An organic-based amendments with biochar and rabbit urine improve maize (Zea mays L.) growth, physiology, and soil microbial activity in acidic soils of Cameroon

تخيل التربة تحت أقدامنا ليس مجرد تراب، بل كمدينة صاخبة تحت الأرض. في هذه المدينة، الميكروبات الصغيرة هي العمال، تقوم بتفكيك الطعام وإعادة تدوير المغذيات حتى تتمكن النباتات من الأكل. ولكن في بعض الأحيان، تتعرض هذه المدينة للمتاعب. في أجزاء كثيرة من العالم، وخاصة في المناطق الاستوائية، أصبحت التربة "حمضية"، وهو ما يشبه تحول إمدادات المياه في المدينة إلى طعم حامض وغسل اللبنات الأساسية التي تحتاجها النباتات للنمو. عندما تصبح التربة متعبة وحامضة، تعاني محاصيل مثل الذرة من أجل البقاء، مما يترك المزارعين بحقول فارغة ومجتمعات جائعة.

لإصلاح ذلك، بحث العلماء عن طرق لإعطاء التربة "زر إعادة ضبط". ومن بين الأدوات الشائعة في هذا السعي: الفحم الحيوي (Biochar) وبول الأرانب. فكر في الفحم الحيوي كإسفنجة مصنوعة من مواد نباتية محترقة؛ فهي مليئة بالثقوب الصغيرة التي يمكنها الاحتفاظ بالماء والمغذيات، مما يمنع جرفها مع المطر. أما بول الأرانب، فهو يشبه مشروب الطاقة السائل للنباتات، فهو غني بالنيتروجين والمغذيات الأخرى التي تساعدها على النمو طويلاً وقوياً. السؤال الكبير الذي أراد الباحثون الإجابة عليه هو: ماذا يحدث إذا خلطت هذين الاثنين معاً؟ هل تساعد الإسفنجة (الفحم الحيوي) مشروب الطاقة (بول الأرانب) على العمل بشكل أفضل، أم أنهما يعيقان بعضهما البعض؟ تغوص هذه الدراسة في هذا المزيج لترى ما إذا كان بإمكانه تحويل تربة حامضة ومعانيّة إلى حديقة مزدهرة.

---

التجربة: حفلة كوكتيل في حقل الذرة

في المزرعة المدرسية لجامعة "دشانغ" في الكاميرون، أنشأ فريق من العلماء تجربة ضخمة لاختبار هذه الأفكار على نباتات الذرة. لقد عاملوا التربة كأنها مختبر، حيث أنشأوا ثماني "وصفات" مختلفة لمعرفة أي منها يجعل الذرة تنمو بشكل أفضل.

بعض القطع لم تحصل على شيء (المجموعة الضابطة الحزينة التي لم تُعدل). حصلت قطع أخرى على السماد المعدني القياسي (NPK)، وهو يشبه حبة فيتامين جاهزة للنباتات. ثم جاء الجزء الممتع: حصلت بعض القطع على الفحم الحيوي فقط، وبعضها على بول الأرانب فقط، وحدث السحر الحقيقي في التوليفات. لقد خلطوا الفحم الحيوي مع البول، والفحم الحيوي مع الحبوب (السماد المعدني)، والبول مع الحبوب، وحتى جربوا "التهديد الثلاثي" بخلط المكونات الثلاثة معاً.

كان العلماء يبحثون عن ثلاثة أشياء:

1. النمو: كم بلغ طول الذرة؟ ما مدى سمك ساقها؟ كم عدد أوراقها؟
2. الصحة: كم تبلغ كمية "الطعام" (السكريات والبروتينات) و"صائدات الشمس" (الكلوروفيل) داخل الأوراق؟
3. المدينة تحت الأرض: ما مدى نشاط ميكروبات التربة؟ (لقد قاسوا ذلك من خلال رؤية مدى سرعة قدرة التربة على تفكيك صبغة خاصة، والتي تعمل كجهاز مراقبة لنبضات قلب العمال الصغار في التربة).

النتائج: من فاز بالسباق؟

كانت النتائج مزيجاً من "كل شيء أفضل من لا شيء" و"المزيج المختلف يؤدي وظائف مختلفة".

أبطال النمو
أولاً، الأخبار السيئة: الذرة التي لم تحصل على أي مساعدة كانت ضئيلة. فقد نما طولها حوالي 93.20 سم فقط مع ساق نحيفة. ولكن كل علاج آخر جعل الذرة تنمو بشكل أطول وأقوى بشكل ملحو-ظ.
الفائز الواضح من حيث الحجم الصرف كان مزيج بول الأرانب + NPK (T4). كانت هذه النباتات هي عمالقة الحقل، حيث وصلت إلى 176.59 سم بطول وسمك ساق بلغ (27.46 ملم). يبدو أن مشروب الطاقة السائل الممزوج بالفيتامينات المعدنية قد أعطى الذرة دفعة هائلة في الطول.
ومع ذلك، إذا كنت تريد أكبر عدد من الأوراق، فإن مزيج الفحم الحيوي + بول الأرانب (T5) هو من حصد اللقب بـ 12.81 ورقة لكل نبات. وإذا كنت تريد أكبر مساحة سطحية للأوراق لالتقاط الشمس، فإن المزيج الثلاثي (فحم حيوي + بول + NPK) أنتج أكبر الأوراق بمساحة 609.91 سم².

المدينة تحت الأرض (ميكروبات التربة)
هنا أصبح الأمر مثيراً للاهتمام. ميكروبات التربة تحب مزيج بول الأرانب + NPK (T4). هذا العلاج جعل ميكروبات التربة الأكثر نشاطاً، بقراءة بلغت 3.45 ميكروغرام/ملليتر. إنه يشبه إقامة حفلة ضخمة للميكروبات لأن لديهم طعاماً سهل الهضم من البول والمعادن التي يحتاجونها.
لكن هنا توجد مفاجأة: المزيج الثلاثي (T7)، والذي قد تظن أنه سيكون "السماد الخارق" النهائي، أدى في الواقع إلى أدنى نشاط ميكروبي من بين جميع المجموعات، حتى أقل من مجموعة التحكم الفارغة. يقترح العلماء أنه ربما كان هناك الكثير من الشيء الجيد، أو أن المزيج خلق بيئة فوضوية للغاية لدرجة تمنع العمال الصغار من العمل بشكل صحيح.

الصحة الداخلية للنبات
داخل الأوراق، قامت الخلطات المختلفة بأشياء مختلفة:

• قوة البروتين: أنتج مزيج الفحم الحيوي + بول الأرانب (T5) أكبر كمية من البروتينات الذائبة (48.58 ميكروغرام BSA-eq g⁻¹ FW). هذا يشير إلى أن النباتات كانت تبني أنسجة عضلية قوية.
• صائدات الشمس: امتلك مزيج الفحم الحيوي + NPK (T6) أعلى نسبة كلوروفيل (7.02 ميكروغرام/ملليتر)، مما يعني أن هذه النباتات كانت الأفضل في عملية التمثيل الضوئي، وتحويل ضوء الشمس إلى طاقة.
• إشارات الإجهاد: النباتات التي حصلت على بول الأرانب فقط أو NPK فقط كانت لديها مستويات عالية من المركبات الفينولية. بلغة النباتات، المستويات العالية من الفينولات تعني غالباً أن النبات يعاني من بعض الإجهاد أو يقاتل المشاكل. أما مزيج الفحم الحيوي + NPK فقد سجل أدنى المستويات (9.17 ميكروغرام/غرام FW)، مما يشير إلى أن هذه النباتات كانت الأكثر استرخاءً والأقل تعرضاً للإجهاد.

ماذا يعني كل هذا؟

تظهر الدراسة أنك لست مضطراً للاختيار بين الأسمدة العضوية والمعدنية؛ فخلطهما يمكن أن يغير قواعد اللعبة. كان مزيج بول الأرانب + NPK هو النجم في جعل النباتات تنمو طويلاً وإيقاظ ميكروبات التربة. وفي الوقت نفسه، ساعد إضافة الفحم الحيوي إلى المزيج النباتات على بناء المزيد من البروتين والبقاء أقل إجهاداً، على الأرجح لأن الفحم الحيوي عمل كإسفنجة، يحتفظ بالمغذيات ويحافظ على استقرار بيئة التربة.

ومع ذلك، علمتنا التجربة درساً قيماً حول التوازن. فمجرد كون الأشياء الثلاثة جيدة لا يعني أن وضعها جميعاً معاً هو الأفضل. "التهديد الثلاثي" لم يفز في كل الفئات، بل بدا وكأنه أربك ميكروبات التربة بالفعل.

في التربة الحمضية في الكاميرون، حيث الزراعة صعبة، يشير هذا البحث إلى مسار واعد للمضي قدماً. فمن خلال استخدام الموارد المتاحة محلياً مثل بول الأرانب والفحم الحيوي جنباً إلى جنب مع الأسمدة القياسية، قد يتمكن المزارعون من زراعة ذرة أطول وأكثر صحة وإحياء تربتهم المتعبة دون تكاليف باهظة أو إلحاق الضرر بالبيئة. إنها تذكير بأنه في بعض الأحيان، ليست الوصفة الأفضل هي المكون الواحد، بل هي المزيج الصحيح من المكونات الصحيحة.