أكياس تخزين المحاصيل المحسّنة من جامعة بيردو

أكياس تخزين المحاصيل المحسّنة من جامعة بيردو ( PICS ) (المعروفة سابقًا باسم أكياس تخزين اللوبيا المحسّنة من جامعة بيردو) ^{[ 1 ]} هي أكياس طوّرها علماء في جامعة بيردو ^{[ 2 ]} لتخزين الحبوب والبذور. وتستخدم هذه الأكياس تقنية التخزين المحكم للحد من خسائر اللوبيا ( Vigna unguiculata ) بعد الحصاد نتيجة الإصابة بحشرة الخنفساء في غرب ووسط أفريقيا . ^{[ 3 ]}

تتكون حقيبة PICS من طبقتين من بطانة البولي إيثيلين وطبقة من البولي بروبيلين المنسوج . ^{[ 4 ]} تُغلق كل طبقة على حدة لتكوين حاوية محكمة الإغلاق للحبوب المحصودة. هذه البيئة الخالية من الأكسجين تقضي على يرقات خنفساء البقوليات (Bruchidius atrolineatus )، ^{[ 5 ]} وسوسة اللوبيا ( Callosobruchus maculatus )، ^{[ 6 ]} وبعض آفات ما بعد الحصاد الأخرى.

بدأ تطوير أكياس PICS في عام 1987 عندما سعى البروفيسور لاري موردوك من جامعة بوردو ، بالتعاون مع برنامج أبحاث الفاصوليا/اللوبيا، والوكالة الأمريكية للتنمية الدولية ، ^{[ 5 ]} و BIFAD ، إلى إيجاد حل لمكافحة إصابات بساتين محاصيل اللوبيا في الكاميرون . ^{[ 7 ]}

حتى عام 2007، بيع أكثر من 1.75 مليون حقيبة من حقائب PICS في غرب ووسط أفريقيا، ^{[ 7 ]} ونُفذت عروض توضيحية لاستخدامها في 31,000 قرية. ^{[ 7 ]} وحتى عام 2023، مُوِّل المشروع بمبلغ 11.4 مليون دولار أمريكي من قِبَل مؤسسة بيل وميليندا غيتس . ^{[ 8 ]}

لقد تطور مشروع PICS منذ فكرته الأصلية. وعلى هذا النحو، تطور تركيز المشروع أيضاً لتلبية الحاجة إلى توفير حلول تخزين آمنة ورخيصة وفعالة لما بعد الحصاد لصغار المزارعين . ^{[ 9 ]}

طُوّر هذا المشروع لأول مرة في الكاميرون ، ثم انتشر إلى 23 دولة في أفريقيا وآسيا. ^{[ 8 ]} وحتى الآن، تم إدخال حقائب PICS واستخدامها في أفغانستان ، وبنين ، وبوركينا فاسو ، وبوروندي ، والكاميرون ، وتشاد ، وجمهورية الكونغو ^{الديمقراطية} ، وإثيوبيا ، وغانا ، والهند ، وكينيا ، وملاوي ، ومالي ، وموزمبيق ، والنيجر ، ^{ونيجيريا} ، ورواندا ، والسنغال ، وتنزانيا ، وتوغو ، وأوغندا ، وزامبيا . [ ⁸ ]

بعد حصاد الحبوب وتجفيفها جيدًا، يضعها المزارعون في أكياس من البولي إيثيلين تتسع إما لـ 50 أو 100 كيلوغرام. ^{[ 11 ]} ثم يُحكم إغلاق الكيس لمنع دخول الهواء. ^{[ 7 ]} يُحاط الكيس الأول بكيس ثانٍ مماثل، يُغلق بدوره بإحكام. ^{[ 7 ]} بعد ذلك، تُغلّف الحبوب المعبأة في كيسين بكيس ثالث من البولي بروبيلين المنسوج، والذي يوفر المتانة الميكانيكية لأكياس PICS. ^{[ 15 ]}

تُهيئ هذه الطريقة بيئة محكمة الإغلاق، وتحبس أي حشرات موجودة في المحصول داخل الكيس. تستمر هذه الحشرات في استهلاك الأكسجين لفترة وجيزة، ولكن مع انخفاض مستويات الأكسجين في الأكياس وارتفاع تركيز ثاني أكسيد الكربون، _[ 5 ^{] تتوقف الحشرات} عن التغذية وتموت بسرعة، مما يحمي المحصول من المزيد من التلف. ^{[ 7 ]}

أظهرت دراسات حديثة أن خنافس البقوليات المحفوظة في أكياس PICS لا تموت اختناقًا ، بل جفافًا . تمتلك هذه الفصيلة الفرعية من خنافس البقوليات القدرة على إنتاج الماء من خلال عملية التمثيل الغذائي الخاصة بها . ^{[ 7 ]} ومع ذلك، تتطلب هذه العملية الأكسجين، لذا عندما تنخفض مستويات الأكسجين في أكياس PICS، تفقد خنافس البقوليات قدرتها على إنتاج الماء وتموت جفافًا. ^{[ 7 ]}

تُساعد أكياس PICS صغار المزارعين بعدة طرق. فهي طريقة خالية من المبيدات الحشرية ، ورخيصة نسبيًا، لتخزين اللوبيا والحبوب الأخرى. ^{[ 7 ]} يُمكن تخزين أكياس PICS في المنازل، مما يجعلها وسيلة فعّالة لصغار المزارعين لحماية محاصيلهم. ^{[ 5 ]}

علاوة على ذلك، يمكن فتح الأكياس في أي وقت. وبمجرد فتحها، يصبح اللوبياء جاهزًا للاستهلاك. ^{[ 5 ]} ويمكن إعادة استخدام أكياس نظام التخزين المتكامل (PICS) شريطة خلوها من الثقوب أو التمزقات. ^{[ 16 ]} وقد أثبتت الدراسات إمكانية استخدام نظام التخزين المتكامل (PICS) عدة مرات لسنوات عديدة دون فقدان الجودة. ^{[ 17 ]}

بالإضافة إلى ذلك، يتيح التخزين للمجتمعات إنشاء مخزونات غذائية خلال موسم ما بعد الحصاد. ^{[ 5 ]} وحتى بعد عدة أشهر من التخزين في أكياس نظام التخزين المتكامل (PICS)، لا تنخفض جودة الحبوب. ^{[ 16 ]}

يهدف مشروع PICS إلى زيادة دخل صغار المنتجين. ^{[ 5 ]} وبحلول عام 2012، توقع باحثون من جامعة بيردو أن يزيد متوسط ​​الدخل السنوي لكل أسرة تستخدم أكياس PICS بمقدار 150 دولارًا أمريكيًا. ^{[ 18 ]} ومع الانتشار الواسع لأكياس PICS، توقع الباحثون أن تصل قيمة الوفورات العالمية في محاصيل اللوبيا إلى 500 مليون دولار أمريكي سنويًا. ^{[ 7 ]}

من المتوقع أن يسمح الدخل الإضافي الذي يتم توفيره من خلال استخدام أكياس PICS للمنتجين أصحاب الحيازات الصغيرة بالاستثمار في ممارساتهم الزراعية ومجتمعاتهم المحلية، مما يحفز التنمية المحلية. ^{[ 5 ]}

من عيوب هذه التقنية أن أكياس نظام التخزين المتكامل (PICS) عرضة للسرقة، وبالتالي يجب حمايتها. ^{[ 5 ]} في المناطق التي اعتادت بيع الحبوب فيها فور حصادها، قد لا تتوفر أماكن تخزين مناسبة لأكياس نظام التخزين المتكامل. لذا، قد يلزم إنشاء مرافق تخزين جديدة عند إدخال هذه الأكياس إلى هذه المجتمعات. ^{[ 5 ]} من الضروري أيضًا تجفيف الحبوب المراد تخزينها في أكياس نظام التخزين المتكامل جيدًا قبل التخزين لمنع نمو العفن وتعفن الحبوب. ^{[ 19 ]}

رغم أن أكياس PICS تحمي اللوبيا من أضرار الحشرات، إلا أنها لا توفر حاجزًا ضد دخول الفئران أو الجرذان أو غيرها من الحيوانات أو تلفها الميكانيكي. ^{[ 5 ]} كما أن الأثر البيئي لأكياس PICS لا يزال غير مدروس. ^{[ 11 ]}

لزيادة فعالية تقنية أكياس PICS، ينبغي مراعاة الاقتراحات التالية:

كما تُظهر الدراسات، لا تعمل أكياس PICS على حرمان خنافس البقول من الأكسجين فحسب، بل تُجفف بيئتها أيضًا. لذا، اقتُرح تحسين هذه التقنية بإيجاد طرق إضافية لخفض نسبة الرطوبة داخل الأكياس المُحكمة الإغلاق بسرعة، لتسريع تجفيف الآفات والحشرات. ^{[ 7 ]} ولأن أكياس PICS لا توفر الحماية من الفئران أو الجرذان أو غيرها من الحيوانات الأكبر حجمًا، ينبغي على أي منظمة غير حكومية تسعى إلى زيادة استخدامها ضمان تدريب المزارعين على تخزين محصول اللوبيا في بيئة خالية قدر الإمكان من هذه المخاطر الخارجية. كما يُمكن تحسين أكياس PICS باستخدام حاجز إضافي لا تستطيع الحيوانات ثقبه.

تتنافس مشاريع أخرى مع أكياس PICS لمنع خسائر الحبوب بعد الحصاد الناتجة عن الحشرات، وهي عبارة عن أشكال أخرى من الحاويات المحكمة الإغلاق، مثل كيس Grain-pro. ومن الطرق البديلة المحكمة الإغلاق لحماية المحصول تخزين الحبوب داخل براميل فولاذية محكمة الإغلاق. ^{[ 16 ]}