Drip-cum-plastic mulch technology for high yield, cost-effectiveness, and water productivity in sustainable rice production

يُعد الأرز أهم غذاء أساسي في العالم، حيث يغذي مليارات البشر يومياً. وفي أجزاء كثيرة من آسيا، ولا سيما في الهند، يمثل الأرز العمود الفقلق للاقتصاد والمصدر الرئيسي للسعرات الحرارية للأسر الريفية. ولأجيال، قام المزارعون بزراعة الأرز عن طريق غمر حقولهم بالمياه، وهي طريقة تُعرف باسم زراعة الأرز المنقولة عبر الغمر (puddled transplanted rice). وبينما تنجح هذه التقنية، إلا أنها تستهلك كميات هائلة من المياه، حيث تتطلب غالباً آلاف اللترات من الماء لإنتاج كيلوغرام واحد فقط من الحبوب. وفي المناطق التي ينخفض فيها منسوب المياه الجوفية بسرعة، أصبح هذا النهج التقليدي غير مستدام. لذا، يبحث العلماء والمزارعون الآن عن طرق لزراعة المزيد من الأرز باستخدام كميات أقل بكثير من المياه، وهو تحدٍ يقع عند تقاطع الأمن الغذائي والبقاء البيئي.

ولمعالجة هذه الأزمة، شرع الباحثون في المعهد الهندي للبحوث الزراعية في نيودلهي في اختبار مزيج جديد من التقنيات الزراعية. وقد ركزوا على نوع محدد من الأرز يسمى "بسمتي"، وهو نوع يحظى بتقدير كبير لرائحته وجودة تصديره. أراد الفريق معرفة ما إذا كان بإمكانهم تحسين نمو هذا الأرز من خلال تغيير ثلاثة أشياء في آن واحد: كيفية إيصال المياه، وكيفية زراعة البذور، وما إذا كانت التربة مغطاة أم لا. فبدلاً من غمر الحقول، اختبروا الري بالتنقيط، الذي يوصل المياه ببطء ومباشرة إلى الجذور عبر أنابيب. كما اختبروا زراعة البذور على مرتفعات من التربة، تُعرف بالأسِرّة المرتفقة (raised beds)، بدلاً من الأرض المسطحة. وأخيراً، جربوا تغطية التربة بطبقة رقيقة من الغشاء البلاستيكي للحفاظ على الرطوبة ومنع نمو الأعشاب الضارة. وكان الهدف هو إيجاد نظام لا يوفر المياه فحسب، بل ينتج أيضاً محصولاً أفضل ويحقق أرباحاً أكثر للمزارعين.

أجرى الباحثون تجربتهم على مدار موسمين زراعيين في عامي 2024 و2025. وقاموا بإعداد حقل كبير مقسم إلى قطع صغيرة عديدة، كل منها يتلقى مزيجاً مختلفاً من التقنيات الثلاث. تلقت بعض القطع المياه عبر نظام التنقيط، بينما غُمرت قطع أخرى مثل الحقول التقليدية. وزُرعت بعض القطع على أرض مسطحة، بينما زُرعت أخرى على أسِرّة مرتفعة. كما غُطيت بعض القطع بالغطاء البلاستيكي (plastic mulch)، بينما تُركت قطع أخرى مكشوفة. ومن خلال مقارنة النتائج عبر جميع هذه التباينات، استطاع الفريق تحديد أي الطرق كانت تعمل بشكل أفضل معاً.

كانت النتائج واضحة ومتسقة عبر العامين. فالقطع التي جمعت بين التقنيات الحديثة الثلاث—الري بالتنقيط، والأسِرّة المرتفعة، والغطاء البلاستيكي—تفوقَت على جميع الطرق الأخرى. فقد نمت هذه النباتات بشكل أطول وطورت أوراقاً أكبر، مما خلق غطاءً نباتياً أكثر كثافة لالتقاط المزيد من ضوء الشمس. كما كانت أنظمتها الجذرية أقوى، مع تراكم المزيد من المادة الجافة تحت الأرض، مما سمح للنباتات بالشرب وتناول العناصر الغذائية بكفاءة أكبر. ولأن النباتات كانت أكثر صحة وأقل تعرضاً للإجهاد، فقد أنتجت كمية أكبر من الحبوب. وقد حققت المعالجة التي استخدمت الري بالتنقيط على الأسِرّة المرتفعة مع الغطاء البلاستيكي أعلى إنتاج من الأرز، حيث أنتجت 5.4 طن للهكتار في عام 2024 و4.9 طن في عام 2025. وفي المقابل، أنتجت الطريقة التقليدية التي تستخدم الري السطحي على الأرض المسطحة بدون غطاء بلاستيكي أقل من نصف هذه الكمية.

وبعيداً عن وزن الحبوب، فقد تحسنت جودة المحصول أيضاً. فقد أنتجت النباتات في المعالجة الأفضل سنابل أطول مع عدد أكبر من الحبوب في كل منها. كما امتصت كميات أكبر من العناصر الغذائية من التربة، حيث استهلكت مستويات أعلى من النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم، وهي عناصر ضرورية لنمو النبات. وهذا الاستخدام الفعال للموارد يعني أن المياه المستخدمة لزراعة الأرز كانت أكثر إنتاجية بكثير. فقد حسب الفريق أنه مقابل كل متر مكعب من الماء المستخدم، أنتجت المعالجة الأفضل أكثر من كيلوغرامين من الحبوب، بينما أنتجت الطريقة التقليدية أقل من ربع كيلوغرام.

وكانت الفوائد الاقتصادية كبيرة بقدر الفوائد البيولوجية. فبسبب إنتاج المعالجة عالية التقنية لكمية أكبر بكثير من الحبوب، حقق المزارعون أرباحاً أعلى بشكل ملحوظ. فقد بلغ صافي العائد للمعالجة الأفضل نحو 120,000 روبية للهكتار في عام 2024، مقارنة بـ 5,000 روبية فقط للطريقة الأقل إنتاجية. كما كانت نسبة المال المكتسب إلى المال المنفق أعلى بكثير، مما يشير إلى أن الاستثمار في التكنولوجيا الجديدة قد آتى ثماره بسخاء. وخلصت الدراسة إلى أن هذا النهج المتكامل ليس مجرد وسيلة لتوفير المياه، بل هو أيضاً استراتيجية عمل قابلة للتطبيق للمزارعين الذين يواجهون ندرة المياه.

يقدم هذا البحث مساراً ملموساً لمستقبل زراعة الأرز المستدامة في المناطق التي تعاني من نقص المياه. فمن خلال الجمع بين إيصال المياه بدقة، وتحسين بنية التربة، والحفاظ على الرطوبة، يمكن للمزارعين زراعة المزيد من الغذاء بموارد أقل. وتشير النتائج إلى أن التحول بعيداً عن الغمر التقليدي نحو هذه الأنظمة المتكاملة يمكن أن يساعد في تأمين الإمدادات الغذائية مع حماية المياه الجوفية التي تعتمد عليها المجتمعات. وبالنسبة لأرز البسمتي، وربما غيره من المحاصيل في مناخات مماثلة، فإن هذا المزيج من الري بالتنقيط، والأسِرّة المرتفعة، والغطاء البلاستيكي يمثل أداة قوية لمستقبل الزراعة.