أزمة "غلة" تطل برأسها.. حزام الذرة الأمريكي في خطر

سيجلب تغير المناخ تحديات جديدة للمزارعين مع تغير مناطق الزراعة، والاستعداد لهذه التحولات أمر ضروري للأمن الغذائي في جميع أنحاء العالم.

يشير بحث جديد أجراه قسم الهندسة المدنية والبيئية بجامعة كاليفورنيا إلى أنه مع تغير المناخ سنشهد تغيرات في إنتاجية المحاصيل في واحدة من أكثر مناطق النمو إنتاجية في الولايات المتحدة، وهي “حزام الذرة”. ونشرت الدراسة في مجلة “النظم الزراعية”.

يتركز معظم إنتاج الذرة وفول الصويا في الولايات المتحدة في الغرب الأوسط، المعروف باسم حزام الذرة، وبفضل التربة الغنية، إلى جانب التقدم المطرد في التقنيات الزراعية على مدى القرنين الماضيين، كان معدل زيادة الغلة سريعًا.

يقول جيلينغ وانغ، من مركز العلوم البيئية: “إذا نظرت إلى الاتجاه طويل المدى، فستجد أن المحاصيل نمت بشكل مستمر، باستثناء السنوات التي شهدت أحداثًا شديدة مثل الفيضانات أو الجفاف”. والهندسة في جامعة كاليفورنيا، والباحث الرئيسي للدراسة، في تقرير نشر على الموقع الإلكتروني للجامعة. ففي عام 2012، على سبيل المثال، تسبب الجفاف الشديد في انخفاض كبير في المحاصيل وارتفاع قياسي في أسعار المواد الغذائية. وفي الولايات المتحدة وأماكن أخرى، يأتي هذا الاتجاه نحو زيادة الإنتاجية من التكنولوجيا، والري، وتحسين خطوط البذور، على سبيل المثال. سيكون الاتجاه مختلفًا في المستقبل إذا حدثت تغييرات. المناخ”.

نموذج جامعة كاليفورنيا

استخدم الباحثون نموذجًا قائمًا على العمليات يسمى نظام دعم قرار نقل التكنولوجيا الزراعية لمحاكاة كيفية استجابة العمليات الفسيولوجية المختلفة للمحاصيل للظروف البيئية مثل كمية ضوء الشمس وهطول الأمطار ودرجة الحرارة والرطوبة كل يوم خلال موسم النمو في ظل مناخ معين. ثم يحدد النموذج المحصول في نهاية موسم النمو. نمو كل محصول، ولتقييم تأثير تغير المناخ، أجروا عمليات محاكاة للمناخ التاريخي والمستقبلي المتوقع.

يقول وانغ: “إذا نظرنا إلى تقلبات الغلة الماضية، فإن أسوأ السنوات هي تلك التي تشهد فترات جفاف وموجات حارة، وقد يحدث الأمران في نفس الوقت لأنهما يغذيان ويعززان بعضهما البعض”.

ويوضح وانغ أن هذه العوامل مجتمعة تجعل من الصعب إرجاع الخسائر في إنتاجية المحاصيل إلى ضغوط محددة بناءً على التحليل الإحصائي كما هو الحال في الدراسات السابقة. هذا هو المكان الذي يلعب فيه النموذج القائم على العملية لأنه يأخذ في الاعتبار تأثيرات كل عامل ضغط على مستوى العملية ويمكن أن يعطي صورة أفضل. رؤية واضحة لكيفية عمل الضغوط المتعددة معًا للتأثير على العائدات.

ويضيف: “باستخدام نموذج قائم على العمليات، يمكننا تحديد مقدار التغير المتوقع في الغلة الذي يأتي من الإجهاد المائي وكم يأتي من الإجهاد الحراري والضغوطات الأخرى”. “تاريخيًا، كان معظم الإنتاج في حزام الذرة محدودًا بسبب الإجهاد المائي.”

الإجهاد المائي والضغوط الأخرى

ووجد الباحثون أن إنتاج الذرة وفول الصويا ظل محدودًا بشكل رئيسي بسبب الإجهاد المائي في الأربعينيات والخمسينيات من القرن الحالي، ولكن بعد منتصف القرن، أصبحت الحرارة هي عامل الضغط الأساسي والعامل المقيد، وهو أمر لم يكن على المزارعين التعامل معه في الماضي.

يقول وانغ: “لهذه النتيجة آثار على تربية المحاصيل. في الوقت الحالي، تعتبر المحاصيل المقاومة للجفاف مهمة، ولكن إذا نظرت إلى المدى الطويل، فستجد أننا بحاجة إلى محاصيل مقاومة للحرارة”.

وهناك نقطة أخرى لاحظها الباحثون وهي أن الذرة وفول الصويا لا يتبعان نفس الاتجاهات في الإنتاج، بسبب الاختلافات في استراتيجيات التمثيل الضوئي ودرجة الحرارة المثلى. ستستفيد بعض النباتات من زيادة ثاني أكسيد الكربون، بينما تصل نباتات أخرى إلى نقطة التشبع مبكرًا ولا تتلقى فائدة تذكر أو لا تستفيد على الإطلاق من تأثير التسميد بثاني أكسيد الكربون.

وفول الصويا هو أحد الأنواع النباتية التي ستستفيد من الزيادات في ثاني أكسيد الكربون ودرجة الحرارة، وتظهر النماذج، مع اتفاق واسع النطاق، أن إنتاجية فول الصويا سوف تظل عند المستويات الحالية أو تزيد بحلول منتصف القرن. ولكن في وقت لاحق من هذا القرن، أظهر الاتفاق بعض التخفيضات الكبيرة، ولكن في نهاية المطاف فإن تأثيرات الإجهاد المائي والحراري ستعيق تأثير تخصيب ثاني أكسيد الكربون.

يقول وانغ: “يظهر المحصولان أنماطًا مختلفة من التغيير”. “من المتوقع أن يرتفع إنتاج فول الصويا بحلول منتصف القرن مع توسع المنطقة الإنتاجية نحو الشمال، ولكن بحلول نهاية القرن سنبدأ في رؤية انخفاضات كبيرة في الولايات الجنوبية، ولكن مع الذرة سيكون في المرتبة الأولى يقول وانغ: “منتصف أواخر القرن”. “هناك تحول نحو الشمال في منطقة الزراعة الإنتاجية، وهذا يعني انخفاضا بنحو 40% في محصول الذرة في نهاية القرن، وحوالي 22% لفول الصويا.

ويشير وانغ أيضًا إلى أن نقل المنطقة الإنتاجية إلى الولايات الشمالية لا يكفي للتعويض عن خسارة الدخل من الجنوب، كما أنه لا يأخذ في الاعتبار جدوى التغييرات في استخدام الأراضي اللازمة لاستيعاب التحول في منطقة النمو لتلبية احتياجات النمو.

ويضيف: “في ظل تغير المناخ، لن يتراجع المزارعون ويتركون ذلك يحدث، وبالنسبة للتكيف مع المناخ، فإن المحاصيل المقاومة للحرارة ستساعد بالتأكيد. وهناك استراتيجية أخرى تتمثل في زراعة المحاصيل في وقت مبكر”.