وفقا لمنظمة الأغذية والزراعة (FAO)، تتراجع إمكانات الإنتاج الزراعي بسبب التملح في التربة حتى 46 مليون هكتار سنويًا.
في هذه المقالة، سنقوم بتحليل النقاط التالية بمزيد من التفصيل:
- ما هي ظاهرة التملح في التربة؟
- تأثير التملح في التربة.
- ماذا يمكننا فعله لتحسين تربتنا.
في الوقت الحالي، تعتبر العوامل الاتية اهم التحديات الرئيسية أمام إنتاج المحاصيل على مستوى عالمي:
- تغير المناخ.
- الضغوط البيئية.
- تكثيف الممارسات الزراعة.
- أنماط هطول الأمطار المتغيرة.
- استخدام الأسمدة بشكل غير مثالى.
- نقص الموارد المائية.
- تراجع خصوبة التربة.
من بين العوامل المؤثرة البيئية (غير حيوية) المختلفة، يبرز التملح في التربة كنتيجة ملحوظة لتغير المناخ، مؤثرًا على حوالي 20% من الأراضي الزراعية و33% من المناطق الزراعية المروية.
صورة 1: خريطة عالمية تظهر المناطق المتأثرة بمشكلات التملح في التربة.
ما هو تملح في التربة؟
ظهرت ظاهرة التملح في التربة، جنبًا إلى جنب مع القلق المتعلق بتلوث المياه والبيئة، كتهديد كبير للأمن الغذائي العالمي واستدامة الأنظمة الزراعية في السنوات الأخيرة. ينشأ الإجهاد الملحي نتيجة لتراكم الأملاح المعدنية القابلة للذوبان بشكل زائد في التربة، مما يؤدي إلى تأثيرات عميقة على خصوبة التربة واستقرارها الهيكلي والتنوع البيولوجي، وبالتالي إلى إنتاجية المحاصيل.
يمكن أن يؤدي التملح في التربة، الذي يتميز بوجود أملاح معدنية قابلة للذوبان في التربة (يتم قياسها حسب الحجم أو الوزن)، جنبًا إلى جنب مع الصودية )تركيز أيونات (Na+، إلى آثار سلبية على امتصاص النباتات للمغذيات والخصائص الفيز وكيميائية المختلفة للتربة، بما في ذلك درجة الحموضة.
في النباتات، تقيد مستويات التملح العالية نمو الجذور والسيقان على حد سواء، أساسًا عن طريق تقليل توفر الماء وامتصاص المغذيات الدقيقة، مما يؤدي إلى تلف الخلايا وتغيير العديد من العمليات الفيزيولوجية.
تأثير التملح في التربة على المحصول - كيف يتأثر المحصول بمستويات التملح العالية في التربة؟
تظهر آثار التملح في التربة بوضوح في الحقل، غالبًا ما تظهر من خلال نمو غير متساوي للمحاصيل وتكوين ترسبات ملحية بيضاء على سطح التربة. قد تكون المشكلات الطفيفة في التملح مميزة بلون أزرق-أخضر في النباتات النامية. وفي محاصيل الحبوب أو الأعلاف التي تسكن المناطق المالحة، قد تظهر بقع قاحلة ونباتات متقزمة. يمكن أن يشير مدى وانتشار البقع القاحلة (أجزاء من الحقل التي لا تحتوي على نباتات) إلى تركيز الملح في التربة. في حالة عدم ارتفاع مستويات التملح بما يكفي لتسبب بقع عقيمة، قد يظهر نشاط غير منتظم للنمو الخضري في مظهر المحصول.
الملوحة المعتدلة، وخاصة عندما تكون موزعة بشكل موحد عبر الحقل، يمكن أن تمر دون أن يلاحظها أحد في كثير من الأحيان، لأنها لا تؤدي إلى ضرر واضح يتجاوز تثبيط النمو. تميل أوراق النباتات التي تنمو في التربة المعرضة للملوحة إلى أن تكون أصغر حجمًا وتظهر لونًا أزرق مخضرًا داكنًا مقارنة بالأوراق العادية. غالبًا ما تشبه النباتات الموجودة في التربة المتأثرة بالملوحة تلك التي تعاني من الإجهاد الرطوبي (الجفاف). تؤثر سميات العناصر المحددة، مثل حرق أطراف الأوراق، عادةً على النباتات الخشبية حصريًا. وفي الوقت نفسه، يمكن للأنواع غير الخشبية أن تتراكم مستويات مماثلة أو أكبر من هذه العناصر في أوراقها دون إظهار أي ضرر واضح
كيفية التعامل مع التملح في التربة؟
من الممكن التعامل مع مشكلة التملح في التربة دون الحاجة إلى فترات طويلة واستثمارات مالية كبيرة. تشمل الحلول المحتملة:
- تحسين كفاءة أنظمة الري.
- حصر ومعالجة مياه الصرف الملحة.
- إنشاء مرافق لتحلية المياه.
- زيادة معدلات إعادة شحن مياه الجوف.
- تنفيذ طبقات من الكريات أو نباتات الغطاء للحفاظ على موارد المياه في زراعة المحاصيل (ممارسة واعدة).
- على الرغم من أن نقل التربة بالجملة هو بديل مكلف ويتطلب الكثير من العمل، إلا أنه لا يزال خيارًا قابلاً للتنفيذ.
النهج المتقدم يشمل تطوير محاصيل محسنة جينيًا وأصناف أخرى مقاومة للملوحة. ومع ذلك، يتسم هذا النهج بتعقيد وجدل في الوقت الحالي، مما يؤدي إلى توفر محدود لمثل هذه المحاصيل بكميات كبيرة.
ماذا يمكننا فعله لتحسين تربتنا؟
الميكروبات المرتبطة بالنباتات: حلا واعدا
في ظل هذه التحديات، تبرز استخدام بعض الكائنات الدقيقة التي تعيش في جذور النبات أو تتواجد في جذور النباتات المتأقلمة مع الملوحة والتي تمتلك أيضًا سمات تعزز نمو النبات كاستراتيجية واعدة لتعزيز قدرة النباتات على التكيف مع ظروف التوتر الناتجة عن الملوحة. تلعب هذه الميكروبات المفيدة المرتبطة بالنبات دورًا حاسمًا في التخفيف من تأثيرات توتر الملح من خلال إنتاج:
- المواد الواقية.
- مضادات الأكسدة.
- إنزيمات ACC دياميناز.
- هرمونات.
- السكريات الخارجية.
- احماض عضوية.
- أكسيد النيتريك.
- سيدروفورز.
في الوقت نفسه، يمكنهم تعزيز توفر المغذيات. وقد أظهرت التلقيح اللاحق للنباتات بمثل هذه البكتيريا المفيدة المتحملة للملوحة نموًا وإنتاجًا للمحاصيل في التربة المالحة.
صورة 3: البنيسيليوم يعزز نمو النبات
المغذيات الحيوية، التي تقدم مزايا مثل تحسين خصوبة التربة، وتعزيز توافر العناصر الغذائية، والحماية من الممرضات المتواجدة في التربة، وزيادة تحمل النباتات للضغوط البيولوجية والبيئية، وتقليل التلوث البيئي بالمقارنة مع الأسمدة الكيميائية، تُعتبر نهجًا مستدامًا لتحسين التربة.
البنسليوم، فطر التربة المعروف بتأثيراته الإيجابية على صحة التربة، خاصة فيما يتعلق بتخفيف مشكلات الملوحة في الزراعة، يستحق اهتمامًا خاصًا.
يظهر البنسليوم الآليات التالية في مكافحة مشكلات ملوحة التربة:
- تحمل الملوحة: يمكن للبنسليوم أن يزدهر في ظروف التملح العالي، مما يجعله مرشحًا مناسبًا لمواجهة التحديات المتعلقة بالملوحة.
- استبعاد الملح: يتمتع هذا الفطر بالقدرة على تقليل امتصاص الملح، بما في ذلك الصوديوم والكلوريد، من قبل جذور النبات، مما يخفف من التأثيرات الضارة للملوحة على نمو النبات.
- تحسين توافر العناصر الغذائية: غالبًا ما يؤدي التملح في التربة إلى تفاوتات وتقليل في توافر العناصر الغذائية الأساسية لنمو النبات. يمكن للبنسليوم أن يذوب ويحرك العناصر الغذائية في التربة، مما يجعلها أكثر إمكانية الوصول للنباتات وتحسين نقص العناصر الغذائية الناجمة عن ضغوط الملوحة.
- تحسين نمو النبات: من خلال التخفيف من التأثيرات السلبية لمشكلات ملوحة التربة، يعزز البنسليوم نمو وتطوير النباتات، مما يعزز العمليات الفسيولوجية العامة في النباتات ويؤدي إلى زيادة العائد، وزيادة تحمل النبات للضغوط، واستخدام موارد أكثر كفاءة. التفاعل بين الكائنات الحية المفيدة للنباتات والنباتات المضيفة يتسبب في فوائد متعددة، بما في ذلك تحسين تحملها للضغوط، وتعديلات في الجذور، وتحسين سمات جودة التربة، وتحسين استيعاب العناصر الغذائية، وقمع الممرضات.
صورة 4: تقييم قدرة A3 CFF (البنسيليوم) على التخفيف من توتر الملح عند إضافته بتركيز 1:50 إلى NS (السيطرة).
شرح الصورة:
(أ) تصوير لتشريح النبات بعد شهر واحد من المعالجة،
(ب) طول الساق،
(ج) طول الجذر،
(د) مساحة الورقة،
(هـ) وزن الساق الجاف،
(ف) وزن الجذر الجاف لشتلات التبغ المزروعة في
NS الضابط،
في NS مع البنسيليوم (A3CFF)،
مع كلوريد الصوديوم (250 ملم)،
مع 250 ملم من كلوريد الصديوم والبنسيليوم، A3CFF + 250 ملم
الحروف المختلفة على الأعمدة تمثل القيم المهمة وفقًا لاختبار دانكن (p < 0.05)
من المهم أن نلاحظ أن فعالية البنسيليوم في معالجة التملح الأرضي قد تتغير اعتمادًا على ظروف التربة والبيئة الخاصة. لذلك، ننصح بالتشاور مع خبراء الزراعة أو خدمات الارشاد المحلية للحصول على إرشادات حول تطبيقه وملاءمته لنظام زراعي معين.
الحلول المستدامة، مثل الكائنات الدقيقة الزراعية في إدارة التسميد المتكاملة للتربة، والحماية الطبيعية للنباتات، والأسمدة الحيوية، توفر أداة قوية للزراعة الطبيعية والمستدامة، مما يضمن إنتاجًا ذو جودة وصحة لجميع الفاعلين المعنيين في سلسلة الغذاء بشكل أكثر أمانًا.
المراجع
Main contents : Vassileva M, Martos V, Del Moral LFG, Vassilev N. Effect of the Mode of Fermentation on the Behavior of Penicillium bilaiae in Conditions of Abiotic Stress. Microorganisms. 2023 Apr 19;11(4):1064. doi: 10.3390/microorganisms11041064. PMID: 37110487; PMCID: PMC10143995.
1) doi: 10.1126/science.aag0654
2) Al-Busaidi A.S., Cookson P. Salinity-pH relationships in calcareous soils. Agric. Mar. Sci. 2003;8:41–46. doi: 10.24200/jams.vol8iss1pp41-46. [CrossRef] [Google Scholar]
4) Sanjuán J., Nápoles M.C., Pérez-Mendoza D., Lorite M.J., Rodríguez-Navarro D.N. Microbials for Agriculture: Why Do They Call Them Biostimulants When They Mean Probiotics? Microorganisms. 2023;11:153. doi: 10.3390/microorganisms11010153. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
5) Tarroum M, Romdhane WB, Al-Qurainy F, Ali AAM, Al-Doss A, Fki L, Hassairi A. A novel PGPF Penicillium olsonii isolated from the rhizosphere of Aeluropus littoralis promotes plant growth, enhances salt stress tolerance, and reduces chemical fertilizers inputs in hydroponic system. Front Microbiol. 2022 Oct 27;13:996054. doi: 10.3389/fmicb.2022.996054. PMID: 36386667; PMCID: PMC9648140.
More on soil salinity https://www.fao.org/global-soil-partnership/areas-of-work/soil-salinity/en/