د. خالد فتحي سالم يكتب: طرق واعدة للحد من ارتفاع اسعار الاعلاف باستخدام الازولا كاعلاف واسمدة حيوية

3 مايو، 2024 - بتوقيت 3:04 م

أستاذ بيوتكنولوجيا وتربية محاصيل الحقل الاستراتيجية معهد الهندسة الوراثية والتكنولوجيا الحيوية- جامعة مدينة السادات- مصر-  دكتوراة فى الوراثة وتربية النبات جمهورية ألمانيا الاتحادية

 

 

 

يعتبر نبات الازولا هو سرخس مائي يتكون من جذع قصير متشعب وعائم ويحمل جذوراً تتدلى في الماءوفية تنبت الاوراق بالتناوب ويتكون كل منها من فص ظهري سميك يحتوي على الكلوروفيل الأخضر وفص بطني نحيف عديم اللون قليل السمك وفي بعض البيئات يعطي ًلونا أحمر ضارب إلى الحمرة لوجود صبغة الأنثوسيانين ويتراوح قطر النبات من 1-2.5 سم للأنواع الصغيرة مثل Azolla pinnata ، إلى 15 سم أو أكثر في أزولنا نيلوتيكا Azula nilotica ونباتات أزولا ثلاثية الشكل أو متعددة الأضلاع، وتطفو فوق سطح الماء فردية أو على شكل حصيرة على الماء مثل مظهر السجاد الأخضر الداكن إلى المحمر، باستثناء أزولنا نيلوتيكا التي لا تنتج صبغة أنثوسيانين الحمراء ولكن الميزة الأكثر جدارة في الأزولا هي علاقتها التكافلية مع الطحلب الأزرق والأخضر الذي يثبت النيتروجين (سيانوبكتيريوم) Anabaena azollae ويوفر السرخس مواد مغذية وتجويفا وقائيا في كل ورقة وربما مواد أخرى تعزز النمو.

لعبت الازولا دور تاريخي في الزراعة لقرون مضت، تم الاعتراف بها كمصنع مفيد في جنوب الصين وفيتنام الشمالية ، حيث تم استخدامها كسماد حيوي وسماد أخضر لمحصول الأرز بسبب قدراته على تثبيت النيتروجين كما تم ذكر أزولا كعلف للدواجن في البيرو في القرن الثامن عشر1725  وتم تعزيز إنتاج أزولا بشدة في أوائل الستينات في الصين وفيتنام ، مما أدى إلى التوسع السريع في هذه البلدان واجتذب الاهتمام الدولي في عام 1970 نتيجة لأزمة النفط وارتفاع أسعار الأسمدة  النيتروجينية التي يعتمد انتاجها  على الوقود الأحفوري وأصبحت أزولا بديلا محتملا لها حيث كان يُعتقد أنه يمكن أن يعزز إنتاج الأرز في العديد من البلدان الاستوائية ومع ذلك  تلاشت حماسة أزولا في ثمانينات القرن الماضي وتبعتها فترة من الشك وانخفض إنتاج أزولا في الصين وفيتنام ربما بسبب الاستخدام المتزايد للأراضي لإنتاج الغذاء ولم تحقق التنمية في جميع أنحاء العالم التوقعات الأولية بسبب القيود الكبيرة مثل توافر المياه وصعوبة الصيانة ومتطلبات العمل المرتفعة والمعرفة المحدودة لاحتياجات كل نوع من أنواع أزولا  فعلى سبيل المثال ، فشل في تبني استخدام الأزولا كعلف للماشية في الفلبين عام 1990وتجدر الإشارة إلى أن المزارعون يعتبرون الأزولا في كثير من الأحيان بمثابة عشب ضار ، لذلك فإن النظرة الى الأزولا ليس إيجابيا دائما.

ومع ذلك ، فإن الأزولا تحتوي على العديد من الخصائص الزراعية غير المشكوك فيها مثل القدرة على تثبيت النيتروجين في الغلاف الجوي ، وذات إنتاجية عالية جدًا في البيئة المناسبة ، ومحتوى عالي من البروتين، وتأثير كمبيدات الأعشاب ، والقدرة على تقليل تطاير السماد النيتروجيني ولهذه الأسباب ، بدأت الأزولا تجذب الانتباه مرة أخرى في أواخر التسعينيات ، لا سيما كعنصر من عناصر الزراعة المتكاملة مثل  الأرز-الأسماك-أزولا  ، و أرز-البط -أزولا  ، و أرز-البط -الأسماك-أزولا عام 1996 ورغم ذلك لا يزال اعتماد المزارعين و مربي  الماشية للأزولا يواجه عقبات مهمة 

ففي الهند ، على سبيل المثال ، على الرغم من الترويج من قبل المنظمات غير الحكومية والتعاونيات والوكالات الحكومية ، كان التبني بطيئا ومتقطعا بسبب ضعف المحاصيل والآفات وصعوبات المناولة والتخزين ومتطلبات العمل وقد كان البحث والترويج عن الأزولا كعلف للماشية في ازدياد لأن الازولا يحتوي على نسبة أعلى من البروتين 19 الي30% من معظم محاصيل الأعلاف الخضراء والنباتات المائية الضخمة وتكوين الأحماض الأمينية الأساسية ولا سيما الليسين والمواتية للتغذية الحيوانية ، يمكن أن تكون أزولا مكملاً بروتينياً قيماً للعديد من الأنواع ، بما في ذلك الحيوانات المجترة والدواجن والأسماك.

طريقة اكثار ونمو الأزولا

تنمو الأزولا في البرك والخنادق وحقول الأرز في المناطق الدافئة والمعتدلة في جميع أنحاء العالم وكل نوع له مجموعة أصلية محددة: أزولا كارولينيا ، شرق أمريكا الشمالية ومنطقة البحر الكاريبي.

Azolla filiculoides ، جنوب أمريكا الجنوبية عبر غرب أمريكا الشمالية بما في ذلك ألاسكا

أزولا microphylla ، استوائية وشبه مدارية أمريكا

Azolla mexicana، شمال أمريكا الجنوبية من خلال غرب أمريكا الشمالية

Azolla nilotica ، الروافد العليا لنهر النيل إلى السودان

أزولا pinnata ، معظم آسيا وساحل أفريقيا الاستوائية. 

وقد تم تفريق هذه الأنواع من قبل الإنسان ويمكن العثور عليها خارج مناطقهم الأصلية فالمياه هي الشرط الأساسي لنمو وتكاثر أزولا لأن النبات شديد الحساسية لنقص المياه وعلى الرغم من أن أزولا يمكن أن تنمو على أسطح طينية مبللة أو مبتلة ، فإنها تفضل حالة الطفو. وتستطيع الازولا البقاء على قيد الحياة ضمن درجات من الأس الهيدروجيني pH  يتراوح من 3.5 إلى 10 ، ولكن النمو الأمثل يلاحظ في نطاق من الأس الهيدروجيني pH  يتراوح من 4.5 إلى 7.

تعتمد درجة الحرارة المثلى للنمو وتثبيت النيتروجين على الأنواع وعادة ما تكون في نطاق 20-30 درجة مئوية ، على الرغم من أن Azolla mexicana أكثر نمو مع درجات الحرارة فوق 30 درجة مئوية و لكن ارتفاع درجات الحرارة عن هذه الدرجة قد ينخفض النمو حتى يبدأ النبات في الموت عند درجات حرارة أقل من  5 درجات مئوية وأكثر من 45 درجة مئوية.  يمكن أن تتحمل Filoluloides Azolla درجات حرارة منخفضة تصل إلى -5 درجة مئوية دون ضرر واضح و يعتمد تحمّل الملوحة على النوع ووجد أن معدل نمو Azolla pinnata ينخفض مع زيادة الملوحة فوق 380 ملجرام / لتر وفي نسبة 1.3 ٪ ملوحة 33 ٪ من مياه البحر يتوقف نمو Azola caroliniana ولتكون Filiculoides Azolla الأكثر ملاءمة للملوحة ومن خلال فترات التوتر ، ويُعتقد أن الأنثوسيانين يحمي جهاز التمثيل الضوئي للازولا من إلحاق الضرر الناتجة من كثافة الضوء العالية عن طريق امتصاص بعض الضوء وتحويله إلى حرارة ولهذا السبب ، غالباً ما تظهر أزولا لوناً أحمر تحت ظروف الحقل ، خاصة عندما يكون الفسفور ناقصاً.

الازولا تنمو بشكل أفضل في الظل الجزئي  25-50 ٪ من أشعة الشمس الكاملة و ينخفض ​​النمو بسرعة تحت الظل الشديد أقل من 1500 لوكس وأكثر من 50٪ من ضوء الشمس الكامل يقلل من التمثيل الضوئي وتتراوح الرطوبة النسبية المثلى لنمو أزولا بين 85 الي 90٪ وتصبح أزولا جافة وهشة عند رطوبة نسبية أقل من 60٪ 

إن زراعة الأزولا بنجاح يتطلب استخدام كمية معينة من السماد الفوسفوري حوالي 0.5 إلى 1 كجم / فدان في الأسبوع ولكن هذا لا يعني بالضرورة زيادة في كمية الأسمدة الفسفورية اللازمة لإنتاج محصول أرز وتعطي 250 جرام للمتر المربع يوميا.

العمليات

يمكن تغذية Azolla للماشية إما في شكل طازج أو مجفف ويمكن إعطائها مباشرة أو مختلطة مع المركزات إلى الأبقار والدواجن والأغنام والماعز والأرانب ويستغرق الأمر بضعة أيام حتى تعتاد الحيوانات على طعم الأزولا ، لذلك من الأفضل إطعامها بالمركزات في المراحل الأولى وعندما يستخدم السماد البلدي كسماد في أحواض أزولا الخلفية ، يجب غسل أزولا بالماء العذب لإزالة رائحة السماد البلدي.

بما أن أزولا الطازجة شديدة التلف ، فمن المستحسن تجفيفها فورًا عندما يكون هناك فائض ، أو لأنواع الماشية التي يكون شكلها المجفف أكثر عملية أو أفضل. عادة ما يتم تجفيف أزولا في الظل وتخزينها جافة ، على سبيل المثال في حاوية بلاستيكية ، لاستخدامها لاحقا.

انتاج الازولا كعلف غيرتقليدي

الأزولا هو نبات ذو إنتاجية عالية. يضاعف كتلته الحيوية في 3-10 أيام ، اعتمادا على الظروف ، ويمكن أن تصل إلى 8-10 طن من المواد الطازجة / هكتار ( 3.2 – 4 طن للفدان )  في حقول الأرز الآسيوية. في الهند ، تم إنتاج قدرها 37.8 طنا / هكتارا جديدا (2.78 طن / هكتار) Azolla pinnata.

تم تخصيص مجموعة كبيرة من الأبحاث لإنتاج أزولا منذ ثلاثينيات القرن العشرين ، كما أن المراجعة الشاملة تتجاوز نطاق ورقة البيانات هذه حيث تنمو الأزولا في جميع أنحاء العالم ، من البلدان المعتدلة إلى الاستوائية. يجب تكييف أساليب الإنتاج مع الظروف المحلية وليست قابلة للتحويل مباشرة من بلد إلى آخر على المستوى المحلي ويمكن أن يكون إنتاج Azolla رخيصا نسبيا ، ولكنه عادة ما يتطلب عمالة كثيفة ويتطلب التدريب المناسب ، وإلا قد تكون النتائج مخيبة للآمال ويمكن أن تحد القيود البيئية مثل درجات الحرارة المرتفعة جداً والرطوبة المنخفضة ومحدودية توافر المياه وتدني نوعية المياه من تبني إنتاج أزولا.

يتم إنتاج أزولا للسماد الأخضر وفقًا لثلاثة أنظمة ويمكن أن يزرع كمركز أحادي ثم يتم دمجه كاساس تسميد قبل زراعة الأرز ، أو نقله إلى موقع آخر لاستخدامه في المحاصيل الاخرى . استخدمت  الأزولا في الصين وفيتنام خلال الشتاء والربيع لإنتاج النيتروجين لمحصول الأرز الربيعي، وتستخدم كسماد لرفع خصوبة التربة بعد زراعة الأرز حيث ان زرعة الارز يرهق التربة و يخفض من محتوياتها الغذائية للنبات ويمكن أيضا أن تنمو على حد سواء مع الارز في نفس الوقت كما محصول احادي و محصول محمل وقد تم تصميم هذه التقنية لزراعة الأزولا قبل زراعة محصول الأرز ، مما يسمح بإنتاج النيتروجين المضاف للمحاصيل من خلال زراعة أزولا.

 

إنتاج أزولا لتغذية الماشية ولمزارع انتاج الالبان الصغيرة 

يجب على المزارع اختيار بركة مظللة بالقرب من المنزل وذلك لضمان الصيانة المنتظمة والمتابعة ووجود مصدر للمياه و يمكن أن تنتج مساحة من 4-4.5 متر مربع وعمق 10-15 سم حوالي 2 كجم من أزولا الطازجة يوميا وهو ما يكفي لتغذية أبقار الحليب ويجب فرش قطعة مشمع  بلاستيكية في البركة وتأمينها بشكل صحيح و لبدء نمو أزولا ، يجب إضافة تربة خصبة مستخلصة ممزوجة السماد البلدي والماء، ويجب تطعيم البركة بزراعة أزولا الطازجة بحوالي 800 جرام لبركة مساحتها 2 متر مربع ويتم الحفاظ على المحصول بتطبيق حوالي 1 كجم من السماد البلدي و 80-100 جرام من السوبر فوسفات كل أسبوعين ويكون المحصول الأول جاهزًا خلال 15-20 يومًا وبعد ذلك يمكن حصاده يوميًا ويجب تفريغ البركة مرة كل ستة أشهر  ويجب تجفيف أزولا المنتجة الزائدة في الظل لاستخدامها لاحقا.

 

التأثير البيئي وعشبة ضارة

نظرًا لأن الأزولا يمكن أن تشكل حصائرًا كثيفة على أسطح المياه ، فإنها تصنف على أنها عشب ماء في العديد من المناطق. وقد أفيد بأنه يعطل الصيد ، والحصول على المياه للمواشي ، ويعرقل تدفق المياه في المجاري المائية و مجاري السيول والانفاق ، وقنوات الري.

فوائد بيئية 

1. تثبيت النيتروجين  و استخدامه كسماد أخضر

السبب الرئيسي وراء الشعبية الدائمة للأزولا بين المزارعين هو قدرته على إصلاح النيتروجين  وخاصة في حقول الأرز تحت ظروف غمر المياه حيث لا يمكن للبقوليات المثبتة للنباتات أن تنمو وهو أيضا مصدر للسماد الأخضر لزراعة الارز في غضون 25 إلى 35 يوماً ، تستطيع أزولا بسهولة إصلاح ما يكفي من النيتروجين لمحصول أرز من 4 إلى 6 طن / هكتار خلال موسم الأمطار ، أو محصول يتراوح من 5 إلى 8 طن / هكتار تحت الري خلال موسم الجفاف. وتساهم الازولا أيضا في الحفاظ على خصوبة التربة ، من خلال توفير الدبال الغنية بالمغذيات من خلال تحللها.

1. حدود تطاير النيتروجين

من خلال تقليل شدة الضوء تحت الماء ، يمنع الازولا عملية التمثيل الضوئي للطحالب والزيادة اللاحقة في تطاير الأس الهيدروجيني و NH3.  لأن ما يصل إلى 50 ٪ من الأسمدة النيتروجينية المستخدمة في حقول الأرز تضيع في التطاير ، يمكن أن تساعد أزولا في تقليل كمية الأسمدة النيتروجينية في محاصيل الأرز .

1. مكافحة الحشائش

وقد لوحظ تجريبيا ، ويحظى بتقدير جيد من قبل مزارعي الأرز ، أن الأزولا يمنع نمو بعض الحشائش المائية عن طريق تشكيل حصيرة سميكة تحرم شتلات الأعشاب الضارة من أشعة الشمس بينما تمنعها ميكانيكيا من الظهور.

1. السيطرة على البعوض

اقتُرحت قدرة أزولا على منع تكاثر البعوض ، وبالتالي انتشار الامراض  في أوائل القرن العشرين ومن هنا جاء اسم سرخس البعوض ، حيث أظهرت تجربة صينية في ظروف مضبوطة أن الغطاء الكامل أو 2/3 من أزولا يمكن أن يمنع أو يحد من وضع البيض في البعوض ولكنها حدت من ظهور الحشرات البالغة وتم تأكيد هذه النتائج في وقت لاحق في التجارب الميدانية التي أظهرت أن كثافة اليرقات انخفضت بشكل كبير عندما تم تغطية 75 ٪ من سطح الماء بواسطة  أزولا ومع ذلك ، هناك بعض الشكوك حول كفاءة الأزولا في مكافحة البعوض ، لأن التغطية اللازمة للتخفيض الكبير في أعداد البعوض قد يكون من المستحيل الحصول عليها عمليا.

1. المعالجة البيولوجية

يمكن أن تجمع الأزولا كميات مفرطة من الملوثات مثل المعادن الثقيلة والمواد المشعة والأصباغ ومبيدات الآفات ، ولهذا السبب ، تم دراستها واختبارها على نطاق واسع منذ عام 2000 كمرشح للإصلاح البيولوجي لمياه النفايات والنفايات السائلة.

1. منافع بيئية 

وتشمل الفوائد الأخرى المذكورة في الدراسات الاكاديمية استصلاح التربة المالحة وإنتاج الغاز الحيوي والطاقة الحيوية 

1. نظم الزراعة المتكاملة

وقد تم تصميم العديد من النظم الزراعية المتكاملة حيث يمكن أن تكمل مجموعات من أزولا والأرز (أو محصول آخر) والأسماك والبط بعضها البعض.