بر خلاف ما انسانها، حشرات وقتی رشد میکنند پوست میاندازند و پوستههایی پر چین و چروک از اسکلت بیرون خود به جا میگذارند که افکنه (Exuviae) نام دارند. از طرف دیگر، آنها نیز مانند ما مدفوع تولید میکنند؛ مادهای که فرَس (Frass) نامیده میشود.
این میتواند خبر خوبی برای گیاهان باشد. افکنه و فرس حاوی پلیمرهایی هستند که هنگام ترکیب با خاک باعث افزایش رشد گیاهان میشوند.
در مقالهای که اخیرا در ژورنال Trends in Plant Science منتشر شده است، چند دانشمند استدلال کردهاند که این پسماند حشرات باید در رشد محصولات پایدار استفاده شود. حشرات به طور روزافزونی برای غذای حیوانات یا انسانها کشت میشوند و پسماند آنها روز به روز افزایش مییابد. دانشمندان پیشنهاد میکنند که این پسماند جمعآوری و به منظور افزایش میکروبهایی که رشد گیاهان را افزایش میدهند، با خاک ترکیب شوند. سپس، حشرات کِشتی میتوانند از پسماندهای ارگانیک محصولات کشاورزی تغذیه کنند و یک سیستم غذایی چرخهای شکل گیرد.
استر نگومبی (Esther Ngumbi)، حشرهشناس دانشگاه ایلینوی در اربانا شمپین که نقشی در مقالهٔ مذکور نداشته است، میگوید «بالاخره کسی پیدا شده که این ارتباط را برقرار کند.» دکتر نگومبی در آزمایشگاه خود با فرس و میکروبهای مفید کار میکند. او میگوید «من کل ایدهٔ آنها را برای تفکر در مورد تمام مزایای جانبی کاربرد این گنج دستنخورده، تحسین میکنم.»
مارسل دیکه (Marcel Dicke)، حشرهشناس دانشگاه واخنینگن هلند و یکی از نویسندههای مقاله، میگوید «به نظر میرسد که میتوانیم با یک تیر دو نشان بزنیم. شما میتوانید حشرات را برای غذا تولید کنید و همچنان از جریان پسماند آنها برای ایجاد کشاورزی پایدار بهره ببرید.»
دکتر دیکه، یکی از مبلغان باسابقهٔ حشرهخواری، اولین بار در یک گفتگو با ویتسه دی بوئر (Wietse de Boer)، میکروبشناس انستیتوی اکولوژی هلند و یکی دیگر از نویسندگان مقاله، با مزایای پسماند حشرات آشنا شد. دکتر دی بوئر میدانست که اضافه کردن پوست انداخته شدهٔ حشرات به خاک باکتریهای آن را افزایش و رشد گیاهان را بهبود میدهد. دکتر دیکه، که بر حسب اتفاق روی مطالعهٔ تاثیر باکتریها روی افزایش مقاوت گیاهان به حشرات مطالعه میکرد، به دنبال تشکیل تیمی بود تا روی این ایدهها تحقیق کنند.
آنها با کمک همکاران خود به بررسی مقالههای کمیابی پرداختند که چگونگی تاثیر پسماند حشرات روی افزایش سلامت گیاهان را مطالعه کرده بودند. اکثر این پژوهشها روی فرس تمرکز داشتند. فرس باعث افزایش نیتروژن و دیگر مواد مغذی در خاک میشود؛ موادی که معمولا به صورت کود حیوانی یا شیمیایی به محصولات کشاورزی اضافه میشوند.
در این مقالهٔ جدید، پژوهشگران استدلال میکنند که فرس و افکنهٔ حشرات میتوانند به روشهای مختلف باعث بهبود سلامت گیاه در بالا و داخل خاک شوند: با افزایش فراوانی میکروبهای مفید خاک، با افزایش رشد گیاه، با فعالسازی مکانیسمهای دفاعی گیاه در برابر جانوران گیاهخوار، با فعالسازی میکروبهای طبیعی خاک که با پاتوژنهای گیاهان مبارزه میکنند و با کمک به تولید مثل گیاهان.
وقتی حشرات پوست میاندازند، افکنهٔ آنها حاوی کیتین است؛ یک پلیمر سخت که پوستهٔ سختپوستانی مانند میگو نیز از آن شکل گرفته است. میکروبهایی مثل باکتریهای باسیل به گیاه کمک میکنند تا کیتین را به فرمهای قابل استفاده تجزیه کند. وقتی اسکلت بیرونی حشرات تجزیه میشود، رشد باسیلها و دیگر میکروبهایی که از قبل در خاک موجودند را افزایش میدهد.
به گفتهٔ کاترین باراگان-فونسکا (Katherine Barragán-Fonseca)، دانشجوی دکتری دانشگاه واخنینگن و یکی از نویسندگان مقاله، میگوید که آنها روی فرس و افکنهٔ جیرجیرکها، کرمهای خوراکی (mealworms) و مگسهای سرباز سیاه متمرکز بودند.
این مقاله تنها توضیح میدهد که سیستم غذایی چرخهای از لحاظ نظری چگونه کار میکند و دانشمندان به تازگی شروع به اجرای آزمایشهایی در آزمایشگاه و میدان کردهاند تا چگونگی کارکرد آن در عمل را تعیین کنند. دکتر نگومبی به عنوان مثال میگوید «این پیشنهاد بسیار هیجانانگیز است، اما من به چه مقدار مدفوع نیاز دارم؟»
خانم باراگان-فونسکا پس از آزمایش نسبتهای مختلف فرس و افکنه به یک ترکیب پودری نهایی دست یافت. او سپس آزمایشهایی اجرا کرد که در آنها پیش از کاشت خردل چند گرم از این پودر را با خاک ترکیب میکرد. او میگوید که طبق آزمایشهایش، این ترکیب میتواند رشد گیاه را از راه افزایش تعداد گلها و جذب گردهٔ بیشتر افزایش دهد. نتایج این پژوهش هنوز منتشر نشدهاند.
باراگان-فونسکا میگوید «دیدن قدرتی که این حشرات دارند عالیست. چیزی که برای یک نفر پسماند است، میتواند گنجی برای اهداف دیگر باشد.»
کشت حشرات یک صنعت رو به رشد است، در نتیجه تولید پسماند حشرات بیشتر خواهد شد. به گفتهٔ دکتر دیکه، این پسماند پیشتر دور ریخته میشد، اما تعدادی از کمپانیها شروع به فروش آن به عنوان کود کردهاند. با این که فرس یک حشره به تنهایی کوچک به نظر میرسد، اما در مقیاس صنعتی مقدار آن سر به فلک میگذارد؛ یک مزرعهٔ کرم خوراکی در نبراسکا تقریبا به ازای هر یک کیلوگرم کرم خوراکی، دو کیلوگرم فرس تولید میکند.
بازیافت این پسماند باعث پایدارتر شدن کشت حشرات میشود ــ همین الان نیز کشت حشرات نسبت به پرورش دامهایی مثل گاو و خوک کارایی بالاتری دارد. دکتر نگومبی میگوید «ما با تغییر اقلیم دست و پنجه نرم میکنیم که عوامل تنشزای بسیاری به وجود میآورد. هر چیزی برای بهبود بهرهوری گیاهان یک امتیاز است.»
