Effect of biochar, yeast, silica and mineral fertilisers on cacao productivity and profitability in Piura, Peru
تُظهر هذه الدراسة في بيورا ببيرو أنه بينما تزيد الفحم الحيوي والأسمدة المعدنية من إنتاجية الكاكاو بشكل كبير، فإن جدواها الاقتصادية لصغار المزارعين تعتمد على تقلبات أسعار السوق، مما يؤكد ضرورة دمج تحليل الربحية مع الأداء الزراعي لتوجيه عملية الاعتماد.
المؤلفون الأصليون:Karina Arango, Fredy Yovera, Rachel Atkinson, Franklin Aguilar, Brenton Ladd, Yerson Durán, Manuel G. Velásquez Ramirez, Sphyros Lastra, Carlos Medina, Evert Thomas
المؤلفون الأصليون: Karina Arango, Fredy Yovera, Rachel Atkinson, Franklin Aguilar, Brenton Ladd, Yerson Durán, Manuel G. Velásquez Ramirez, Sphyros Lastra, Carlos Medina, Evert Thomas
في الوديان الخصبة والرطبة في شمال بيرو، تنتج سلالة محددة من أشجار الكاكاو تُعرف باسم "بلانكو دي بيورا" (Blanco de Piura) حبوباً ذات سمات نكهة متميزة وراقية تجعلها تفرض سعراً ممتازاً في الأسواق الدولية. ومع ذلك، وبالنسبة لآلاف الأسر الصغيرة التي تعتمد على هذا المحصول كمصدر لرزقها، غالباً ما تنتج الأشجار أقل بكثير مما تسمح به إمكاناتها الجينية. ولا يكمن التحدي في نقص الرعاية، بل في نقص الموارد؛ فالكثير من المزارعين لا يستطيعون تحمل تكاليف المدخلات الباهظة المطلوبة لتعزيز الإنتاج، كما أن التقلبات التاريخية في أسعار الكاكاو تجعل الاستثمار في التقنيات الجديدة مقامرة محفوفة بالمخاطر. ولفهم كيفية مساعدة هؤلاء المزارعين، يجب على العلماء أولاً إيجاد طريقة لقياس الإمكانات الحقيقية للشجرة دون انتظار سنوات من الحصاد، ومن ثم تحديد ما إذا كانت تكلفة تغذية التربة ستؤتي ثمارها فعلياً في جيب المزارع. وهذا يتطلب موازنة بيولوجيا الشجرة مع اقتصاديات السوق، والتساؤل عما إذا كان إضافة المغذيات إلى الأرض سيترجم إلى مزيد من المال للمزارع.
لقد شرع الباحثون في الإجابة على هذه الأسئلة في مزرعة كاكاو يبلغ عمرها عشر سنوات في قرية "إل بارتيدور" (El Partidor)، حيث تنمو الأشجار جنباً إلى جنب مع أشجار الأخشاب تحت نظام ري يعتمد على الغمر والتصريف. بدأ الفريق باختبار طريقة لتقدير كمية الثمار التي ستنتجها الشجرة قبل حصادها حتى. فبدلاً من انتظار نضوج القرون وسقوطها، قاموا بعدّ الثمار النامية التي نجت من مرحلة الإجهاض الطبيعي المبكرة، وهي المرحلة التي تسقط فيها العديد من القرون الصغيرة بسبب الإجهاد الفسيولوجي. ومن خلال عدّ هذه الناجيات وتطبيق عامل تحويل قياسي بناءً على متوسط وزن الحبوب المجففة، أنشأوا "مؤشر حصاد". وقد أثبت هذا النهج أنه أداة موثوقة، حيث طابق الوزن الفعلي المحصود مع درجة عالية من الدقة، مما سمح للعلماء بتتبع أداء المعالجات المختلفة على مدار عامين دون الكابوس اللوجستي المتمثل في حصاد كل قرن على حدة.
ومع امتلاك أداة القياس هذه، اختبر الفريق تسعة سيناريوهات مختلفة لمعرفة ما الذي قد يساعد الأشجار على النمو بشكل أفضل. فقد قارنوا بين مجموعة ضابطة، لم تتلقَ أي مدخلات إضافية، وبين قطع أرض عولجت بأسمدة معدنية، ومحسن تربة مصنوع من المادة العضوية المتفحمة المعروف باسم "البيوتشار" (biochar)، ومنتج خميرة سائل، ومادة تعتمد على السيليكا تُعرف باسم "هوميسيل" (humisil). كما اختبروا تركيبات مختلفة من هذه المدخلات، مثل خلط البيوتشار مع الخميرة أو تطبيق نصف الجرعة القياسية من السماد إلى جانب المحسنات. وكان الهدف هو معرفة ما إذا كانت هذه الإضافات يمكن أن تطلق المزيد من النمو في التربة الرملية الفقيرة بالمغذيات في المنطقة. وأظهرت النتائج أنه بينما لم تكن الاختلافات الإحصائية بين المجموعات كبيرة بما يكفي لاعتبارها دليلاً قاطعاً، إلا أن الاتجاهات كانت واضحة. فقد أنتجت الأشجار التي عولجت بالسماد المعدني كامل القوة إنتاجية تزيد بنحو 29 بالمائة عن المجموعة الضابطة. وبالمثل، أدى الجمع بين البيوتشار والخميرة إلى زيادة المحاصيل بنسبة 26 بالمائة تقريباً، كما زاد اقتران البيوتشار مع نصف جرعة من السماد الإنتاج بنسبة 25 بالمائة تقريباً. وفي المقابل، أدى الجمع بين الهوميسيل والسماد في الواقع إلى تقليل الحصاد بنسبة 11 بالمائة تقريباً مقارلة بالأشجار غير المعالجة.
كما نظرت الدراسة بدقة في التربة نفسها، ووجدت أن القطع كانت حمضية بطبيعتها ومنخفضة في المادة العضوية، مع قوام عبارة عن خليط من الرمل والطين. وكشف التحليل أن التفاعل بين المعالجات والبيئة كان مهماً بشكل كبير. فعلى سبيل المثال، بدا أن فائدة إضافة البيوتشار تعتمد على كمية السماد التي أضيفت أيضاً؛ حيث جاءت أفضل النتائج إما باستخدام جرعة كاملة من السماد بدون بيوتشار، أو استخدام البيوتشار مع كمية مخفضة من السماد. كما لاحظ الباحثون أن الأشجار التي تنمو في ارتفاعات أقل قليلاً من التل تميل إلى إنتاج المزيد، ويرجع ذلك على الأرجح إلى تدفق المغذيات والمياه طبيعياً نحو الأسفل، مما يركز الموارد في تلك النقاط المنخفضة. ورغم الزيادات الواعدة في المحصول، وجدت الدراسة أن النجاح البيولوجي لم يترجم تلقائياً إلى نجاح مالي. فعندما حسب الباحثون تكاليف شراء وتطبيق هذه المواد مقابل سعر الكاكاو في السوق في وقت التجربة، لم يكن المحصول الإضافي كافياً لتغطية النفقات. وفي الواقع، ظلت المجموعة الضابطة، التي لم تكلف شيئاً لمعالجتها، هي الخيار الأكثر ربحية في ظل ظروف السوق العادية.
ومع ذلك، تغير المشهد الاقتصادي بشكل كبير عندما عدل الباحثون حساباتهم لتعكس الأسعار المرتفعة للكاكاو التي حدثت في عامي 2024 و2025. فخلال فترات ارتفاع القيمة السوقية هذه، حققت كل معالجة، بما في ذلك المعالجات المكلفة، صافي ربح. وقد تضاعفت عوائد معالجة السماد المعدني، على وجه الخصوص، بشكل كبير عندما كانت الأسعار مرتفعة. ويسلط هذا التقلب الضوء على حقيقة حرجة للمزارعين الصغار: إن قرار الاستثمار في محسنات التربة لا يتعلق فقط بما إذا كانت التربة ستستجيب، بل بما إذا كان السوق سيدفع مقابل تلك الاستجابة. وتشير الدراسة إلى أنه بينما يمكن لهذه المدخلات أن تجعل الأشجار أكثر إنتاجية، فإن المخاطرة المالية مرتفعة جداً بالنسبة للعديد من المزارعين ما لم تكن أسعار الكاكاو قوية بشكل استثنائي. وتخلص الأبحاث إلى أنه لكي يتم اعتماد هذه التقنيات على نطاق واسع، يحتاج المزارعون إلى ما هو أكثر من مجرد عرض لزيادة المحاصيل؛ إنهم بحاجة إلى مسار واضح للربحية يأخذ في الاعتبار الطبيعة غير المتوقعة لأسعار السلع العالمية. ومن خلال إثبات أن طريقة العد البسيطة يمكن أن تتنبأ بدقة بالمحاصيل، تقدم الدراسة وسيلة عملية للتجارب المستقبلية لتقييم ما إذا كانت تقنية جديدة تستحق الاستثمار بسرعة، مما يضمن أن النصيحة المقدمة للمزارعين ترتكز على كل من الواقع البيولوجي والمنطق الاقتصائي.
ملخص تقني: تأثير الفحم الحيوي (Biochar)، والخميرة، والسيليكا، والأسمدة المعدنية على إنتاجية الكاكاو وربحيته في بيورا، بيرو
بيان المشكلة يعد الكاكاو (Theobroma cacao L.) محركًا اقتصاديًا حيويًا لصغار المزارعين في أمريكا اللاتينية، لا سيما في منطقة بيورا ببيرو، التي تنتج صنف "بلانكو دي بيورا" (Blanco de Piura) الشهير بنكهته الرفيعة. ورغم الطلب الدولي المرتفع، لا تزال الإنتاجية الإقليمية منخفضة (بمتوسط 600 كجم من الحبوب الجافة للهكتار الواحد) بسبب محدودية الاستثمار في المدخلات الخارجية، وتقادم المزارع، والإجهاد المناخي. ويتمثل العائق الرئيسي أمام تبني محسنات التربة والأسمدة في التصور بأن تكاليف المدخلات تفوق الفوائد الاقتصادية، وهو أمر يتفاقم بسبب نقص المساعدة الفنية المنهجية وأدوات تقدير المحصول الموثوقة. وهناك حاجة لتقييم ما إذا كانت محسنات تربة محددة — الفحم الحيوي، والخميرة، والسيليليكا (هوميسيل)، والأسمدة المعدنية — يمكن أن تعزز المحاصيل، وهل تترجم مكاسب الإنتاج هذه، وبشكل حاسم، إلى ربحية مالية صافية في ظل ظروف السوق المتغيرة.
المنهجية أُجريت الدراسة على مدار عامين (2019-2020) في نظام زراعي غابوي للكاكاو يبلغ عمره 10 سنوات في "إل بارتيدور"، بيورا، بيرو. اعتمد التصميم التجريبي على تصميم القطاعات العشوائية الكاملة مع تسعة معاملات وثماني مكررات لكل معاملة. كل وحدة تجريبية كانت تتكون من كتلة من تسعة أشجار محاطة بأشجار عازلة غير معالجة.
شملت المعاملات التسع ما يلي:
المجموعة الضابطة (Control): بدون محسنات.
السماد المعدني: 100% من الخطة التجارية الموصى بها (Yara).
هوميسيل + سماد: مُحسن يعتمد على السيليكا (70% SiO₂) بالإضافة إلى 100% من السماد.
خميرة + فحم حيوي: سلالات Meyerozyma و Yarrowia بالإضافة إلى الفحم الحيوي (6 كجم/شجرة على مدار عامين).
خميرة + فحم حيوي + 50% سماد.
خميرة + فحم حيوي + 100% سماد.
فحم حيوي بمفرده.
فحم حيوي + 50% سماد.
فحم حيوي + 100% سماد.
المكونات المنهجية الرئيسية:
التحقق من مؤشر الحصاد (HI): تحققت الدراسة من منهجية مؤشر الحصاد، والتي تقدر المحصول عن طريق عد القرون التي تجاوزت مرحلة الإجهاض الفسيولوجي (ذبول الثمار/Cherelle wilt، > 8-10 سم). وتمت مقارنة ذلك بالأوزان الفعلية المحصودة لتحديد مدى الموثوقية.
توصيف التربة: شمل تحليل التربة الأولي القوام، والأس الهيدروجيني (pH)، والموصلية الكهربائية، والكربون العضوي، والمغذيات الدقيقة (الزنك Zn، المنجنيز Mn) باستخدام تقنية الأشعة السينية الفلورية (X-ray Fluorescence).
التحليل الاقتصادي: تم حساب صافي الربح ونسب الفائدة إلى التكلفة تحت ثلاثة سيناريوهات للأسعار: سعر فترة التجربة (2019-2020)، وذروة سعر عام 2024، وسعر السوق لعام 2025. وشملت التكاليف المدخلات، والعمالة للتطبيق، والإدارة الزراعية الروتينية.
النمذجة الإحصائية: استُخدمت النماذج الخطية لتقييم العلاقة بين المحصول (HI) والمتغيرات التفسيرية (المعاملات، خصائص التربة، التضاريس، والإحداثيات المكانية)، مع استخدام متوسط النماذج بناءً على معيار "أكايكي" للمعلومات (AIC).
النتائج الرئيسية
التحقق من مؤشر الحصاد (HI): أثبتت طريقة مؤشر الحصاد أنها أداة موثوقة لتقدير محصول الكاكاو الفعلي، حيث أظهرت ارتباطًا قويًا مع بيانات الحصاد الحقيقية (R2=0.71). وقد عُزي التباين غير المفسر إلى الازدواجية المنهجية في العد، وخسائر الآفات/الأمراض (المقدرة بـ 10%)، والسرقة.
أداء المحصول: بينما أشار تحليل التباين (ANOVA) إلى عدم وجود فروق ذات دلالة إحصائية بين المعاملات (p>0.05)، لوحظت زيادات مطلقة في المحصول:
السماد المعدني: زيادة بنسبة +29% عن المجموعة الضابطة.
خميرة + فحم حيوي: زيادة بنسبة +26% عن المجموعة الضابطة.
فحم حيوي + 50% سماد: زيادة بنسبة +25% عن المجموعة الضابطة.
هوميسيل + سماد: أظهر تأثيرًا سلبيًا، حيث خفض المحصول بنسبة تقارب 11% مقارنة بالمجموعة الضابطة.
النمذجة التنبؤية: حددت أفضل النماذج ملاءمةً أن تطبيقات الأسمدة والفحم الحيوي كانت منبئات إيجابية للمحصول. وعلى العكس من ذلك، ارتبط تطبيق الهوميسيل، ومحتوى المنجنيز الأولي في التربة، والارتفاع التضاريسي الأعلى، سلبًا بالمحصول. كما أشارت التفاعلات بين الفحم الحيوي والسماد إلى أن المحاصيل كانت في أعلى مستوياتها إما مع السماد الكامل (بدون فحم حيوي) أو الفحم الحيوي مع جرعات مخفضة من السماد.
الربحية:
الأساس (فترة التجربة): كانت المعاملة الضابطة هي الأكثر ربحية. لم تعوض الزيادات في المحصول الناتجة عن المحسنات التكاليف المرتفعة للمدخلات، مما أدى إلى أرباح صافية سالبة لمعظم المعاملات المعدلة.
ذروة الأسعار (2024): تحت ذروة أسعار 2024 (حوالي 3.4 ضعف سعر فترة التجربة)، أصبحت جميع المعاملات مربحة، حيث حققت التسميد المعدني عوائد تصل إلى 11 ضعفًا مقارنة بالأساس.
سيناريو 2025: ظلت الربحية إيجابية ولكنها انخفضت مع انخفاض الأسعار مقارنة بعام 2024، وإن ظلت أعلى من المستوى الأساسي.
تكاليف العمالة: أدى استبعاد تكاليف الإدارة الزراعية الروتينية (التي تغطيها غالبًا عمالة الأسرة غير المدفوعة) إلى تحسين أرقام صافي الربح بشكل كبير، مما يسلط الض الضوء على العقلانية الاقتصادية لصغار المزارعين في تجنب الاستثمارات النقدية في المدخلات.
المساهمات الرئيسية
التحقق من مؤشر الحصاد (HI) للكاكاو: تؤكد الدراسة أن مؤشر الحصاد أداة فعالة من حيث التكلفة وموثوقة لتقدير محصول الكاكاو وقياس الخسائر في الحقول أثناء التجارب الميدانية، مما يقلل من العبء اللوجستي لوزن الحصاد المباشر.
الانفصال بين الجانب الاقتصادي والزراعي: يوضح البحث أن التحسينات الزراعية في المحصول لا تعني تلقائيًا الجدوى الاقتصادية. ففي ظل ظروف السوق القياسية، جعلت التكاليف المرتفلة للمحسنات (الفحم الحيوي، الخميرة، السيليكا) هذه المحسنات أقل ربحية من المجموعة الضابطة، رغم زيادة المحصول.
تفاعلات محسنات محددة: توفر الدراسة بيانات تجريبية حول التفاعلات المحددة للفحم الحيوي، والخميرة، والسيليكا في نظام زراعي غابوي للكاكاو، مشيرة إلى أنه بينما أظهرت تركيبات الفحم الحيوي والخميرة نتائج واعدة، فإن إضافة السيليكا (هوميسيل) مع السماد كان له أثر ضار على المحصول.
الحساسية لتقلبات الأسعار: يؤكد التحليل أن الجدوى الاقتصادية لمحسنات التربة في أنظمة زراعة الكاكاو لدى صغار المزارعين حساسة للغاية لتقلبات الأسعار العالمية، مما يجعل تبنيها محفوفًا بالمخاطر دون علاوات سعرية أو إعانات.
الأهمية والادعاءات يزعم المؤلفون أن نتائجهم تسلط الضوء على ضرورة تقييم الربحية جنبًا إلى جنب مع محصول المحصول في التجارب الميدانية. ويجادلون بأنه بالنسبة لصغار المزارعين الإقليميين ذوي الموارد المحدودة، يجب أن تعطي المساعدة الفنية الأولوية للحلول التي تحقق منطقًا اقتصاديًا، وليس فقط منطقًا زراعيًا. وتخلص الدراسة إلى أنه بينما يمكن للفحم الحيوي وتوليفات الخميرة المحددة أن تعزز الإنتاجية، فإن تبنيها مبرر حاليًا فقط خلال ذروات السوق الاستثنائية. وفي ظل ظروف الأسعار القياسية، فإن عدم تحقيق مكاسب مالية صافية يفسر الممانعة العقلانية لصغار المزارعين في الاستثمار في هذه المدخلات. وتفترض الورقة أن الاستراتيجيات المستقبلية يجب أن تعالج المخاطر الاقتصادية لتكاليف المدخلات أو تستفيد من آليات مثل أرصدة الكربون (غير المتاحة حاليًا لصغار المزارعين البيرويين بشكل فردي) لتحفيز الإدارة المستدامة للتربة.