تفاعل التحضر وتحديث الزراعة يشكل استخدام النيتروجين في الأراضي المطرية العالمية

لماذا تروي المدن والمزارع القصة نفسها

مع انتقال المزيد من الناس إلى المدن، من السهل نسيان أن غذاءهم لا يزال يأتي من حقول بعيدة. تنظر هذه الدراسة في كيفية تغيير المدن المتنامية بصمت طريقة استخدام المزارعين حول العالم لسماد النيتروجين، وهو مكوّن أساسي يزيد المحاصيل لكنه قد يلوث الهواء والمياه أيضًا. من خلال تتبع ستة عقود من البيانات من 139 دولة، يبيّن المؤلفون أنه لا يوجد مسار واحد لتأمين الغذاء وحماية البيئة في آن واحد. بدلًا من ذلك، يعتمد تأثير نمو المدن على مدى تحديث المزارع بالفعل ومدى ثراء البلد.

كيف أصبح النيتروجين مساعدًا وُفيًا وتهديدًا في آنٍ واحد

تعتمد الزراعة الحديثة على أسمدة النيتروجين لزيادة إنتاج الغذاء من كل هكتار. منذ عام 1961، ارتفعت كمية أسمدة النيتروجين المستخدمة في الأراضي الزراعية العالمية أكثر من سبعة أضعاف، بينما تضاعف متوسط النيتروجين المحصود في المحاصيل لكل هكتار ثلاث مرات. ساعد هذا الازدهار في تأمين الإمدادات الغذائية في مناطق عديدة، خصوصًا في الصين والهند وأوروبا وأمريكا الشمالية، حيث دعمت أصناف محسنَّة وإدارة أفضل ارتفاع المحصول. لكن استخدام الأسمدة غالبًا ما نما أسرع من المحاصيل، فجزء أقل من النيتروجين المطبَّق انتهى داخل المحاصيل. انخفضت كفاءة استخدام النيتروجين العالمية من نحو 45 بالمئة في ستينيات القرن الماضي إلى حوالي 35 بالمئة في تسعينياته قبل أن تعود للارتفاع إلى نحو 45 بالمئة في عقد 2020، ويرجع ذلك إلى حدٍّ كبير إلى إدارة أفضل في البلدان الأغنى.

تقدم متباين عبر العالم

خلف هذه المتوسطات العالمية تكمن قصص إقليمية مختلفة جدًا. في أجزاء من آسيا الوسطى، جمدت أو حتى تراجعت محاصيل النيتروجين بعد انهيار أنظمة المزارع في الحقبة السوفييتية، مع تلاشي الدعم وتدهور شبكات الري. في المقابل، نجحت دول مثل الدنمارك وهولندا في رفع محصال النيتروجين مع تقليص استخدام الأسمدة عبر تبنّي الزراعة الدقيقة. شهدت دول صناعية سريعة مثل الصين والهند ارتفاعًا كبيرًا في استخدام الأسمدة أسرع من المحاصيل لفترات طويلة، ما خفض الكفاءة وزاد خسائر النيتروجين. تبرز هذه الأنماط كيف يمكن لنمو المدن والتحولات الاقتصادية والسياسات المحلية أن يقوّيَ أو يضعف الوصلة بين مدخلات السماد والمحاصيل المفيدة.

متى يساعد نمو المدن أداء المزارع ومتى يضره

يتجاوز المؤلفون المتوسطات البسيطة ليبحثوا كيف تتغير آثار التحضر مع تزايُد ثروة الدول وتحديث المزارع. باستخدام إطار إحصائي ديناميكي، يفصلون التأثير المباشر لارتفاع السكان الحضريين عن الأدوار غير المباشرة لحجم المزارع واستخدام الآلات والري. في البلدان الفقيرة، يميل كل خطوة في التحضر إلى زيادة استخدام الأسمدة دون تحسين واضح في المحاصيل أو الكفاءة. مع نزوح الناس من الريف وتجزئة الحقول، تكافح المزارع الصغيرة لتأمين الآلات والتقنيات الأخرى، فتجلب المزيد من الأسمدة مكاسب متواضعة فقط. يمكن أن يخفف حجم المزارع الأكبر من هذه الخسائر المبكرة بجعل الميكنة مجدية اقتصاديًا، لكن هذه الفائدة محدودة عندما تكون الائتمان والبنية التحتية والأسواق ضعيفة.

الأدوات الحديثة تغيّر القواعد

في البلدان التي تصل إلى مستويات الدخل المتوسطة، تتغير الصورة. هنا، يبدأ تحسين الري والميكنة في تقليل الحاجة للأسمدة ويمكن أن يحسّن كفاءة استخدام النيتروجين، لكن تظهر مقايضات. غالبًا ما تساعد الاستثمارات في الري المزارعين على استخدام النيتروجين بشكل أكثر فعالية وتقليل الطلب على الأسمدة، إلا أنها قد تبطئ نمو المحاصيل إذا لم تُقرَن بالآلات والإدارة المناسبة. في الدول الغنية بالفعل، حيث تكون المزارع عادة كبيرة ومجهزة جيدًا، لا يقدّم توسيع حجم المزارع مزايا إضافية كبيرة وقد يضر بالمحصول والكفاءة. بدلًا من ذلك، تصبح التقنيات الدقيقة مثل الآلات المتقدمة والري الفعّال الأدوات الرئيسية التي تمكّن المجتمعات الحضرية العالية من السيطرة على خسائر النيتروجين مع الحفاظ على الإنتاج.

لا وصفة واحدة للزراعة المستدامة

الرسالة المركزية للدراسة أن التحضر لا يساعد الزراعة أو يضرها تلقائيًا؛ إنما تعتمد تأثيراته على التوقيت ومستوى الدخل وكيفية سير التحديث. في البلدان الفقيرة، يمكن للسياسات التي تجمع بين تجميع أراضٍ معتدل وإتاحة الآلات والمدخلات الملائمة أن تمنع النمو الحضري المبكر من تقويض المحاصيل. تحتاج البلدان متوسطة الدخل إلى استراتيجيات متوازنة تستخدم الري والميكنة لخفض هدر الأسمدة دون التضحية بالمحصول. على الدول الغنية أن تركز أقل على جعل المزارع أكبر وأكثر على تقنيات الدقّة وإعادة تدوير المغذيات. في جميع الحالات، يمكن لمزيج ذكي من إدارة الأراضي والآلات والتحكم بالمياه أن يحول نمو المدن إلى قوة تدعم كل من الأمن الغذائي وبيئات أنظف.

الاستشهاد: Wang, S., Zhang, X., Deng, O. et al. Interplay of urbanization and agricultural modernization shapes nitrogen use in global croplands. Nat Commun 17, 4524 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71251-z

الكلمات المفتاحية: التحضر, أسمدة النيتروجين, محاصيل الحصاد, تحديث الزراعة, أنظمة الغذاء