خرائط مناطق الإدارة ومزارعي الذرة: ما مدى أهميتها؟

خلال التحليل متعدد السنوات، اختبر الباحثون ما إذا كانت خرائط مناطق الإدارة القائمة على ظروف التربة أو التضاريس أو غيرها من سمات المناظر الطبيعية يمكنها التنبؤ بشكل موثوق بأي أجزاء من حقل الذرة ستستفيد أكثر من زيادة معدلات البذر أو تطبيق النيتروجين.

كشفت الدراسة أنه، خلافًا للافتراضات الشائعة، تختلف استجابة المحاصيل لنفس المدخلات اختلافًا كبيرًا من عام لآخر. ويبدو أن العامل الأكثر تقلبًا، وهو الطقس، له التأثير الأكبر على كيفية استجابة المحاصيل لهذه المدخلات. ومع ذلك، لا يزال بإمكان المزارعين اتخاذ خطوات لإدارة تأثيرات الطقس على محاصيلهم.

جاء رسم خرائط مناطق الإدارة نتيجة لزيادة الاهتمام بالزراعة الرقمية - استخدام تقنيات جمع البيانات وتحليلها الجديدة لفهم أفضل للتفاعل بين العوامل التي تؤثر على غلة المحاصيل، كما أوضح نيكولاس مارتن، أستاذ علوم المحاصيل في جامعة إلينوي أوربانا شامبين، الذي أجرى التحليل مع الباحث السابق ما بعد الدكتوراه كارلوس أغوستين أليسيو.

تتضمن هذه الأساليب استخدام أجهزة استشعار ميدانية، وبيانات الأقمار الصناعية، وأدوات رقمية أخرى لتتبع كيفية استجابة المحاصيل للظروف المحلية، والأسمدة، ومعدلات البذور، وغيرها من المدخلات. وأضاف مارتن أن الهدف هو تقليل الممارسات المُهدرة أو المُدمرة مع زيادة الإنتاجية إلى أقصى حد.

استخدمت الدراسة الحديثة طريقة فريدة للتحقق من صحة تنبؤات خرائط مناطق الإدارة.

“"لقد استخدمنا آلاتنا الزراعية كطابعة، مما أدى إلى إنتاج مجموعة متنوعة من المدخلات تشبه لحافًا بألوان مختلفة"، أوضح مارتن. "لقد نفذنا تجربتنا عبر مواقع متعددة، باستخدام تصميم عشوائي تمامًا."”

أجرى الباحثون دراستهم على سبعة مواقع نموذجية لإنتاج الذرة غير المروية في ولاية إلينوي. قُسِّم كل موقع إلى عدة قطع أرض. وتم تخصيص معدلات مختلفة من بذور الذرة وتطبيق النيتروجين بشكل عشوائي لكل قطعة أرض.

بالإضافة إلى ذلك، قام الباحثون بقياس تركيبة التربة والتضاريس وغيرها من خصائص المناظر الطبيعية الخاصة بكل موقع. وقاموا بتوحيد جميع المتغيرات باستثناء الظروف الجوية في جميع الحقول. أُجريت هذه الدراسة في الفترة من عام 2016 إلى عام 2021.

قام الباحثون بتقييم محصول كل قطعة أرض عند الحصاد على مدى عدة سنوات. وقد ساعدهم ذلك في تحديد القطع التي استجابت بشكل أفضل لمختلف المدخلات كل عام. واستخدموا خوارزمية متقدمة للغابات العشوائية لتحديد العوامل - مثل الظروف الجوية، وخصائص التربة، أو الانحدار - التي تتنبأ بدقة أكبر بما إذا كان زيادة استخدام النيتروجين أو استخدام معدل بذر أعلى سيؤدي إلى زيادة المحصول.

أوضح مارتن أن المتغيرات المناخية هي العوامل الرئيسية المؤثرة على الأنماط المكانية للاستجابة لمعدلات النيتروجين أو البذور، تليها مباشرةً خصائص المناظر الطبيعية والتربة. وأشار أيضًا إلى أن هذه الاستجابات تختلف سنويًا بسبب تأثيرات الطقس، مما يؤدي إلى عدم اتساقها، على الأقل في الحقول التي فحصناها.

“وأضاف: "هذا يعني أن قطعة الأرض التي تستجيب جيدًا لمعدل أعلى من النيتروجين في عام ما قد لا تستجيب بنفس الكفاءة في المرة التالية التي تُزرع فيها بالذرة. وهذا يجعل مفهوم رسم خرائط مناطق الإدارة مؤشرًا غير موثوق به لاستجابة المحاصيل للمدخلات."”

“وقال مارتن: "نعتقد أن هذه النتائج يمكن أن تفسر جزئياً سبب عدم اعتماد المزارعين لتقنيات الزراعة الدقيقة بشكل موحد".

يعتقد الباحثون أن جمع المزيد من البيانات على مدى سنوات متعددة واستخدام أدوات أفضل للتحليل في الموقع يمكن أن يعزز دقة رسم خرائط مناطق الإدارة.

تم دعم هذا البحث من قبل دائرة الحفاظ على الموارد الطبيعية التابعة لوزارة الزراعة الأمريكية والمعهد الوطني للأغذية والزراعة.