تقدم اللقاحات حلولاً ثورية في المجال البيولوجي الزراعي، مما يعزز غلات المحاصيل بشكل طبيعي مع تحسين صحة التربة وتقليل الاعتماد على المدخلات الكيميائية. توفر هذه المنتجات الحيوية الكائنات الحية الدقيقة المفيدة مباشرة إلى كتلة التربة، مما يدعم النظام البيئي والنمو الصحي للنباتات. تساعد الملقحات، التي تعتبر قوى مجهرية، على زيادة توافر المغذيات في المحاصيل، وتعزيز تحمل الإجهاد وتنمية الجذور، وتحسين صحة التربة. وفقًا لـ MarketsandMarkets، تقدر قيمة سوق اللقاحات الزراعية العالمية بنحو 607.3 مليون دولار أمريكي في عام 2022، ومن المتوقع أن تصل إلى 906.8 مليون دولار أمريكي بحلول عام 2027، مسجلة معدل نمو سنوي مركب قدره 8.3٪ من حيث القيمة.
على الرغم من أن سوق الملقحات الزراعية يشكل قطاعًا صغيرًا من صناعة المدخلات الزراعية العالمية، فقد نما بشكل كبير بسبب الحاجة المتزايدة إلى نهج مستدام للعمليات الزراعية في البلدان المتقدمة. أدى تزايد الوعي حول الزراعة المستدامة والسلامة البيئية وزيادة الطلب على المنتجات الغذائية العضوية إلى زيادة استخدام اللقاحات الزراعية. ومن المتوقع أن يؤدي التمويل البحثي القوي من قبل الشركات المصنعة الرئيسية لتطوير المنتجات، مثل التركيبات المتوافقة من المكونات البيولوجية والكيميائية، إلى دفع نمو السوق على مدى السنوات الخمس المقبلة.
يوفر الطلب على المحاصيل ذات القيمة العالية فرص نمو عالية لتطبيق اللقاحات
يمكن للحلول الصديقة للبيئة مثل اللقاحات أن تساعد في الحفاظ على خصوبة التربة وصحة النبات في أنظمة الزراعة العضوية. تركز الشركات على التقدم التكنولوجي من أجل سلالات التلقيح الأكثر فعالية والتكامل مع الزراعة الدقيقة للتطبيقات الأمثل. ومع ازدياد وعي المزارعين بالفوائد الاقتصادية طويلة المدى لللقاحات، ستوفر الاقتصادات النامية ذات الكثافة السكانية المتزايدة إمكانات هائلة للتطعيمات كجزء من الممارسات المستدامة. كما أن سوق اللقاحات المصممة خصيصًا للمحاصيل ذات القيمة العالية مثل فول الصويا مهيأة أيضًا لتحقيق نمو كبير. على الصعيد العالمي، يعتبر فول الصويا هو المحصول الأكثر استهلاكًا للتطعيم، حيث يحمل بكتيريا من جنس براديرريزوبيوم. تعد البرازيل إحدى الدول الرائدة عالميًا في استخدام اللقاحات لمحصول فول الصويا، حيث يتم تلقيح ما يقرب من 78% من مساحة التقطيع سنويًا (ANPII 2018).
تقنيات التغليف التي سيتم تطبيقها لتحسين فعالية المنتج
تخلق الأشكال الفيزيائية للتطعيم التجاري بالميكروبات المعززة لنمو النبات مشكلات كبيرة فيما يتعلق ببقاء السلالات الميكروبية في مواجهة الظروف غير الحيوية. ومن ثم، فقد ثبت أن استخدام البوليمرات من خلال تقنية التغليف هو بديل ناجح. على سبيل المثال، يؤدي التغليف الحيوي للبكتيريا المكونة للأبواغ إلى زيادة مقاومتها للعوامل البيئية. نجحت الفطريات مثل Trichoderma وMetarhizium في تعزيز نمو المحاصيل، بما في ذلك Cajanus cajan وLactuca sativa وSolanum tuberosum، من خلال تغليفها القائم على البوليمر. اعتمادًا على المتطلبات ونوع الميكروبات، يتم استخدام طرق متعددة للتغليف الحيوي، بما في ذلك المادة أو البوليمر المستخدم وحجم الكبسولة المطلوب.
ويشكل الوعي والاستخدام المحدودان بسبب النتائج غير المتسقة تحديات كبيرة أمام اعتمادها على نطاق أوسع
كان هناك انخفاض في الوعي والمعرفة بين المزارعين حول اللقاحات الزراعية وفائدتها في زيادة إنتاجية التكلفة بشكل مستدام. وفي معظم المناطق، يرى المزارعون أن الملقحات الزراعية لها تأثير إيجابي تدريجي مقارنة بالأسمدة الكيماوية. القبول منخفض في البلدان النامية والمتخلفة، مثل الهند وجنوب أفريقيا والشرق الأوسط. وبما أن اللقاحات لها تأثير إيجابي تدريجي مقارنة بالأسمدة الكيماوية، فإن المزارعين غير مستعدين لتحمل المخاطر فيما يتعلق بالقدرة الإنتاجية. على الرغم من أن اللقاحات الميكروبية لديها معدل نجاح كبير، إلا أن هناك حاجة إلى كمية كبيرة للحصول على الأداء الأمثل. علاوة على ذلك، فإن الميكروبات المعززة لنمو النبات (PGPM) انتقائية للغاية ومستهدفة، مما يؤدي إلى عدم تناسق الجودة والفعالية في ظل ظروف ميدانية متنوعة. ومن ثم، فإن انخفاض الوعي باللقاحات، وعدم توفرها، وبطء النتائج هي المشاكل الرئيسية التي يواجهها المزارعون عند استخدام الملقحات الزراعية.
ستظل اللقاحات المعتمدة على PGPM هي المهيمنة مع توقعات النمو المرتفع في قطاع الزراعة
نظرًا لكونها بدائل فعالة من حيث التكلفة للأسمدة الكيماوية، فإن الطلب على اللقاحات الزراعية مدفوع بالمخاوف البيئية المتزايدة، وارتفاع الطلب على الأغذية العضوية، والممارسات الزراعية المستدامة. تساعد الملقحات الزراعية على تثبيت النيتروجين في الغلاف الجوي وتعبئة مغذيات التربة. فهي تعمل على تحسين نوعية التربة، وتعزيز نمو المحاصيل، وزيادة الغلة عن طريق تحسين امتصاص العناصر الغذائية. كما أنها تزيد من كفاءة المواد الكيميائية والأسمدة لحماية المحاصيل. ومن بين اللقاحات الزراعية، تمثل الكائنات الحية الدقيقة المعززة لنمو النبات الحصة الأكبر. فهي تساعد على تحسين إنتاجية المحاصيل عن طريق زيادة توافر العناصر الغذائية، والتحكم في الهرمونات النباتية، وتعزيز قدرة النبات على تحمل الضغوط الحيوية وغير الحيوية.
من المتوقع أن يحقق التطبيق في البذور الزيتية والبقول نموًا قويًا كمحاصيل عالية القيمة
تعتبر البذور الزيتية من المحاصيل النقدية المهمة في البلدان النامية حيث تزرع بكثرة. وأهم المحاصيل في هذه الفئة هي فول الصويا والكانولا والعدس والفاصوليا. ويتزايد الطلب العالمي على فول الصويا، لأنه مصدر غني بالبروتين للنباتيين. ويتزايد أيضًا الطلب على بذور فول الصويا عالية الإنتاجية والمقاومة للأمراض، حيث إنها محصول نقدي ذو قيمة ممتازة. بسبب هذه العوامل، من المتوقع أن ينمو قطاع البذور الزيتية والبقوليات بأعلى معدل نمو سنوي مركب خلال الفترة المتوقعة. ستستمر الحبوب والحبوب في السيطرة على سوق اللقاحات الزراعية التي تشمل القمح والذرة والشعير والأرز، باعتبارها المحصول الأكثر وفرة في جميع أنحاء العالم.
خاتمة
أصبحت اللقاحات الميكروبية مقبولة على نطاق واسع كبدائل محتملة أو مكملات للأسمدة الكيماوية والمبيدات الحشرية في الزراعة. تشارك الشركات في أبحاث متقدمة في هذا المجال حيث أن استخدام الكائنات الحية الدقيقة، وخاصة الكائنات الحية الدقيقة المعززة لنمو النبات (PGPMs)، يقدم دعمًا كبيرًا لتغذية المحاصيل ومكافحة الآفات. تركز أنشطة البحث والتطوير على الإنتاج الضخم وتقنيات التلقيح للميكروبات القابلة للزراعة. يتم اتباع أساليب جديدة لتطوير التلقيحات المحسنة، بما في ذلك - (1) استخدام العزلات الميكروبية لمحاصيل مستهدفة محددة، (2) إدراج الميكروبات غير المتجانسة، (3) إدراج كائنات أحدث غير التقليدية، (4) هندسة سلالات LAB لزراعة المحاصيل. تثبيط الكائنات الحية الدقيقة المحددة، و (5) الاستنساخ والتعبير الجيني.
إن الاهتمام بالمواد البيولوجية، بما في ذلك المبيدات الحيوية والأسمدة الحيوية، واستخدامها المحتمل في الزراعة المستدامة، سوف يستمر في دفع الطلب على اللقاحات على مستوى العالم. ومع ذلك، فإن المنتجات التجارية ذات الجودة المنخفضة، بسبب الافتقار إلى معايير الجودة، تقلل من الكفاءة، وتتسبب في تباين كبير في الحقل، وتقلل من ثقة المزارعين. ومن ثم، هناك حاجة إلى زيادة معايير الجودة فيما يتعلق بعدد الميكروبات التي يتم تسليمها ووجود الملوثات. وفي حين يتم اختبار العديد من الاستراتيجيات لصياغة لقاحات محددة الهدف، فلابد من تحديد النهج الأكثر نجاحا.
