بقلم الدكتور طارق عبدالعليم – المعمل المركزي للمناخ – مركز البحوث الزراعية – مصر
علاقة المبيدات مع تغير المناخ لها أهمية كبيرة في تشخيص العديد من الظواهر علي كوكب الأرض خاصة فيما يتعلق بالتأثير علي القطاع الزراعي وتأثير المبيدات علي البيئة المحيطة بهذا النشاط وفيما يلي خمس حقائق تمنحك كل ما تحتاجه ، لتبدو وكأنك الخبير الذي تريد أن تكونه.
1 – المبيدات الحشرية لن تتحلل بشكل أسرع دائمًا إذا كانت أكثر دفئًا
التفاعلات الكيميائية تسرع في درجات الحرارة الدافئة. فيما يتعلق بديناميكيات مبيدات الآفات ، هناك بعض الإجماع على أن ارتفاع درجة الحرارة بمقدار 10 درجات مئوية ، سيرتفع معدل تحويل مبيدات الآفات بنحو 2 درجة مئوية. لذلك تتوقع أن تتحلل مبيدات الآفات بشكل أسرع في إسبانيا مقارنة بالسويد.
ألقِ نظرة على الصورة المأخوذة من أطلس المحيط الحيوي: الاختلاف في درجات الحرارة يبلغ حوالي 15 درجة مئوية ، بحيث يرتبط بزيادة بمعدل أربعة أضعاف في معدل التفاعل بين جنوب السويد وجنوب إسبانيا.
ومع ذلك ، غالبًا ما ترتبط درجات الحرارة المرتفعة بالتربة الجافة. تكون معدلات التفاعل الميكروبي في التربة الجافة أبطأ مما هي عليه في التربة الرطبة ، على الرغم من أن التفاعلات الكيميائية النقية ليس لها هذا القيد.
الإجماع هنا هو أن معدلات التفاعل الميكروبي تتناسب إلى حد ما مع محتوى الماء ، بالنسبة إلى السعة الحقلية الرطبة ، والتربة. تكون الميكروبات سعيدة في التربة الرطبة.
إذا قارنا إسبانيا والسويد مرة أخرى ، فإن رطوبة التربة تبلغ حوالي 65٪ من سعة تخزين المياه (WHC) في جنوب السويد وحوالي 13٪ من WHC في جنوب إسبانيا. لذا ، فإن معدلات التفاعل الميكروبي ستكون 65٪ مقسومة على 13٪ (حوالي خمس مرات) أسرع في السويد.
اضرب هذه العوامل معًا وماذا تحصل؟ المعدلات في إسبانيا أسرع أربع مرات بسبب درجة الحرارة ولكن أبطأ بخمس مرات بسبب الرطوبة. قد تكون معدلات التفاعل أسرع في السويد!
الآن ، كان هذا مثالًا متطرفًا جدًا وبعض التقديرات تحتاج إلى قدر كبير من الصقل. لكن نأمل أن تحصل على الفكرة. عليك أن تضع في اعتبارك درجة الحرارة والرطوبة عندما تفكر في معدلات تفاعل مبيدات الآفات في التربة.
2 – الماء الدافئ لا يحتوي بالضرورة على المزيد من المبيدات
نعلم جميعًا أنه لإذابة المزيد من شيء ما (مثل الملح) ، فإنك تضع المقلاة على الطباخ. إنه يعمل علاجًا. ولكن إذا وضعت جسمًا كبيرًا من الماء ، مثل بحيرة ، في مناخ أكثر دفئًا قليلاً ، فإن كمية المبيدات الحشرية فيه ستنخفض قليلاً. لماذا هذا؟
ذلك لأن المواد تميل إلى أن تصبح أكثر تطايرًا ، وكلما زاد تسخينها. لذا فإن التطاير هو عملية موازنة بين ضغط البخار والذوبان ، وهو عمل موازنة نسميه غالبًا “قانون هنري” – عند درجة حرارة وضغط ثابتين ، توجد نسبة ثابتة من التركيزات في مرحلتي الهواء والماء. لكن تغير درجة الحرارة وتتغير النسبة أيضًا ، وينتهي المزيد من المادة في الطور الهوائي..
كل هذا يتوقف على مدى تأثير درجة الحرارة على كل من الذوبان وضغط البخار. المصطلحات الفنية لهذه هي “المحتوى الحراري للذوبان والتبخير” ، وعادة ما يتم التعبير عنها على أساس الرحى. التأثير على الذوبان أو ضغط البخار يتناسب مع هذا الرقم.
بالنسبة لمبيدات الآفات ، لا يوجد سوى عدد قليل من الدراسات التي تبحث في هذا الأمر ، ولكن إذا كنت لا تعرف أي شيء أفضل ، يمكنك القول أن المحتوى الحراري للذوبان يبلغ حوالي 27 كيلو جول / مول وأن المحتوى الحراري للتبخير يبلغ حوالي 95 كيلو جول / مول – يمكنك القراءة عن ذلك على صفحة الويب الخاصة بمطوري نموذج نموذج PEARL للمبيدات. نظرًا لأن قيمة التبخير أعلى من قيمة الذوبان ، فإن تأثير درجة الحرارة على ضغط البخار يكون أكبر من التأثير على الذوبان.
تعتبر الخسائر في الهواء صغيرة جدًا بالنسبة لمعظم مبيدات الآفات ، وعادة ما يكون تلوث المياه مصدر قلق أكبر. لكن لا يزال من المثير للاهتمام ملاحظة أن المبيدات الحشرية تميل إلى ترك المياه الأكثر سخونة وتتجه إلى الأعلى ، صعودًا وبعيدًا في الغلاف الجوي.
3 – يمكن أن يقلل الطقس البارد من ترشيح المبيدات
الارتشاح هو ما نسميه العملية عندما يأخذ الماء الذي يتقاطر عبر التربة مبيدات الآفات معه ، في رحلة يمكن أن تنتهي عند منسوب المياه الجوفية. في أوروبا ، غالبًا ما يرتبط الطقس الأكثر برودة بالطقس الرطب ، لذلك تتوقع أن تحمل الأمطار الزائدة المبيدات الحشرية في رحلتها بشكل أكبر. هذا صحيح عادة. ومع ذلك ، هناك حالتان حيث سيكون هذا خطأ.
- الطقس البارد حقا.
هذا شائع جدًا في الدول الاسكندنافية ، في حين أن أوروبا الشرقية لديها جزء كبير منه أيضًا.
تتجمد الأرض ، وكل التساقطات صلبة ولا يتحرك شيء في أي مكان. ومع ذلك ، عندما تبدأ الأشياء في الاحماء قليلاً ، يمكن أن تكون هناك وفرة معقولة من المياه تحاول التسرب من خلالها. السؤال هو؛ هل ستبقى الأرض متجمدة لفترة كافية بحيث تتدفق المياه قبل أن تصل إلى التربة؟
- الطقس البارد يمكن أن يسحب مبيدات الآفات من الماء
يتم موازنة كمية المبيدات في الماء مع المبيدات الملتصقة بالتربة – وعادة ما نطلق على هذا “الامتصاص”. ليس لدينا كل التفاصيل ، ولكن تشير العديد من الدراسات إلى أنه عندما تنخفض درجة الحرارة ، يتأرجح الميزان بعيدًا عن الماء باتجاه المادة الصلبة. هذا يعني أن هناك القليل من المواد المتاحة للغسيل. يوضح هذا الرسم البياني التأثير بدقة شديدة. تعني المنحدرات الحادة على الرسم البياني حدوث المزيد من الامتصاص. تكون المنحدرات عند درجات حرارة منخفضة (4.5 درجة مئوية) أكبر بكثير من المنحدرات عند درجات حرارة عالية (37 درجة مئوية).
لذلك ، ما دمت تسقط درجة الحرارة فقط ولا يرتفع معدل هطول الأمطار ، فسوف ينخفض الترشيح.
4 – سقوط الأمطار بغزارة لا يعني جريان المبيدات
على الأقل ليس بالضرورة. إذا لم يكن لديك أي مطر ، فلن يكون لديك أي مياه متدفقة أيضًا. إذا كان لديك القليل من المطر ، فسوف يتسرب هذا إلى التربة ، وربما ينقل معه القليل من المبيدات الحشرية. لكن ماذا عن الأمطار الغزيرة؟
في هذه الحالة ، لديك عدة عوامل مختلفة. بادئ ذي بدء ، حالة التربة – هل يسهل اختراق الماء؟ تجعل قشور التربة الاختراق أمرًا صعبًا ، في حين أن التربة الطينية الثقيلة مقاومة بشكل طبيعي والتربة الرطبة جدًا ليس لديها مساحة لمياه جديدة.
ثانيًا ، لديك المنحدر: ستؤدي الأرض شديدة الانحدار إلى الجريان السطحي في وقت مبكر من حدث المطر مقارنة بالأرض المنحدرة برفق ، على الرغم من أن المبلغ الإجمالي قد يكون هو نفسه. ثالثًا ، لديك نمط هطول الأمطار. إذا سقطت كلها دفعة واحدة ، فستزداد احتمالية حدوث الجريان السطحي ، لأنه لن يكون هناك وقت لامتصاصها.
يسمى نمط شدة هطول الأمطار “تعرية” المطر. تشير التآكلية إلى حركة الأجزاء الصلبة من التربة التي قد تحتوي على مبيدات الآفات ، ولكنها تعمل بشكل جيد بما فيه الكفاية للمياه والمبيدات المذابة أيضًا. إذا كنت تأخذ متوسط التآكل على مدى فترة طويلة من الزمن ، يمكنك إنشاء خريطة حيث يكون التعرية أعلى بشكل عام. هذه ليست مثل خرائط الأماكن التي يكون فيها هطول الأمطار أعلى.
هناك بعض الأماكن الرطبة جدًا ذات التآكل المنخفض ، مثل أيرلندا والدنمارك وألمانيا الشمالية. بعض المناطق الجافة في إسبانيا وجنوب إيطاليا لديها قابلية عالية للتآكل. الأماكن التي تكون فيها العواصف أكثر أهمية هي على طول السواحل الغربية وعبر جنوب أوروبا. إذا نسينا نوع التربة والانحدار وحتى نمط استخدام مبيدات الآفات للحظة ، فإن هذه الأماكن هي التي من المرجح أن تولد جريانًا للمبيدات.
5- الآثار الرئيسية لتغير المناخ على مصير المبيدات لن تكون بسبب الفيزياء أو الكيمياء
هناك إجماع واضح على أن المناخ يتغير. تشمل بعض السمات الرئيسية لمناخ المستقبل في أوروبا فصول شتاء أكثر دفئًا ورطوبة وصيفًا أكثر دفئًا وجفافًا وعاصفًا. يؤثر المناخ على مجموعة من السمات الزراعية الإيكولوجية ، على سبيل المثال توقيت الإصابة أو العدوى (وفي الواقع أنواع الآفات) ؛ معدل نمو النبات. وظروف التربة مثل محتوى الكربون العضوي وحالة الرطوبة ومدى التشقق.
قام علماء تغير المناخ بتصنيف مجموعة واسعة من الاستجابات البشرية المحتملة لهذه التغييرات من مجموعة من وجهات النظر ، ومن هذا يمكننا بسهولة تفسير تأثيرات المناخ الحالي.
يمكن تلخيص الاستجابات البشرية لسيناريو الزراعة الإيكولوجية على شكل قائمة من الاختيارات:
قرار زراعة قطعة أرض اختيار أي محصول ينمو-الصنف-الري-اختيار المبيدات-معدل وتوقيت وتكرار استخدام مبيدات الآفات.
يمكن اعتبار التأثيرات غير المباشرة للمناخ على مصير مبيدات الآفات بمثابة توتر بين الدوافع المجتمعية المزدوجة لزيادة الإنتاج مع الحفاظ على السلامة البيئية. هل ستفوق التأثيرات غير المباشرة التأثيرات المباشرة وجاء في البيان أنه “على المدى الطويل ، قد يكون لتغير استخدام الأراضي الناتج عن التغيرات في المناخ تأثير أكثر أهمية على مبيدات الآفات في البيئة من التأثيرات المباشرة لتغير المناخ على مصير مبيدات الآفات المحددة وعمليات النقل”.
لذا ، فإن أكبر تأثير لتغير المناخ على مصير مبيدات الآفات ليس الفيزياء والكيمياء ، بل سلسلة ردود فعل المزارعين والمستهلكين والمنتجين وتجار التجزئة والسياسيين في كيفية اتخاذ قرار جميعًا بالاستجابة للتغييرات.
