د. نيفين متولى: التقنية الجديدة تنهى مشكلات نقص المياه والتصحر
لأن مصر من الدول التى تواجه تحديات صعبة مثل الزيادة السكانية وظروف نقص المياه والتغيرات المناخية، فلزاما عليها البحث عن حلول عملية بديلة لتحسين الإنتاج الزراعى والوصول إلى مرحلة الاكتفاء الذاتى من المحاصيل خصوصا الاستراتيجية منها..
وتأتى الزراعة بدون تربة، كأحد الحلول العلمية لحل تلك المشكلات فهى نظام زراعى بديل آمن للزراعة التقليدية ومعه يمكن التكثيف الرأسى وتعظيم الإنتاج من وحدة المساحة وزيادة إنتاج الغذاء وكفاءة استخدام المياه الأمر الذى يجعلها الحل الأفضل للتوسع فى زراعة واستصلاح الصحراء ومواجهة التغيرات المناخية.
وفى حوار أجرته «الأهرام التعاوني» مع الدكتورة نيفين متولى الباحثة بالمعمل المركزى للمناخ الزراعي، وخبيرة طرق الرى والزراعة المحمية الحديثة، كشفت عن أن تقنية الزراعة بدون تربة توفر 70 % من استخدام المياه فى الزراعة، كما توفر العلف الأخضر الصحى للحيوان وإعتباره نظام زراعى حديث قاهر لكل الظروف الطبيعية والمناخية والبيئية التى تواجه عدم زيادة الإنتاج الزراعى التقليدي، وتفاصيل أخرى فى السطور التالية...
ما مفهوم تقنية الزراعة بدون تربة؟
هى عبارة عن زراعة النباتات المختلفة بمعزل عن الأرض فلا تدخل الزراعة العادية كأحد مدخلات منظومة الإنتاج بل تستخدم كدعامة يستند إليها النظام.
متى نلجأ للزراعة بدون تربة؟
تعتبر الزراعة بدون تربة هى الحل الأمثل للعديد من المعوقات التى تواجه الزراعة التقليدية فى التربة الزراعية ولكن ليس معنى ذلك استبدال الزراعة التقليدية فى الأرض عند توافر الظروف المثلى للإنتاج بالزراعة بدون تربة ولكن عند تواجد ظروف معاكسة تعوق الإنتاج بصورة طبيعية فإننا ننصح بالتحول للزراعة بدون تربة، ونستطيع القول أنه عند الرغبة فى التكثيف الزراعى وزيادة الإنتاج تحت الزراعات المحمية نجد أن الزراعة بدون تربة هى أحد النظم المكثفة تحت الزراعة المحمية بمعنى أنها تزيد كفاءة الإنتاج فى الزراعات المحمية التقليدية وبالتالى تعتبر تكثيف للانتاج المكثف للزراعات المحمية حيث تتميز الزراعة بدون تربة بالكفاءة المرتفعة فى تعظيم الإنتاج والذى تتفوق فيه على جميع النظم الاخرى تحت الزراعة المحمية ولذلك نلجأ إلى الزراعة بدون تربة كأحد البدائل عند الرغبة فى زراعة المحاصيل الحساسة للإصابة بالامراض الكامنة بالتربة وذلك فى غياب التعقيم بواسطة غاز بروميد الميثيل ونتيجة للزراعة المكثفة ازدادت الأمراض الكامنة بالتربة مثل الفيوزاريوم والنيماتودا وغيرهما الكثير والذى يستلزم معه زيادة الاهتمام بعمليات تعقيم التربة قبل الزراعة ويعتبر التعقيم بواسطة غاز بروميد الميثيل من أكفأ طرق التعقيم ولكن تم تحريم استخدامه تبعاَ لبروتوكول دولى لما ثبت له من آثار ضارة على البيئة والصحة وعليه بدأ البحث عن بديل فعال وأحدها هو استخدام الزراعة بدون تربة.
وأؤكد أنه اذا كانت الارض موبوءة بالامراض فيمكن استخدام الزراعة بدون تربة لانتاج المحاصيل الحساسة للامراض الكامنة بالتربة مثل الفراولة والقرنفل والكنتالوب وغيرهم الكثيرين دون الحاجة الى استخدام وسيلة للتعقيم وتطهير التربة قبل الزراعة.
وهل هذا النظام بديل آمن فى حالة عدم ملاءمة التربة للزراعة من الأساس؟
نعم، فقد تكون التربة صخرية بها طبقات صماء سيئة الصرف مرتفعة الملوحة وقد تعانى من العديد من المعوقات التى توجد بها بصورة طبيعية أو تلك التى تكونت نتيجة لسوء أو كثافة الاستخدام على مر السنين فيمكن أن تكون التربة ملحية ويصعب التخلص من نسبة الاملاح المرتفعة بالغسيل أو عدم توافر ماء جيد لغسيل التربة أيضاَ يمكن أن تكون التربة صخرية يصعب تسويتها وتفتيت صخورها بسهولة أو قد تكون التربة قلوية أو تعانى التربة من تراكم الملوثات بها نتيجة الرى بمياه الصرف مما أدى لتراكم العناصر الثقيلة كذلك قد تحتوى التربة على طبقات صماء تعيق النمو والخدمة والصرف أو قد تكون التربة مرتفعة الماء الأرضى أو سيئة الصرف أو منخفضة الخصوبة وغيرهم من المعوقات التى قد تتعرض لها التربة الزراعية والتى تؤثر بالسلب على كمية المحصول أو جودته وفى تلك الحالات تعتبر الزراعة بدون تربة تقنية آمنة لاستمرار استغلال تلك المساحات الشاسعة من الاراضى فى الإنتاج الزراعى بل ولتعظيم الإنتاجية.
متى نلجأ إلى الزراعة بدون تربة؟
يمكن اللجوء للزراعة بدون تربة كنظام زراعى بديل فى حالة الاصابة الشديدة بالحشائش التى يصعب التخلص منها أو التى تحتاج إلى مبالغ طائلة أو عمالة مكثفة للقضاء عليها وتؤثر الحشائش بالسلب على انتاجية وجودة النباتات وتقليل المحصول نتيجة منافساتها للنباتات النامية بالتربة واستهلاكها للماء والسماد كذلك يمكن أن تصبح الحشائش عائل للعديد من المسببات المرضية إلى جانب الاحتياج إلى عمليات عزيق ومكافحة مستمرة لضمان عدم نموها مرة أخرى ونلجأ للزراعة بدون تربة أيضا كنظام زراعى بديل عند انخفاض المياه المتوفرة للرى وهى الشغل الشاغل والوضع الحالى فى مصر فنجد أننا نواجه أزمة حقيقية متمثلة فى انخفاض كمية المياه والذى استلزم ترشيد استهلاك المياه بوجه عام وفى الزراعة بوجه خاص حيث اعتبر الزراعة المستهلك الاول للمياه بنسبة تصل لحوالى 85 % من الموارد المائية المتاحة وعليه تعتبر الزراعة بدون تربة هى التقنية الزراعية الأكثر كفاءة فى توفير المياه والحفاظ على كل قطرة متاحة منها من خلال تقليل مصادر فقد المياه فى نظم الزراعة بدون تربة وهذا يأتى من خلال عدم رشح المياه للطبقات السفلى من التربة وانخفاض فقد المياه عن طريق البخر من سطح التربة لمحدودية السطح المعرض للبخر وعدم وجود حشائش تستهلك المياه واستخدام النظام المغلق فى تجميع مياه الرى مما يسمح باعادة استخدام المياه أكثر من مرة وبذلك توفر الزراعة بدون تربة بصورة عامة أكثر من 70% من المياه المستخدمة لانتاج نفس الكمية بالطرق التقليدية فى التربة.
ما مميزات الزراعة بدون تربة وعيوبها؟
أولا بالنسبة للمميزات نجد أن الكفاءة العالية فى استخدام المياه وتقليل مصادر الفقد للحدود الدنيا مما يجعلها التقنية الزراعية الوحيدة التى يمكن بها التوسع فى زراعة الصحراء باستخدام كميات قليلة من المياه مقارنة بالطرق التقليدية للزراعة فى التربة والكفاءة العالية فى استخدام السماد حيث تضاف الاسمدة تبعا لاحتياج النباتات دون تراكم أو رشح أو فقد بأى صورة أخرى خلاف استهلاك النبات مع امكانية استخدام الاسمدة العضوية بدلا من المعدنية عند الرغبة فى ذلك ولا تحتاج الزراعة بدون تربة إلى عمليات تعقيم أو عزيق أو تسوية أو خدمة وغيرها من العمليات التى يجب إجراءها عند الزراعة بالطرق التقليدية فى التربة الزراعية.
كذلك من المميزات أيضا تعظيم الإنتاج من وحدة المساحة نتيجة لامكانية اجراء التكثيف الرأسى وزيادة عدد النباتات فى وحدة المساحة وتعظيم انتاجية النبات الواحد وإمكانية تبكير الإنتاج عند مقارنتها بالزراعة التقليدية فى التربة الزراعية مما يسمح بالاستفادة من ارتفاع سعر بيع المحصول فى بداية الموسم وإمكانية اجراء تدفئة للمحلول المغذى خلال فترة البرودة فى الشتاء مما يؤدى الى زيادة قدرة الباتات على امتصاص العناصر الغذائية وإمكانية استخدامها لزراعة الاماكن التى لايسهل زراعتها بالطرق التقليدية للزراعة بصورة آمنة مثل استخدام تقنية الزراعة بدون تربة لزراعة اسطح المنازل والمبانى المختلفة والذى له اثر كبير على جودة الحياة فى المدن المزدحمة وتقليل التلوث، والتقليل من استخدام المبيدات خاصة المستخدمة للقضاء على الآفات المستوطنة فى التربة مثل النيماتودا والفطريات والحشرات وكذلك من المميزات امكانية انتاج الاعلاف الخضراء بدون تربة فى خلال عشرة ايام مع توفير كمية مياه تصل الى 90% من كمية المياه المستخدمة لإنتاج الاعلاف بالطرق التقليدية بالتربة وإمكانية الزراعة فى اى منطقة بغض النظر عن طبيعة التربة.
ومن عيوب التقنية الجديدة ارتفاع تكاليف الانشاء المبدئية ولكن لو تم الوضع فى الاعتبار ان الزراعة بدون تربة لاتحتاج لتكاليف تعقيم قبل الزراعة وعزيق وتقليب ومقاومة حشائش وأسمدة بلدية وغيرها من عمليات خدمة ماقبل الزراعة فنجد ان تكاليف الانشاء لن تصبح مشكلة فما تم توفيره من تلك العمليات يستخدم فى توفير التكاليف المبدئية مع مراعاة زيادة الإنتاج مقارنة بالزراعة فى التربة كذلك من العيوب الاحتياج لمصدر دائم الى الكهرباء وتحتاج الى عمالة مدربة.
كيف يتم تنفيذ نظام الزراعة بدون تربة؟
تقسم الزراعة بدون تربة إلى العديد من الأنظمة اعتمادا على أسلوبين أساسيين فى التقسيم، الأول على حسب نظام تجميع مياه الصرف وهو نظام مفتوح يتم فيه تخفيف المحلول المغذى المركز بالماء حتى الوصول إلى التركيز الملائم للنباتات المزروعة وريها ولا يتم تجميع المحلول المنصرف بعد عملية الرى ويعاب على هذا النظام المفتوح انخفاض كفاءة استخدام الماء والأسمدة أما النظام المنغلق يتم فيه تخفيف المحلول المغذى المركز بالماء حتى الوصول إلى التركيز الملائم للنباتات المزروعة ورى النباتات به ثم يتم تجميع المحلول الزائد بعد مروره على النباتات حيث يعود مرة أخرى إلى الخزان وتعاد عملية رى النباتات به ويتميز هذا النظام المغلق بكفاءة الماء والأسمدة.
أما التقسيم الثانى فيتم على حسب وسط نمو الجذور وتنقسم الزراعة فى هذا النظام إلى ثلاثة أقسام رئيسية وهى الزراعة فى البيئات والزراعة المائية والزراعة الهوائية وهذا التقسيم يحتاج إلى مزيد من الاعداد العلمى والعمالة المدربة والخبرة الكافية لضمان نجاح هذا النظام الزراعى الحديث.
ماذا تعنى الزراعة فى البيئات؟
أي زراعة النباتات فى مجموعة من البيئات الصلبة التى يتم اختيارها بناءا على عدد من الاسس والشروط التى يجب توافرها فى بيئة النمو ومنها توفر البيئة الرطوبة اللازمة لنمو الجذور من حيث القدرة على الاحتفاظ بالماء وصرف الماء الزائد على حجم حبيبات البيئة وشكلها ومساميتها حيث ان الماء يمسك على سطح الحبيبات وفى المسام مابين الحبيبات وكلما صغر حجم الحبيبات كلما ازدادت مساحة سطح الحبيبة وتقاربت من بعضها وزادت قدرة البيئة على الاحتفاظ بالماء والحبيبات غير المنتظمة الشكل لها مساحة سطح اكثر من الحبيبات الملساء والمستديرة وبالتالى لها قدرة اعلى على الاحتفاظ بالماء وأن توفر البيئة التهوية اللازمة لنمو الجذور وألا تحتوى على مواد ضارة أو سامة وأن تكون البيئة خالية من المسببات المرضية وأن تكون خالية من الملوحة ومن بذور الحشائش.
ومن أنواع البيئات التى يمكن استخدامها فى الزراعة بدون تربة وهى تختلف من دولة لأخرى ومن مكان لآخر وهى تنقسم إلى بيئات عضوية مثل البيتموس وسرس الارز وألياف جوز الهند أما البيئات غير العضوية فهى من الرمل والفيرموكيوليت والبرليت والخفاف والصوف الصخرى وهناك خلطات من البيئات العضوية وغير العضوية أو كلاهما معا.
وماذا عن الزراعة المائية؟
يتم فيها تنمية النباتات المختلفة فى المياه كوسط أساسى للنمو مضاف إليه العناصر الغذائية كالأسمدة التى تحتاج إليها النباتات المختلفة للنمو بصورة طبيعية وتنقسم الزراعات المائية إلى قسمان أساسيان على حسب حركة أو دوران الماء حول جذور النباتات مثل المزارع المائية الساكنة أو ما يسمى بالنظام المائى العميق وهو من أبسط النظم المائية وفيه يتم تنمية النباتات داخل أوعية ممتلئة بالماء المضاف إليه المحلول المغذى فهو عبارة عن حاوية بلاستيكية يتم ملئها بالمحلول المغذى بالتركيز الملائم للنبات المراد زراعته ثم يتم تثبيت الشتلات على لوح الفوم الموجود على سطح الماء على مسافات الزراعة المناسبة للمحصول ثم يوالى بعد ذلك بتكملة الماء والمحلول باستمرار إلى سطح معين ويمكن أن يتم عمل ذلك عن طريق حفرة فى الارض وتبطينها بالبلاستيك واتمام نفس الخطوات ويمكن أن تكون الأحواض من مواد مختلفة مثل البلاستيك أو الخشب المبطن بالبلاستيك أو الفيبرجلاس وغيرهم مع مراعاة عدم استخدام المواد التى قد تتفاعل مع الماء أو المحلول المغذى، أما المزارع المائية المتحركة أو ما يسمى بنظام الفيلم المغذى حيث يتم تنمية النباتات فى تيار رقيق جدا من المحلول المغذى داخل قنوات الزراعة ويعتبر هذا النظام من أحسن نظم الزراعات المائية والمتحركة والتى لها استخدام واسع على النطاق التجارى على مستوى العالم وفى نظام الفيلم المغذى تنمو الجذور فى صورة حصيرة نامية فى تيار ضحل من المحلول المغذى بحيث يكون الجزء السفلى من الجذور مغمور فى المحلول المغذى لامداد النبات بالماء والعناصر الغذائية بينما الجزء العلوى يكون مرطب بالمحلول ولكنه فى الهواء وذلك لإمداد النبات بالاكسجين اللازم، ولكى يتم الحصول على نظام الفيلم المغذى جيد يجب أن يتم الحصول على ميل منتظم خالى من النقر حتى لو كانت فى حدود ملليمترات ويجب ألا يكون معدل سريان المحلول المغذى من فتحة الدخول سريع حتى لا يحدث ارتفاع لعمق المحلول المغذى فى القنوات بحيث يغطى حصيرة الجذور، كما يجب أيضا أن يكون عرض القنوات كافى حتى لا يحدث اعاقة لسريان المحلول المغذى بواسطة الجذور مما يؤدى إلى زيادة عمق المحلول المغذى فى القنوات، وتتمثل مكونات الفيلم المغذى فى خزان للمحلول وطلمبة وقنوات الزراعة وأنبوب تجميع للمحلول المغذى وهناك تفاصيل يجب التنبيه عليها ومراعاتها عند انشاء هذا النظام الزراعى الحديث كالبلاستيكيات البنائية والهندسية.
...والزراعة الهوائية؟
فى حالة الزراعة الهوائية تنمو جذور النباتات معلقة فى حيز مظلم تتعرض فيه لرزاز من الماء المخلوط معه العناصر السمادية المختلفة ويمكن أن تأخذا الزراعات الهوائية الشكل الهرمى للمساعدة على التكثيف الرأسى وتعظيم الإنتاجية أو الشكل المسطح حتى يتلائم مع نمو النباتات الطويلة التى تحتاج إلى حيز رأسى أكبر.
فيما سبق أشرتم إلى إمكانية انتاج الأعلاف الخضراء باستخدام تقنية الزراعات المائية.. كيف يتم ذلك؟
يعتبر انتاج الأعلاف الخضراء باستخدام الزراعات المائية هو أسلوب جديد بدون الحاجة إلى استخدام بيئة زراعية وقد أثبتت هذه التقنية فعاليتها على المستوى العالمى وهى تعتبرالحل الأفضل لقلة المراعى وارتفاع تكلفة انتاج الاعلاف فى مصر ويؤدى انتاج الاعلاف بهذه الطريقة إلى ما يقرب من 90% من كميات المياه المستخدمة لانتاج كمية مماثلة من العلف الأخضر باستخدام طرق الإنتاج التقليدية فى التربة مع التأكيد أنه يتضاعف الإنتاج نتيجة لعمل تكثيف رأسى كما يتميز هذا النظام بسرعه النمو حيث يتم الحصول على علف جاهز لاستهلاك الحيوان فى فترة تتراوح ما بين 8 – 10 أيام.
والهدف الأساسى لهذا النظام هو الحفاظ على كل قطرة مياه وهو ما يتماشى مع الاتجاه العالمى والمحلى لترشيد استهلاك المياه وللعلم أن هذا العلف الناتج من هذه التقنية الحديثة مستساغ من قبل الحيوان وجودته عالية ويعتبر محصول الشعير من أفضل الأعلاف الخضراء التى يمكن انتاجها بتلك التقنية مع التأكيد على أن هذا العلف آمن تماما على صحة الحيوان لخلوه تماما من المبيدات وعالى الجودة وبكمية ثابتة يوميا ونؤكد أن بتطبيق هذه التقنية فى الولايات المتحدة الامريكية وجد أن الصوبة التى مساحتها 144 متر مكعب تحت الظروف المتحكم فيها تنتج حوالى طن من الأعلاف الخضراء يوميا كذلك لم يتم تسجيل أى أعراض مرضية على الحيوانات التى تغذت على العلف بل تحسنت صحته وإنتاجيته.