غيّر المرطب الطحالي أداء النبات

كما هو متوقع، زادت الملوحة فقلّت المردود: هبط وزن الحبوب ومقياس رئيسي للنشاط الضوئي بشدة عند الملوحة العالية، وتحولت علاقة المغذيات في النباتات نحو صوديوم ضار على حساب البوتاسيوم والفوسفور. ومع ذلك خفف مستخلص الطحالب من هذه الآثار. أعطت تركيبة نقع البذور ورش الأوراق أفضل النتائج، حيث رفعت الوزن الجاف للحبوب بنحو ثلث مقارنة بالنباتات غير المعالجة تحت نفس الظروف وعزَّزت تدفق الإلكترونات في آلية التمثيل الضوئي. خزن الشعير المعالج بالمستخلص مزيداً من النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم في كل من السعفات والحبوب، بينما امتص نسبياً كمية أقل من الصوديوم. كما كانت محتويات البروتين والأصباغ الخضراء أعلى، ما يشير إلى أيض أكثر صحة وجودة غذائية محسنة للحبوب المحصودة.

أنواع شعير مختلفة، مكاسب مختلفة

لم تستجب الأنماط الجينية الثلاثة للشعير بطرق متطابقة. حافظ نوع واحد، المعروف باسم Giza 123، على أثقل حبوب ونشاط ضوئي أكثر قوة تحت إجهاد الملح، خاصة عندما اقترنت المعالجات الطحالية. أما Giza 132 فأبدى تفوقاً في تراكم البروتين وامتصاص النيتروجين. تظهر هذه الاختلافات أن المنشط المستند إلى الطحالب يتفاعل مع وراثة النبات وتقترح أن اختيار الأصناف المناسبة من الشعير يمكن أن يضخم فوائد مثل هذه المنظمات الحيوية في البيئات المالحة.

ما الذي يعنيه هذا للأراضي المالحة

بالنسبة لغير المختصين، الخلاصة واضحة: يمكن إعادة استخدام المادة المتبقية من الطحالب الخضراء الغنية بالزيوت كمعين لطيف يساعد نباتات الشعير على البقاء أكثر خضرة، والتقاط الضوء بكفاءة أكبر، وملء الحبوب بشكل أفضل حتى عندما تكون المياه مالحة. يشير العمل إلى طريقة عملية لإعادة تدوير نفايات صناعية مع تحسين أداء المحاصيل على الأراضي المتعرضة للإجهاد. وعلى الرغم من أن هذه النتائج جاءت من أنظمة مائية محكومة وليست من حقول حقيقية، فإنها توحي بأن المعالجات القائمة على الطحالب قد تصبح جزءاً من استراتيجيات مستدامة للحفاظ على المحاصيل وجودة الحبوب حيثما تتصاعد ملوحة التربة.

الاستشهاد: El-Akhdar, I., Elsakhawy, T. & Elakhdar, A. Defatted biomass of the green microalga Chlorella sp. as a sustainable biostimulant to enhance barley growth under saline conditions. Sci Rep 16, 15064 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-49609-6

الكلمات المفتاحية: إجهاد الملوحة, الشعير, منشط حيوي من الميكروطحالب, مستخلص Chlorella, الزراعة المستدامة