Study on the effects of three different types of amendment on the characteristics of the aeolian sandy soil and maize yield in Ningxia, China

في المساحات الجافة الشاسعة من العالم، حيث تعصف الرياح بالأرض ويكون المطر زائراً نادراً، غالباً ما تتحول التربة إلى رمال سائبة ومتحركة تكافح للاحتفاظ بالماء أو تغذية النباتات. هذه هي التربة الرملية الريحية، وهي مشهد شائع في المناطق القاحلة حيث تكون الأرض مسامية للغاية لدرجة أن العناصر الغذائية تُغسل بعيداً أو تذروها الرياح، مما يترك القليل جداً لبقاء المحاصيل على قيد الحياة. يواجه المزارعون في هذه المناطق معركة مستمرة: كيف يحولون هذا الرمل الجاف والمتحرك إلى أساس مستقر للغذاء. لقد عرف العلماء منذ زمن طويل أن إضافة مواد معينة إلى الأرض يمكن أن يساعد؛ فبعض المواد تعمل مثل الإسفنج، حيث تمتص الماء وتطلقه ببطء، والبعض الآخر غني بالمادة العضوية التي تغذي أشكال الحياة الدقيقة في التربة، وهناك مواد أخرى عبارة عن ميكروبات حية تساعد النباتات على امتصاص ما يوجد من عناصر غذائية ضئيلة. ويكمكم التحدي في معرفة أي من هؤلاء المساعدين هو الأفضل، وكم الكمية التي يجب استخدامها منها، دون إهدار الموارد أو الإضرار بالتوازن الدقيق للأرض.

في منطقة نينغشيا في الصين، حيث تشكل الرياح معالم الطبيعة وتكون التربة صعبة للغاية بشكل خاص، شرع فريق من الباحثين في اختبار ثلاثة أنواع مختلفة من مساعدي التربة على حقل من الذرة، وهو محصول أساسي يتطلب مياهاً وعناصر غذائية ثابتة. اختاروا موقعاً داخل محمية بايجيتان الوطنية الطبيعية، وهي منطقة معروفة بكثبانها الرملية المتحركة وغطائها النباتي المتناثر، لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم تحسين الأرض بما يكفي لزراعة حصاد ناجح. طبق الباحثون ثلاثة علاجات متميزة على قطع منفصلة من الأرض. كان الأول مرطباً يعتمد على البوتاسيوم، وهو مسحوق اصطناعي مصمم لامتصاص وحفظ الماء مثل الإسفنج. والثاني هو فلفات البوتاسيوم المشتق من المعادن، وهي مادة حبيبية داكنة غنية بالأحماض العضوية التي تساعد في ربط جزيئات التربة وإطلاق العناصر الغذائية. أما الثالث فكان مسحوقاً ميكروبياً يحتوي على نوع معين من البكتيريا النافعة التي تهدف إلى إيقاظ الحياة الطبيعية في التربة. وقد طُبقت كل مادة من هذه المواد بثلاث كميات مختلفة لمعرفة ما إذا كان القليل أفضل من الكثير، أو ما إذا كان الكثير سيسبب مشاكل. وتلقت مجموعة رابعة من القطع أي علاج على الإطلاق، لتكون بمثابة خط أساس لقياس مدى التغيير الذي أحدثته الإضافات في النتيجة.

راقب الباحثون نمو الذرة طوال دورة حياتها، من اللحظة التي اخترقت فيها البذور التربة حتى اليوم الذي أصبحت فيه المحاصيل جاهزة للحصاد. وقاسوا عدد البذور التي نجحت في الإنبات، ومدى طول النباتات، ومدى سماكة سيقانها، وأخيراً كمية الحبوب التي أنتجتها. كما حفروا عينات من التربة في مراحل مختلفة للتحقق من مستويات العناصر الغذائية الأساسية مثل النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم، بالإضافة إلى كمية المادة العضوية ومحتوى الملح. وما وجدوه كان قصة عن نقاط قوة متخصصة بدلاً من وجود فائز واحد. فقد أثبت المرطب المعتمد على البوتاسيوم أنه الأكثر فعالية في تحسين التركيبة الكيميائية للتربة، لا سيما في المراحل الأولى من النمو. فقد زاد بشكل كبير من كمية العناصر الغذائية المتاحة في الأرض وساعد بذور الذرة على الإنبات بشكل أكثر موثوقية، حيث ارتفع معدل الظهور بنسبة تقارب تسعة بالمائة مقارنة بالقطع غير المعالجة. كما جعل هذا المادة سيقان النباتات أكثر سماكة بشكل ملحوظ، وهو أمر حيوي لدعم وزن المحصول ومنعه من السقوط. ومع ذلك، أظهرت هذه المادة نفسها حساسية تجاه الجرعة؛ فعند تطبيقها بأعلى كمية، تسببت في انخفاض طفيف في الإنتاج، مما يشير إلى أن المزيد ليس دائماً أفضل.

أما فلفات البوتاسيوم المشتق من المعادن فقد روى قصة مختلفة. فبينما لم يعزز عدد البذور المنبتة بنفس قدر المرطب، إلا أنه كان البطل في الحصاد النهائي. فقد أنتجت القطع المعالجة بهذه المادة أعلى إنتاجية من الحبوب، بزيادة تقارب اثني عشر بالمائة عن المجموعة الضابطة، وفعلت ذلك باتساق ملحوظ. ونمت النباتات في هذه القطع لتصبح أكثر طولاً، خاصة عندما وصلت إلى مراحل النضج المتأخرة، مما يشير إلى أن الإطلاق المستمر للعناصر الغذائية من هذه المادة قد طابق احتياجات المحصول تماماً أثناء امتلاء حبوبها. ولم تظهر هذه المعالجة أي علامات على التسبب في ضرر، حتى عند معدلات التطبيق العالية، مما يجعلها خياراً مستقراً وموثوقاً للمزارعين الذين يتطلعون إلى تعظيم الإنتاج. أما المعالجة الثالثة، وهي المسحوق الميكروبي، فقد قدمت أقل فائدة في هذه التجربة قصيرة المدى. ورغم أنها لم تفشل تماماً، إلا أن آثارها كانت متواضعة، وعند أعلى جرعة، أدت في الواقع إلى انخفاض طفيف في كل من عدد البذور المنبتة والإنتاج النهائي. وهذا يشير إلى أن البكتيريا قد تحتاج إلى مزيد من الوقت أو ظروف مختلفة لتستقر وتظهر كامل إمكاناتها في هذا النوع المحدد من التربة الرملية.

كما كشفت الدراسة أن مستويات الملح والحموضة في التربة ظلت دون تغيير كبير بفعل أي من العلاجات، مما يشير إلى أن هذه المواد تعمل أساساً عن طريق تحسين قدرة التربة على الاحتفاظ بالماء والعناصر الغذائية بدلاً من تغيير توازنها الكيميائي الأساسي. ولاحظ الباحثون أنه مع نمو الذرة، تناقصت العناصر الغذائية في التربة بشكل طبيعي في جميع القطع، وهي علامة على أن النباتات كانت تأخذ ما تحتاجه بنجاح. ومع ذلك، فإن القطع المعالجة بالمرطب المعتمد على البوتاسيوم تمكنت من الاحتفاظ بمستويات أعلى من العناصر الغذية لفترة أطول، على الأرجح لأن المادة ساعدت في حبسها في التربة. وكانت العلاقة بين صحة التربة ونجاح المحصول واضحة: توفر العناصر الغذائية بشكل أفضل أدى إلى سيقان أقوى ومزيد من البذور. وتشير النتائج إلى أنه لا يوجد "حل سحري" واحد لإصلاح التربة الرملية. وبدلاً من ذلك، يعتمد النهج الأفضل على الهدف المحدد. فإذا كانت الأولوية هي جعل البذور تنبت وتسمك السيقان في المراحل المبكرة، فإن المسحوق المعتمد على حبس الماء هو الخيار الأفضل. أما إذا كان الهدف هو ضمان حصاد مستقر وعالي الإنتاجية في نهاية الموسم، فإن المادة العضوية المشتقة من المعادن هي الأداة الأكثر فعالية. وبالنسبة للمزارعين في هذه المناظر الطبيعية القاسية والجافة، فإن الطريق إلى الأمام قد يكمن في دمج هذه الاستراتيجيات، باستخدام المادة الحابسة للماء لتأمين بداية الموسم والمادة الغنية بالعناصر الغذائية لتأمين نهايته.