مثبطات التحويل المتآزرة مع ممارسات الإدارة المثلى يمكن أن تحقق غلة أعلى وكفاءة أكبر في استخدام النيتروجين في الترب نصف القاحلة المالحة القلوية

إطعام المحاصيل في أراضٍ قاسية

في العديد من المناطق الجافة في العالم، يكافح المزارعون لزراعة غذاء كافٍ على ترب مالحة تعصف بها الرياح مع الحد من تلوّث المياه والهواء بالأسمدة. تُظهر هذه الدراسة من منغوليا الداخلية في الصين كيف أن طريقة أكثر ذكاءً لاستخدام سماد النيتروجين—مدعومة بمضافات خاصة تُسمى مثبطات التحويل—يمكن أن ترفع غلة الذرة إلى مستوى يقترب من الإمكانات، وتقلل هدر السماد، وتقلل الضرر البيئي، حتى عندما يكون هطول الأمطار قليلًا.

تحدي المزارع الجافة والمالحة

تغطي المناطق الجافة ونصف القاحلة أكثر من 40٪ من الأراضي الزراعية في العالم وتنتج معظم غذائنا، لكنها تواجه مشكلات خطيرة: قلة الأمطار، وتملح التربة، والاعتماد الكبير على الري. في منطقة ري هيتاو في غرب منغوليا الداخلية، يطبق المزارعون تقليديًا كميات كبيرة جدًا من سماد النيتروجين على الذرة—300 إلى 450 كيلوجرامًا لكل هكتار—على أمل تأمين غلات عالية. لكن الغلات توقفت عند حوالي 40٪ فقط مما هو ممكن. يهدر كثير من النيتروجين في الهواء أو يُغسل إلى القنوات والبحيرات، مهدورًا المال وملوثًا المياه. كان السؤال الرئيسي للباحثين هو كيف يمكن الاقتراب كثيرًا من الغلة القابلة للتحقيق في المنطقة مع استخدام نيتروجين أقل وفقدان أقل للبيئة.

تصميم نظام سماد أكثر ذكاءً

أقام الفريق تجربة ميدانية استمرت ثلاث سنوات في تربة نموذجية مالحة قلوية مع أمطار شحيحة وري غمر من نهر الصفراء. قارنوا أربعة أنظمة لإدارة الذرة: بدون نيتروجين على الإطلاق؛ الممارسة الشائعة عالية المدخلات لدى المزارعين؛ نظام "غلة عالية وكفاءة عالية" الذي خفّض النيتروجين بنحو ثلث وبسّط التسميد؛ ونظام "غلة عالية ومقاوم للإجهاد" الذي استخدم نفس جرعة النيتروجين المخفضة وأضاف مثبط تحويل يدعى DMPP، ممزوجًا بالسماد ومطبّقًا مرة واحدة عند الزراعة. استخدمت جميع القطع نفس صنف الذرة وأسمدة الفوسفور والبوتاسيوم المماثلة، لذلك يمكن إرجاع الفروق أساسًا إلى استراتيجيات النيتروجين.

حصول على مزيد من الحبوب بكمية نيتروجين أقل

خلال الفترة 2020–2022، استمرت القطع غير المسمّدة في فقدان الإنتاجية، مما أكد أن التربة وحدها لا تكفي لإطعام ذرة ذات غلة عالية. بالمقابل، وصل كلا النظامين المحسّنين مع النيتروجين المخفض إلى غلات حبوب تتراوح بين 15–18 طنًا للهكتار—حوالي 80٪ من إمكانات الغلة المحلية—مطابقة أو قريبة من الممارسة التقليدية عالية المدخلات في السنوات العادية. والأهم من ذلك، أن الأنظمة المُحسّنة حققت ذلك باستخدام 250 كيلوجرامًا فقط من النيتروجين للهكتار وتطبيق سماد واحد، مقابل 380 كيلوجرامًا وثلاث تطبيقات في النظام التقليدي. رفع هذا كفاءة استخدام النيتروجين—نسبة النيتروجين المطبق التي تمتصها المحصول فعليًا—من أقل من 50٪ إلى نحو أو فوق 60٪ في سنوات هطول مطر جيدة، محققًا أهداف "التنمية الخضراء" الدولية.

تأمين مدمج ضد الجفاف

أصعب اختبار كان في 2022، عندما هبط هطل الأمطار بشكل حاد وواجهت الذرة جفافًا شديدًا خلال مرحلة نمو حرجة. تحت هذه الظروف القاسية، عانى النظام ذو النيتروجين المخفض دون المثبط من هبوط ملحوظ في الغلة مقارنة بالممارسة عالية المدخلات. في المقابل، حافظ النظام الذي استخدم مثبط التحويل على الغلات، بالأساس عبر الحفاظ على وزن الحبوب أعلى. أظهرت القياسات أن هذا المعاملة حافظت على امتصاص النيتروجين فوق سطح الأرض، وزادت امتصاص الفوسفور، وحافظت على الكتلة الحيوية الإجمالية للنبات حتى في السنة الجافة. من خلال إبطاء تحويل الأمونيوم إلى نترات في التربة شديدة القلوية والمالحة، احتفظ المثبط بمزيد من النيتروجين الصالح للاستخدام قرب الجذور مع مرور الوقت، مما ساعد النباتات على التكيّف أفضل مع الإجهاد المائي.

حقول ومياه أنظف

بما أن المحاصيل امتصت جزءًا أكبر من النيتروجين المطبق، تركت الأنظمة المحسّنة فائضًا من النيتروجين في الحقل أقل بكثير. بنت الممارسة التقليدية لدى المزارعين فائضًا يزيد عن 160–200 كيلوجرامًا من النيتروجين للهكتار سنويًا—نيتروجين من المرجح أن يهرب كغاز أو يتسرّب إلى مياه الصرف. قلّصت الأنظمة المحسّنة هذا الفائض بنحو النصف، وفي بعض السنوات كادت معاملة المثبط أن توازن بين المدخلات والمخرجات. هذا يعني مخاطر أقل لانبعاثات الغازات الدفيئة وأقل نيتروجين يتدفّق إلى المجاري المائية المحلية، حيث حُدّد بالفعل كملوث رئيسي.

ماذا يعني هذا للمزارعين والبيئة

بالنسبة للمزارعين العاملين في المناطق الجافة والمالحة، تقدم الدراسة رسالة واضحة: مجرد إضافة المزيد من النيتروجين لا يضمن مزيدًا من الحبوب، لكن نيتروجينًا مُوقّتًا ومكوّنًا بشكل أفضل يفعل ذلك. يمكن لتطبيق واحد بجرعة مخفضة من سماد النيتروجين، مضافًا إليه مثبط التحويل، أن يحقق غلات عالية للذرة، ويزيد نسبة السماد التي تمتصها النباتات فعليًا، ويقلل التلوث. وربما الأهم من ذلك، أن هذا النهج يعمل كسياسة تأمين في سنوات الجفاف، مساعدة المحاصيل على الحفاظ على الغلة حينما تكون المياه نادرة. إذا انتُهج على نطاق واسع في مناطق مشابهة، يمكن لمثل هذه الممارسات أن تعزز إنتاج الغذاء مع تخفيف الضغط على الترب والمياه الهشة.

الاستشهاد: Zeng, Z., Wu, L., Liu, J. et al. Synergistic nitrification inhibitors with best management practices can achieve higher yield and nitrogen use efficiency in semi-arid saline-alkali soils. Sci Rep 16, 5287 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36007-1

الكلمات المفتاحية: كفاءة استخدام النيتروجين, مثبط التحويل, محصول الذرة, الزراعة نصف القاحلة, تربة مالحة قلوية