امنیت غذایی در آفریقا: کشت حبوبات برای استفاده کمتر از کودهای معدنی؟

برای افزایش عملکرد غلات در آفریقا، تولید کود سبز از طریق کشت حبوبات امیدوارکننده است. اما برخی از موانع باقی مانده است.

پایان دادن به گرسنگی تا سال 2030 یکی از اهداف توسعه پایدار سازمان ملل است. یک چالش بزرگ در جنوب صحرای آفریقا، جایی که یک سوم خانوارها هنوز در آنجا هستند وضعیت ناامنی غذایی. برای پاسخگویی به تقاضای جمعیت رو به رشد آفریقا، نیاز است افزایش قابل توجه عملکرد غلات.) به طور گسترده پذیرفته شده است.

دومی در منطقه به دلیل کاهش ذخایر مواد مغذی خاک پس از چندین دهه کشت مداوم تحت کوددهی ناکافی که خود ناشی از استفاده کم از کودهای معدنی و زیست توده کم برای کوددهی است، به شدت محدود شده است.

در حال حاضر، مقدار نیتروژن مصرفی باید در 15 ضرب شود تا به سطحی از عملکرد غلات برسد. سازگار با غذا.

مواد مغذی با ارزش در کودهای سبز

کودهای معدنی یکی از ابزارهای افزایش دسترسی به نیتروژن برای محصولات هستند. در حالی که آنها برای افزایش عملکرد غلات بسیار مهم هستند، اما در صورت استفاده بیش از حد می توانند به محیط زیست آسیب برسانند و قیمت آنها اغلب برای کشاورزان بسیار بالا است، زیرا اختلال در بازارهای جهانی مرتبط با جنگ در اوکراین محدودیت را تشدید کرده است.

نیتروژن در اتمسفر به وفور یافت می شود و حبوبات توانایی منحصر به فردی را دارند که از طریق همزیستی با باکتری ها، این نیتروژن اتمسفر را در بافت های گیاهی خود تثبیت کنند. کشت آنها قبل از غلات با دفن بقایای آنها قبل از کاشت می تواند خاک را با مقادیر قابل توجهی نیتروژن تامین کند و استفاده از کودهای معدنی لازم برای به دست آوردن عملکرد بهتر غلات را بهینه کند.

یک اثر شناخته شده در سیستم های معتدل و گرمسیری، اما می تواند سال به سال بسیار متفاوت باشد. با افزایش دما، بقایای حبوبات سریع‌تر تجزیه می‌شوند، در حالی که در صورت بارندگی‌های شدید، نیتروژن حاصل از تجزیه بقایای آن می‌تواند شسته شده و در محصول از بین برود.

کود، آب و هوا و رشد برنج در ماداگاسکار

برای بیش از 20 سال، فوفیفا و سیراد (دو مؤسسه تحقیقاتی از ماداگاسکار و فرانسه به ترتیب) در حال بررسی راه های مختلف با هدف تشدید پایدار تولید کشاورزی مالاگاسی و افزایش درآمد خانوار بوده اند.

در این مطالعه اخیر، ما توصیه به جایگزینی بخشی از کودهای معدنی مورد استفاده برای افزایش عملکرد را با استفاده از کودهای سبز برای رشد برنج مرتفع در ماداگاسکار زیر سوال بردیم. سیاست کلی ایالت در ماداگاسکار برنامه ریزی برای افزایش تولید برنج برای تضمین خودکفایی غذایی کشور.

با این حال، اشباع دشت‌های سیلابی کم ارتفاع که در آن برنج آبی کشت می‌شود، و توسعه اخیر و انتشار گونه‌های متحمل به ارتفاعات منجر به گسترش سریع کشت برنج در ارتفاعات در منطقه ارتفاعات شده است: در سال 2011، 71 درصد کشاورزان برنج دیم کشت کردند.

اما آنها در حال حاضر یک متوسط ​​عملکرد 1,6 تن در هکتاربسیار کمتر از حداکثر عملکرد در حدود 4 تا 6 تن در هکتار است که می توان در ایستگاه های تحقیقاتی در شرایط آزمایشی به دست آورد، یعنی زمانی که مواد مغذی محدود نیستند و مهاجمان زیستی - آفات، بیماری ها، علف های هرز - تسلط دارند.

موکونا و کروتالاریا

در تجربه ما، کود سبز کشت شده ترکیبی از حبوبات "Mucuna" و "Crotalaria" بود. به لطف رشد و معماری مکمل اندام های هوایی، این دو گیاه می توانند مقدار زیادی زیست توده گیاهی تولید کنند و در نتیجه نیتروژن اتمسفر را تثبیت کنند. این کود سبز در طول فصل بارندگی سال اول یک تناوب دو ساله بر اساس برنج مرتفع کشت شد که بقایای آن قبل از خاک ورزی و کاشت برنج در فصل رشد بعدی به خاک اضافه شد.

چرخش دو بار برای اهداف آزمایش و مقایسه با کشت تک برنج تکرار شد. ما یک پیگیری گسترده روی این آزمایش انجام دادیم و مقدار نیتروژن در خاک و گیاهان، پویایی رشد برنج، زیست توده تولید شده و عملکرد دانه را اندازه‌گیری کردیم. داده‌های جمع‌آوری‌شده امکان انطباق یک مدل شبیه‌سازی محصول را با مورد برنج مرتفع در ماداگاسکار، به منظور بازتولید تأثیر اختلاط کود سبز و تجزیه آن بر رشد برنج، فراهم کرد.

یک مدل امیدوار کننده

سپس این مدل برای کشف مزایای احتمالی کود سبز بر رشد برنج، برای 24 فصل فرضی رشد برنج، که بر اساس اندازه‌گیری‌های آب و هوایی مربوط به منطقه مورد مطالعه ما، برای دوره‌ای از 1994 تا 2018 ساخته شده است، استفاده شد. در این آزمایش مجازی، ما مقدار کود سبز وارد شده به خاک قبل از کشت برنج به میزان 6 تن در هکتار (یعنی 140 کیلوگرم نیتروژن) بر اساس آنچه در مزرعه به دست آمد.

بر اساس یافته‌های ما، کشت و ادغام کود سبز بخشی از کود معدنی مورد نیاز برای بهبود عملکرد برنج را ذخیره کرد. ما عملکرد هدف را 3,7 تن در هکتار تعیین کردیم. یعنی 75 درصد از حداکثر بازده به دست آمده در آزمایشات روی ایستگاه. این عملکرد مرجع با 40 کیلوگرم در هکتار نیتروژن حاصل از کود معدنی زمانی که کود سبز به خاک اضافه شد به دست آمد. در مقایسه، بیش از دو برابر این مقدار یا 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بدون استفاده از کود سبز مورد نیاز بود.

سازش هایی که باید انجام شود

با این حال، این عمل امیدوارکننده نیاز به تنظیمات قابل توجهی دارد تا امکان اجرای آن در مزارع خانواده مالاگاسی فراهم شود. سه جنبه اصلی را باید در نظر گرفت.

اول اینکه، در سال‌هایی که بارندگی زیاد بود، مزایای کود سبز بر بهره‌وری برنج دیده نشد: نیتروژن اضافی حاصل از تجزیه کود سبز شسته شد و دیگر برای برنج در دسترس نبود. بنابراین این امر مستلزم مدیریت پویا باقیمانده‌ها و کودها و نیاز به مشاوره فنی برای تطبیق پیشنهاد با نیازهای گیاه است.

دوم، افزایش بهره‌وری برنج توسط کود سبز به طور کامل کاهش عملکرد برنج ناشی از کشت کود سبز را جبران نکرد. اگر کشاورزان مایل به کشت کود سبز هستند، باید بخشی از زمین خود را به این محصول اختصاص دهند - در غیر این صورت از این قسمت برای کشت برنج برای خودکفایی غذای خانگی استفاده می شود. می توان مکانیسم های تشویقی را برای جبران این ضرر اعمال کرد زیرا کشت این کودها به صورت تناوب می تواند خدمات غیر قابل اغماض مختلفی را ارائه دهد.مدیریت بهتر آفات، نماتدها و علفهای هرز، بهبود حاصلخیزی خاک در طول زمان، حفظ تنوع زیستی.

در نهایت، بقایای گیاهی عموماً در قطعه زمین باقی می‌مانند و توسط دام‌های منطقه چرا می‌شوند. بنابراین این امر مستلزم داشتن راه‌حل‌های جایگزین برای تغذیه دام، توسعه بخش‌های مناسب برای تضمین عرضه برای این کشاورزانی است که اغلب از زیرساخت‌ها دور هستند، اما همچنین اطمینان از وجود مکانیسم‌هایی برای جبران این هزینه اضافی برای بهره‌برداری از آن. اکثریت باقی می ماند با کمتر از 540 یورو در سال برای هر کارگر کشاورزی.

پالس های دو منظوره

محدودیت بارندگی را می توان با تنظیم تاریخ مصرف کود سبز و تاریخ کاشت برنج برای همگام سازی بهتر تجزیه کود سبز و رشد محصول برطرف کرد. مدلی که ما کالیبره کردیم می تواند به انجام چنین ارزیابی کمک کند در سیلیکون.

از دست دادن تولید مواد غذایی به دلیل تولید کود سبز می تواند تا حدی با رشد یک حبوبات دانه ای که غذای کشاورز را (مثلاً بادام زمینی) با کود سبز فراهم می کند جبران شود. آزمایش‌هایی در آفریقای جنوبی در حال حاضر به ارزیابی این چرخش‌های «دوگانه» حبوبات اختصاص دارد.

اما باید از وجود بازاری برای این تولیدات و قیمتی با درآمد کافی اطمینان حاصل کرد. در نهایت، کشت حبوبات دو منظوره (تولید غلات و علوفه) می تواند یکی از عناصر ضروری در سازش برای بهبود حاصلخیزی خاک و تامین علوفه باشد.

زمان رو به اتمام است، اما ما متقاعد شده‌ایم که تغییر می‌تواند به سرعت رخ دهد تا سیستم فعلی کشاورزی غلات را به سمت بهره‌وری و پایداری بیشتر تغییر دهد. راه حل ها، مانند کودهای سبز، وجود دارند، اما توسعه دهندگان، محققان، بازیگران زنجیره ارزش و سیاست گذاران باید به کشاورزان کمک کنند تا در تکنیک هایی سرمایه گذاری کنند که تولید را در کوتاه مدت به حداکثر می رساند، اما در بلندمدت پایدارتر می شود.

دهه های گذشته شاهد ظهور بسیاری از محققان با استعداد آفریقایی بوده است. اکنون تصمیم گیری به عهده رهبران است.

لالاینا رانایوسونمحقق زراعت، CIRAD; اود ریپوچهپژوهشگر زراعت و مدل ساز سیستم زراعی، CIRAD; فرانسوا افهولدرمحقق اصلی واحد تحقیقات کشاورزی و تشدید پایدار، CIRAD; گاتین فالکونیر، اکولوژیست کشاورزی، CIRADو لوئیز لروکس، دکتری، دانشمند سنجش از دور، CIRAD

این مقاله بازنشر شده است از گفتگو تحت مجوز Creative Commons را بخوانیدمقاله اصلی.