خذ كتلة من حقل عومل جيداً وأخرى من حقل لم يُعامل كذلك، وامسكهما جنباً إلى جنب. الأولى تتفتت حبيبات، تتخللها جذور بيضاء دقيقة، وعلى وجهها السفلي شبكة فضية باهتة من الخيوط الفطرية. والثانية تخرج كتلة كثيفة بلون الإسمنت القديم، بلا بيولوجيا مرئية وبلا رائحة على الإطلاق.
الفرق بينهما غير مرئي في معظمه، وهو قابل للقياس. كربون الكتلة الحيوية الميكروبية في الأراضي الزراعية المعتدلة المنتجة يتراوح عادة بين 500 و900 mg كربون لكل كيلوغرام تربة جافة. وفي الأراضي الجافة المزروعة كثيراً ما يكون دون 200 (Bardgett and van der Putten 2014، مستعرض في مراجعتنا للأدبيات). ويُظهر الكربون العضوي للتربة الفجوة نفسها: 2 إلى 4 في المئة بالكتلة في النظم المعتدلة مقابل 0.3 إلى 1.2 في المئة في الأراضي الجافة المزروعة (Plaza et al. 2018; Lal 2004). النبات فوقها يسجل ذلك الفرق قبل المهندس الزراعي بزمن طويل، ودفتر الغلة يسجله في نهاية المطاف.
هذا المقال عن قوة العمل التي تصفها تلك الأرقام: ماذا تفعل، وماذا يفعل بها برنامج اصطناعي صرف، وما المعلوم وغير المعلوم عن إعادة البيولوجيا إليها.
ما الذي يعيش في ملعقة صغيرة من تربة سليمة
طاقم الشخصيات في مجتمع تربة سليمة أكبر بكثير مما تعلمه معظم المزارعين. القائمة، بترتيب الحجم تقريباً:
- البكتيريا والعتائق. الأصغر والأكثر عدداً، بالمليارات في الغرام. تقود المراحل المبكرة من التحلل، وتثبت نيتروجين الجو في حالة بعض الريزوبيا والسلالات الحرة، وتحوّل الصور العضوية للمغذيات إلى صور معدنية يمتصها النبات. من دونها تظل المادة العضوية جاثمة بلا حراك.
- الفطريات، وخاصة الجذرية. خيوط دقيقة، تبلغ أحياناً كيلومترات في غرام التربة الواحد. الفطريات الجذرية تعقد شراكة مع جذور معظم المحاصيل، فتوسع مساحة سطح الجذر توسيعاً هائلاً وتقايض الفوسفور والزنك والماء بسكريات النبات. النبات ذو الاستيطان الجذري الفطري السليم هو عملياً نبات بمجموع جذري أكبر بكثير من الذي تراه.
- الأوليات والنيماتودا. حيوانات وحيدة الخلية وديدان مجهرية تأكل البكتيريا والفطريات. هضمها يحرر المغذيات التي كانت تلك الميكروبات قد احتجزتها، وهو الحلقة الثانية في دورة مغذيات التربة.
- مفصليات الأرجل الدقيقة. ذنبيات الربيع والحلم ومخلوقات دقيقة شبيهة بالحشرات. تمزق البقايا وتجمّع التربة في البنية الحبيبية التي تمسك الماء والهواء.
- ديدان الأرض. التي تراها بعينك. كل دودة تمرر عبر أمعائها يومياً ما يعادل وزن جسمها من التربة، فتفكك الانضغاط وتترك وراءها غلافاً من المخاط والمخلفات هو من أخصب المواد في الزراعة.
العلاقة بين هذه المجموعات هي ما تتجاهله معظم برامج التسميد. البكتيريا تُعدّن. والأوليات تأكل البكتيريا وتطلق المعادن. والفطريات الجذرية تنقلها إلى الجذر. وديدان الأرض والمفصليات تبني البنية التي تتيح لذلك كله أن يحدث. إنها قوة عمل. النبات يدفع أجرها سكريات يرسلها عبر الجذور كإفرازات، وقوة العمل توصل طيفاً من المغذيات أعرض بكثير مما يوصله أي كيس.
حين تكون قوة العمل سليمة يحصل النبات على النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم، زائد الكالسيوم والمغنيسيوم والكبريت، زائد المغذيات الصغرى الثماني التي لا تراها على أي ملصق، زائد الوصول إلى ماء محتجز في مسام التربة لا تملكه التربة المنضغطة أصلاً. وحين تغيب قوة العمل لا يحصل النبات إلا على ما وضعته أنت في الكيس.
ما الذي يفعله السماد المعدني الاصطناعي هناك في الأسفل
السماد المعدني الذائب يغذي النبات مباشرة، في صورة يمتصها فوراً. هذا هو تصميم المنتج. وهو أيضاً، مع الوقت، المشكلة.
ثلاثة أشياء تصيب مجتمع التربة حين يكون السماد الاصطناعي هو المدخل المهيمن، وقد وثقت الأبحاث المنشورة عبر الثلاثين عاماً الماضية في الترب المعتدلة والجافة الثلاثة كلها:
الأول صدمة الملح. الأسمدة الاصطناعية الذائبة أملاح من الناحية التقنية، وعند التركيزات التي تبلغها قرب نقطة الذوبان تجرف البكتيريا والفطريات في الجوار المباشر. الأثر موضعي وقابل للتعافي في التطبيق الواحد، لكن التعافي يجري أبطأ في تربة منخفضة المادة العضوية أصلاً، والأثر التراكمي عبر الموسم ترقيق صامت لتعداد البكتيريا.
الثاني كبح الاستيطان الجذري الفطري. حين يُلقَّم الجذر الفوسفور والنيتروجين في صورة معدنية جاهزة، يكف النبات عن إرسال الإشارات الكيميائية التي تستدعي الفطريات الجذرية. الشراكة، من وجهة نظر النبات، لم تعد تستحق أجرها. وفي غضون مواسم قليلة تترقق الشبكة الجذرية الفطرية وتتفكك. يفقد النبات الوصول إلى الطيف الغذائي الأعرض وقدرة البحث عن الماء اللتين كانت توفرهما تلك الفطريات. ولا يظهر ذلك كمشكلة حتى تشتد الظروف: أسبوع جفاف، أو موجة حر، أو موسم يُقيَّد فيه الري.
الثالث الفقد البطيء للكربون العضوي في التربة. من دون مدد الإفرازات الجذرية التي تُطعم مجتمع التربة الأعرض، تتحلل المادة العضوية أسرع مما تتراكم. يهبط الكربون. وتنهار بنية التربة. ويقل تسرب الماء ويزيد جريانه ويتجمع حيث لا ينبغي. بعد عقد تجد نفسك تعمل حقلاً يمسك فيزيائياً أقل مما تضعه عليه.
كل واحد من هذه صغير في أي موسم مفرد. الأثر المركب هو ما يفاجئ المزارعين.
لماذا تنتج التربة الميتة أقل حتى وأنت تسمّد أكثر
هذه هي الآلية التي تفسر أكثر الأنماط إحباطاً في الزراعة التجارية: الحقل الذي تواصل زيادة السماد فيه، والغلة تواصل الانزلاق جانبياً أو نزولاً.
النبات في تربة حية يأكل من وعاءين. الأول ما طبقته أنت: الكيس، والتنقيط، والرش الورقي. والثاني ما تحرره البيولوجيا من الجزء المعدني للتربة نفسها، زائد ما توصله الفطريات الجذرية من خارج منطقة الجذور، زائد ما تُعدّنه البكتيريا من البقايا والجذور المتحللة. الوعاء الثاني، في التربة السليمة، كثيراً ما يكون الأكبر على مدار الموسم.
والنبات في تربة ميتة يأكل من وعاء واحد. لا شيء آخر يسحب منه. فتصبح العلاقة بين المدخل والمخرج خطية وهشة. عشرون كيلوغراماً إضافية من النيتروجين تنتج عشرين كيلوغراماً إضافية من الغلة، إلى أن تتوقف، لأن النبات اصطدم بقيد مختلف، ماءً كان أو زنكاً أو كبريتاً أو ضغط ممرضات جذرية كانت التربة السليمة ستكبحه ولا تستطيع الميتة كبحه. عندها يصل المهندس الزراعي بنتائج المختبر ويقول إن التربة "متعبة"، فينتقل الحديث إلى الجير أو الجبس أو خلطة ورقية من المغذيات الصغرى، وكل ذلك علاج عرض للخسارة الكامنة الواحدة نفسها.
وفوق ذلك كلفة ثانية. قدر كبير من السماد الاصطناعي الذي تطبقه على تربة ميتة لا يُمتص أصلاً بكفاءة. النيتروجين يُغسل. والفوسفور يرتبط بغرويات التربة ولا يذهب إلى مكان. أنت تدفع ثمن مغذيات تنساب عبر قطاع التربة أو تجلس في صور غير متاحة. في التربة الحية يلتقط التدوير البيولوجي قدراً أكبر مما تطبقه ويوصله إلى الجذر مع الوقت. الدفتر يقرأ الرقم نفسه عند الدخول. ويقرأ شيئاً مختلفاً جداً عند الخروج.
يمكنك أن تواصل شراء المغذيات. أو أن تعيد بناء قوة العمل التي توصلها.
ما الذي يفعله المدخل الحي، وما الذي لا يفعله
المدخل الميكروبي الحي فئة منتج مختلفة عن المعدني الذائب، والفرق يستحق أن يُقال بدقة، بما في ذلك الجزء الذي يضعف حجة البيع.
Magic Power هو المخلفات البيولوجية السائلة لنظام استزراع مائي معاد التدوير ذي حلقة مغلقة. وما وجده مختبر في عينة منه منشور بالكامل على صفحة الأدلة. الخلاصة القصيرة: مجتمع بكتيري حي كبير ومتنوع، 952 مصنفاً بكتيرياً (taxa) عند مؤشر Shannon قدره 4.49، بعدّ أطباق فوق سقف الإبلاغ لطريقة الاستزراع، وكمية صغيرة من تغذية النبات، 421.5 mg نيتروجين للتر، و216.8 بوتاسيوم، و16.5 فوسفور (NviroTek Wynland Laboratories report S26/3362, page 1 of 2).
اللتر إذن يحمل نحو 0.42 g نيتروجين مقابل 460 g في كيلوغرام اليوريا. والتفسير المستقل لتلك اللوحة صريح فيما يترتب عليها: المنتج "unbalanced and low in plant nutrients, and will therefore not replace a complete fertility program"، أي غير متوازن ومنخفض في مغذيات النبات، ولن يحل بالتالي محل برنامج خصوبة كامل. اقرأه كمدخل بيولوجي يُطبق داخل برنامج خصوبة، لا كبديل عنه.
الآلية التي يراهن عليها البرنامج هي كفاءة استخدام المغذيات: ميكروبات تستوطن منطقة الجذور وتدوّر المغذيات من المدخل المطبق ومن الجزء المعدني القائم في التربة، مع تحسن بنية التربة مع إعادة بناء التجمعات. في الأدبيات الأوسع هذه الآلية موثقة جيداً (Rillig 2004; Six et al. 2004; Schütz et al. 2018). وعلى هذا المنتج لم تُقس في الحقل، لأن أي تجربة غلة لم تكتمل. والبروتوكول الذي من شأنه قياسها منشور بالكامل على صفحة التجارب، والنتائج تُنشر أياً كان اتجاهها.
من أين تبدأ إذا كانت تربتك متعبة أصلاً
إذا كان الحقل الذي تمشيه أقرب إلى الكتلة الثانية منه إلى الأولى، فالتعافي تدريجي وترتيب الخطوات مهم. ثلاث خطوات نجحت في المزارع التي أدخلناها البرنامج:
الأولى تحليل تربة قاعدي يتجاوز N-P-K. اطلب نسبة الكربون العضوي للتربة، والكتلة الحيوية الميكروبية، ومعدل التسرب. هذه هي الأرقام التي تلازم البيولوجيا فعلاً. معظم تحاليل المتاجر الزراعية لا تقيسها. مختبر جامعي إقليمي أو خدمة مستقلة لصحة التربة تقيسها. حدد موقعك قبل أن تغير شيئاً.
الثانية أن تخفض برنامجك الاصطناعي في الموسم الأول ولا تلغيه. خفض NPK إلى النصف مع مدخل ميكروبي حي مكمل يتيح لمجتمع التربة أن يبدأ إعادة البناء دون تعريض المحصول الحالي للخطر. أما إلغاء الاصطناعي في موسم واحد على تربة ميتة فيميل إلى إنتاج هبوط في الغلة يحجب التعافي الجاري تحته. خفّض تدريجياً، وقس كل ربع سنة، ودع البيولوجيا تكسب مكانها في البرنامج.
الثالثة أن تقيس المؤشرات نفسها كل موسم. كربون عضوي يصعد 0.1 إلى 0.3 في المئة سنوياً، ومعدل تسرب يتحسن من دقائق للإنش إلى ثوانٍ للإنش، وكتلة حيوية ميكروبية يعاد بناؤها: هذه هي المؤشرات القائدة لتربة عائدة إلى الحياة. وهي تسبق استجابة الغلة بموسم إلى موسمين. المزارعون الذين يقيسونها يكفون عن التشكيك في البرنامج في الشهر الرابع. والمزارعون الذين يراقبون دفتر الغلة وحده كثيراً ما ينسحبون قبيل انعطاف المنحنى مباشرة.
جدول القياس مفصلاً، مع اللوحة التي تُجرى عند ثلاثة وستة واثني عشر شهراً وقواعد قراءة النتيجة، في بروتوكول التجربة. وجانب التكلفة في لماذا يأكل السماد المستورد هامشك، والحاسبة التي ترفض الحساب دون مدخلاتك أنت في صفحة الحساب.
وإن فضّلت البدء بعينة تربة ومحادثة، قدّم طلباً. ما لن نفعله هو أن نخبرك بما سيفعله حقلك، لأن أحداً لم يقس ذلك بعد.