«استراتيجيات علمية» لتعزيز وصول المزارعين الأفارقة إلى بذور عالية الإنتاج

البذور عالية الإنتاجية تُسهم في تعزيز الأمن الغذائي وزيادة دخل المزارعين بقارة أفريقيا (رويترز)
البذور عالية الإنتاجية تُسهم في تعزيز الأمن الغذائي وزيادة دخل المزارعين بقارة أفريقيا (رويترز)
TT

«استراتيجيات علمية» لتعزيز وصول المزارعين الأفارقة إلى بذور عالية الإنتاج

البذور عالية الإنتاجية تُسهم في تعزيز الأمن الغذائي وزيادة دخل المزارعين بقارة أفريقيا (رويترز)
البذور عالية الإنتاجية تُسهم في تعزيز الأمن الغذائي وزيادة دخل المزارعين بقارة أفريقيا (رويترز)

تواجه دول في أفريقيا، لا سيما المناطق الجافة والريفية بمنطقة أفريقيا جنوب الصحراء، تحديات كبيرة في تحسين الإنتاجية الزراعية، بسبب محدودية الوصول إلى بذور عالية الإنتاجية. وعلى الرغم من الجهود الكبيرة في تطوير أصناف معدّلة تتحمّل الجفاف وتزيد العائدات الزراعية عالمياً، لا يزال المزارعون في الكثير من البلدان الأفريقية يواجهون صعوبات كبيرة في الحصول عليها.

وتُعدّ هذه البذور المحسّنة التي طُوّرت لتكون أكثر مقاومة للظروف المناخية القاسية، مفتاحاً مهماً لتعزيز الأمن الغذائي وزيادة دخل المزارعين في القارة. لكن لا تزال الكثير من المناطق النائية في أفريقيا تعاني نقصاً في الوصول إليها، ما يعوق جهود تحسين الإنتاجية الزراعية، وفق دورية «نيتشر أفريقيا» في 2 فبراير (شباط) 2025.

المزارع الصغير من كينيا، مايكل واتشيرا، كان من بين الذين أُتيح لهم استخدام بذور الذرة عالية الإنتاجية، وحقّق نجاحاً كبيراً بعد زراعتها، إذ تتطلّب هذه البذور كمية أقل من المياه، ما ساعده على زيادة إنتاجه بشكل ملحوظ؛ حيث زرع فداناً واحداً بالبذور المحسّنة، فارتفع محصوله من 13 كيساً فقط إلى 40 كيساً، يزن كل منها 90 كيلوغراماً.

وفي السياق، كشفت دراسة أُجريت على 34 دولة في أفريقيا جنوب الصحراء عن أن الفيضانات والجفاف خلال السنوات الأخيرة أدت إلى انخفاض كبير في إنتاج الذرة والأرز والذرة الرفيعة في المنطقة. وأظهرت الدراسة أن القطاع الزراعي في أفريقيا يحتاج إلى حلول مستدامة لمواجهة المخاطر المناخية التي تؤثر في أدائه.تحديات توزيع البذور

يشير مدير إنتاج البذور في مؤسسة التكنولوجيا الزراعية الأفريقية في زيمبابوي، جونغا مونيارادزي، إلى أن الكثير من الأصناف الواعدة من المحاصيل الأساسية، مثل الذرة، لا تصل إلى صغار المزارعين بسبب تحديات أنظمة توزيع البذور في أفريقيا.

فعلى سبيل المثال، لا يزال هناك أكثر من 120 صنفاً من الذرة الذكية مناخياً، طُورت بمراكز الأبحاث التابعة لـ«المجموعة الاستشارية للبحوث الزراعية الدولية» (CGIAR)، غير مستغلّة بالشكل الكافي.

وأضاف: «على الرغم من أن هذه الأصناف مقاومة للجفاف وذات إنتاجية عالية، فإنها لم تصل إلى صغار المزارعين بسبب قلة الوعي، وضعف شبكات التوزيع، وعدم توفر البذور بشكل مستمر، فضلًا عن غياب اللوائح المنسقة بين الدول الأفريقية المختلفة»، حسب «نيتشر أفريقيا».

وأشار إلى أن غياب التنسيق التنظيمي بين الدول الأفريقية يؤدي إلى خلق عقبات أمام حركة البذور عبر الحدود، إذ تمثّل إجراءات الشهادات وضبط الجودة والتسجيل تحديات كبيرة، وغالباً ما تحتاج الأصناف الجديدة إلى المرور بمراحل اختبار واعتماد منفصلة في كل دولة على حدة.

استراتيجيات علميةولمواجهة هذه المشكلات، يشير مونيارادزي إلى ضرورة تكثيف الجهود الحكومية والخاصة لدعم قطاع البذور في أفريقيا، وتشجيع الاستثمارات العامة والخاصة في إنتاج البذور محلياً، لضمان توفرها للمزارعين في الوقت المناسب خلال مواسم الزراعة.

كما يدعو الحكومات الأفريقية إلى زيادة الاستثمارات في البحث والتطوير للإسراع في استنباط ونشر الأصناف المحسّنة، مشدداً على أهمية إشراك صغار المزارعين في برامج التربية التشاركية لضمان توافق الأصناف الجديدة مع احتياجاتهم وتفضيلاتهم، مما يعزّز معدلات تبنيها ويضمن تحقيق التنمية الزراعية المستدامة في القارة.

تجربة مصرية

ويرى رئيس المشروع القومي لتطوير الأرز بوزارة الزراعة المصرية، الدكتور حمدي الموافي، أن مصر، بما لديها من إمكانات علمية وفنية في مجال تطوير البذور، يمكن أن تلعب دوراً مهماً في تحسين إنتاجية الأرز في أفريقيا، خاصة من خلال سلالات الأرز المصري الهجين، الذي يتميّز بإنتاجية عالية وصفات ممتازة، لكنه يحتاج إلى خبرة كبيرة في الإنتاج، مما يعزّز من الوجود المصري في القارة.

وأضاف لـ«الشرق الأوسط» أن «متوسط إنتاجية الأرز في مصر تخطى 10 أطنان للهكتار، ومن المتوقع أن يصل إلى 11 طناً للهكتار، وهو أعلى إنتاج في وحدة المساحة على مستوى العالم»، مشيراً إلى أن مصر طبّقت استراتيجيات لتعزيز إنتاج الأرز، عبر تحسين البذور ومقاومة الآفات والحشائش، وحقّقت أعلى كفاءة مقارنةً بالدول المنتجة للأرز عالمياً.

ويقترح الموافي إنشاء محطات بحثية مصرية للأرز في مختلف الدول الأفريقية، لنقل الخبرة المصرية مباشرة وعلى أرض الواقع، بالتعاون مع الاتحاد الأفريقي والبنك الأفريقي.

وحسب المركز القومي للبحوث الزراعية في مصر، تُعد مصر الدولة الأولى عالمياً في إنتاجية الفدان من القمح والأرز. كما تحتل مرتبة متقدمة في محصول الفدان من الذرة، بفضل تطوير سلالات هجينة من بذور التقاوي ذات الإنتاجية المرتفعة والمقاومة للآفات والتغيرات المناخية.

وتتبنّى الحكومة المصرية «المشروع القومي لإنتاج البذور»، بالشراكة مع عدد من الشركات الأجنبية، بهدف دعم القطاع الزراعي ورفع الكفاءة الإنتاجية للمحاصيل الزراعية المصرية، وإنتاج التقاوي محلياً بجودة عالية تقاوم الآفات والتغيرات المناخية، بدلًا من استيرادها من الخارج، وذلك لتحقيق الاكتفاء الذاتي.


مقالات ذات صلة

كيف يُحسّن الذكاء الاصطناعي دقة الكشف المبكر عن آفات النباتات؟

علوم تقنيات الذكاء الاصطناعي ساهمت في الكشف المبكر عن آفات أوراق الأرز بمصر (دورية ساينتفك ريبورتس)

كيف يُحسّن الذكاء الاصطناعي دقة الكشف المبكر عن آفات النباتات؟

أسهمت التطورات الحديثة في مجالات الذكاء الاصطناعي والرؤية الحاسوبية وتقنيات الاستشعار عن بُعد في تعزيز الزراعة الدقيقة؛ مما يتيح أساليب غير تقليدية للكشف المبكر عن الأمراض وإدارتها بفاعلية.

محمد السيد علي (القاهرة)
شمال افريقيا وزيرة الهجرة المصرية خلال لقائها مع وزير الهجرة اليوناني في القاهرة (وزارة الهجرة المصرية)

لماذا تستهدف اليونان استقدام العمالة المصرية في مجال الزراعة؟

تعهد وزير الهجرة اليوناني، ديميتريوس كاريديس، بـ«سرعة إنهاء إجراءات سفر العمال المصريين مع بداية يونيو (حزيران) المقبل، والبالغ عددهم 5 آلاف عامل زراعي».

محمد عجم (القاهرة)
بيئة من معرض باريس الزراعي (رويترز)

الذكاء الاصطناعي يغير المشهد أيضاً في قطاع الزراعة

سبق للذكاء الاصطناعي أن دخل إلى عالم المزارع لتحليل صور الأعشاب الضارة مثلا أو سلوك الأبقار في الحظيرة، لكن هناك الجديد في معرض باريس الزراعي.

«الشرق الأوسط» (باريس)
يوميات الشرق ما أسرار السعادة؟ (رويترز)

15 سراً للسعادة... هل تعيش هذه النعم؟

إذا أجبت بأنك تملك هذه الميزات أو النعم، فأنت أكثر سعادة من معظم الناس.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
يوميات الشرق شتلات الشعير المزروعة في التربة الموصلة للكهرباء نمت بصورة أكبر (جامعة لينشوبينغ)

تربة موصلة للكهرباء لتطوير «الزراعة المائية»

طوّر باحثون من جامعة «لينشوبينغ» السويدية، «تربة» موصلة للكهرباء تعزز نهج الزراعة من دون تربة، والمعروفة باسم «الزراعة المائية».

محمد السيد علي (القاهرة)

ثورة في جراحة العظام: كيف تحسّن «الغرسات المطبوعة» زراعة المفاصل؟

تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد حققت قفزات متوالية في مجال جراحة العظام (جامعة برنو للتكنولوجيا)
تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد حققت قفزات متوالية في مجال جراحة العظام (جامعة برنو للتكنولوجيا)
TT

ثورة في جراحة العظام: كيف تحسّن «الغرسات المطبوعة» زراعة المفاصل؟

تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد حققت قفزات متوالية في مجال جراحة العظام (جامعة برنو للتكنولوجيا)
تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد حققت قفزات متوالية في مجال جراحة العظام (جامعة برنو للتكنولوجيا)

مع التطور السريع في تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد، شهد قطاع الرعاية الصحية تحولاً جذرياً في تصنيع الغرسات الطبية، لا سيما في جراحة العظام واستبدال المفاصل.

وتتيح هذه التقنية إنتاج غرسات مخصصة تتناسب مع البنية التشريحية لكل مريض، مما يعزّز الراحة ويُسرّع عملية الشفاء. ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات تتعلّق بمتانة المواد المستخدمة وتجانس خصائصها الميكانيكية، وهذا قد يؤثر في كفاءة وأمان هذه الغرسات على المدى الطويل.

تطوير صيني

في هذا السياق، توصل فريق بحثي من مختبر مواد «سونغشان ليك» في الصين إلى تطوير أول ركبة اصطناعية في العالم مصنوعة بالكامل بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد بالليزر التي حصلت رسمياً على موافقة إدارة المنتجات الطبية الوطنية في الصين بصفتها جهازاً طبياً مبتكراً. وركز الفريق في دراسته على تحسين قوة وثبات سبائك «الكوبالت-الكروم-الموليبدينوم» (CoCrMo) المستخدمة في زراعة المفاصل، التي تُصنَّع باستخدام تقنية الانصهار بالليزر، وهي إحدى طرق الطباعة ثلاثية الأبعاد التي تتيح تصنيع هياكل دقيقة ومخصصة للمرضى.

غير أن هذه التقنية تُنتج مواد ذات بنية متباينة الخصائص الميكانيكية، حيث أظهرت الاختبارات الأولية أن الغرسات كانت أكثر مرونة في اتجاه معين مقارنة بآخر، مما يؤدي إلى تفاوت في القوة الهيكلية ويؤثر في أدائها الطبي.

لمعالجة هذه المشكلة، طبّق الفريق عملية معالجة حرارية من خطوتَيْن، الأولى تضمّنت تسخين المادة إلى 1150 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة، ثم تبريدها سريعاً بالماء؛ مما أدى إلى إعادة تبلور الحبيبات المعدنية وتحسين انتظام بنيتها، أما الأخرى فشملت إعادة تسخين المادة إلى 450 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة؛ مما عزّز توازن الخصائص الميكانيكية، وقضى على التباين بين الاتجاهات المختلفة في المادة.

وبعد تطبيق هذه المعالجة الحرارية، أظهرت الاختبارات تحسّناً ملحوظاً في قوة الغرسات ومرونتها، حيث تساوت تقريباً قيم الاستطالة القصوى في جميع الاتجاهات. كما ساعدت هذه العملية في التخلص من العيوب البنيوية وتكوين حبيبات متجانسة، وهذا ما عزّز مقاومة الغرسات للتآكل والإجهاد الميكانيكي. ونُشرت النتائج في عدد 4 مارس (آذار) 2025 من دورية «Materials Futures».

تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد ساهمت في تحسين نتائج جراحات العظام (مستشفى تامبا العام بالولايات المتحدة)

غرسات مخصصة

يقول الباحث الرئيسي للدراسة من مختبر مواد «سونغشان ليك» في الصين، الدكتور تشانغوي سونغ، إن الطباعة ثلاثية الأبعاد تتيح تصنيع غرسات طبية مخصصة وفقاً للقياسات التشريحية الدقيقة لكل مريض، مما يعزّز التوافق مع العظام ويقلّل المضاعفات.

وأضاف لـ«الشرق الأوسط» أن تقنية الانصهار بالليزر تتيح التحكم الدقيق في البنية المجهرية، ما يسمح بتكوين هياكل معقّدة يصعب تحقيقها بطرق التصنيع التقليدية مثل الصب أو التشكيل. كما توفّر كفاءة إنتاجية أعلى من خلال تسريع عمليات التصنيع وتقليل الفاقد من المواد، مقارنة بالأساليب التقليدية.

ونوه بأن الغرسات الجديدة تتمتع بمتانة وموثوقية أعلى، مما يقلّل من مخاطر الكسر أو الفشل في أثناء الاستخدام المطوّل. كما أن تحسين بنية المعدن يُسهم في توزيع الإجهادات بالتساوي، ما يجعل الغرسة أكثر قدرة على تحمّل الضغوط المختلفة بكفاءة أكبر، وهذا يقلّل الحاجة إلى عمليات استبدال متكررة. كما يساعد التصميم المخصص والهيكل المحسّن على تقليل الالتهابات والرفض المناعي، مما يسرّع تعافي المرضى بعد الجراحة.

وتوقّع سونغ أن تُحدث الطباعة ثلاثية الأبعاد تحولاً كبيراً في تصنيع الغرسات العظمية، إذ تتيح إنتاج غرسات مخصصة بدقة تتناسب مع البنية العظمية لكل مريض. ومستقبلاً، قد يؤدي دمج المواد الحيوية مع الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى تطوير غرسات تتكامل مع أنسجة الجسم بشكل طبيعي.

قفزات تقنية

وحقّقت الطباعة ثلاثية الأبعاد قفزات متوالية في مجال جراحة العظام. ففي أكتوبر (تشرين الأول) 2024، طوّر باحثون من جامعة تكساس في دالاس تقنية طباعة ثلاثية الأبعاد منخفضة التكلفة، لإنشاء نماذج واقعية لعظم الفخذ لدى البشر، يمكن أن تساعد الأطباء في التحضير للعمليات الجراحية لإصلاح العظام وتطوير علاجات لأورام العظام.

وتهدف هذه التقنية إلى توفير بديل أقل تكلفة وأسرع للاختبارات البيوميكانيكية، مقارنة بالعظام الاصطناعية التقليدية أو العظام المتبرع بها. وتتكوّن النسخة المطبوعة من حمض «البولي لاكتيك»، وهو بوليمر حيوي منخفض التكلفة وقابل للتحلل، يتميز بخصائص بيوميكانيكية مماثلة للعظام البشرية، حيث تبلغ تكلفة كل نسخة نحو 7 دولارات فقط. كما أشار الباحثون إلى إمكانية استخدام هذه العظام المطبوعة في إصلاح العظام أو اختبار علاجات الأورام، بل ربما في زراعة أنسجة عظمية بشرية مستقبلاً.

كما طوّر فريق بحثي من جامعة واترلو الكندية في أغسطس (آب) 2024، مادة جديدة تحاكي خصائص أنسجة العظام، مما يفتح المجال لاستخدامها في الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنتاج رقع عظمية مخصصة للمرضى الذين يحتاجون إلى ترميم أو جراحة إعادة بناء العظام.

وتوفّر هذه التقنية بديلاً مبتكراً للغرسات المعدنية والعظام المتبرع بها التي قد لا تتناسب تماماً مع تشريح المريض أو قد يرفضها الجسم. وتتكون المادة الجديدة من مركب نانوي حيوي يتمتع بقوة ميكانيكية عالية وقابلة للطباعة، مع إمكانية تحوله لاحقاً إلى نسيج عظمي طبيعي داخل الجسم؛ مما قد يقلّل من الحاجة إلى عمليات جراحية متكررة.

وكان فريق من جامعة نيو ساوث ويلز في سيدني بأستراليا، نجح في يناير (كانون الثاني) 2021، في تطوير حبر حيوي يمكن استخدامه في الطباعة ثلاثية الأبعاد للعظام مباشرة داخل جسم المريض، دون الحاجة إلى درجات حرارة عالية أو مواد كيميائية قاسية. يعتمد هذا الابتكار، المسمى «COBICS»، على طباعة مادة فوسفات الكالسيوم الحيوية التي تتحول إلى مصفوفة نانوية مسامية تحاكي بنية العظام الطبيعية عند وضعها في حمام هلامي بدرجة حرارة الجسم. وقد أظهر الحبر توافقاً حيوياً عالياً، حيث استطاعت الخلايا الالتصاق به والتكاثر بنسبة نجاح بلغت 95 في المائة بعد الطباعة.

ووفق الباحثين، يمثّل هذا النهج تقدماً كبيراً في إصلاح العظام التالفة بسبب الإصابات أو السرطان. ويُجري الفريق حالياً اختبارات لتقييم قدرة الطباعة على إصلاح الجروح العظمية الكبيرة، ويخطط للتعاون مع الجراحين وأطباء الأسنان لاستكشاف التطبيقات الطبية لهذه التقنية.