الأمن الغذائي في أفريقيا: زراعة البقوليات لتقليل استخدام الأسمدة المعدنية؟

لزيادة غلة الحبوب في أفريقيا ، فإن إنتاج السماد الأخضر من خلال زراعة البقوليات يعد أمرًا واعدًا. لكن لا تزال هناك بعض العقبات.

يعد القضاء على الجوع بحلول عام 2030 أحد أهداف التنمية المستدامة للأمم المتحدة. أحد التحديات الرئيسية في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى ، حيث لا يزال ثلث الأسر المعيشية فيها حالة انعدام الأمن الغذائي. لتلبية الطلب المتزايد من سكان أفريقيا ، والحاجة زيادة كبيرة في محصول الحبوب.) مقبول على نطاق واسع.

هذه الأخيرة محدودة للغاية في المنطقة بسبب استنفاد مخزون مغذيات التربة بعد عقود من الزراعة المستمرة في ظل عدم كفاية الإخصاب ، وهو نفسه ناتج عن قلة استخدام الأسمدة المعدنية وقلة الكتل الحيوية المتاحة للتخصيب العضوي.

في الوقت الحالي ، يجب مضاعفة كمية النيتروجين المطبقة في 15 للوصول إلى مستوى محصول الحبوب متوافق مع الغذاء الآمن.

المغذيات القيمة في السماد الأخضر

الأسمدة المعدنية هي إحدى الوسائل لزيادة توافر النيتروجين للمحاصيل. في حين أنها ضرورية لزيادة محاصيل الحبوب ، فإنها يمكن أن تضر بالبيئة إذا تم الإفراط في استخدامها وغالبًا ما يكون سعرها مرتفعًا للغاية بالنسبة للمزارعين ، حيث أدى اضطراب الأسواق العالمية المرتبط بالحرب في أوكرانيا إلى تفاقم القيود.

يتواجد النيتروجين بكثرة في الغلاف الجوي ، وتتمتع البقوليات بقدرة فريدة على إصلاح هذا النيتروجين الموجود في الغلاف الجوي في أنسجة نباتها من خلال التعايش مع البكتيريا. إن زراعتها قبل الحبوب عن طريق دفن مخلفاتها قبل البذر يمكن أن يزود التربة بكميات كبيرة من النيتروجين ويحسن استخدام الأسمدة المعدنية اللازمة للحصول على محصول أفضل من الحبوب.

تأثير معروف في الأنظمة الاستوائية والمعتدلة ، ولكن يمكن أن يختلف اختلافًا كبيرًا من سنة إلى أخرى. مع ارتفاع درجة الحرارة ، سوف تتحلل بقايا البقوليات بشكل أسرع ، بينما في حالة هطول أمطار غزيرة ، يمكن أن يتم ترشيح النيتروجين الناتج عن تحلل البقايا وفقده للمحصول.

الأسمدة والمناخ ونمو الأرز في مدغشقر

لأكثر من 20 عامًا ، كان Fofifa و Cirad (معهدان بحثيان من مدغشقر وفرنسا على التوالي) يستكشفان طرقًا مختلفة تهدف إلى التكثيف المستدام لإنتاج الزراعة الملغاشية وزيادة دخل الأسرة.

في هذه الدراسة الحديثة، لقد تساءلنا عن مدى استصواب استبدال جزء من الأسمدة المعدنية المستخدمة في زيادة المحاصيل ، عن طريق استخدام السماد الأخضر لزراعة الأرز في المرتفعات في مدغشقر. السياسة العامة للدولة في مدغشقر تخطط لزيادة إنتاج الأرز لضمان الاكتفاء الذاتي الغذائي للبلاد.

ومع ذلك ، فإن تشبع السهول الفيضية المنخفضة حيث يُزرع الأرز المروي ، والتطور الأخير ونشر الأصناف التي تتحمل الارتفاع أدى إلى التوسع السريع في زراعة الأرز في المرتفعات: في عام 2011 ، 71٪ من المزارعين زرعوا الأرز البعلي.

لكنهم يحصلون حاليًا على ملف متوسط ​​إنتاج 1,6 طن / هكتار، أقل بكثير من الحد الأقصى للإنتاجية الذي يبلغ حوالي 4 إلى 6 طن / هكتار الذي يمكن الحصول عليه في محطات الأبحاث في ظل ظروف تجريبية ، أي عندما لا تكون المغذيات محدودة والمعارضات البيولوجية - الآفات والأمراض والأعشاب الضارة - يتقن.

موكونا وكروتالاريا

في تجربتنا ، كان السماد الأخضر المزروع عبارة عن مزيج من البقوليات "موكونا" و "كروتالاريا". بفضل النمو التكميلي والهندسة المعمارية للأجزاء الهوائية ، يمكن لهذين النباتين إنتاج كمية كبيرة من الكتلة الحيوية النباتية وبالتالي إصلاح النيتروجين في الغلاف الجوي. نما هذا السماد الأخضر خلال موسم الأمطار من السنة الأولى من دورة لمدة عامين على أساس أرز المرتفعات ، والتي تم بعد ذلك دمج بقاياها في التربة ، قبل الحرث وزرع الأرز في موسم النمو التالي.

تم تكرار الدوران مرتين لأغراض التجربة ومقارنته بزراعة أرز أحادية. لقد أجرينا متابعة مكثفة لهذه التجربة ، وقياس كمية النيتروجين في التربة والنباتات ، وديناميكيات نمو الأرز ، والكتلة الحيوية المنتجة ومحصول الحبوب. أتاحت البيانات التي تم جمعها تكييف نموذج محاكاة المحاصيل لحالة أرز المرتفعات في مدغشقر ، من أجل إعادة إنتاج تأثير دمج السماد الأخضر وتحلله على نمو الأرز.

نموذج واعد

تم استخدام النموذج بعد ذلك لاستكشاف الفوائد المحتملة للسماد الأخضر على نمو الأرز ، لمدة 24 موسمًا افتراضيًا لزراعة الأرز ، تم بناؤه بناءً على قياسات المناخ المقابلة لمنطقة دراستنا ، لفترة من 1994 إلى 2018. في هذه التجربة الافتراضية ، قمنا بتعيين كمية السماد الأخضر المدمجة في التربة قبل زراعة الأرز بمعدل 6 أطنان / هكتار (أي 140 كجم من النيتروجين) بناءً على ما تم الحصول عليه في الحقل.

وفقًا للنتائج التي توصلنا إليها ، فإن زراعة وتكامل السماد الأخضر وفر جزءًا من السماد المعدني المطلوب لتحسين محصول الأرز. حددنا العائد المستهدف عند 3,7 طن / هكتار ، أي 75 ٪ من الحد الأقصى للإنتاجية التي تم الحصول عليها في التجارب التي أجريت على المحطة. تم الوصول إلى هذا المحصول المرجعي بـ 40 كجم / هكتار من النيتروجين الذي يوفره السماد المعدني عند إضافة السماد الأخضر إلى التربة. وبالمقارنة ، كانت هناك حاجة لأكثر من ضعف هذه الكمية ، أو 100 كجم من النيتروجين لكل هكتار دون استخدام السماد الأخضر.

التنازلات التي يتعين القيام بها

ومع ذلك ، تتطلب هذه الممارسة الواعدة تعديلات كبيرة للسماح بتنفيذها داخل المزارع العائلية في مدغشقر. ثلاثة جوانب رئيسية ينبغي النظر فيها.

Premièrement, les années de forte pluviométrie, les bénéfices de l'engrais vert sur la productivité du riz n'ont pas été constatés : l'azote supplémentaire apporté par la décomposition de l'engrais vert a été lessivé et n'était plus disponible pour الأرز. ولذلك يتطلب ذلك إدارة ديناميكية للمخلفات والأسمدة ، والحاجة إلى المشورة الفنية لتكييف العرض مع احتياجات المصنع.

ثانياً ، لم تعوض الزيادة في إنتاجية الأرز التي أتاحها السماد الأخضر بشكل كامل عن الخسارة في محصول الأرز بسبب زراعة السماد الأخضر. إذا أراد المزارعون زراعة السماد الأخضر ، فيجب عليهم تخصيص جزء من أراضيهم لهذا المحصول - وإلا فسيتم استخدام هذا الجزء في زراعة الأرز لتحقيق الاكتفاء الذاتي من الغذاء المنزلي. يمكن تنفيذ آليات الحوافز لتعويض هذه الخسارة لأن زراعة هذه الأسمدة بالتناوب يمكن أن تقدم خدمات متنوعة لا يمكن إهمالها (إدارة أفضل للآفات والديدان الخيطية والأعشاب ، وتحسين خصوبة التربة بمرور الوقت ، والحفاظ على التنوع البيولوجي.

أخيرًا ، تُترك مخلفات المحاصيل بشكل عام على قطعة الأرض وترعى الماشية في المنطقة. لذلك يتطلب ذلك وجود حلول بديلة لتغذية الثروة الحيوانية ، وتطوير القطاعات المناسبة لضمان إمداد هؤلاء المزارعين الذين غالبًا ما يكونون بعيدين عن البنية التحتية ، ولكن أيضًا ضمان وجود آليات ، هنا أيضًا ، للتعويض عن هذا الإنفاق الإضافي لاستغلالهم. الغالبية لا تزال بأقل من 540 يورو سنويًا لكل عامل زراعي.

البقول ذات الغرض المزدوج

يمكن التغلب على قيود هطول الأمطار من خلال تعديل تاريخ دمج السماد الأخضر وتاريخ بذر الأرز لمزامنة تحلل السماد الأخضر ونمو المحاصيل بشكل أفضل. يمكن أن يساعد النموذج الذي قمنا بمعايرته في إجراء مثل هذا التقييم في silico.

يمكن تعويض فقدان إنتاج الغذاء بسبب إنتاج السماد الأخضر جزئيًا عن طريق زراعة بقوليات الحبوب التي توفر الغذاء للمزارع (مثل الفول السوداني) مع السماد الأخضر. التجارب في جنوب إفريقيا مكرسة حاليًا لتقييم هذه الدورات البقولية "المزدوجة".

ولكن سيكون من الضروري التأكد من وجود سوق لهذه المنتجات ومن سعر مجزي بما فيه الكفاية. أخيرًا ، يمكن أن تكون زراعة البقوليات ذات الاستخدام المزدوج (إنتاج الحبوب والأعلاف) أحد العناصر الضرورية في حل وسط لتحسين خصوبة التربة وتوفير العلف.

الوقت ينفد ، لكننا مقتنعون بأن التغيير يمكن أن يحدث بسرعة لتحويل نظام زراعة الحبوب الحالي نحو إنتاجية واستدامة أكبر. الحلول ، مثل الأسمدة الخضراء ، موجودة ، لكن الإرشاد والباحثين والجهات الفاعلة في سلسلة القيمة وصانعي السياسات بحاجة إلى مساعدة المزارعين على الاستثمار في تلك التقنيات التي من شأنها زيادة الإنتاج على المدى القصير ، ولكن ستكون أكثر استدامة على المدى الطويل.

شهدت العقود الماضية ظهور العديد من الباحثين الأفارقة الموهوبين. الأمر متروك الآن للقادة لاتخاذ القرارات.

Lalaina Ranaivosonباحث في الهندسة الزراعية CIRAD; أود ريبوشي، باحث في الهندسة الزراعية ونظام المحصول ، CIRAD; فرانسوا افولدرباحث رئيسي في الإيكولوجيا الزراعية ووحدة أبحاث التكثيف المستدام ، CIRAD; جاتيان فالكونيرعالم بيئة زراعي CIRADو لويز ليرو، دكتوراه، عالم الاستشعار عن بعد، CIRAD

تم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة بموجب رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ الالمادة الأصلية.