Modelling crop yield using growth parameters and fall armyworm (Spodptera frugiperda J. E. Smith) leaf damage under different NPK regimes for Cameroon Highland Composite (CHC) maize

في مرتفعات الكاميرون، حيث الهواء عليل والتربة غنية، لا يُعد الذرة مجرد محصول فحسب؛ بل هي شريان حياة. فعلى مدى عقود، تحولت هذه الحبوب من مجرد غذاء أساسي للطهي المنزلي إلى محصول نقدي حيوي يغذي المدن والصناعات. ومع ذلك، فإن زراعتها بنجاح هي عملية توازن مستمرة؛ إذ يجب على المزارعين إدارة جوع التربة للمغذيات، وبشكل أساسي النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم، مع الدفاع في الوقت نفسه عن حقولهم ضد عدو لا يهدأ: دودة الحشد الخضراء. يمكن ليرقات هذه الفراشة أن تجرد الحقل من أوراقه، مما يهدد الحصاد. ولسنوات، ساد اعتقاد شائع في الزراعة مفاده أن إطعام النبات المزيد من السماد يجعله ينمو أقوى، ولكنه يجعله أيضاً أكثر لذة وجذباً للحشرات الجائعة. وكان السؤال الذي واجه الباحثين في المنطقة الشمالية الغربية هو ما إذا كانت هذه المقايضة تنطبق على أصناف الذرة المحددة التي يزرعها المزارعون المحليون، وإذا كان الأمر كذلك، فكيف أثر ذلك على الحصاد النهائي.

لقد وضع فريق من العلماء من جامعات في الكاميرون وغامبيا نصب أعينهم اختبار هذه العلاقة في تجربة ميدانية بالقرب من بلدة بالي. وركزوا على أربعة أصناف محددة من الذرة تُعرف باسم "خليط مرتفعات الكاميرون" (Cameroon Highland Composite)، والتي كانت غذاءً أساسياً لصغار المزارعين لمدة ثلاثين عاماً. زرع الباحثون هذه البذور في شبكة منظمة بعناية، مقسمين الحقل إلى أقسام لاختبار كميات مختلفة من السماد. تلقت بعض النباتات لا سماد على الإطلاق، بينما تلقت أخرى جرعات صغيرة ومتوسطة وكبيرة من مزيج مغذيات قياسي. وراقبوا النباتات عن كثب أثناء نموها، حيث قاسوا الطول، وسماكة السيقان، وحجم الأوراق. كما أبقوا أعينهم حادة على دودة الحشد الخضراء، باستخدام نظام تسجيل بسيط لتقييم حجم الضرر الذي ألحقته الحشرات بالأوراق، والذي يتراوح من عدم وجود ضرر مرئي إلى التدمير الشديد.

رسمت النتائج صورة واضحة لكيفية استجابة النباتات لمغذيات التربة. فمع زيادة جرعات السماد، نمت الذرة لتصبح أكثر طولاً، وطورت سيقاناً أكثر سماكة، وأنتجت أوراقاً أكبر. وكان هذا صحيحاً لجميع الأصناف الأربعة، مما أظهر أن النباتات كانت تتوق لاستخدام الغذاء الإضافي للنمو. ومع ذلك، كان نوع البذور أكثر أهمية من السماد عندما يتعلق الأمر بعدد النباتات التي نجت بالفعل حتى الحصاد. فقد أنتج صنف واحد، يُعرف باسم CHC202، أكبر عدد من النباتات وأكثر السيقان طولاً وصحة، بغض النظر عن مستوى السماد. وقد برز كبطل واضح للمجموعة، متفوقاً على الأصناف الثلاثة الأخرى في كل مقياس من مقاييس النمو تقريباً.

إلا أن العلاقة بين السماد والآفات كانت أكثر تعقيداً. فقد أكدت الدراسة أنه مع ارتفاع مستويات السماد، ارتفع أيضاً الضرر الناتج عن دودة الحشد الخضراء. بدا أن الحشرات تفضل النباتات النضرة والمغذاة جيداً، حيث أدت أعلى جرعات السماد إلى أشد حالات مضغ الأوراق. وكان الصنف الذي عانى من أكبر قدر من الضرر هو CHC204، الذي بدا ممزقاً ومتهتكاً تحت وطأة التغذية الكثيفة. ومع ذلك، ظهرت مفاجأة غير متوقعة عندما نظر الباحثون إلى الحصاد النهائي. فبالرغم من الضرر الشديد الذي لحق بالأوراق، فإن النباتات التي تلقت أكبر قدر من السماد أنتجت أكبر كمية من الحبوب. وقد أنتج صنف CHC202، الذي سجل أقل قدر من ضرر الأوراق وأفضل نمو، أعلى كمية من الذرة الطازجة، لتصل إلى أربعة أطنان للهكتار الواحد. وكان هذا تحسناً كبيراً مقارنة بالإنتاجية المعتادة في المزارع المحلية.

ثم اتجه العلماء إلى الرياضيات لفهم ما الذي دفع الحصاد حقاً. لقد بنوا عدة نماذج لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم التنبؤ بكمية الحبوب المنتجة بناءً على صحة النبات، وعدد النباتات الناجية، ومستوى ضرر الحشرات. ووجدوا أن مجرد عد الضرر الناجم عن دودة الحشد لم يكن كافياً للتنبؤ بكمية الغذاء التي سينتجها الحقل. في الواقع، لم تخبرهم درجات الضرر وحدها إلا القليل عن المحصول النهائي. بل إن أفضل طريقة للتنبؤ بالحصاد كانت النظر في مجموعة من العوامل: كيف تبدو النباتات مفعمة بالحيوية، وكم عدد النباتات التي نجت حتى النهاية، ومساهمة ضئيلة وبالكاد تُلاحظ من ضرر الحشرات.

تخلص الدراسة إلى أنه بينما يؤدي إطعام الذرة المزيد من السماد إلى استدعاء المزيد من هجمات الحشرات، إلا أن ذلك لا يؤدي بالضرورة إلى إفساد الحصاد إذا تم اختيار الصنف المناسب. لقد أثبت صنف CHC202 أنه خيار مرن، حيث تمكن من إنتاج محصول عالٍ حتى عند وجود الحشرات. ويقترح الباحثون أن يركز المزارعون على زراعة هذا الصنف المحدد واستخدام مستويات مناسبة من السماد، بدلاً من الخوف من أن إطعام المحصول سيؤدي حتماً إلى خسارة. ومن خلال فهم أن ضرر الحشرات وحده ليس المحرك الرئيسي لخسارة الإنتاجية، يمكن للمزارعين اتخاذ قرارات أفضل لتأمين حصادهم في مواجهة هذه الآفات المستمرة.