فقدان العناصر الغذائية في التربة بسبب الأمطار الغزيرة يهدد الزراعة

الفوسفور، وهو عنصر غذائي أساسي لخصوبة التربة واستدامة الحياة، يختفي بشكل متزايد من الأراضي الزراعية في الولايات المتحدة، ويتدفق إلى الأنهار والجداول بمعدلات مثيرة للقلق.

تكشف دراسة جديدة أجراها باحثون في جامعة ولاية بنسلفانيا أنه على الرغم من الجهود المبذولة للحد من فقدان الفوسفور، فإن الجريان الزراعي استمر في الارتفاع على مدى العقود الأربعة الماضية، مما يشكل تهديدات كبيرة للأمن الغذائي وجودة المياه.

فقدان العناصر الغذائية والفوسفور في التربة

يعد الفوسفور ضروريًا للحياة، حيث يلعب دورًا رئيسيًا في تكوين الحمض النووي ونقل الطاقة الخلوية.

ومع ذلك، على عكس النيتروجين، فهو مورد غير متجدد واحتياطياته الجيولوجية محدودة، وبمجرد فقده من التربة ودخوله إلى مجاري المياه ، فإنه لا يمكن تجديده بشكل طبيعي في الأراضي الزراعية.

وقال لي لي، أستاذ الهندسة المدنية والبيئية في ولاية بنسلفانيا والمؤلف المراسل للدراسة: “هذه مشكلة لأسباب عديدة”.

“عندما يفقد الفوسفور من الأراضي الزراعية، فإنه قد يقلل من إنتاج المحاصيل، مما قد يؤدي إلى ارتفاع أسعار المواد الغذائية، ثم عندما يدخل الفوسفور إلى مجاري المياه لدينا، فإنه قد يتسبب في ازدهار الطحالب الضارة التي يمكن أن تجعل المياه غير آمنة للسباحة وصيد الأسماك – ويمكن أن يؤدي حتى إلى خفض مستويات الأكسجين في الماء وقتل الأسماك وغيرها من الكائنات المائية.”

وسلط لي الضوء أيضًا على التأثير الاقتصادي لاستنزاف الفوسفور: “إنه يجعل معالجة مياه الشرب أكثر تكلفة، مما يعني ارتفاع فواتير المياه لنا جميعًا”.

ارتفاع مستويات الفوسفور في الأنهار

وبتحليل البيانات من 430 نهرًا في الولايات المتحدة الأمريكية خلال الفترة من 1980 إلى 2019، استخدم فريق البحث نموذج التعلم العميق لكشف الاتجاهات المثيرة للقلق.

ورغم أن مستويات الفوسفور انخفضت في 60% من الأنهار التي تمت دراستها، فإن إجمالي الفوسفور المتدفق إلى المجاري المائية قد زاد.

وأوضح لي أن “المناطق الزراعية هي المساهم الأكبر في المشكلة، حيث تتزايد مستويات الفوسفور في معظم الأنهار القريبة من المناطق الزراعية، حتى مع انخفاضها في الأنهار القريبة من المناطق الحضرية”، “وهذا يشير إلى أن الجهود المبذولة للسيطرة على تلوث الفوسفور من مصادر مثل الجريان الزراعي ليست فعالة كما كنا نظن.”

وعلى النقيض من ذلك، يبدو أن الجهود المستهدفة للحد من تلوث الفوسفور من محطات معالجة مياه الصرف الصحي في المناطق الحضرية ناجحة.

فقدان العناصر الغذائية في التربة خارج نطاق السيطرة المحلية

ومع ذلك، يحذر الباحثون من أن المشكلة الأوسع نطاقا تزداد سوءا بسبب عوامل خارجة عن السيطرة المحلية، وخاصة زيادة وتيرة الأحداث الجوية المتطرفة المرتبطة بتغير المناخ.

وقال لي “هذا يعني أنه على الرغم من أننا نبذل جهدا أفضل للحد من تلوث الفوسفور من المناطق الحضرية، فإن المشكلة تزداد سوءا بشكل عام، بسبب عوامل خارجة إلى حد كبير عن سيطرة منطقة واحدة فقط”.

دور تغير المناخ

وقد أدت الظواهر الجوية المتطرفة، مثل هطول الأمطار الغزيرة والفيضانات، إلى تضخيم جريان الفوسفور في المجاري المائية، ومع تزايد رطوبة العواصف وتكرارها بسبب تغير المناخ، يزداد حجم المياه المتدفقة عبر الأنهار، مما يؤدي إلى سحب المزيد من الفوسفور من التربة.

وقال لي “لقد رأينا من الأحداث الجوية الأخيرة أن كمية المياه، وكمية المياه التي تحملها العواصف والممرات المائية، يمكن أن تؤدي إلى فيضانات خطيرة وانهيارات طينية” ، “لقد أردنا أن نفهم ما يحدث للأرض عندما تسحب هذه العواصف الطبقة السطحية من التربة إلى الأنهار والجداول، لقد وجدنا خسارة مثيرة للقلق لهذا العنصر المحدود الذي يسمح للتربة بدعم الحياة.”

هناك حاجة إلى حلول مبتكرة

ولمكافحة هذه المشكلة المتفاقمة، يؤكد الباحثون على الحاجة إلى الابتكار والتغيير في الممارسات الزراعية، ومن بين التطورات الواعدة تقنية اخترعها خريج جامعة ولاية بنسلفانيا هانتر سويشر.

وقد طور سويشر، مؤسس شركة Phospholutions والرئيس التنفيذي لها، سمادًا مصممًا لتحسين كفاءة الفوسفور في التربة، وقال لي: “نحن ندعو إلى المزيد من الابتكار والإبداع والإلحاح”.

وقد أظهر منتج الشركة نتائج ملحوظة، إذ نجح في تقليل احتمالية جريان الفوسفور بنسبة 78% مقارنة بالأسمدة التقليدية.

وتعمل شركة Phospholutions الآن على توسيع نطاق تكنولوجيتها في مختلف أنحاء الأمريكتين وأوروبا والهند، بهدف معالجة تلوث الفوسفور على نطاق عالمي.

معالجة فقدان العناصر الغذائية في التربة

وتسلط الدراسة الضوء على الحاجة الملحة إلى استراتيجيات شاملة لمعالجة فقدان الفوسفور.

ومع تفاقم المشكلة بسبب تغير المناخ، يدعو الباحثون علي الحاجة إلى الابتكار والتغيير في الممارسات الزراعية، ومن بين التطورات الواعدة تقنية اخترعها خريج جامعة ولاية بنسلفانيا هانتر سويشر.

وقد طور سويشر، مؤسس شركة Phospholutions والرئيس التنفيذي لها، سمادًا مصممًا لتحسين كفاءة الفوسفور في التربة، وقال لي: “نحن ندعو إلى المزيد من الابتكار والإبداع والإلحاح”.

وقد أظهر منتج الشركة نتائج ملحوظة، إذ نجح في تقليل احتمالية جريان الفوسفور بنسبة 78% مقارنة بالأسمدة التقليدية.

وتعمل شركة Phospholutions الآن على توسيع نطاق تكنولوجيتها في مختلف أنحاء الأمريكتين وأوروبا والهند، بهدف معالجة تلوث الفوسفور على نطاق عالمي.

معالجة فقدان العناصر الغذائية في التربة

وتسلط الدراسة الضوء على الحاجة الملحة إلى استراتيجيات شاملة لمعالجة فقدان الفوسفور.

ومع تفاقم المشكلة بسبب تغير المناخ، يدعو الباحثون إلى الجمع بين التقنيات المتقدمة وممارسات الزراعة المستدامة للتخفيف من التأثيرات على كل من الزراعة والنظم البيئية المائية.

واختتم لي حديثه قائلاً: “إن العلاقة بين الماء والأرض ضرورية، وهذا التوازن أصبح هشًا بشكل متزايد”.

المصدر : المستقبل الاخضر