منتصف يوليو على محور ري مركزي في الخليج. التوقعات 46 درجة حتى الجمعة، والقمح في طور طرد السنابل ومجهد، والحقل يحتاج ماء أكثر مما تسمح به الحصة. يرى المشغّل التفاف الأوراق من المقصورة ولا يملك من لوحة التحكم شيئاً يفعله.
حقلان تحت الحصة نفسها ويوليو نفسه يمكن أن يسلكا سلوكاً مختلفاً جداً، لأن اللتر نفسه عبر النقّاط نفسه يؤدي عملاً أكبر في أرض متماسكة البنية منه في أرض مفككة. ذلك الفرق، ماء يجري سطحاً أو يرشح تحت الجذور مقابل ماء يبقى حيث وضعته، هو من أكبر التكاليف غير المقاسة في الزراعة الجافة. يظهر في حجم الري للهكتار، وفي الغلة لكل لتر مطبق، وفي الأسابيع التي تتجاوز 45 درجة حين يواصل الحقل الذي يمسك الماء إنتاجه.
الآلية هي بنية التربة، والعلم فيها محسوم. ما يلي يعرض الآلية، ثم ما تذكره الأدبيات المنشورة عن المدخلات البيولوجية، ثم كيف تقيس الأثر على أرضك أنت، بهذا الترتيب. وما لا يفعله هو وضع رقم نقدي لمزرعتك، لأسباب يشرحها قسم المال.
كيف تتحكم بنية التربة في إمساك الماء
التربة ثلاثة أشياء: حبيبات معدنية، ومادة عضوية، والفراغات بينهما. الحبيبات رمل وطمي وطين، بنسب لا تستطيع تغييرها. ما تستطيع تغييره هو ما يحدث للفراغات.
في تربة تُدار كيميائياً تستقر الحبيبات في رصّها القاعدي. يبقى الرمل مفككاً فيرشح الماء قبل أن تستفيد منه النباتات. وينضغط الطين فيتجمع الماء فوقه أو يرشح عبر الشقوق متجاوزاً منطقة الجذور. ويقع الطمي في الوسط ويكوّن قشرة على السطح. ولا حالة من هذه الحالات خزان ماء جيد.
في تربة نشطة بيولوجياً ترتبط الحبيبات في تجمعات، ما يسميه علماء التربة التجمعات الترابية (peds) ويسميه قدامى المهندسين الزراعيين الحبيبات المفتتة (crumb). التجمع كرة صغيرة منظمة من حبيبات معدنية تمسكها غراءات بيولوجية. المسام داخل التجمعات تمسك الماء ضد الجاذبية عند شدّ تستطيع جذور النبات السحب منه. والمسام بين التجمعات تسمح للماء بالتسرب وللهواء بالوصول إلى الجذور.
حين تكون التربة جيدة التجمع تعمل كالإسفنجة. وحين لا تكون كذلك تعمل كالمصفاة أو كالطوبة. الفرق في سعة إمساك الماء بين تربة جيدة التجمع وأخرى رديئة التجمع من القوام نفسه قد يبلغ 20 إلى 40 في المئة. وليس ذلك رقماً صغيراً حين يمر كل متر مكعب على عدّاد.
التجمعات ليست شيئاً تضيفه، بل شيئاً تبنيه البيولوجيا إذا توفر الوقت والمدخلات الصحيحة ولم يوجد ما يمزقها باستمرار. وأكبر قوة تمزقها في الزراعة الحديثة هي الكيمياء التي ما فتئت تحل محل البيولوجيا منذ 70 عاماً.
ما تفعله المدخلات الكيميائية باستقرار التجمعات
سماد NPK الاصطناعي لا يدمر التجمعات مباشرة، بل يفعل ذلك بتجويع البيولوجيا التي تبنيها.
التربة الحية تنتج التجمعات عبر تفاعل دائم بين البكتيريا والفطريات والبقايا المتحللة. البكتيريا تنتج عديدات سكاريد خارج خلوية تربط الحبيبات المعدنية. والفطريات تنتج الغلومالين وتنسج شبكات خيطية تلف التجمعات. وديدان الأرض تخلط التربة وتبتلعها وتلصقها بإفرازاتها. ولا شيء من تلك البيولوجيا يتغذى على سماد الأملاح الاصطناعي.
حين يكون المدخل اصطناعياً وحده، كيساً بعد كيس من اليوريا وDAP وMOP، يحصل النبات على حاجته القريبة، ولا تحصل بيولوجيا التربة على شيء. تترقق المجتمعات الميكروبية. وتنحسر الشبكات الفطرية. وتنهار أعداد ديدان الأرض. ولا تجديد للغراءات البيولوجية، فتبدأ التجمعات القائمة في التفكك. ثم تُجهز الحراثة على ما تبقى.
على مدى عقد يظهر ذلك انضغاطاً وتقشراً سطحياً وارتداداً إلى سلوك القوام القاعدي. اسكب لتراً على حقل طيني مُدار كيميائياً فيجلس معظمه على السطح أو يجري بعيداً. واسكبه على حقل رملي فيختفي تحت منطقة الجذور في دقائق. البنية التي كانت تبطئ الماء لم تعد موجودة.
هذا هو التدهور البطيء الذي لا يظهر في أي فاتورة. إنه الفاتورة الثالثة خلف كل كيس سماد مستورد، تلك التي تدفعها التربة لا المصرف. وحين يطفو أخيراً في غلات تهبط وفواتير ماء ترتفع، يكون الرجوع مشروعاً يمتد مواسم عدة.
كيف تعيد الميكروبات الحية بناء التجمعات
المدخل الميكروبي الحي يفعل العكس. البيولوجيا في العبوة هي البيولوجيا التي تبني التجمعات: بكتيريا تنتج عديدات سكاريد خارج خلوية، وفطريات تنتج الغلومالين، ونواتج أيض تُطعم بقية مجتمع التربة.
ثلاثة أشياء تحدث حين يدخل مستخلص ميكروبي حي تربة مستنزفة:
عديدات السكاريد البكتيرية خارج الخلوية. Pseudomonas والأجناس القريبة منها تنتج أغلفة سكرية لزجة كجزء من أيضها الطبيعي. هذه الأغلفة تربط الحبيبات المعدنية فيزيائياً في تجمعات دقيقة، وهي أصغر مقاييس بنية التربة. وفي غضون أسابيع من إعادة الاستيطان تكون التجمعات الدقيقة قد بدأت تتشكل.
الغلومالين من الفطريات الجذرية. الغلومالين بروتين تنتجه الفطريات الجذرية الشجيرية وهي تنمو عبر التربة. إنه عملياً غراء التربة، بعمر نصف يمتد من سنوات إلى عقود، فهو يتراكم مع الوقت. استيطان الفطريات الجذرية أبطأ من الاستيطان البكتيري (أشهر لا أسابيع)، لكن التجمعات الكبيرة التي يبنيها تمسك التربة على النطاق الواسع.
بقايا بيولوجية متوازنة. حين تموت الميكروبات ويعاد تدويرها تصبح أجسامها مادة عضوية تسهم في بنية التربة على المدى الطويل. المدخل الميكروبي الحي المضاف طبقة فوق طبقة عبر مواسم متعددة يبني كربوناً عضوياً بطريقة لا تستطيعها المدخلات الاصطناعية. والكربون العضوي يلازم استقرار التجمعات ملازمة وثيقة.
اجمع الثلاثة على موسمين إلى ثلاثة فتحصل على تربة تمسك الماء كالإسفنجة من جديد. الآلية موثقة جيداً في أدبيات علوم التربة. أما الترجمة الاقتصادية، في الزراعة الجافة، فهي الجزء الذي لم يُجرِ معظم المشغلين حسابه.
المال، ولماذا لن يحسبه هذا المقال عنك
لا يظهر في هذا القسم رقم نقدي لمزرعة مساحتها 50 هكتاراً. فاتورة ماء، ونسبة تحسن، ووفر سنوي: كل واحد منها سيكون افتراضاً مقدماً في هيئة ملاحظة، والثالث حاصل ضرب الأولين.
ما يمكن قوله ومعه مصدر هو ما تذكره الأدبيات المنشورة عن المدخلات البيولوجية عموماً، لا عن هذا المنتج. عبر تلك الأدبيات تقع التحسينات الحقلية المذكورة في نطاق 10 إلى 40 في المئة لمعدل التسرب، و5 إلى 25 في المئة لسعة إمساك الماء، و10 إلى 30 في المئة لإنتاجية ماء المحصول، على آفاق متعددة المواسم وبتباين واسع تحكمه المادة العضوية القاعدية ومحتوى الطين (Augé 2001; Rillig 2004; Querejeta et al. 2008; Bender et al. 2016; Lehmann and Kleber 2015). ومراجعتنا للأدبيات تمر على المصادر الأولية واحداً واحداً.
يترتب على ذلك أمران. الأول أن تتوقع أثراً محققاً في النصف الأدنى من أي نطاق منشور في الموسم الأول، يتحسن مع تراكم الاستجابة البنيوية. والثاني أن المال يتوقف على مدخلات لا يملكها غيرك: تكلفة مائك للمتر المكعب، وحجمك المطبق للهكتار، وسعر محصولك. الحاسبة تأخذها ولا قيم افتراضية فيها، لأن القيمة الافتراضية هنا اختراع لاقتصاديات مزرعتك بالنيابة عنك.
أما هل ينتج هذا المنتج أثراً في ذلك النطاق على تربتك فغير معلوم. لم تكتمل أي تجربة غلة أو ماء على Magic Power. والبروتوكول الذي من شأنه قياس ذلك منشور بالكامل على صفحة التجارب.
بروتوكول تجربة حقلية لقياس وفر الماء
إذا أردت اختبار هذا على أرضك قبل الالتزام، فهذا هو البروتوكول الذي يعطيك أرقاماً يمكن الدفاع عنها في موسم واحد. وهو البروتوكول نفسه الذي نجريه مع المشغلين الجدد في شهورهم الـ 12 الأولى.
أرخص طريقة لإضافة ماء إلى مزرعتك أن تحتفظ بالماء الذي دفعت ثمنه أصلاً.
خمس خطوات:
-
اختبار تسرب قاعدي بالحلقة المفردة. ادفع حلقة معدنية 10 cm في التربة. اسكب فيها حجم ماء معلوماً. سجّل الوقت حتى اختفائه. كرر في ثلاثة مواقع من قطعة التجربة. صوّر كل موقع. هذه نقطة صفرك.
-
إعادة بعد 90 يوماً. المواقع نفسها والإجراء نفسه. ينبغي أن يتحسن الرقم تحسناً قابلاً للقياس. إن لم يتحسن فجرعتك أو توقيتك يحتاج تعديلاً، وتريد معرفة ذلك مبكراً.
-
إعادة بعد 180 يوماً. الإجراء نفسه. ستة أشهر هي حيث تضع الأدبيات المنشورة أول تغير في التسرب قابل للقياس بثقة، فهذه نقطة التحقق التي تخبرك هل يحدث شيء أصلاً. قارن بقطعة الشاهد، لا بالقاعدة وحدها.
-
حساب الغلة لكل لتر مطبق في نهاية الموسم. تتبّع حجم الري الكلي إلى قطعة التجربة. تتبّع الغلة الكلية القابلة للبيع. اقسم. قارن بقطعة شاهد غير معالجة على المحصول نفسه وجدول التنقيط نفسه.
-
أخذ عينات تربة حجمية قبل وبعد. أرسل عينات مركبة إلى مختبر تربة موثوق في بداية الموسم ونهايته. تتبّع الكربون العضوي للتربة، وكربون الكتلة الحيوية الميكروبية، واستقرار التجمعات. صوّر اختبار التفتت البسيط (كبسولة تربة تُسقط في كوب ماء) في النقطتين. الفرق المرئي أشد إقناعاً للعمال المتشككين من أي تقرير مختبر.
هذه الأرقام الخمسة هي حزمة أدلة المشغّل. لا تحتاج ميزانية بحثية. تحتاج حلقة معدنية وساعة إيقاف ومختبر تربة والانضباط على أداء الاختبار بالطريقة نفسها كل مرة.
النصف الآخر من الفاتورة، الجزء الذي لا يقيسه أحد
رقم وفر تكلفة الماء، على حقيقته، ليس أكبر بند دولاري في هذه السلسلة. البند الأكبر هو الغلة في أسبوع حار.
حين تكون الحرارة المحيطة 45 درجة والمحاصيل مجهدة حرارياً، تكف سعة إمساك الماء عن كونها بند تكلفة وتصبح الفرق بين حصاد يُباع وخسارة تُشطب. التربة التي تمسك الماء عبر موجة حر من أربعة أيام تُبقي منطقة الجذور رطبة بما يكفي لنجاة المحصول. أما الرمل الذي رشّح، أو الطين الذي تقشر وطرد مياه الري، فلا.
مقدار هذا الأثر في مزرعة بعينها هو بالضبط ما لم يقسه أحد هنا، وهو سبب مطالبة بروتوكول التجربة بشاهد متزاوج بدلاً من مقارنة قبلية وبعدية. مزرعة بحقل واحد وبرنامج واحد وغلة واحدة لا تستطيع أن تميز هل الموسم أم المدخل أنتج النتيجة. حقلان متجاوران يستطيعان.
الأساس الفسيولوجي لتوقع أثر راسخ في الأدبيات: التعايش مع الفطريات الجذرية يحسّن الحالة المائية للورقة وكفاءة النتح تحت الجفاف عبر طيف واسع من الأنواع المضيفة (Augé 2001)، وتأثيرات البكتيريا الجذرية تبلغ أشدها تحت الجفاف لا في الظروف المريحة (Rubin, van Groenigen and Hungate 2017). هذا سبب لإجراء التجربة. وليس نتيجة.
بطيء، ثم دائم
التحول ليس مجانياً وليس فورياً. بروتوكول التجربة يحدد ما يُقاس عند ثلاثة وستة واثني عشر شهراً، وفي الأدبيات المنشورة تتحرك المقاييس البيولوجية أولاً، وتتبعها المقاييس الفيزيائية، والغلة أكثر الثلاثة تشويشاً.
المختلف عن معظم قرارات المدخلات التي يتخذها المشغّل أن هذا القرار يستمر في العطاء. كيس السماد يُستهلك في موسم. أما تربة أفضل بنية فأصل دائم تنمو قيمته كل سنة لا تنقضه فيها. والمشغلون الذين نعمل معهم ممن بلغوا الآن عامهم الرابع أو الخامس يتحدثون عن تربتهم كما يتحدثون عن أرضهم، أصلاً منتجاً طويل العمر لا بند مدخلات متجدداً.
إذا كانت فاتورة الماء أكبر بند قابل للتحكم في عمليتك، وهي كذلك في معظم مزارع الخليج وشمال أفريقيا وجنوب آسيا، فآلية إمساك الماء هي حيث يكون المال. السماد المعدني الذائب لا يعالجها بحكم تصميمه. أما هل يعالجها على تربتك مدخل ميكروبي حي مقرون ببرنامج اصطناعي مخفض، فسؤال له جواب، والخطوات الخمس أعلاه هي طريقك إليه.
شغّل أرقامك على صفحة الحساب. وإن فضّلت البدء بعينة تربة ومحادثة، قدّم طلباً. سنرتب زيارة موقع وقياساً قاعدياً، والنتيجة تُنشر أياً كانت.