Effects of Drought Stress on Maize Susceptibility and Response to Fall Armyworm Infestation
تُظهر هذه الدراسة أن الإجهاد الناجم عن الجفاف يؤدي بشكل كبير إلى تفاقم أضرار دودة الحشد الخريفية وفقدان المحصول في الذرة، مما يسلط الضوء على الحاجة الماسة لدمج كلا المجهدين في برامج التربية لتطوير أصناف نباتية مرنة لمنطقة أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى.
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
في مجالات الزراعة في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى، لا يُعد الذرة مجرد محصول فحسب؛ بل هي حجر الزاوية للأمن الغذائي للملايين. ومع ذلك، يواجه هذا النبات الحيوي تهديداً مزدوجاً يزداد شيوعاً مع تغير المناخ. فمن ناحية، تعاني الأرض من الجفاف، وهو نقص في المياه يؤدي إلى إبطاء النمو وتقليص المحاصيل. ومن ناحية أخرى، تلتهم دودة الحشد الخريفية، وهي حشرة نهمة، المحاصيل، حيث تلتهم الأوراق وتتغلغل داخل كيزان الذرة. لعقود من الزمن، فهم العلماء أن النباتات الواقعة تحت وطأة الإجهاد غالباً ما تصبح أكثر جاذبية للآفات، أو أن الآفات قد تواجه صعوبة عندما يكون مصدر غذائها جافاً وصلباً. لكن حقيقة كيفية تفاعل هاتين القوتين عندما تضربان في وقت واحد ظلت غير واضرة. هل يصبح النبات العطشان هدفاً أسهل للحشرة الجائعة، أم أن نقص المياه يحمي المحصول بطريقة ما بجعله أقل تغذية؟ إن فهم هذه العلاقة أمر بالغ الأهمية للمزارعين الذين يحتاجون لمعرفة ما إذا كانت محاصيلهم ستتمكن من البقاء خلال موسم يشح فيه المطر وتكثر فيه الحشرات.
وللإجابة على ذلك، أقام باحثون في المركز الدولي لتحسين الذرة والقمح تجربة منضبطة في كينيا لمراقبة كيفية سلوك الذرة عندما تُجبر على التعامل مع نقص المياه وهجمات الحشرات في آن واحد. فقد زرعوا صنفاً تجارياً شائعاً من الذرة في قطع أراضٍ كبيرة، مع إدارة إمدادات المياه بعناعة لخلق بيئتين متمايزتين: مجموعة من النباتات تلقت الكثير من الماء، بينما تعرضت مجموعة أخرى لنظام جفاف صارم حيث حُرمت من الري لأسابيع متتالية. وداخل هذه المناطق الرطبة والجافة، أدخل العلماء دودة الحشد الخريفية بطرق مختلفة؛ حيث تُركت بعض القطع وحدها لتكون بمثابة خط أساس، وبعضها تعرض للإصابة عبر زراعة صفوف من صنف ذرة شديد التأثر بالقرب منها لتسمح للحشرات بالتجول فيها بشكل طبيعي، وبعضها الآخر تم إصابته مباشرة بوضع اليرقات على النباتات يدوياً. سمح هذا الإعداد للفريق بمقارنة حجم الضرر الذي تسببت فيه الحشرات بدقة تحت الظروف الرطبة مقابل الظروف الجافة، وكيف تأثر نمو النبات والمحصول النهائي بتضافر هذين الإجهادين.
وكشفت النتائج عن واقع قاسٍ لمحصول الذرة. فعندما كانت النباتات جافة، أصبحت أكثر عرضة لهجوم دودة الحشد الخريفية بشكل ملحوظ. ووجد الباحثون أن الحشرات تسببت في حوالي ٤٦٪ زيادة في الضرر الذي يلحق بالأوراق و٥٠٪ زيادة في الضرر الذي يلحق بكيزان الذرة في النباتات المجهدة بسبب الجفاف مقارنة بتلك التي رُويت جيداً. ويبدو أن نقص المياه لم يجعل النباتات أقوى أو أقل استساغة؛ بل أضعف قدرتها على الدفاع عن نفسها أو التعافي من التغذية. فلم تستطع النباتات الجافة ببساال تعويض الأنسجة التي أكلتها الحشرات بالسرعة التي تقوم بها النباتات السليمة المروية. وهذا النقص في القدرة على الصمود لم يكن مجرد ضرر شكلي؛ بل تُرجم مباشرة إلى فقدان في الغذاء. فقد أنتجت النباتات التي عانت من الجفاف وهجمات دودة الحشد معاً أصغر المحاصيل، حيث أنتجت أقل من طن واحد من الحبوب للهكتار الواحد. وكان هذا انخفاضاً حاداً مقارنة بنباتات الذرة السليمة والمروية والخالية من الآفات، والتي أنتجت أكثر من ٢.٥ طن للهكتار.
كما أظهرت الدراسة أن تأثير الحشرات يعتمد كلياً على كمية المياه التي حصلت عليها النباتات. ففي ظل ظروف ري مثالية، أدت إصابة دودة الحشد الخريفية إلى خفض إنتاج الحبوب بنسبة ٣٢٪ تقريباً. ومع ذلك، عندما ضربت نفس الإصابة النباتات المجهدة بسبب الجفاف، قفزت خسارة المحصول إلى ٤٣٪. لقد كان الجمع بين هذين الإجهادين أسوأ بكثير من مجموع أجزائهما الفردية. فالنباتات التي عانت من الجفاف ثم تعرضت لهجوم الحشرات نمت أقصر بكثير وأنتجت كيزان ذرة أصغر من تلك التي عانت من الجفاف فقط أو من الهجوم فقط. وفي الواقع، وُجدت أقصر النباتات وأصغر الكيزان في القطع التي حدث فيها الجفاف وهجوم الحشرات الاصطناعي معاً. كما لاحظ الباحثون أن الحشرات تسببت في المزيد من تعفن الكيزان، وهو مرض فطري يفسد الحبوب، خاصة عندما تكون النباتات مرتوية جيداً، مما يشير إلى أن الجروح التي أحدثتها الحشرات سمحت للفطريات بالتمكن بسهولة أكبر في البيئة الرطبة.
وفي نهاية المطاف، يوضح هذا العمل أن الجفاف لا يحمي الذرة من دودة الحشد الخريفية؛ بل يجعل الوضع أسوأ بكثير. فإجهاد نقص المياه يترك النبات ضعيفاً جداً بحيث لا يستطيع محاربة الحشرات أو التعافي من الضرر الذي تسببه. وبالنسبة للمزارعين والمربين، يعني هذا أن البحث عن أصناف الذرة التي يمكنها مقاومة الحشرات ليس كافياً إذا كانت تلك الأصناف نفسها لا تستطيع أيضاً تحمل فترات الجفاف. ولضمان الأمن الغذائي في ظل مناخ متغير، يجب تطوير محاصيل جديدة يمكنها تحمل عطش التربة وجوع الآفات في آن واحد. وتشير النتائج إلى أن اختبار المحاصيل تحت هذه الضغوط المشتركة أمر ضروري لإيجاد الأصناف التي ستستمر في إنتاج الغذاء عندما تسوء الأحوال الجوية.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.