Treated cocopeat–pumice mixtures influence substrate physico-chemical properties, nutrient uptake and potato yield (Solanum tuberosum L.)

تعد البطاطس غذاءً عالميًا أساسيًا، فهي تغذي المليارات وتعمل كركيزة حيوية للأمن الغذائي في العديد من الدول. ومع ذلك، بالنسبة للمزارعين في أماكن مثل كينيا، فإن زراعة هذا المحصول تمثل صراعًا مستمرًا ضد التربة نفسها؛ إذ غالبًا ما تكتنز الحقول التقليدية أعداءً غير مرئيين: بكتيريا، وفطريات، ونيماتودا تصيب البذور وتدمر الحصاد. وللهروب من أمراض التربة هذه، لجأ علماء الزراعة إلى الزراعة بدون تربة، وهي طريقة تنمو فيها النباتات في وسط اصطناعي نظيف بدلاً من التراب. ومن بين المواد المستخدمة في هذا المجال، أصبح "الكوكوبيت" (ألياف جوز الهند) -وهو منتج ثانوي ليفي من قشور جوز الهند- معيارًا ذهبيًا؛ فهو يحتفظ بالماء جيدًا، ويسمح للهواء بالوصول إلى الجذور، ويدعم النمو الصحي. ومع ذلك، فإن الكوكوبيت باهظ الثمن ويصعب توفيره في المناطق البعيدة عن الساحل، مما يخلق عائقًا أمام العديد من المزارعين الذين يحتاجون إلى طرق ميسورة التكلفة لإنتاج بذور بطاطس خالية من الأمراض.

أدى هذا الواقع الاقتصادي بالباحثين إلى طرح سؤال عملي: هل يمكنهم خلط الكوكوبيت مع مادة أخرى أرخص ومتوفرة محليًا للحصول على نفس النتائج؟ تقدم "البوميس" (الحجر البركاني الخفيف)، وهو صخر بركاني يتميز ببنية تشبه الإسفنج، بديلًا واعدًا؛ فهي متوفرة بكثرة في كينيا ومعروفة بتحسين التصريف والتهوية في التربة. وكان التحدي يكمن في إيجاد التوازن الصحيح؛ فإذا احتوى الخليط على الكثير من الصخور، قد تجف النبتة، وإذا احتوى على الكثير من الكوكوبيت، ستظل التكلفة مرتفعة. وقد وضع فريق من العلماء خطة لاختبار تركيبات مختلفة من هاتين المادتين لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم محاكاة نجاح الكوكوبيت النقي مع خفض السعر للمزارعين.

أجرى الباحثون تجربتهم داخل دفيئة زراعية (صوبة) في جامعة إيغيرتونون في كينيا، باستخدام صنف شائع من البطاطس يُعرف باسم "شانجي". وقد أعدوا خمس بيئات نمو مختلفة للمقارنة بينها؛ الأولى كانت كوكوبيت نقي، والثانية كانت مزيجًا بنسبة 75% كوكوبيت و25% بوميس، والثالثة كانت مزيجًا متساويًا بنسبة 50/50، والرابعة كانت مزيجًا يحتوي على 25% فقط من الكوكوبيت و75% من البوميس. أما المجموعة الخامسة فقد كانت بمثابة مجموعة ضابطة، حيث استخدمت تربة الحقل القياسية لإظهار كيفية أداء النباتات في الظروف التقليدية. وقد تم تكرار كل إعداد ثلاث مرات لضمان موثوقية النتائج، وتلقى كل نبات نفس الرعاية الدقيقة من الري والتغذية عبر نظام ري بالتنقيط.

وقبل أن تبدأ البطاطس في النمو، قام الفريق بقياس الطبيعة الفيزيائية لهذه الخلطات المختلفة. فقد بحثوا في مدى قدرة كل مادة على الاحتفاظ بالماء، وكمية الهواء المحتبسة داخل المسام، ووزن المادة بالنسبة لحجمها. وأظهرت النتائج أن التربة الضابطة احتفظت بأكبر كمية من الماء من بين الجميع (52.0%)، بينما احتفظت خلطات الكوكوبيت عمومًا برطوبة أكثر من الخلطات الغنية بالبوميس. كما كانت التربة الضابطة هي الأثقل والأقل في مسامية الهواء، مما يعني أنها قدمت أقل قدر من المساحات الهوائية لتتنفس الجذور مقارنة بخلطات الكوكوبيت والبوميس الأخف والأكثر مسامية. وحققت خلطات الكوكوبيت والبوميس حلاً وسطًا، حيث وفرت توازنًا بين الرطوبة والهواء وهو أمر بالغ الأهمية لصحة الجذور.

وعندما فحص الباحثون مدى قدرة النباتات على امتصاص العناصر الغذائية، وجدوا أن الخلطات أدت أداءً استثنائيًا. فقد امتصت النباتات التي نمت في خلطات الـ 50/50 والـ 25/75 كميات أكبر بكثير من النيتروجين والكالسيوم والبوتاسيوم مقارنة بالكوكوبيت النقي. ويشير هذا إلى أن وجود البوميس ساعد الجذور على الوصول إلى هذه العناصر الغذائية الحيوية بشكل أكثر فعالية. وقد استجابت النباتات نفسها بقوة؛ حيث نمت النباتات التي نمت في الكوكوبيت النقي لتصل إلى طول يقارب 68 سنتيمترًا، لكن خليط الـ 50/50 جاء في المرتبة الثانية بفارق ضئيل جدًا. كما طورت هذه النباتات المزيد من الفروع وحافظت على مظلة خضراء وصحية لفترة أطول من تلك الموجودة في التربة أو البوميس النقي. وظلت خضرة الأوراق، التي تُقاس بجهاز يكشف مقدار الضوء الذي تعكسه النباتات، مرتفعة في الخلطات الغنية بالكوكوبيت، مما يشير إلى عملية تمثيل ضوئي قوية ونمو قوي.

إلا أن الاختبار النهائي كان الحصاد. كان الهدف هو إنتاج "الميني تيوبرز" (الدرنات الصغيرة)، وهي درنات بطاطس صغيرة تُستخدم لبدة محاصيل جديدة. أنتجت معاملة الكوكوبيت النقي أعلى إنتاج، حيث أنتج كل نبات حوالي 402 جرام من الدرنات، تلاها خليط الـ 75/25 بإنتاج 375 جرامًا، ثم خليط الـ 50/50 بإنتاج 372 جرامًا. وكانت هذه المعاملات الثلاث متفوقة بمراحل على البوميس النقي وتربة التحكم، اللذين أنتجا درنات أقل عددًا وأصغر حجمًا. وكشفت البيانات عن نمط واضح: سيطرت الخلطات الخالية من التربة في إنتاج الدرنات الصغيرة والمتجانسة اللازمة لتكاثر البذور، بينما أنتجت التربة التقليدية درنات أقل عددًا ولكنها أكبر حجمًا، وهي الأنسب لأسواق الغذاء.

تخلص الدراسة إلى أنه بينما يظل الكوكوبيت النقي هو الأفضل أداءً لتعظيم إنتاج بذور البطاطس داخل الدفيئات، إلا أنه ليس الخيار الوحيد المتاح. فقد قدم خليط الـ 50/50 من الكوكوبيت والبوميس أداءً يقارب المادة النقية، مما يوفر انخفاضًا كبيرًا في التكلفة دون التضحية بالإنتاج. وتوفر هذه النتيجة حلاً عمليًا للمزارعين الذين يحتاجون إلى إنتاج بذور بطاطس عالية الجودة ولكن لا يستطيعون الاعتماد كليًا على الوسائط المستوردة باهظة الثمن. فمن خلال خلط الصخور البركانية المحلية مع ألياف جوز الهند، يمكن إنشاء بيئة نمو فعالة للغاية ومنخفضة التكلفة، مما يساعد في تأمين سلسلة توريد البطاطس ضد الأمراض التي تفتك بالزراعة التقليدية.