تقول الدراسة إن الأسمدة النيتروجينية لفول الصويا توفر فوائد محدودة في الإنتاجية

يشكل فول الصويا شراكة طبيعية مع البكتيريا التي تستعمر جذور النبات. وفي مقابل السكريات، تقوم البكتيريا بتحويل النيتروجين الجوي إلى شكل يمكن للنبات استخدامه، مما يوفر الكثير من النيتروجين اللازم للنمو وتطور الحبوب.

لقد كان من المقبول تاريخيًا أن هذا الإمداد، إلى جانب النيتروجين من التربة، يلبي احتياجات النبات من النيتروجين، ولكن إمكانات الإنتاج المتزايدة باستمرار تثير التساؤل حول ما إذا كان هذا لا يزال هو الحال، كما يقول الباحثون في قسم علوم المحاصيل والإرشاد في إلينوي. ; كلتا الوحدتين جزء من كلية العلوم الزراعية والمستهلكة والبيئية (ACES) في إلينوي.

يثير فول الصويا عالي الإنتاجية تساؤلات حول احتياجات الأسمدة النيتروجينية

فول الصويا هو محصول غني بالبروتين، والبروتين لا يأتي بثمن بخس. يعتبر النيتروجين مكونًا رئيسيًا للأحماض الأمينية، وهي اللبنات الأساسية للبروتينات. مع زيادة إنتاجية فول الصويا، يحتاج النبات إلى إنتاج المزيد من البروتين، والذي بدوره يتطلب المزيد من النيتروجين. ولذلك يرى بعض الباحثين والمزارعين أن إضافة الأسمدة النيتروجينية يساعد النبات على تلبية هذا الطلب المتزايد.

وقال إيمرسون نافزيجر، الأستاذ الفخري في علوم المحاصيل: "إن التحسين الوراثي المستمر أدى بشكل مطرد إلى زيادة إمكانات إنتاج فول الصويا والحاجة إلى النيتروجين، مما أثار تساؤلات حول استكمال الإمدادات بالأسمدة". "يتساءل الناس عما إذا كان فول الصويا لن يكون قادرًا على توفير كل الطاقة اللازمة لتحقيق عوائد عالية بالإضافة إلى الطاقة اللازمة لإصلاح مثل هذه الكمية الكبيرة من النيتروجين."

يقول نافزيجر إن هذه الفكرة تحفزها العائدات "القياسية" التي حظيت بتغطية إعلامية كبيرة والتي تُعزى غالبًا إلى الممارسات المكثفة بما في ذلك الأسمدة النيتروجينية. هذه الادعاءات القصصية لا تدعمها الأبحاث المتاحة، وهي جزئيًا ما دفع نافزيجر وزملائه جيوفاني بريزا فونتس وجوشوا فونك إلى معالجة هذه القضية.

تشير التجارب الميدانية إلى الحد الأدنى من الاستفادة من تطبيقات النيتروجين

ولاختبار ما إذا كان فول الصويا يستجيب للنيتروجين الإضافي، أجرى فريق جامعة كاليفورنيا تسع تجارب ميدانية في أربعة مواقع في ولاية إلينوي بين عامي 2014 و2017. ونظروا في إنتاج فول الصويا عند استخدام الأسمدة النيتروجينية في كل مرحلة من مراحل النمو الأربع: الزراعة، والإزهار. وإعداد القرون وملء البذور وفي جميع هذه المراحل الأربع.

ووجد الباحثون أن تطبيق النيتروجين على المحصول في جميع المراحل الأربع أدى إلى زيادة الإنتاج في معظم الحالات، ولكن ليس بما يكفي لتغطية تكلفة الأسمدة. ويؤكد نافزيغر أن التحسينات التي شهدها الإنتاج من خلال التطبيقات المتكررة ليست توصية للمزارعين بأن يحذوا حذوه.

وقال: "على الرغم من أن هذه الزيادة من الطلبات المتكررة كانت مثيرة للاهتمام، فإن أي علاج يكلف ضعفين إلى ثلاثة أضعاف قيمة الإنتاج الإضافي هو وسيلة أكيدة لخسارة المال". "الأشخاص الذين يحاولون تسجيل أرقام قياسية للإنتاج قد يفعلون ذلك على أي حال، لكن لا ينبغي أبدًا القيام بذلك في حقول الإنتاج العادية."

في جميع السنوات والمواقع، كانت غلات فول الصويا جيدة إلى متميزة، بغض النظر عن استخدام النيتروجين. لم تكن هناك فائدة إنتاجية ثابتة من تطبيقات النيتروجين الفردية أثناء الإزهار أو إعداد القرون أو تعبئة البذور.

"لقد وجدنا استجابة قليلة لتطبيق النيتروجين في مراحل التكاثر الفردية بدءًا من الإزهار وحتى امتلاء البذور، على الرغم من أن هذه تغطي الفترة التي يكون فيها الطلب على المحصول مرتفعًا حيث يتم تكوين القرون وبدء ملء البذور. وهذا يشير إلى أن توافر النيتروجين خلال المراحل الحرجة من النضج وقال بريزا فونتس، الأستاذ المساعد في علوم المحاصيل: "لم يكن تكوين الغلة عائقا كبيرا أمام الغلة".

تم العثور على استثناء في التربة وظروف الزراعة المحددة

ومع ذلك، كان هناك استثناء واحد. أدى تطبيق النيتروجين مرة واحدة عند الزراعة إلى زيادة إنتاجية فول الصويا بشكل ملحوظ خلال عامين من كل ثلاث سنوات في تربة طينية في حقل أحد المزارعين بالقرب من تشيليكوث، إلينوي. وكان هذا غير متوقع حيث وجدت دراسات أخرى أنه عندما يتم تطبيق النيتروجين أثناء الزراعة، يستثمر النبات بشكل أقل في علاقته التكافلية مع البكتيريا المثبتة للنيتروجين، مما يؤدي أحيانًا إلى نقص في وقت لاحق من الموسم.

يعزو نافزيغر جزئيًا هذه الزيادة في الإنتاج إلى قوام التربة الخفيف في الموقع وانخفاض المواد العضوية، الأمر الذي قد يكون أقل ملاءمة للنمو المبكر مقارنة بالمواقع الأخرى. وفي إحدى السنتين، بدا أيضًا أن العلاج بالنيتروجين وحده يقلل من أعراض متلازمة الموت المفاجئ، وهو مرض فطري ينتقل عن طريق التربة.

وقال نافزيجر: "لا يمكننا الاعتماد على هذا لمكافحة الأمراض، ولكن في هذه الحالة، يبدو أنه جزء من سبب زيادة الإنتاج". "قد تكون دفعة بسيطة في وقت مبكر من الموسم كافية لدفع نمو النباتات والجذور للأمام وإبقائها في المقدمة لبقية الموسم."

يمكن لتطبيق واحد عند الزراعة أن يساعد التربة ذات المغذيات المحدودة في بداية الموسم، ولكن في معظم الحالات، يمكن للمزارعين أن يثقوا في البكتيريا المثبتة للنيتروجين للقيام بعملهم. يمكن لبكتيريا التربة الحرة أن تساهم أيضًا في النمو المبكر عن طريق إطلاق النيتروجين من المواد العضوية في التربة، وهو ما قد يفسر سبب قلة تأثير النيتروجين المطبق مبكرًا في التربة التي تحتوي على المزيد من المواد العضوية.

وقال نافزيغر: "لا ينبغي النظر في استخدام الأسمدة النيتروجينية إلا في المناطق التي يبدأ فيها المحصول في كثير من الأحيان بداية بطيئة بسبب عوامل التربة. إنها ممارسة لا نعتقد أنه يجب على الناس التسرع فيها". "في الواقع، يمكن لأولئك الذين لديهم تربة أخف استخدام الأسمدة النيتروجينية يدويًا على قطعة أرض صغيرة ومراقبة ما إذا كان المحصول ينمو بشكل أفضل هناك. وإذا لم يحدث ذلك، فلن يكون للأسمدة أي فائدة.

"نحن بحاجة إلى النيتروجين لإنتاج غلات عالية من الذرة، ولكن أحد الأشياء التي تجعل فول الصويا جزءًا كبيرًا من دورة المحاصيل في معظم مزارع إلينوي هو أنه ينتج غلات عالية دون حساب أو عواقب بيئية لاستخدام الأسمدة النيتروجينية."

ومن بين المؤلفين جوشوا فونك، وإيمرسون نافزيجر، وجيوفاني بريزا فونتس.

مزيد من المعلومات:جوشوا فونك وآخرون، استجابة فول الصويا للأسمدة النيتروجينية في أنواع التربة المختلفة،إدارة المحاصيل والأعلاف والعشب(2024). دوى: 10.1002/cft2.20304

مقدمة من كلية العلوم الزراعية والاستهلاكية والبيئية بجامعة إلينوي أوربانا شامبين

تم نشر هذه القصة في الأصل على موقع Phys.org. اشترك في النشرة الإخبارية لدينا للحصول على آخر تحديثات أخبار العلوم والتكنولوجيا.