مبادرة أيوا للنيتروجين: تعزيز الدقة في معدلات استخدام الأسمدة

في ولاية أيوا، يتحدث مايكل كاستيلانو عن كثرة الخيارات المتاحة لزراعة الذرة. يقول إن هناك مليارات الطرق، وقد يظن البعض أنه يبالغ. لكنه يوضح أنه عند جمع كل أنواع الذرة المختلفة، وأساليب الزراعة، والظروف المناخية، يتضح أن العدد هائل حقًا.

يُعدّ هذا الغموض أمراً بالغ الأهمية، لأنّ استخدام كميات قليلة أو كثيرة من الأسمدة النيتروجينية قد يُسبّب مشاكل. فالنقص قد يُقلّل من كمية الذرة المزروعة، بينما الإفراط في استخدامها قد يُكلّف مبالغ طائلة ويُضرّ بالبيئة.

تحاول مبادرة النيتروجين في ولاية أيوا، بقيادة كاستيلانو وسوتيريوس أرخونتوليس، معرفة أفضل كمية من النيتروجين لكل حقل ذرة من خلال جمع البيانات من المزارع في جميع أنحاء ولاية أيوا.

يهدف المشروع إلى تسهيل معرفة المزارعين لكمية السماد المناسبة. يُموّل المشروع من قِبل وزارة الزراعة وإدارة الأراضي في ولاية أيوا، ويرى وزير الزراعة في الولاية، مايك نايج، أنه تعاون مثمر بين المزارعين والخبراء.

وهو يعتقد أن ذلك سيوفر للمزارعين المعلومات التي يحتاجونها لزراعة المحاصيل بشكل أفضل، وكسب المزيد من المال، والاهتمام بالبيئة.

سد الفجوة

تُجري مبادرة أيوا للنيتروجين 270 تجربة في المزارع هذا العام عبر 72 عملية زراعية خاصة مختلفة، مما يمثل زيادة أربعة أضعاف عن السنة الأولى للمشروع في عام 2022. والهدف النهائي هو الوصول إلى 500 تجربة سنويًا.

لكي ينضم المزارعون إلى المشروع، يحتاجون إلى الوصول إلى تقنيتين زراعيتين دقيقتين شائعتين بشكل متزايد: تطبيق الأسمدة بمعدلات متغيرة ومراقبة المحصول باستخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). وباستخدام بيانات المحصول التاريخية لتحديد المواقع المتوقع أن تتصرف بشكل مختلف، يقوم شريك المشروع، شركة Premier Crop Systems، بتصميم تجربة في مساحة صغيرة من الحقل، تبلغ عادةً حوالي خمسة أفدنة.

تُخصص معدلات مختلفة من النيتروجين، تتراوح من صفر إلى 200 رطل للفدان، لأقسام داخل منطقة التجربة، ويشارك المزارعون بيانات المحصول مع فريق البحث بعد الحصاد. ويُعوَّض المشاركون عن خسارة المحصول في الأراضي التي لا تتلقى أي نيتروجين.

تُعزز بيانات التجارب بمحاكاة من نماذج العمليات الفيزيائية الحيوية لتحديد المعدلات المثلى بناءً على أنواع التربة والبذور، وممارسات الإدارة، والظروف الجوية. ستدعم قاعدة البيانات هذه أدوات دعم القرار الخاصة بالمشروع والمتاحة للجمهور، ومن المتوقع أن تكون متاحة لموسم الزراعة 2025.

ستكون هذه الأدوات مفيدة بشكل خاص للمزارعين الذين يستخدمون تقنيات الزراعة الدقيقة لجمع البيانات. ووفقًا لكاستيلانو، غالبًا ما يفتقر المزارعون الذين يمتلكون معدات لتطبيق الأسمدة بمعدلات متغيرة إلى إرشادات قائمة على الأدلة حول كيفية تغيير هذه المعدلات.

“وقال: "نحن نعمل على سد الفجوة بين التطورات التكنولوجية في الزراعة الدقيقة من قبل المهندسين والفهم العلمي للمهندسين الزراعيين".

ثلاث أدوات مفيدة

يعمل فريق البحث على تطوير ثلاث أدوات لمساعدة المزارعين على اتخاذ قرارات أفضل:

توصيات محسّنة للمقارنة المعيارية:

• إنهم يقدمون اقتراحات أفضل لمعدلات النيتروجين، مع مراعاة الاختلافات في أشياء مثل علم الوراثة والتربة وكيفية إدارة الأرض والطقس.
• يمكن للمزارعين أيضاً الاطلاع على بيانات التجارب لمعرفة ما يحدث بالفعل مع المعدلات والممارسات المختلفة.

أداة التنبؤ:

• ستقوم هذه الأداة بالتنبؤ بأفضل المعدلات بناءً على التخمينات الحالية والمستقبلية القريبة حول التربة والطقس.
• وهذا الأمر مهم لأن الطقس له تأثير كبير على كمية النيتروجين المطلوبة، وفقًا لكاستيلانو.

أداة التنبؤ بالنتائج السابقة:

• تساعد هذه الأداة المزارعين على مراجعة بيانات العام الماضي لمعرفة كيف كانت ستتغير احتياجات محاصيلهم من النيتروجين لو اتبعوا أساليب زراعية مختلفة. على سبيل المثال، لو زرعوا نوعًا مختلفًا من الذرة أو استخدموا السماد في وقت مختلف.

يوضح كاستيلانو أن الهدف هو الاستمرار في تحديث هذه الأدوات ببيانات تجريبية جديدة كل عام.

“"طالما أن المزارعين يجربون أشياء جديدة والطقس يتغير، فإن أفضل معدلات النيتروجين ستتغير أيضاً. نحتاج إلى مواصلة الدراسة وتزويد المزارعين بالمعلومات لاتخاذ أفضل القرارات"، كما قال.

إشراك المزارعين

كان المزارعون جزءًا لا يتجزأ من مبادرة أيوا للنيتروجين منذ بدايتها، بل وشاركوا في ورشة عمل تصميمية مكثفة أشرف عليها مهندسو ومصممو جوجل في فبراير الماضي. ولعبت ملاحظات المزارعين دورًا محوريًا في صياغة قرارات مثل إطلاق أدوات دعم القرار كتطبيق للهواتف الذكية. وقد اقترح المزارعون ذلك لأنهم أكثر ميلًا لاستخدام المعلومات إذا تمكنوا من الوصول إليها أثناء التنقل.

“"لقد عملنا عن كثب مع المزارعين للتأكد من أن المنتجات التي نصنعها مفيدة للأشخاص الذين سيستخدمونها. لا نريد أن يشعر المزارعون بأن هذا شيء مفروض عليهم"، قال كاستيلانو.

أعرب عن سعادته باستمرار جميع المزارعين الذين انضموا في السنة الأولى في السنة الثانية. وشارك روجر زيلسترا، أحد المتطوعين الذين استضافوا التجارب لمدة عامين، خلال فعالية ميدانية في سبتمبر، أن التعاون مع فريق البحث كان سلسًا ومباشرًا. يمتلك زيلسترا، الرئيس السابق لجمعية مزارعي الذرة في ولاية أيوا، مزرعة بالقرب من لينفيل في مقاطعة جاسبر، ويتطلع إلى سنوات أكثر مطرًا لتوفير المزيد من التنوع في البيانات.

“قال زيلسترا: "أحاول دائماً إيجاد طرق لأكون راعياً أفضل للأرض، ونتعلم أن هناك طرقاً أفضل للقيام بالأشياء. أعتقد أن الإمكانات هنا مذهلة".”

يدعو قادة المشروع الآن المزارعين ومستشاري المحاصيل ومختصي استخدام الأسمدة للتسجيل في تجربة خلال موسم الزراعة لعام 2024. يمكن للمهتمين ملء استمارة إلكترونية للحصول على مزيد من المعلومات أو للتعبير عن رغبتهم.