Response of Hybrid Maize to NP Fertilizer Rates, Nutrient Uptake, and Nutrient Use Efficiency in the Central Rift Valley of Ethiopia

في مرتفعات إثيوبيا، حيث الهواء بارد والأمطار تأتي مع المواسم، يقف الذرة كعمود فقري للحياة. إنها الحبوب التي تملأ أوعية العائلات، وتغذي الماشية، وتحرك الاقتصاد المحلي. لعقود من الزمن، اعتمد المزارعون على هذا المحصول، لكن التربة التي تحته أصبحت متعبة. فالزراعة المستمرة دون راحة أو تعويض كافٍ قد استنزفت الأرض من فيتاميناتها الأساسية، مما ترك النباتات تكافح للوصصل إلى إمكاناتها الكاملة. ولإصلاح ذلك، يلجأ المزارعون إلى السماد، وهو دفعة مركزة من العناصر الغذائية المصممة لتحفيز النمو. وأكثر هذه العناصر حيوية هما النيتروجين، الذي يغذي الأوراق الخضراء والنمو السريع، والفوسفور، الذي يقوي الجذور ويساعد النبات على بناء بذوره. ومع ذلك، فإن إعطاء النبات الكثير من الشيء الجيد يمكن أن يكون ضاراً تماماً مثل إعطائه القليل جداً. التحدي الذي يواجه العلماء والمزارعين على حد سواء هو إيجاد التوازن الدقيق: الكمية المحددة من الغذاء التي تحتاجها التربة لإنتاج أكبر قدر من الحبوب دون إهدار المال أو إلحاق الضرار بالأرض.

لقد وضع فريق من الباحثين حلاً لهذا اللغز في الوادي الأخدودي المركزي في إثيوبيا، وهي منطقة تتميز بتربة غنية ولكنها غالباً ما تكون مستنزفة. ركزوا على نوع محدد وعالي الأداء من الذرة الهجين المعروف باسم BH-546، وهو بذر تم اختياره لقدرته على الازدهار في هذه الظروف متوسطة الارتفاع. وعلى مدار ثلاثة مواسم زراعية، من عام 2022 إلى 2024، زرعوا هذه الذرة في قطع أراضٍ مرتبة بعناية في محطة بحثية وفي مزارع حقيقية. كان الهدف بسيطاً ولكنه بالغ الأهمية: اختبار كيفية استجابة المحصول لمجموعات مختلفة من النيتروجين والفوسفور. لم يخمنوا الكميات الصحيحة؛ بدلاً من ذلك، اختبروا خمس مستويات مختلفة من النيتروجين وثلاثة مستويات مختلفة من الفوسفور، مما خلق نطاقاً واسعاً من السيناريوهات. تلقت بعض القطع أي سماد على الإطلاق، لتكون بمثابة خط أساس، بينما تلقت قطع أخرى كل شيء بدءاً من الجرعات المتواضعة وصولاً إلى التطبيقات الثقيلة. وقاس الباحثون كل ما يهم: كيف نمت النباتات في الطول، وكم كمية المواد النباتية الإجمالية التي أنتجتها، والأهم من ذلك، كم محصول الحبوب الذي حصدوه.

رسمت النتائج صورة واضحة لما يحدث عندما تطعم المحصول كثيراً مقابل إطعامه بالقدر الكافي فقط. القطع التي لم تتلقَ أي سماد أنتجت حصاداً متواضعاً، لكن القطع التي تلقت كمية متوازنة ومعتدلة من العناصر الغذائية تفوقت بشكل كبير. كانت التركيبة الفائزة محددة بشكل مفاجئ: 69 كيلوغراماً من النيتروجين و10 كيلوغرامات من الفوسفور لكل هكتار. هذه الخلطة تحديداً لم تنتج محصولاً جيداً فحسب، بل أنتجت أفضل محصول ممكن، بإنتاجية تقترب من 4.8 طن من الحبوب لكل هكتار. كان هذا أعلى بكثير من المتوسط الوطني ومتفوقاً بمراحل على القطع غير المخصبة. نمت النباتات في هذه القطع طويلة وقوية، وجمعت كمية هائلة من الكتلة الحيوية، وهي الوزن الإجمالي للأوراق والسيقان الخضراء. هذا الوفرة في المواد النباتية تُرجمت مباشرة إلى حصاد وفير من الحبوب، مما أثبت أن العناصر الغذائية الصحيحة يمكن أن تطلق العنان للإمكانات الكاملة للبذرة.

ومع ذلك، لم تنتهِ القصة عند أعلى إنتاجية. فقد نظر الباحثون أيضاً فيما يحدث عند زيادة السماد عن هذه النقطة المثالية. وجدوا أن إضافة المزيد من النيتروجين أو الفوسفور لم يؤدِ إلى مزيد من الحبوب. في الواقع، في عدة حالات، أدى صب سماد إضافي في الواقع إلى تقليل كمية الغذاء التي ينتجها النبات. عندما طبق الباحثون جرعات عالية، مثل 115 كيلوغراماً من النيتروجين أو أكثر، نمت النباتات أحياناً بمواد خضراء ورقية كثيرة جداً لدرجة أنها فشلت في ملء حباتها بشكل صحيح، أو أن العناصر الغذائية الزائدة تبخرت ببساطة في التربة. انخفضت كفاءة السماد بشكل حاد. توقفت النباتات عن تحويل الغذاء المضاف إلى حبوب وبدأت في إهداره. هذه الظاهرة، المعروفة باسم تناقص العوائد، أظهرت أن "الأكثر" ليس دائماً هو "الأفضل". لم تكن النباتات الأكثر إنتاجية هي تلك التي تلقت أكبر قدر من الغذاء، بل تلك التي تلقت القدر الصحيح.

وبعيداً عن الحصاد المادي، حسبت الدراسة أيضاً الواقع الاقتصادي للمزارعين. فزراعة الذرة هي عمل تجاري، وكل كيلوغرام من السماد يكلف مالاً. قارن الباحثون تكلفة البذور والسماد مقابل قيمة الحبوب المحصودة. برزت المعالجة التي استخدمت 69 كيلوغراماً من النيتروجين و10 كيلوغرامات من الفوسفور كبطلة واضحة. فقد حققت أعلى صافي دخل، مما يعني أنه بعد دفع تكاليف جميع المدخلات، احتفظ المزارعون بأكبر قدر من المال. مقابل كل وحدة نقدية استُثمرت في هذه الخلطة المحددة، كان العائد قرابة تسعة أضعاف التكلفة الأولية. وفي المقابل، فإن المعالجات التي استخدمت معدلات أعلى من السماد كانت تكلفتها التشغيلية أعلى ولكنها أنتجت حبوباً أقل، مما أدى إلى ربح أقل بكثير. جعلت البيانات الأمر واضحاً: الطريقة الأكثر تكلفة لزراعة الذرة كانت غالباً الطريقة الأقل ربحية. المزارعون الذين طبقوا الجرعة المعتدلة والمتوازنة هم من خرجوا بأكبر قدر من الثروة.

كما بحثت الدراسة في مدى كفاءة النباتات في استخدام العناصر الغذائية التي أُعطيت لها. وهذا مقياس لعدد كيلوغرامات الحبوب التي ينتجها النبات مقابل كل كيلوغرام من السماد الذي يتناوله. حققت التركيبة الفائزة، المكونة من 69 كيلوغراماً من النيتروجين و10 كيلوغرامات من الفوسفور، أعلى كفاءة، حيث حولت السماد إلى حبوب بدقة ملحوة. ومع زيادة الباحثين لمعدلات السماد، انهارت هذه الكفاءة. وعند المستويات الأعلى، أصبحت الكفاءة منخفضة للغاية لدرجة أن النباتات كانت تهدر السماد فعلياً، وفي بعض الحالات، انخفضت الإنتاجية حتى عن ما تم تحقيقه بدون سماد على الإطلاق. أكد هذا أن التربة والنبات لديهما حد أقصى لما يمكنهما استخدامه. تجاوز ذلك الحد لا يساعد المحصول، بل يخلق فقط هدراً وخسارة مالية.

في النهاية، قدم البحث دليلاً نهائياً لمزارعي الذرة في الوادي الأخدودي المركزي. لقد ثبت خطأ الفكرة السائدة بأن "المزيد من السماد يعني مزيداً من الطعام" في هذا السياق. أظهرت الدراسة أن النهج المحدد والمتوازن هو الأفضل بكثير. من خلال تطبيق 69 كيلوغراماً من النيتروجين و10 كيلوغرامات من الفوسفور لكل هكتار، يمكن للمزارعين تعظيم حصاد الحبوب، وضمان استخدام نباتاتهم لكل جزء من السماد، وتأمين أعلى ربح ممكن. تقدم هذه النتائج مساراً عملياً لمنطقة يرتبط فيها الأمن الغذائي والاستقرار الاقتصادي ارتباطاً وثيقاً بنجاح محصول الذرة. إنها تظهر أنه مع المعرفة الصحيحة، يمكن للمزارعين العمل مع التربة بدلاً من العمل ضدها، وتحويل مشهد متعب إلى مشهد منتج دون الحاجة إلى مدخلات باهظة أو مفرطة. لم يكن الجواب لتحديات المنطقة الزراعية في إضافة المزيد، بل في إيجاد القدر المثالي.