إمكانيات جديدة لتطوير الأسمدة المستدامة

مع التقدم السريع للزراعة العالمية ، تلعب صناعة الأسمدة دورا حاسما في تأمين سلامة الأغذية. ومع ذلك ، لا تزال قضايا المدخلات العالية والكفاءة المنخفضة للأسمدة التقليدية تصيب المزارعين والمؤسسات الزراعية. يوفر استخدام البوليمرات فائقة الامتصاص (SAP) حلاً رائجًا لسوق الأسمدة ، مما يعزز استخدام المغذيات بشكل كبير من خلال قدراته الفريدة على امتصاص الماء والاحتفاظ به ، وضعه كلاعب حيوي في السوق الزراعية المستقبلية.

ديناميات صناعة الأسمدة والتحديات الحالية

منذ ذلك الحين ، قُدرت قيمة السوق العالمية بحوالي مليار دولار سماد ، مع معدل نمو مركب سنوي متوقع في السنوات المقبلة. يدفع النمو السكاني العالمي الطلب على الغذاء ، لا سيما في الأسواق الناشئة مثل أفريقيا وأمريكا اللاتينية. تعد آسيا ، خاصة الصين والهند ، أكبر مستهلكي الأسمدة ، وهي تمثل السوق العالمية.

ومع ذلك ، لا تزال صناعة الأسمدة تواجه العديد من التحديات الأساسية:

معدلات استخدام منخفضة: عادة ما يكون الاستخدام الفعال للأسمدة الكيميائية التقليدية هو فقط ، مما يؤدي إلى فقدان مغذٍ كبير للبيئة ، مما يسبب تلوث المياه وتدهور التربة.

ندرة الموارد وتقلب الأسعار: تزيد التقلبات في أسعار المواد الخام مثل النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم من عدم اليقين في الإنتاج الزراعي.

زيادة الضغوط البيئية: مع تزايد الوعي البيئي العالمي ، أدت القضايا البيئية الناجمة عن الاستخدام المفرط للأسمدة الكيميائية إلى دفع الحكومات إلى تنفيذ سياسات أكثر صرامة لاستخدام الأسمدة.

ردا على ذلك ، أدخلت مختلف البلدان سياسات وأنظمة جديدة:

الاتحاد الأوروبي: فرض لوائح صارمة لاستخدام الأسمدة الكيميائية ، وتعزيز نمو الأسمدة العضوية والصديقة للبيئة.

الولايات المتحدة الأمريكية: تدرس الرابطة معايير الأسمدة الجديدة للحد من التلوث الزراعي.

الهند: الدعم الحكومي للأسمدة النيتروجينية والفوسفور يجعل هذه أكثر قدرة على المنافسة في السوق.

الصين: تعزيز "العمل صفر نمو الأسمدة الكيميائية" ، وتشجيع استخدام الأسمدة العضوية وتقليل تقنيات التسميد.

من ناحية أخرى ، أصبحت تجارب وتطبيقات النسغ في قطاع الأسمدة ذات أهمية متزايدة.

تطبيقات وخصائص النسغ في الأسمدة

يتم إدخال SAP ، المعروف بقدراته المتميزة على امتصاص المياه والاحتفاظ بها ، تدريجيًا في سوق الأسمدة. يمتص رطوبة التربة ويغلقها ، ويطلقها ببطء بالقرب من أنظمة الجذور ، وليس فقط تحسين احتباس رطوبة التربة ولكن أيضًا تأخير فقدان المغذيات.

أساليب التطبيق والخصائص:

تطبيق مختلط: عادة ما يتم خلط SAP مع الأسمدة ، باستخدام قدرته القوية على امتصاص الماء لامتصاص الرطوبة عندما تكون وفيرة وإطلاقها ببطء أثناء الجفاف ، والحفاظ على نشاط الأسمدة على المدى الطويل وتحسين استخدام المغذيات. يمكن أيضًا مزج SAP أثناء عملية تحبيب السماد ، وإنتاج أنواع جديدة من الأسمدة مع امتصاص عالي للمياه ، واحتباس ، وقدرات إطلاق بطيئة.

عملية الإطلاق البطيئة: على عكس الأسمدة البطيئة التي يتم التحكم فيها كيميائيًا ، يؤخر النسغ فقدان المغذيات من خلال عملية الإطلاق البطيئة المادية عن طريق امتصاص الماء وإطلاقه.

تحسين التربة: في الصحارى أو التربة القاحلة ، يمكن للساب المختلط بالأسمدة تحسين بنية التربة بشكل فعال ، وتعزيز الرطوبة والقدرة على الاحتفاظ بالمغذيات.

الميزة الأكثر أهمية للأسمدة النسغ هي أدائها في المناطق المعرضة للجفاف والمحاصيل ذات الطلب العالي على المياه ، مما يقلل بشكل كبير من احتياجات الري وفقدان الأسمدة ، مناسبة بشكل خاص للمناطق الشحيحة بالمياه التي تمارس الزراعة الموفرة للمياه.

مقارنة بين تأثيرات الإطلاق البطيئة النسغ مع الأسمدة التقليدية البطيئة الإطلاق

من حيث وظائف الإطلاق البطيئة ، فإن الأسمدة المخلوطة والأسمدة التقليدية البطيئة الإطلاق لها مزاياها وعيوبها:

الأسمدة المخلوطة النسغ:

المزايا: تعتمد على خصائص امتصاص الماء لتنظيم إطلاق المغذيات تلقائيًا بناءً على ظروف الرطوبة البيئية. مناسب للمناطق الجافة والمتصحرة والإجهاد بالمياه. يمكن أن تقلل من وتيرة الري ، وتوفير موارد المياه ، مفيدة بشكل خاص في المناطق الشحيحة المياه.

العيوب: يعتمد امتصاص الماء وإطلاق المواد الغذائية على الرطوبة البيئية ؛ إذا كانت رطوبة التربة رس س منخفضة ، قد تكون آثار الإفراج بطيئة محدودة. في بيئات محددة ، هناك حاجة إلى مزيد من الأبحاث حول قابلية تحلل مواد النسغ لضمان عدم تسببها في آثار بيئية طويلة الأجل.

الأسمدة التقليدية بطيئة الإطلاق:

المزايا: يمكن التحكم في معدل إطلاق المغذيات من خلال تقنيات الطلاء الكيميائي أو التعديل ، بغض النظر عن الرطوبة ، ومناسبة للزراعة المكثفة على نطاق واسع. تم تصميم دورات الإطلاق بدقة لتلبية متطلبات العناصر الغذائية للمحاصيل.

العيوب: ارتفاع تكاليف الإنتاج ، وبعض طلاءات الأسمدة البطيئة الإطلاق غير قابلة للتحلل ، مما قد يؤدي إلى تلوث بيئي. في حالات الجفاف الشديد أو ندرة المياه ، قد تنخفض كفاءة إطلاق المغذيات للأسمدة البطيئة الإطلاق.

التطبيقات الشائعة والحالات الدولية للأسمدة النسغ

بوليمر فائق الامتصاصتظهر الأسمدة إمكانات كبيرة في سيناريوهات زراعية متعددة ، خاصة في المناطق الشحيحة بالمياه والمعرضة للجفاف ، وفي زراعة المحاصيل عالية القيمة. شهد هيدروجيل التربة في تشينغداو سوكو العديد من الحالات الناجحة في تطبيقات الأسمدة ، مما يؤكد الآفاق الواعدة لتطبيق النسغ.

سيناريوهات التطبيق النموذجية:

الزراعة في المناطق الجافة: في المناطق الجافة مثل الشرق الأوسط وأفريقيا ، تقلل الأسمدة من فقد المياه وتعزز تحمل المحاصيل للجفاف. فعلى سبيل المثال ، في بعض المناطق القاحلة في جنوب أفريقيا ، أدى استخدام أسمدة النسغ إلى زيادة كبيرة في غلة الذرة والقمح.

المحاصيل البستانية: في كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية ، أظهرت أشجار الفاكهة التي تستخدم الأسمدة المختلطة للنسغ مقاومة أكبر للجفاف وغلات فاكهة أعلى.

تحسين التربة واستعادة البيئة: في أستراليا ، تُستخدم الأسمدة النسغ لاستعادة الأراضي العشبية والغابات المتدهورة من خلال تعزيز الاحتفاظ بالمياه في التربة ، وتعزيز جهود الاستعادة البيئية بشكل كبير.

الاتجاهات والفرص المستقبلية

مع التطورات المستمرة في تكنولوجيا النسغ ، وتحسين احتباس الماء ، وقابلية التحلل البيولوجي ، وتحمل الملح ، فإن سيناريوهات تطبيقها في مجال الأسمدة آخذة في التوسع. على الصعيد العالمي ، وخاصة في المناطق المعرضة للجفاف والبلدان التي تعاني من إجهاد مائي زراعي ، يستمر الطلب في السوق على أسمدة النسغ في الارتفاع. تقترح "الخطة الخمسية الرابعة عشرة" الصينية صراحة تعزيز الزراعة الموفرة للمياه ، والمواءمة تماما مع تطبيق النسغ.

يجلب تطبيق SAP حلولاً مبتكرة لصناعة الأسمدة ، وتحسين الحفاظ على مياه التربة ، وتوسيع فعالية المغذيات ، وتعزيز استخدام الأسمدة. لا تلبي الأسمدة العصارة المتطلبات الزراعية الحديثة للحفاظ على الموارد فحسب ، بل توفر أيضًا حلولًا عملية للإنتاج الزراعي للمناطق المعرضة للجفاف والقاحلة. كما تقدم التكنولوجيا ويصبح التعليم السوق على نطاق واسع ، آفاق التنمية المستقبلية للأسمدة النسغ واسعة ، تستعد لاحتلال مكانة كبيرة في السوق الزراعية العالمية.