Micronutrienții din sol au efect direct asupra productivității culturilor, dar se pare că au și un efect cu bătaie mai lungă asupra sănatății populațiilor care consumă aceste culturi, afirmă un studiu publicat de revista Nature. Deficitul de nutrienți la nivel global afectează peste 2 miliarde de oameni având consecințe pe termen lung asupra IQ-ului, abilităților motorii, sistemului imunitar sau gradului de dezvoltare al copiilor. Spre exemplu, studii recente sugerau că deficitul de zinc era responsabil pentru peste 150 000 de decese în rândul copiilor sub 5 ani la nivel global. Problema deficitului de zinc va fi acutizată de creșterea nivelului de CO2. Într-un studiu publicat acum cinci ani oamenii de știință arătau că multe culturi alimentare cultivate în condiții de 550 ppm CO2 în atmosferă au conținut de proteine, fier și zinc care este redus cu 3-17% în comparație cu condițiile actuale (situate conform ultimelor date NASA pe la 420 ppm). Nivelul ridicat de CO2 ar putea determina încă 175 de milioane de oameni să aibă deficit de zinc și alte 122 de milioane de oameni să aibă deficit de proteine. Pentru fier, 1,4 miliarde de femei de vârstă fertilă și copii sub 5 ani se află în țări cu o prevalență a anemiei mai mare de 20% și ar pierde >4% din fierul alimentar.
O mare parte a populației este deja expusă unui risc mai mare de deficiențe minerale, deoarece consumă culturi cultivate pe soluri cu concentrație scăzută de minerale biodisponibile. Disponibilitatea scăzută a mineralelor din sol face ca porțiunea comestibilă a multor cereale, leguminoase și legume să aibă o concentrație scăzută de minerale, iar îngrășămintele îmbogățite cu minerale ar putea remedia această problemă. Mai multe țări (Finlanda, China și Turcia) au folosit, prin urmare, fortificarea agronomică – îmbogățirea îngrășămintelor sau a apei de irigare cu oligominerale, cum ar fi seleniu, iod și zinc.
Deși există o lipsă de dovezi strict experimentale care să ilustreze impactul fortifierii agronomice asupra nutriției umane, o serie de studii cuantifică corelațiile spațiale dintre sol și deficiențele minerale umane. O mare parte din această activitate s-a concentrat pe Africa. De exemplu, nivelurile serice de zinc au fost corelate cu înălțimea copiilor din Etiopia, iar solurile bogate în seleniu au fost asociate cu nivelul de seleniu al probelor de cereale din apropiere și cu un statut adecvat de seleniu la copiii din Malawi. Într-un studiu realizat la nivelul Africii, statusul de sănatate al copiilor a fost, de asemenea, puternic corelat cu densitățile solului de zinc, cupru și mangan.
Bevis și colab., într-un studiu publicat anul acesta, au arătat că întârzierea în dezvoltarea copiilor a fost corelată cu disponibilitatea zincului din sol în regiunea Tarai din Nepal. Un nou studiu, realizat în India, a corelat analizele a peste 27 de milioane de teste de sol cu sondajele de sănătate a peste un milion de indivizi. Rezultatele demonstrează existența unei corelații fără echivoc între deficitul de zinc din sol și întârzierea în dezvoltare a copiilor, această relație fiind evidentă inclusiv în cazul familiilor cu avere ridicată, acolo unde nu se pune problema unui cumul de lipsuri la nivelul alimentației.
Schimbările climatice vor afecta nivelul recoltelor de cereale și prin efectele directe ale temperaturilor în creștere asupra productivității. Un studiu din 2016 arăta că o creștere medie a temperaturilor globale cu 1 0C va determina o reducere între 4,1 și 6,4 % a productivității recoltelor de grâu. Mai mult, din cauza creșterii demografice se etimează că necesarul de grâu va fi cu 60 % mai mare decât în prezent la nivelul anului 2050. Oamenii de știință caută în acest moment soluții pentru adaptarea la secetă, temperaturi mai mari, dar si rezistența la boli și dăunători, în analiza genetică a semințelor și plantelor pastrate în colecțiile din semințarii sau ierbare particulare. Un caz interesant a fost prezentat de BBC anul trecut care prezenta eforturile cercetătorilor din arhivele de plante ale Muzeului de Istorie Naturală din Londra de a cartografia genetic plante de grâu de pe la 1700, unele culese chiar în timpul legendarei călătorii a căpitanului Cook în mările sudului. Numărul plantelor strânse în această colecție este uriaș, peste 12000, dar în zestrea lor genetică s-ar putea ascunde cheia unui viitor succes pentru rezolvarea problemelor agronomice generate de schimbările climatice. Revoluția Verde din anii 1950 – 1960 a scos miliarde de oameni din foamete și a rezolvat parțial dilemele maltusiene ale multor oameni de stiinta îngrijorați de cresterea demografică, dar a si uniformizat cultura de grâu la nivel global determinând abandonarea multor varietati locale de cereale care, în ciuda unei productivități mai mici, erau înzestrate genetic cu caracteristici utile în lupta cu consecințele schimbărilor climatice (rezistență la secetă, temperaturi excesive, boli și dăunători).
În altă parte a Marii Britanii, cercetătorii de la Centrul John Innes din Norwich caută într-o colecție locală de semințe de grâu care datează de peste 100 de ani, aceleași caracteristici utile. Colecția este depozitată la temperaturi scăzute și este formată din semințe viabile, astfel încât plantele obținute pot fi supuse și ameliorării convenționale. Ei au identificat deja varietăți de grâu rezistente la rugina galbenă, o boală determinată de fungul Puccinia striiformis, care afectează grâul la nivel global. Planurile lor urmăresc și identificarea de genotipuri mai hrănitoare, capabile să acumuleze mai multe fibre sau substanțe minerale.
Studies: Soil Micronutrients, Wheat, and the Future of Human Health
Micronutrients in the soil have a direct impact on crop productivity. Still, it appears that they also have a lasting effect on the health of populations consuming these crops, as stated by a study published in the journal Nature. Global nutrient deficiency affects over 2 billion people, leading to long-term consequences on IQ, motor skills, immune system, and children’s development. For instance, recent studies suggested that zinc deficiency was responsible for over 150,000 deaths among children under 5 globally. The problem of zinc deficiency will be exacerbated by the rising level of CO2. In a study published five years ago, scientists demonstrated that many food crops cultivated under conditions of 550 ppm atmospheric CO2 had reduced protein, iron, and zinc content by 3-17% compared to current conditions (which are around 420 ppm according to the latest NASA data). The elevated CO2 level could potentially lead to an additional 175 million people having a zinc deficiency and another 122 million people experiencing a protein deficiency. In the case of iron, 1.4 billion women of childbearing age and children under 5 are in countries with anemia prevalence exceeding 20%, resulting in >4% loss of dietary iron.
A significant portion of the population is already exposed to a higher risk of mineral deficiencies due to consuming crops grown on soils with low concentrations of bioavailable minerals. The low availability of soil minerals causes the edible portion of many cereals, legumes, and vegetables to have a low mineral concentration. Enriching fertilizers with minerals could address this issue. Several countries (Finland, China, and Turkey) have consequently employed agronomic fortification – enriching fertilizers or irrigation water with oligo minerals such as selenium, iodine, and zinc.
While there is a lack of strictly experimental evidence illustrating the impact of agronomic fortification on human nutrition, a series of studies quantify the spatial correlations between soil and human mineral deficiencies. Much of this research has focused on Africa. For example, serum zinc levels have been correlated with the height of children in Ethiopia, and selenium-rich soils have been associated with selenium levels in nearby cereal samples and adequate selenium status in Malawian children. In a study conducted in Africa, children’s health outcomes were also strongly correlated with soil densities of zinc, copper, and manganese.
In a study published this year, Bevis et al. showed that developmental delays in children were correlated with soil zinc availability in the Tarai region of Nepal. A new study in India correlated analyses of over 27 million soil tests with health surveys of over a million individuals. The results unequivocally demonstrate a correlation between soil zinc deficiency and developmental delays in children, evident even in high-income families, where cumulative nutritional deficiencies are not a concern.
Climate change will impact cereal crop yields due to the direct effects of rising temperatures on productivity. A 2016 study indicated that a 1°C increase in average global temperatures would lead to a reduction of wheat crop productivity by 4.1% to 6.4%. Additionally, due to population growth, wheat demand is estimated to be 60% higher by the year 2050 compared to the present. Scientists are currently seeking solutions for adapting to drought, higher temperatures, as well as resistance to diseases and pests, through genetic analysis of seeds and plants preserved in seed banks or private herbaria. An interesting case was presented by the BBC last year, highlighting researchers’ efforts in the plant archives of the Natural History Museum in London to genetically map wheat plants from around 1700, some collected during Captain Cook’s legendary voyages in the southern seas. The number of plants collected in this archive is substantial, over 12,000, and within their genetic heritage might lie the key to future success in addressing agronomic challenges posed by climate change. The Green Revolution of the 1950s and 1960s alleviated billions from famine and partially resolved the Malthusian dilemmas of concerned scientists regarding population growth, but it also homogenized global wheat cultivation, leading to the abandonment of many local cereal varieties that, despite lower productivity, possessed genetic traits helpful in combating the consequences of climate change (drought resistance, excessive temperatures, diseases, and pests).
In another part of the United Kingdom, researchers from the John Innes Centre in Norwich are exploring the same useful characteristics in a local wheat seed collection dating back over 100 years. This collection is stored at low temperatures and consists of viable seeds, enabling the resulting plants to undergo conventional improvement. They have already identified wheat varieties resistant to yellow rust, a disease caused by the fungus Puccinia striiformis, which affects wheat globally. Their plans also include identifying more nutritious genotypes capable of accumulating more fibers or mineral substances
Milling and Baking Magazine 
Leave a comment