Commercial-scale nitrogen-modified atmosphere for the disinfestation of soft wheat stored in big bags
تُظهر هذه الدراسة أن معالجة الجو المعدل بالنيتروجين على نطاق تجاري عند درجة حرارة 40 مئوية لمدة 3 أيام تحقق بفعالية نسبة نفوق 100% لآفات القمح اللين، بما في ذلك المراحل غير البالغة الأكثر تحملاً من نوع *Ephestia kuehniella*، وذلك عبر الجمع بين نموذج انتشار مُثبت واختبارات بيولوجية لتحسين بروتوكولات التطهير.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
إن الحفاظ على سلامة إمدادات الغذاء في العالم هو معركة مستمرة تُخاض في الصوامع والمستودعات حول العالم. فبمجرد حصاد المحاصيل مثل القمح، لا تظل هذه المحاصيل ساكنة ببساء، بل تصبح أهدافاً لمجموعة من الحشرات التي يمكنها التهام مخازن كاملة من الحبوب. ولعقود من الزمن، كان الدفاع الأساسي ضد هذه الآفات هو الرش والمواد الكيميائية والغازات، لكن هذه الأساليب أصبحت تسبب مشاكل متزايدة؛ فقد طورت العديد من مجموعات الحشرات مقاومة للمواد الكيميائية الشائعة، وهناك طلب عالمي متزايد على غذاء خالٍ من البقايا السامة. واستجابة لذلك، توجه العلماء إلى فكرة أبسط وأقدم: وهي إزالة الهواء الذي تحتاجه الحشرات للتنفس. فمن خلال استبدال الأكسجين في مساحة التخزين بالنيتروجين، وهو غاز يشكل معظم غلافنا الجوي ولكنه غير ضار بالبشر، يمكن للباحثين خلق بيئة لا تستطيع الآفات البقاء فيها. يُعرف هذا النهج باسم "الغلاف الجوي المعدل"، وبينما نجح هذا الأسلوب بشكل جيد في صوامع التخزين الكبيرة والصلبة، إلا أن مدى فعاليته في الحاويات المرنة التي تشبه الأكياس والمستخدمة في الصناعة الحديثة ظل موضع تساؤل.
لقد وضع فريق من الباحثين من اليونان وتركيا هدفاً للإجابة على هذا السؤال من خلال اختبار معالجة النيتروجين على نطاق واسع باستخدام القمح اللين المخزن في أكياس كبيرة ومرنة، تُسمى غالباً "الأكياس الكبيرة" (big bags). وتعد هذه الأكيو عصب التخزين الصناعي لسهولة نقلها ورصها، لكن شكلها وكثافتها يجعلان من الصعب معرفة ما إذا كانت المعالجة بالغاز تصل إلى كل زاوية. وضع العلماء أكياساً من القمح داخل غرفة تجارية كبيرة وضخوا نيتروجناً عالي النقاء لإزاحة الأكسجين. ثم أدخلوا ثلاثة أنواع مختلفة من آفات المنتجات المخزنة في القمح: سوسة الأرز، التي تحفر داخل الحبوب؛ وخنفساء الدقيق الحمراء، التي تتغذى على الخارج؛ وعثة الدقيق المتوسطية، التي تشتهر يرقاتها بإلحاق الضرر بمنتجات الحبوب المصنعة. واختبر الباحثون هذه الحشرات تحت نوعين مختلفين من درجات الحرارة، 32 درجة مئوية و40 درجة مئوية، ولمدة زمنية مختلفة، يومين وثلاثة أيام، لمعرفة أي مزيج سينجح في قتل الآفات وإيقاف تكاثرها.
أظهرت النتائج انقساماً واضحاً بين الخنافس والعثة. فقد ثبت أن الخنافس البالغة، سواء سوسة الأرز أو خنفساء الدقيق الحمراء، معرضة بشدة لمعالجة النيتروجين. وبغض النظر عن درجة الحرارة أو مدة التعرض، ماتت جميع الخنافس البالغة خلال نافذة اليومين أو الثلاثة أيام. علاوة على ذلك، لم تتمكن الخنافس الناجية من إنتاج نسل، مما يعني أن المعالجة أوقفت فعلياً نمو الجماعات الحشرية. أما بالنسبة لعثة الدقيق المتوسطية، فقد كان الوضع أكثر تعقيداً. فبينما ماتت العثات البالغة بنفس موثوقية الخنافس، كانت مراحلها غير الناضجة — البيوض واليرقات — أكثر صلابة. ففي درجة الحرارة المنخفضة (32 درجة مئوية)، حتى مع تمديد المعالجة إلى ثلاثة أيام، فشلت العملية في قتل جميع البيوض واليرقات؛ حيث نجت الكثير منها واستمرت في إنتاج أجيال جديدة. ومع ذلك، عندما رفع الباحثون درجة الحرارة إلى 40 درجة مئوية، أصبحت المعالجة فعالة للغاية ضد هذه المراحل الأكثر صلابة أيضاً، حيث قتلت جميعها تقريباً في غضون يومين فقط.
ولضمان أن الحشرات الموضوعة بالقرب من سطح الأكياس تمثل حقاً ما يحدث في أعماقها، استخدم الفريق محاكاة حاسوبية لتتبع كيفية حركة النيتروجين عبر القمح. وأكد النموذج أنه بينما وصل الغاز إلى مركز الكيس ببطء أكبر قليلاً من السطح، إلا أن الفرق كان ضئيلاً، وأصبح الكيس بأكمله منخفض الأكسجين بشكل موحد قبل انتهاء فترات المعالجة بوقت كافٍ. وهذا يعني أن بقاء يرقات العثة عند درجة الحرارة المنخفضة لم يكن بسبب فشل الغاز في الوصول إليها، بل لأن تلك المراحل العمرية المحددة هي بطبيعتها أكثر تحملاً لظروف نقص الأكسجين. وتخلص الدراسة إلى أنه بينما يعد النيتروجين أداة قوية لتطهير القمح المخزن، فإن البروتوكول يجب أن يُصمم خصيصاً للآفة الأكثر مقاومة الموجودة. وبالنسبة لمزيج من الخنافس والعث، فإن الطريقة الأكثر موثوقية هي الحفاظ على درجة حرارة التخزين عند 40 درجة مئوية لمدة ثلاثة أيام، وهو مزيج يضمن السيطرة الكاملة عبر جميع المراحل العمرية ويمنع أي تفشٍ مستقبلي.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.