50 % من الفوسفور المتوفر في التربة يأتي من الأسمدة المعدنية في النظم الزراعية

تحتاج النباتات إلى الفوسفور لتنمو، أدى استخدام المزارعين للأسمدة الفوسفورية المعدنية إلى زيادة خصوبة التربة بالفوسفور بشكل كبير، وبالتالي زيادة إنتاج المحاصيل، إلا أن هذه الأسمدة مصنوعة من الفوسفات الصخري، وهو مورد غير متجدد يتم توزيعه بشكل متقطع عبر الأرض.

قام الباحثون في INRAE و Bordeaux Sciences Agro بتصميم، لكل بلد، جزء الفسفور المتوفر في التربة المشتق من استخدام الأسمدة الفوسفورية المعدنية، قاموا أيضًا بفحص التغييرات في هذه الأرقام بمرور الوقت، بدءًا من منتصف القرن العشرين.

نُشرت النتائج في مجلة Nature Geoscience ، وأظهرت نتائجهم أنه في عام 2017، يأتي حوالي 50٪ من الفوسفور المتاح للتربة في العالم في النظم الزراعية من استخدام الأسمدة الفوسفورية المعدنية.

إلا أن هذه البيانات العالمية تخفي اختلافات كبيرة بين المناطق، في حين أن أوروبا الغربية وأمريكا الشمالية وآسيا تقع جميعها فوق 60%، فإن أمريكا الجنوبية وأفريقيا تبلغ حوالي 40% و 30 % على التوالي، وتؤكد هذه النتيجة أن النظم الزراعية تعتمد بشكل كبير على الأسمدة الفوسفورية المعدنية.

تسريع التحول الزراعي البيئي في الشمال

تسلط الدراسة الضوء على أهمية تسريع التحول الزراعي البيئي في الشمال العالمي، الذي يجب على بلدانه الحفاظ على خصوبة التربة المكتسبة وتحسين تدفق النفايات السائلة الزراعية والحضرية إلى التربة، يجب إعطاء موارد صخور الفوسفات المتبقية لجنوب الكرة الأرضية، وخاصة البلدان الأفريقية، التي لا تزال تربتها تعاني من نقص الفوسفور ، وهو واقع يحد من الإنتاج الزراعي.

يوجد الفوسفور بشكل طبيعي في التربة ، لكن مستوياته وتوافره النسبي تختلف حسب المنطقة العالمية ونوع التربة.

منذ الخمسينيات من القرن الماضي ، أدى استخدام الأسمدة الفوسفورية المعدنية إلى زيادة الفوسفور المتاح في التربة ، وبالتالي زيادة المحاصيل الزراعية.

ومع ذلك ، يتم إنشاء هذه الأسمدة عن طريق التعدين والمعالجة الكيميائية للفوسفات الصخري ، وهو مورد طبيعي غير متجدد يتم توزيعه بشكل غير متساو في جميع أنحاء العالم.

على سبيل المثال ، يوجد 70٪ من الفوسفات الصخري في المغرب ، بينما لا يوجد أي شيء تقريبًا موجود في أوروبا.

علاوة على ذلك ، فإن تحويل الفوسفات الصخري يطلق كميات كبيرة من التلوث.

يتفق الباحثون على أنه ، وفقًا لمعدلات الاستخراج الحالية ، من المحتمل أن نصل إلى ذروة الفسفور (نقطة الحد الأقصى لإنتاج الموارد) بحلول عام 2050. ومن المحتمل أن يؤدي هذا إلى زيادة أسعار الأسمدة وزيادة التوترات الجيوسياسية.

في ظل هذه الخلفية ، من الضروري توضيح كيف أثرت الأنماط السابقة والحالية لاستخدام الأسمدة الفوسفورية المعدنية على اعتماد النظم الزراعية الحالية على هذا المورد المحدود.

لذلك قرر العلماء من INRAE و Bordeaux Sciences Agro تحديد النسبة المئوية للفوسفور المتاح في التربة، والذي ينشأ من الأسمدة المعدنية، والتي تُعرف على أنها توقيع التربة البشري المنشأ للفوسفور، لقد طوروا نموذجًا لمحاكاة الأنماط الخاصة بالبلد للفوسفور المتاح في التربة في النظم الزراعية في جميع أنحاء العالم للفترة من 1950 إلى 2017.

استخدم هذا النهج بيانات عن مخزونات التربة المتاحة من الفوسفور، وإنتاج المحاصيل، واستخدام الأسمدة المعدنية، وأعداد الماشية، والتجارة العالمية.

استندت الحسابات إلى متوسط التربة الزراعية للبلد، والذي تم تحديده من خلال استخدام كل بلد للأراضي العشبية والمحاصيل ضمن النظم الزراعية بمستويات متفاوتة من التكثيف.

تعتمد خصوبة التربة على الأسمدة الاصطناعية

على الصعيد العالمي، تبلغ البصمة البشرية للفوسفور حوالي 47% (± 8٪)، مما يشير إلى أنه في الوقت الحالي، يُعزى ما يقرب من نصف خصوبة التربة بالفوسفور إلى استخدام الأسمدة المعدنية، تعكس هذه النتيجة تكثيف النظم الزراعية التي حدثت في جميع أنحاء العالم.

في الواقع، اعتمدت العديد من البلدان بشكل كبير على الأسمدة الاصطناعية منذ الخمسينيات من القرن الماضي.

يسلط هذا العمل الضوء على التفاوتات المكانية والزمانية القوية في مدى اعتماد البلدان المختلفة على الأسمدة الفوسفورية المعدنية، ارتفعت بصمات الفوسفور البشرية المنشأ بشكل حاد في أوروبا الغربية وأمريكا الشمالية منذ الخمسينيات، وتجاوزت 60٪ في عام 2017.

منذ السبعينيات، استقرت التواقيع في دول أوروبا الغربية، وذلك بفضل انخفاض استخدام الأسمدة المعدنية، ساعد روث الماشية في تلبية احتياجات الفوسفور جزئيًا.

في آسيا ، بدأت التوقيعات تتزايد في السبعينيات، وهو الوقت الذي شهدت فيه البلدان في تلك المنطقة الثورة الخضراء، التي تغذيها كميات هائلة من الأسمدة المعدنية.

إن توقيعات الدول الآسيوية قد حقت وتجاوزت الآن توقيعات دول أوروبا الغربية، يستمر هذا النمو ، مدفوعًا بالاعتماد الدائم على الأسمدة الفوسفورية المعدنية.

في عام 2017 ، كانت التواقيع في أمريكا الجنوبية وأوروبا الشرقية أقل، حوالي 40٪. أخيرًا ، كان لدى البلدان في إفريقيا وأوقيانوسيا توقيعات أقل من 30 ٪ ، مما يعكس استخدامهم المحدود للأسمدة المعدنية تاريخيًا.

إدارة أكثر إنصافًا واستدامة

يسلط هذا العمل الضوء على أن العديد من البلدان في العالم تعتمد بشكل كبير على الأسمدة الفوسفورية المعدنية لضمان مستويات الإنتاجية الزراعية.

تثير النتائج مخاوف من أن النظم الزراعية قد تكافح لإنهاء اعتمادها على هذا المورد غير المتجدد، كما أنها تؤكد عدم مساواة عميقة في التوزيع الحالي للفوسفات الصخري.

البلدان التي اعتمدت أنظمة زراعية مكثفة في وقت مبكر جدًا ، مثل تلك الموجودة في أوروبا الغربية وأمريكا الشمالية ، زادت بشكل كبير من مستويات الفوسفور المتاح في التربة عن طريق الاستخدام بالجملة للأسمدة الفوسفورية المعدنية.

يجب على هذه البلدان الآن الحفاظ على هذه الخصوبة المكتسبة وتعزيزها باستخدام استراتيجيات مختلفة، بما في ذلك تحسين إعادة تدوير الموارد.

يجب عليهم أيضًا تسريع تحولهم الزراعي البيئي من خلال تنفيذ مجموعة من أنظمة الزراعة المختلطة بين المحاصيل والثروة الحيوانية، والحد من تآكل التربة، واستخدام النفايات السائلة في المناطق الحضرية.

في المقابل، لم يكن لدى البلدان الأفريقية تاريخياً سوى القليل من الوصول إلى الأسمدة الفوسفورية المعدنية على الرغم من أن تربتها غالباً ما تعاني من نقص شديد في الفوسفور، مما يحد من الإنتاج الغذائي والزراعي.

يجب توزيع موارد الفوسفات الصخري المتبقية بشكل عادل، مع إعطاء الأولوية للبلدان الأكثر احتياجًا لتعزيز الأمن الغذائي العالمي.

بدائل الأسمدة الفوسفورية المعدنية

عززت الأسمدة الفوسفورية المعدنية المحاصيل الزراعية وعززت الأمن الغذائي في العديد من البلدان، فهي مشتقة من الإمدادات غير المتجددة من الفوسفات الصخري.

بالإضافة إلى ذلك، يتسبب تعدين ومعالجة الفوسفات الصخري في أضرار بيئية.

قامت بعض البلدان، مثل فرنسا، بتجميع كميات كبيرة من الفوسفور المتاح في التربة، وعليهم الآن أن يسعوا جاهدين للحد بشكل كبير من استخدامهم للأسمدة الفوسفورية المعدنية، الحقيقة هي أن الغلات لن تعاني بالضرورة من عدم وجود الأسمدة لأن المحاصيل يمكن أن تعتمد على مخزون التربة من الفوسفور المتاح، اعتمادًا على نوع التربة.

وتجدر الإشارة إلى أنه ضمن الدورات الزراعية، يمكن للأنواع مثل الترمس الأبيض أو الحنطة السوداء إطلاق الفوسفور المرتبط كيميائياً بالتربة، مما يزيد من توافره للمحاصيل الأخرى.

يجب على هذه البلدان العمل بشكل عاجل للحفاظ على خصوبة التربة التي اكتسبتها من الفوسفور.

والجدير بالذكر أنها يمكن أن تحد من تآكل التربة، باستخدام محاصيل التغطية أو إعادة دمج سياج السياج في المناظر الطبيعية الزراعية، وتحسين إعادة تدوير المواد العضوية ، بما في ذلك نفايات الماشية السائلة والحمأة من محطات معالجة مياه الصرف الصحي.