خلال الصيفين الماضيين، تغير المناخ المعتاد لمنطقة تشيليابينسك بشكل كبير - فالتغيرات في درجات الحرارة والأمطار الغزيرة تسبب خسائر لأصحاب حقول الحبوب. يبحث باحثو جامعة جنوب الأورال الحكومية، بالتعاون مع وزارة الزراعة في منطقة تشيليابينسك، عن طرق للحد من مخاطر خسائر الحبوب الغذائية. ويتم تنفيذ العمل في إطار المشروع الوطني «العلوم والجامعات».
بدأ المجتمع العلمي العالمي، الذي يدرس الظروف المناخية للكوكب، في إطلاق ناقوس الخطر - فالاحتباس الحراري العالمي يغطي مناطق أكبر من أي وقت مضى، وينتقل إلى المناطق الشمالية. وهذا يعني أن الظروف الطبيعية للنباتات في هذه المناطق قد انتهكت: البكتيريا الصماء المميزة (ما هو موجود في الطبيعة، في التربة، على النباتات) تتغير كميًا ونوعيًا بسبب ارتفاع مستوى الرطوبة. ونتيجة لذلك، هناك مخاطر فقدان الغذاء، وإذا تم الحفاظ على المستقلبات الثانوية للنباتات الدقيقة في المنتجات المصنعة، فهناك خطر على صحة الإنسان.
لم تُنس بعد الظروف المناخية القاسية خلال حملة حصاد 2023، المصحوبة بهطول أمطار غزيرة، عندما واجه المزارعون تغيراً في فسيولوجيا النبات: بدأ القمح في الإنبات في السنابل. والحقيقة هي أنه عندما تنبت الحبوب على الجذر، بسبب تشبع التربة بالمياه، يتم إنشاء ظروف غذائية مواتية في الحبوب لتنشيط فطريات العفن السامة؛ هناك زيادة في كمية السموم الفطرية التي يمكن أن تتراكم في جسم المستهلك وتؤثر سلباً على حالته.
وإذا كان التأثير على المناخ مستحيلا عمليا، فمن الضروري إيجاد طرق لجلب المواد الخام إلى الجودة المناسبة - أولا وقبل كل شيء، لضمان سلامتها. للمساعدة في هذا الشأن، لجأت وزارة الزراعة في منطقة تشيليابينسك إلى الباحثين في جامعة جنوب الأورال الحكومية الذين لديهم خبرة في هذا الاتجاه.
تجدر الإشارة إلى أن علماء من قسم «الأغذية والتكنولوجيات الحيوية» بالجامعة، وبدعم من الوزارة، حصلوا على منحة من مؤسسة العلوم الروسية «منهجية الحد من مخاطر خسائر الحبوب الغذائية على أساس استخدام غير - التأثيرات الحرارية لضمان استدامة النظم الغذائية الإقليمية في الظروف القاسية لتغير المناخ» والتي ستسمح، على مدى ثلاث سنوات من العمل البحثي، بإيجاد طرق جديدة «لإنقاذ» مستقبل الخبز.
«توضح إيرينا بوتوروكو، مديرة المدرسة العليا للطب والبيولوجيا بجامعة جنوب الأورال الحكومية: لقد خطط فريقنا لإجراء بحث على مستوى النمذجة الجزيئية للمخاطر الناشئة، وسنكون مستعدين للحديث عن نتائجها في العام المقبل. يتم توزيع كافة الأموال المخصصة ضمن شروط المنحة المدعومة للعام القادم حسب خطة المهمة. وبما أن الطبيعة غير مستقرة، يجب علينا أيضًا تقييم ديناميكيات التغير المناخي، التي تؤثر على التحولات في النباتات؛ على وجه الخصوص، يتم حاليًا إجراء هذا البحث من قبل فريق البحث في قسمنا. ولتوسيع القدرات البحثية، سيتم شراء معدات يمكن استخدامها لتحديد فطريات العفن في محاصيل الحبوب؛ وستسمح لنا معدات أخرى بمراقبة التغيرات داخل كل حبة على المستوى الخلوي».
على مدار عام، راقب العلماء ديناميكيات المخاطر السامة في المواد الخام عند مستويات الرطوبة المثلى. تم أخذ أي تغييرات في المحتويات الداخلية لكتلة الحبوب في الاعتبار، بما في ذلك النباتات الدقيقة؛ سيتم نشر نتائج المراقبة الأولى في ديسمبر. وتتمثل الخطط الحالية للعلماء في دراسة عينات من دفعات الحبوب المحصودة عام 2024 وإجراء تحليل مقارن لتحديد ديناميكيات وجود السموم في العينات، وكذلك اختبار طرق جديدة لتعقيم التأثيرات على الحبوب.
يقوم الآن مطورو الجامعة باختبار طريقة لتطهير الحبوب النابتة من السموم الفطرية باستخدام التأثيرات غير الحرارية (العلاج الهجين: البلازما الباردة والموجات فوق الصوتية) في مجال الغاز منخفض التأين والتجويف، مما يساعد على تعطيل السموم الموجودة في الحبوب وتنشيط وظائف الأعضاء لإنبات الحبوب في فترة زمنية محددة.
«تقول إيرينا بوتوروكو: خلال السنة الأولى من العمل، ومن خلال تجارب طويلة، أنشأنا نظامًا عقلانيًا لمعالجة الحبوب التالفة بالبلازما الباردة. ومع ذلك، فقد أدركنا أنه من الضروري تقليل مدة هذه المعالجة، ووضع معايير مقبولة للتطهير اللطيف للحبوب، دون الإضرار ببنيتها والحفاظ على فوائدها الطبيعية. يرجع تعقيد العمل إلى العدد المتزايد باستمرار من الأشكال الجديدة للسموم الفطرية ومجمعاتها، وللقضاء على كل منها، من الضروري اختيار نظام فردي بكثافة معينة من العلاج».
حاليًا، يبحث علماء تشيليابينسك عن طرق أبسط وأسرع للصناعيين لمعالجة المواد الخام للحبوب بأمان وفعالية. خلال السنوات الثلاث من تنفيذ المنحة، يعتزمون الجمع بين المعرفة العلمية الأساسية و«منتجهم» المستقبلي، والذي سيصبح اقتراحًا عمليًا للمجمع الصناعي الزراعي في المنطقة.