Rooting characteristics, nutrient dynamics and mobilization of nitrogen in drip irrigated aerobic rice
أظهرت تجربة ميدانية أُجريت في حيدر أباد أن صنف الأرز DRR Dhan-42، عند زراعته تحت الري بالتنقيط بمعدل 1.5 Epan مع 100% من النيتروجين، يحقق أفضل النتائج من خلال تعزيز خصائص الجذور، وامتصاص العناصر الغذائية، وإنتاج الحبوب بشكل كبير، مع تحسين توزيع النيتروجين في التربة.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
تخيل الأرض كأنها إسفنجة عملاقة عطشى. لقرون، قمنا بتغذية أهم محصول لدينا، وهو الأرز، عبر إغراقه في الماء، مثل نقع تلك الإسفنجة حتى تتقطر رطوبة. هذا الأسلوب فعال، لكنه مسرف؛ فهو يستنزف إمداداتنا المائية الثمينة، والأسوأ من ذلك، أنه يجرف معه الأسمدة الغالية التي نضيفها، مما يلوث الأنهار والبحيرات. لقد حاول العلماء إيجى طريقة أذكى لتغذية الأرز دون إغراقه. وهنا ظهر "الأرز الهوائي" (aerobic rice)—وهو زراعة الأرز مثل نبات الحديقة العادي الذي يتنفس الهواء، بدلاً من كونه نباتاً يعيش في المستنقعات. ولكن هناك عقبة: عندما لا يسبح الأرز في الماء، يصبح من الصعب إيصال العناصر الغذائية إلى جذوره، كما يمكن للأسمدة أن تُجرف أيضاً إذا لم تُدار بعناية.
هنا يأتي دور تقنية ذكية تسمى "التسميد بالري" (fertigation). فكر في الأمر كأنه إعطاء الأرز محاليل تغذية سائلة عبر "محلول وريدي" ممزوج بالماء، مباشرة عند الجذور. إنه يشبه جدول تغذية دقيق وبطيء بدلاً من سكب دلو من الطعام على الأرض. السؤال الكبير الذي طرحه الباحثون هو: إذا توقفنا عن إغراق الأرز وبدأنا في إعطائه هذا "النظام الغذائي بالتنقيط" الدقيق، فكيف سيتغير نظام جذور النبات؟ هل ستنمو جذور أعمق للبحث عن الماء؟ هل ستتمكن من امتصاص العناصر الغذائية بشكل أفضل؟ والأهم من ذلك، هل سينتج هذا الأسلوب كمية أكبر من الأرز مع توفير المياه والحفاظ على الأسمدة في التربة حيث تنتمي؟
سباق جذور الأرز العظيم
في حقل في حيدر آباد بالهند، قرر فريق من العلماء اختبار هذه الفكرة. قاموا بإعداد تجربة ضخمة لمعرفة كيف ستسير الأمور مع أنواع مختلفة من الأرز وجداول ري مختلفة. لم يكتفوا بمراقبة مدى طول النباتات فحسب، بل غاصوا في الأعماق—بالمعنى الحرفي—لمعرفة ما يحدث تحت الأرض. أرادوا معرفوا: أي صنف من الأرز يمتلك أفضل "جذور" لهذا النمط الجديد من الزراعة؟ وكم تحتاج من الماء والسماد للفوز في السباق؟
زرع الباحثون ثلاثة أصناف مختلفة من الأرز، والتي يمكننا تشبيهها بثلاثة رياضيين مختلفين: KNM-1638، و JGL-24423، و DRR Dhan-42. وقد أخضعوا هؤلاء الرياضيين لنظامين تدريبيين مختلفين. حصلت إحدى المجموعات على جدول ري "خفيف" (1.0 Epan، وهو قياس محدد يعتمد على كمية الماء التي تتبخر من حوض التبخر)، بينما حصلت المجموعة الأخرى على جدول "أثقل" (1.5 Epan). كما قاموا بتعديل السماد، حيث أعطوا بعض النباتات 100% من الجرعة الموصى بها والبعض الآخر 125%. تم تقديم كل ذلك عبر نظام التنقيط، لضمان ذهاب الماء والطعام مباشرة إلى الجذور.
أبطال ما تحت الأرض
كانت النتائج مذهلة، خاصة عند النظر إلى ما حدث تحت التربة. كان نجم العرض هو صنف DRR Dhan-42. فقد تبين أن نبات الأرز هذا هو المستكشف النهائي للجذور؛ إذ نمت جذوره بشكل أطول وأثقل وأكثر حجماً من منافسيه. كان الأمر كما لو أن النباتات الأخرى تخدش السطح فقط، بينما كان DRR Dhan-42 يحفر أنفاقاً عميقة للعثور على كل قطرة ماء وكل حبة من العناصر الغذائية.
كما صنع جدول الري فرقاً هائلاً أيضاً. فالنباتات التي تلقت ري 1.5 Epan (الجدول الأثقل) نمت جذورها بشكل أفضل بكثير من تلك التي اتبعت نظام 1.0 Epan الخفيف. اتضح أنه حتى في الأرز "الهوائي" (الجاف)، فإن القليل من الرطوبة الإضافية يساعد الجذور على التمدد والاستكشاف بشكل أكبر. ووجد العلماء أنه عندما تمتلك النباتات هذه الأنظمة الجذرية القوية، فإنها تكون قادرة على سحب المزيد من العناصر الغذائية، وتنمية المزيد من "المادة الجافة" (وزن جسم النبات)، وفي النهاية إنتاج المزيد من الحبوب.
لغز السماد
أحد أكبر المخاوف في الزراعة هو أين يذهب السماد؟ هل يأكله النبات، أم يُجرف بعيداً؟ وجدت الدراسة أن صنف DRR Dhan-42، مع ري 1.5 Epan، كان بمثابة آلة لامتصاص العناصر الغذائية. لقد تمكن من التقاط النيتروجين بفعالية كبيرة لدرجة أنه بحلول وقت الحصاد، لم يتبقَ سوى القليل جداً من النيتروجين في التربة. وهذا في الواقع أمر جيد! فهذا يعني أن النبات أكل ما يحتاجه، ولم يُهدر الكثير أو يلوث البيئة.
في المقابل، لم ينمُ صنف KNM-1631 بجذور كثيرة ولم يمتص الكثير من النيتروجين. ونتيجة لذلك، عند انتهاء الحصاد، كان لا يزال هناك الكثير من النيتروجين عالقاً في التربة دون استخدام. إنه يشبه ترك طبق طعام على الطاولة وأنت شبعت؛ فهو يبقى هناك فحسب، مما قد يسبب مشاكل لاحقاً.
كما نظر الباحثون في كيفية انتشار السماد عبر التربة. ووجدوا أنه مع ري 1.5 Epan، انتشر النيتروجين بشكل متساوٍ، ليصل إلى الجذور القريبة من أنبوب المياه والجذور البعيدة قليلاً أيضاً. ومع ذلك، مع ري 1.0 Epan الأخف، ظل النيتروجين عالقاً بالقرب من الأنبوب ولم ينتقل بعيداً. وهذا يعني أن نصف النباتات في تلك الصفوف ربما كانت تعاني من الجوع بينما كانت النصف الآخر تحتفل بالوليمة. لقد ضمن الري الأثقل وصول "الطعام" للجميع.
التركيبة الفائزة
إذاً، ما هي الخلاصة؟ استنتجت الدراسة أنه إذا كنت ترغب في زراعة الأرز المزروع بالبذور المباشرة في ظروف جافة باستخدام الري بالتنقيط، فلا يجب أن تبخل بالماء أو بنوع الصنف. كانت الوصفة المثلى للنجاح هي صنف DRR Dhan-42 المزروع مع 1.5 Epan من الماء و 100% من جرعة النيتروجين الموصى بها.
ومن المثير للاهتمام أن إضافة أكثر من 100% من النيتروجين (جرعة 125%) لم تساعد النباتات على النمو بشكل أكبر أو إنتاج المزيد من الأرز، بل تركت فقط مزيداً من السماد في التربة. كانت النباتات ذكية بما يكفي لتأخذ ما تحتاجه بجرعة الـ 100%، كما ساعدها الماء الإضافي (1.5 Epan) على الحصول على كل شيء.
في النهاية، تظهر هذه الأبحاث أنه من خلال اختيار صنف الأرز المناسب وإعطائه القدر الصحيح من الماء والطعام عبر نظام التنقيط، يمكن للمزارعين زراعة أرز صحي وعالي الإنتاجية دون إهدار المياه أو تلويث البيئة. إنها فوز للمزارع، وللنبات، وللكوكب.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.