تأثير تطبيق السماد العضوي على المدى القصير على نمو ذُرة العلف (Zea mays L. cv. Kwangpyeongok) ومجتمعات البكتيريا في التربة

لماذا يهم هذا للمزارع والغذاء

في جميع أنحاء العالم، يعتمد المزارعون على الأسمدة الكيميائية لإنتاج ما يكفي من الغذاء، لكن هذا الدفع السريع يمكن أن يضمر ضرراً لصحة التربة والبيئة الأوسع. وفي الوقت نفسه، تنتج الثروة الحيوانية كميات هائلة من الروث التي كثيراً ما تصبح مشكلة نفايات بدلاً من مورد. تطرح هذه الدراسة سؤالاً ملحًّا: هل يمكن لروث الأبقار المعالج جيداً والمطبق بالطريقة المناسبة أن يساعد في نمو الذرة بنفس فعالية الأسمدة الكيميائية، مع بناء حياة تربوية أكثر صحة في الأجل القصير؟

اختبار طرق مختلفة لتغذية الذرة

قام الباحثون بزراعة ذُرة العلف، وهي محصول رئيسي لعلف الأبقار، في قطع أراضٍ حقلية كانت مهجورة سابقاً. وقارنوا بين أربعة معالجات: دون إضافات مغذية، سماد كيميائي قياسي، جرعة طبيعية من سماد هان وو (أبقار كورية) مُكمَّد، وجرعة عالية من نفس السماد المُكمَّد—أربعة أضعاف معدل النيتروجين المعتاد. راقبوا طول نمو النباتات، ووزن الحصاد، ومدى تكون الأذن. وفي الوقت نفسه، قاسوا تغيُّرات كيمياء التربة، مثل المادة العضوية والفوسفور المتاح، وفحصوا مجتمعات البكتيريا في التربة بدقة باستخدام طريقة تسلسل DNA عالية الدقة.

كيف استجابت النباتات والتربة

استجابت الذرة بسرعة لأغنى مصادر المغذيات. نمت النباتات التي تلقت سماداً كيميائياً أو جرعة عالية من السماد المُكمَّد أطول بكثير—فوق مترين—مقارنة بتلك التي لم تُعالج أو التي تلقت جرعة السماد المُكمَّد العادية. كما كانت تكوينات الأذن والكتلة الحيوية أقوى في قطع الأسمدة الكيميائية، وكانت قطع السماد العالي قريبة من ذلك. وبالمقابل، لم تؤدِ جرعة السماد المُكمَّد القياسية أداءً أفضل كثيراً من عدم إضافة أي سماد خلال هذا الموسم القصير، وربما لأن معظم نيتروجينها بقي مرتبطاً بالشكل العضوي وغير متاح للنبات بعد.

صحة التربة تحت السطح

حتى خلال موسم واحد، أعادت الأسمدة تشكيل التربة. الترب التي تلقت سماداً مُكمَّدًا، سواء بجرعة عادية أو عالية، زادت فيها المادة العضوية والفوسفور المتاح أكثر من الترب غير المعالجة، بينما لم يعزز السماد الكيميائي هذه المخزونات وارتبط حتى بانخفاض قيمة حموضة التربة (pH) والكالسيوم. أظهرت قطع السماد المُكمَّد أيضاً مجتمعات بكتيرية أغنى وأكثر تنوعاً، خاصة عند معدل السماد القياسي حيث بقيت مادة عضوية أكبر في التربة. ازداد حدوث مجموعات بكتيرية مرتبطة بتحلل المادة العضوية ودوران المغذيات، مثل Proteobacteria ومجموعة تسمى Candidatus Saccharibacteria، في ظروف السماد المُكمَّد. بينما فضَّلت قطع الأسمدة الكيميائية بكتيريا مرتبطة بإزالة الفوسفور، بما يتوافق مع انخفاض الفوسفور الموجود في تلك الترب وفي أنسجة النبات.

ربط الميكروبات بالمغذيات والنمو

بمقارنة التحولات البكتيرية مع قياسات التربة، وجد الفريق أن العديد من البكتيريا التي ازداد وجودها بفعل السماد المُكمَّد مرتبطة إيجابياً بارتفاع المادة العضوية ومستويات الفوسفور. يبدو أن هذه الميكروبات تزدهر في البيئة الغنية بالكربون التي ينشئها الروث وقد تساعد في تحرير المغذيات بأشكال يمكن للنبات استخدامها. وقد وفرت جرعة السماد العالية، على وجه الخصوص، ما يكفي من النيتروجين المتاح فوراً لدعم نمو الذرة بحيث اقترب أداؤها من ذلك الناتج عن السماد الكيميائي، بينما رعت هذه المجموعات الدائرة للمغذيات. ومع ذلك، لأن هذه الجرعة قدمت كمية كلية من النيتروجين والفوسفور أكبر بكثير مما أزاله المحصول خلال موسم واحد، فإن مثل هذا التطبيق الثقيل قد يعرِّض لخطر فقدان المغذيات إلى المياه أو تراكمها طويل الأمد إذا استُخدم بشكل روتيني.

ماذا يعني هذا للزراعة المستدامة

بعبارات بسيطة، تبيّن الدراسة أن جرعة كبيرة ومُكمَّدة جيداً من روث الأبقار يمكن أن تنمّي الذرة تقريباً بنفس فعالية السماد الكيميائي على المدى القصير وفي الوقت نفسه تشجع البكتيريا الترابية التي تبني الخصوبة. أما جرعة السماد القياسية فقد تكون متواضعة للغاية لتلبية الاحتياجات الفورية للمحصول في تربة لم تُخصب سابقاً. يرى المؤلفون أن استخدام الجرعات العالية من السماد لا يُقترح كوصية عامة بحد ذاته بل كإثبات مفهوم: فبضبط معدلات الاستخدام بعناية، يمكن للسماد المُكمَّد أن يساعد المزارعين على تقليل الاعتماد على الأسمدة الصناعية مع إعادة تدوير مخلفات الثروة الحيوانية ورعاية تربة أكثر حيوية ومرونة. يجب أن تعمل الأبحاث المستقبلية على ضبط هذه الجرعات بدقة حتى تحصد المزارع فوائد السماد دون أن تدفع ثمنها بتكاليف بيئية خفية.

الاستشهاد: Shim, SY., Lee, J., Linh, L.T.Y. et al. Effects of short-term application of organic manure on the growth of forage maize (Zea mays L. cv. Kwangpyeongok) and soil bacterial communities. Sci Rep 16, 14291 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45179-9

الكلمات المفتاحية: السماد العضوي, ذرة العلف, الميكروبيوم التربوي, الأسمدة الكيميائية, سماد أبقار مُكمَّد