النباتات المقاومة للمناخ: يكشف العلماء أن المفتاح يكمن في التربة

النباتات المقاومة للمناخ: يكشف العلماء أن المفتاح يكمن في التربة

منذ يهدد تغير المناخ قدرة المزارعين على توفير الغذاء للعالم لإنتاج يعتقد الباحثون والناشطون البيئيون أنهم وجدوا الحل: اللعب في التراب.

وقد أبلغوا عن أدلة تجريبية متزايدة على أن تحسين نوعية التربة يمكن أن يجعل غلات المحاصيل أكثر مرونة في مواجهة الجفاف والطقس القاسي - ويدعوون الحكومات إلى تقديم حوافز مالية للمزارعين الذين يمارسون الزراعة المتجددة لجعل الأراضي الزراعية أكثر مرونة في مواجهة المناخ. وتشمل هذه الممارسات الترويج ميكروبيوم التربة – أي المجتمع الميكروبي في التربة – عن طريق تناوب النباتات بين الحقول وإضافة “محاصيل التغطية”. لا يتم حصاد هذه النباتات بالضرورة، ولكنها تمنع تآكل التربة وتعزز العناصر الغذائية في التربة.

يقول روب مايرز، مدير مركز الزراعة المتجددة في جامعة ميسوري في كولومبيا: "هناك العديد من التأثيرات المتتابعة لتغير المناخ التي تخلق تحديات لنظامنا الغذائي". "إن طرق مواجهة ذلك هي التنوع البيولوجي، وزيادة المواد العضوية في التربة - والنهج المتكاملة."

ومع ذلك، فإن الانتقال إلى مثل هذه الممارسات يتطلب استثمارًا أوليًا. يؤكد الباحثون والمزارعون الذين تحدثوا إلى Nature أن الزراعة المتجددة ناجحة، ولكن قد يستغرق الأمر بضع سنوات حتى تحقق المزارع أرباحًا. وفي الولايات المتحدة، يدعو المناصرون الكونجرس إلى إدراج المزيد من إعانات الدعم للزراعة المتجددة في مشروع قانون الزراعة، وهو عبارة عن حزمة تشريعية شاملة يتم تحديثها كل خمس سنوات وتتضمن تمويل الإغاثة في حالات الكوارث وتدريب المزارعين. انتهت صلاحية الإصدار الأحدث في 30 سبتمبر. ومن ناحية أخرى، دخلت النسخة الأخيرة من السياسة الزراعية المشتركة للاتحاد الأوروبي حيز التنفيذ في العام الماضي وتضمنت تمويل المزارعين الذين يتبنون مثل هذه الممارسات المستدامة.

العناية بالأرضيات

تعتمد الزراعة الصناعية عادة على الأسمدة والمبيدات الحشرية والآلات لإنتاج محاصيل أحادية عالية الإنتاجية – مثل الذرة أو القمح. الاستخدام المفرط للمواد الكيميائية في هذه المحاصيل يعطل العمليات البيئية في التربة وهو سبب رئيسي لتلوث المياه في الولايات المتحدة. تواجه التربة غير الصحية صعوبة في امتصاص الماء أو تخزين العناصر الغذائية.

فقد ما يقدر بنحو 8505 مليون طن من التربة السطحية في الأراضي الزراعية في الولايات المتحدة بسبب التآكل بين عامي 2013 و 2017. وتحذر منظمة الأغذية والزراعة التابعة للأمم المتحدة من أن أكثر من 90٪ من التربة في العالم معرضة لخطر التدهور بحلول عام 2050؛ وهذا يمكن أن يؤدي إلى زيادة المجاعات.

في حين أن الزراعة المتجددة ليس لها تعريف رسمي، إلا أن العلماء الذين تحدثوا إلى مجلة Nature يقولون إن هدفها العام هو إعادة بناء تربة صحية. ويبدأ ذلك بزيادة كمية المواد العضوية - بما في ذلك الجذور الحية والسماد - لتغذية ميكروبيوم التربة وإعادة تدوير العناصر الغذائية للنباتات.

على الرغم من أن المصطلح حديث، إلا أن مبادئ التجديد قديمة. ويقول ريتش سميث، عالِم البيئة الزراعية بجامعة نيو هامبشاير في دورهام، إن تنفيذها يمثل «عودة إلى بعض الممارسات التي اعتمدنا عليها كبشر منذ آلاف السنين».

تغطية المحاصيل

إحدى الممارسات التي تعتبر متجددة هي زراعة محاصيل التغطية: زراعة الأنواع التي لا يتم حصادها عادة، مثل البرسيم، عندما يكون المحصول الرئيسي خارج موسمه، بدلا من ترك الأرض دون زرع. تمنع جذور محاصيل التغطية التآكل وتمتص النترات الزائدة من الأسمدة التي قد تتسرب إلى الجداول والمياه الجوفية. عندما يقوم المزارع بتقطيع محصول التغطية استعدادًا للزراعة التالية للمحصول الرئيسي، يتم دمجه في التربة حيث يغذي البكتيريا واللافقاريات الموجودة في التربة ويحسن خصوبة التربة. في عام 2022، كان حوالي 5% فقط من الأراضي المزروعة في الولايات المتحدة تحت غطاء المحاصيل، لكن هذا الرقم آخذ في الازدياد؛ وفي عام 2022، كانت الزراعة أعلى بنسبة 17٪ عما كانت عليه في عام 2017.

خلال فترة الجفاف الشديد التي دمرت محاصيل الذرة وفول الصويا في الغرب الأوسط الأمريكي في عام 2012، سمع مايرز من المزارعين الذين قالوا إن الحقول ذات المحاصيل المغطاة لم تتأثر بشدة مثل تلك التي لم تتأثر. لذلك عمل مع مركز معلومات تكنولوجيا الحفظ، وهو منظمة غير ربحية في ويست لافاييت بولاية إنديانا، تعمل على تعزيز الحفظ في الزراعة، ومع برنامج الزراعة المستدامة التابع لوزارة الزراعة الأمريكية (USDA)، لإنشاء المسح الوطني لمحاصيل التغطية. الباحث شمل الاستطلاع حوالي 700 مزارع ووجدت أن إنتاجية الذرة كانت، في المتوسط، أعلى بنسبة 9.6%، وأن إنتاجية فول الصويا كانت أعلى بنسبة 11.6% عندما تمت زراعة محاصيل التغطية في هذه الحقول.

وقال مايرز إن هذا كان مفاجئا لأنه "في ذلك الوقت، اعتقد الكثير من الناس أن محاصيل التغطية تستنزف الرطوبة" ولا تترك ما يكفي للمحاصيل الرئيسية.

تقدم وزارة الزراعة الأمريكية إعانات للمزارعين الذين يستخدمون محاصيل التغطية. من بين المزارعين الذين شاركوا في المسح الوطني لمحاصيل التغطية للفترة 2022-2023 وحصلوا على مدفوعات مقابل زراعة محاصيل التغطية، قال 90% إنهم من المرجح أن يستمروا في هذه الممارسة بعد توقف التمويل.

نقدر التنوع

وهناك أيضًا أدلة على أن تناوب المحاصيل يمكن أن يحسن جودة التربة وقدرتها على الصمود. وقال سميث إن زراعة محاصيل مختلفة، بدلا من زراعة نفس الزراعة الأحادية في نفس المجال لسنوات، يمكن أن تحسن نوعية التربة دون التضحية بالإنتاجية.

ويمكن تحقيق ذلك من خلال تناوب محاصيل مختلفة، بما في ذلك محاصيل التغطية، في نفس الحقل مع مرور الوقت، أو عن طريق زراعة محاصيل متعددة في وقت واحد في نفس الحقل، بما في ذلك "الأخوات الثلاث"، الذرة والفاصوليا والقرع، والتي تمت زراعتها من قبل بعض القبائل الأمريكية الأصلية لعدة قرون.

وجدت مراجعة لـ 20 دراسة قامت بتحليل آثار دوران المحاصيل على حياة التربة أن دوران المحاصيل المتعددة أدى إلى زيادة عدد الكائنات الحية الدقيقة في التربة بحوالي 15% مقارنة بحقول الزراعة الأحادية وزيادة التنوع الميكروبي بأكثر من 3%. 1. كما أن زراعة محصولين مختلفين أو أكثر ينتج عنه المزيد من العناصر الغذائية مثل الكربون والنيتروجين في التربة مقارنة بالزراعة الأحادية 2. وجدت مراجعة لـ 33 ورقة بحثية تفحص الحقول التي تزرع فيها البقوليات والحبوب معًا زيادة في ثبات الإنتاجية من سنة إلى أخرى مقارنة بحقول الزراعة الأحادية. 3 مما يشير إلى أن المزارع المتنوعة بيولوجيًا يمكن أن تزيد من الأمن الغذائي.

يقول سميث: "إن مثل هذه الأنظمة غالبًا ما تكون أكثر مرونة في مواجهة التغيرات المناخية، كما أنها تحسن مقاومة الأمراض". "الأدلة قوية نسبيا على أنها تحافظ على العوائد، إن لم تكن تزيدها".

حوافز مبتكرة

لكن التحول إلى الزراعة المتجددة قد يستغرق حوالي ثلاث سنوات ليؤتي ثماره، كما يقول المزارعون والباحثون الذين تحدثوا إلى Nature.

يقوم براندون كوفمان، وهو مزارع من الجيل الرابع في موندريدج بولاية كانساس، بتدوير المحاصيل وترك الماشية ترعى الحقول في الخريف والشتاء لتخصيب التربة. وقال إنه عندما بدأ الزراعة المتجددة في المزرعة الصناعية التي ورثها، لم يكن لديه "شبكة أمان". لقد تحداني الدعم الحكومي "لتجربة بعض الأشياء واكتسبت قدرًا هائلاً من المعرفة نتيجة لذلك".

عادةً ما تنتهي البرامج الفيدرالية وحكومات الولايات والشركات التي تقدم حوافز لزراعة محاصيل التغطية بعد قيام المزارعين بالتحول. ومن أجل دعم المنتجين الذين يزودون البلاد بالغذاء وتنفيذ هذه الممارسات على المدى الطويل، يجب أن يتضمن مشروع قانون الزراعة الأمريكي إجراءً لخفض أقساط التأمين للمزارعين، كما يقول كوفمان وآخرون. اختبرت وزارة الزراعة الأمريكية هذه الفكرة خلال جائحة كوفيد-19 من خلال تقديم خصم تأمين بقيمة 5 دولارات لكل فدان للمزارعين الذين زرعوا محاصيل التغطية. وقد انتهى هذا البرنامج الفيدرالي منذ ذلك الحين، لكن ولايات أيوا وويسكونسن وإلينوي نفذت نسخها الخاصة.

يقول كوفمان إنه يمكن للمزارعين الابتعاد عن ممارسات الزراعة الصناعية والتوجه نحو تربة أكثر صحة. ويضيف: "يستغرق الأمر وقتًا" وحوافز مالية لحمل المنتجين على تغيير رأيهم. وهذا مهم لأنه "عندما تفكر في أطفالك وأحفادك... من أين سيأتي طعامهم بعد 100 عام؟"

1. فنتر، Z. S.، جاكوبس، K. وهوكينز، H.-J. بيدوبيولوجيا 59، 215-223 (2016).

   شرط
   
   جوجل الباحث العلمي

2. ماكدانيال، دكتور في الطب، تيمان، إل كيه، وجراندي، إيه إس إيكول. تطبيق. 24، 560-570 (2014).

   شرط
   مجلات
   
   جوجل الباحث العلمي

3. Raseduzzaman، M. & Jensen، E. S. Euro. جيه أغرون. 91، 25–33 (2017).

   شرط
   مجلات
   
   جوجل الباحث العلمي

تحميل المراجع