مندر سال 2004، دونالد دیویس و همکارانش در دانشگاه تگزاس به کشف نگران کننده ای دست یافتند: 43 غذا، عمدتاً سبزیجات، کاهش قابل توجهی در مواد مغذی بین اواسط و اواخر قرن بیستم نشان دادند.
بر اساس این تحقیقات، کلسیم موجود در لوبیا سبز از 65 به 37 میلی گرم کاهش یافته است. سطح ویتامین A در مارچوبه تقریباً به نصف کاهش یافت. ساقه کلم بروکلی آهن کمتری داشت.
از آن مطالعه از دست دادن مواد مغذی ادامه یافته است. تحقیقات جدیدتر کاهش ارزش مواد مغذی را در برخی از محصولات اصلی به دلیل افزایش دی اکسید کربن اتمسفر (CO) مستند کرده است.2) سطوح؛ یک مطالعه در سال 2018 که برنج را آزمایش کرد نشان داد که CO بالاتری دارد2 سطوح پروتئین، آهن و روی آن را کاهش داد.
در حالی که بحران آب و هوا تنها نگرانی ها در مورد ارزش غذایی محصولات را تسریع کرده است، و باعث ظهور فرآیندی به نام تقویت زیستی به عنوان یک استراتژی برای جبران مواد مغذی از دست رفته یا مواد مغذی که غذاها در وهله اول نداشتند، شد.
تقویت زیستی شامل چندین فناوری است. یکی شامل اصلاح ژنتیکی یک محصول برای افزایش محتویات غذایی آن است که امکان معرفی سریع صفات جدید را فراهم می کند. یکی دیگر، غنی سازی زیستی زراعی، از کودهای غنی از مواد مغذی یا اصلاحات خاک برای متمرکز کردن مواد معدنی خاص در گیاهان استفاده می کند. در نهایت، اصلاح انتخابی گیاهان می‌تواند واریته‌های جدیدی را تولید کند، اگرچه ممکن است یک دهه یا بیشتر طول بکشد تا یک رقم واحد تولید شود.
بیوفورفیکاسیون جایگزینی برای غنی سازی است که از دهه 1920 بخشی از سیستم غذایی صنعتی ایالات متحده بوده است، زمانی که این کشور شروع به تقویت نمک سفره با ید برای کاهش شرایط مرتبط با کمبود مواد معدنی مانند گواتر کرد. بیوفورفیکاسیون مواد مغذی را مستقیماً وارد دانه می‌کند، برخلاف غنی‌سازی، که پس از رشد مواد مغذی را به غذا اضافه می‌کند. در صحنه جهانی، ذینفعان بین المللی مانند سازمان بهداشت جهانی (WHO) و گروه مشورتی تحقیقات بین المللی کشاورزی (CGIAR) توسعه محصولات غنی شده با مواد مغذی را به عنوان یکی از اهداف اصلی خود در دستیابی به امنیت غذایی در نظر گرفته اند.
Prateek Uniyal، سرپرست برنامه در مؤسسه تحقیقات بین المللی سیاست غذایی (IFPRI)، توضیح داد که “به دلیل تغییرات آب و هوایی، آهن و روی به دلیل بارندگی زیاد، سرما و آسیب فیزیکی 30 تا 40 درصد کاهش یافته است.”
HarvestPlus سازمانی تحت IFPRI است و رهبری جهانی را در زمینه شواهد و فناوری تقویت زیستی فراهم می کند. در حال حاضر با دولت‌های بیش از 30 کشور کار می‌کند و گونه‌های غنی‌شده آن توسط بیش از 10 میلیون کشاورز در سراسر جهان، عمدتاً در کشورهای در حال توسعه، کاشته شده‌اند. این سازمان تخمین می زند تا سال 2030، 1 میلیارد نفر از غذاهای غنی شده بیولوژیکی بهره مند خواهند شد. جنی والتون، رئیس بخش تجاری سازی و مقیاس پذیری در HarvestPlus گفت: “ما حدود 20 سال است که در یک برنامه 40 ساله قرار داریم.” ما در حال تلاش برای متحول کردن سیستم های غذایی اصلی هستیم.
در حالی که سوء تغذیه نیاز فوری به افزایش تراکم مواد مغذی محصولات در سطح جهان را نشان می دهد، بنجامین کوهن، استاد مطالعات زیست محیطی در کالج لافایت، به جای راه حلی برای مشکل، به تقویت زیستی به عنوان یک باند کمک می کند.
کوهن گفت: «نگرانی‌های من در مورد سرمایه‌گذاران است که بر اساس سیاست‌گذاران، به جای حمایت از مدل‌های بادوام‌تر کشاورزی که می‌توانند کارآمدتر و انعطاف‌پذیرتر از سیستم‌های در مقیاس بزرگ باشند، در تقویت بیولوژیکی سرمایه‌گذاری کنند.» “ترویج غنی سازی زیستی نشان دهنده حل مشکلی است که اگر کشاورزی در مقیاس بزرگ و سرمایه بر نبود، نباید وجود داشته باشد. این احتمال وجود دارد که همان فرآیندهای کشاورزی تنها با تقویت زیستی بیشتر مستحکم شوند.
HarvestPlus اصلاح نباتات را پایدارترین راه برای تقویت زیستی می داند. به ژن های گیاهی موجود متکی است. این سازمان به طور انحصاری با محصولات اصلی کار می کند و آنها را به گونه ای توسعه می دهد که حاوی مقادیر بالاتری از ویتامین A، آهن و روی باشد، سه ریزمغذی که توسط WHO شناسایی شده است که بیشترین کمبود را در رژیم های غذایی در سطح جهان دارند. این رویکرد به این معناست که در مکان‌هایی مانند پاکستان، که رژیم‌های غذایی با گندم سنگین هستند، تقویت آن غلات می‌تواند باعث تغییر در سطح جمعیت شود. HarvestPlus در حال حاضر 400 نوع محصول اصلی را منتشر کرده است. هیچ یک از آنها ثبت اختراع نیستند.
اما نگرانی‌های دیگری نیز وجود دارد که مواد مغذی در مقیاسی وسیع‌تر از آن‌چه که تقویت‌کننده‌های زیستی جایگزین آن شوند، از دست می‌روند.
دیویس، که مطالعه اولیه دانشگاه تگزاس را برای نشان دادن کاهش ارزش مواد مغذی در محصولات انجام داد، گفت: «محدودیت تقویت زیستی این است که بر روی یک یا احتمالاً دو عنصر غذایی در هر گیاه تمرکز می‌کند، در حالی که کاهش مواد مغذی تمایل دارد بر بسیاری از مواد مغذی به طور همزمان تأثیر بگذارد.»
و سپس مانع دسترسی وجود دارد. والتون خاطرنشان کرد که هنوز عرضه ثابتی از بذرهای تقویت‌شده زیستی وجود ندارد. HarvestPlus همچنین در نظر دارد که بذرهای تقویت‌شده زیستی خود کمتر از دانه‌های سنتی قیمت داشته باشند. اما این هزینه های کاهش یافته نتیجه یارانه های دولتی است. به عنوان مثال، هند با HarvestPlus شریک شده است تا در کشوری با نرخ بالای سوءتغذیه که رشد جوانان را متوقف می کند، مواد غذایی غنی شده زیستی را برای کودکان در دسترس قرار دهد.
مدل مشارکت دولتی ممکن است در کشورهای با درآمد کم تا متوسط که در آنها سوءتغذیه رایج است و کسب‌وکارها مستقیماً با کشاورزان خرده‌مالک که گونه‌های غنی‌شده زیستی را پرورش می‌دهند، کار می‌کنند، نه در مقیاس صنعتی، زیرا عرضه بذر هنوز نمی‌تواند به آن حجم برسد.
کوهن خاطرنشان کرد که اگرچه ممکن است در کشورهای کمتر صنعتی بیشتر نیاز باشد، اما چنین کشورهایی ممکن است مکانیسم‌های کمتری برای مقاومت در برابر سیاست‌هایی داشته باشند که از کشورهای با منابع بهتر سرچشمه می‌گیرند. آنها ممکن است مقررات کمتری در مورد محصولات اصلاح شده ژنتیکی و غنی شده زیستی داشته باشند، مانند برنج طلایی بحث برانگیز، که برای تولید بتاکاروتن و در نتیجه ویتامین A تغییر داده شد. در حالی که برنج طلایی برای کمک به کاهش کمبود ویتامین A پرورش داده شد، کوهن نوشته شده است که این استراتژی «راه‌حل‌های فنی برای مشکلاتی را اتخاذ می‌کند که می‌توان آنها را به روش‌هایی که کمتر به محیط‌های تک برش وابسته است، رسیدگی کرد». اساساً، اگر ما محصولات متنوعی بکاریم که دارای ویتامین هایی باشند که یک جمعیت معین فاقد آن هستند، همان نتیجه تغذیه ای را می توان به دست آورد.
وی گفت: کشورهای قدرتمند شکل سیستم های غذایی را در کشورهای دیگر دیکته کردند، آنها را در موقعیت سوء تغذیه بیشتر قرار دادند و اکنون چون این کشورها قدرت کافی برای شکل دادن به سیاست های خود در بازار جهانی را ندارند، همین کشورهای قدرتمند می توانند اکنون برگردید و در سیستم غذایی آنها مداخله کنید.”
پیتر گفت: علاوه بر این، سیستم کشاورزی صنعتی نیز از تقویت شیمیایی حمایت می کند کلی، مدیر عامل Grow Further، یک سازمان بشردوستانه که در مراحل اولیه و نوآوری های کشاورزی مقیاس پذیر در کشورهای در حال توسعه سرمایه گذاری می کند. او اظهار داشت که «علاقه چندانی به تقویت زیستی برای بازار داخلی ایالات متحده وجود ندارد. برخی از شرکت های غذایی ایالات متحده از کار بین المللی برای بهبود تغذیه حمایت می کنند. اما در حال حاضر واقعاً ضروری نیست [US] سیستم غذایی، زیرا می توان آن را با غنی سازی شیمیایی انجام داد.
کلی پیشنهاد می کند که تقویت زیستی با سایر تغییرات بذر جفت شود – شاید اصلاح آنها برای مقاومت در برابر خشکی بیشتر – برای تشویق بیشتر سهامداران به سرمایه گذاری در محصولاتی که مناسب تر با شرایط رشد محلی هستند.
کلی گفت: «تمام کار ما به نوعی در مورد سازگاری با تغییرات اقلیمی است. سطح دی اکسید کربن می تواند بر سطوح مواد مغذی در گیاهان تأثیر بگذارد. ما باید این پرورش گیاه را فقط برای ادامه دادن انجام دهیم. تقویت میوه ها، سبزیجات و لوبیا یک رویکرد است، اما اگر این تنها رویکرد از منظر سیاست عمومی باشد، به نوعی ایده آلیستی است.