نظام الأرز والسمك

يشكل الأرز والسمك علاقة تكافلية ، إذ يستفيد كلاهما من النمو معًا. يوفر الأرز للأسماك المأوى والظل، ويساهم في خفض درجة حرارة الماء، بالإضافة إلى الحشرات العاشبة والحيوانات الصغيرة الأخرى التي تتغذى على الأرز. ^{[ 7 ]} يستفيد الأرز من الفضلات النيتروجينية التي تنتجها الأسماك، بينما تقلل الأسماك من الآفات الحشرية مثل نطاطات الأرز البنية ، والأمراض مثل لفحة غمد الأرز ، والأعشاب الضارة. ^{[ 7 ]} وبمكافحة الأعشاب الضارة، يقل التنافس على العناصر الغذائية. ويمكن استخدام _ثاني أكسيد الكربون الذي تطلقه الأسماك في عملية التمثيل الضوئي للأرز. ^{[ 5 ]}

تسمح حركة الأسماك المستمرة بتفكيك التربة السطحية، مما قد يؤدي إلى:

• تحسين مستويات الأكسجين عن طريق زيادة كمية الأكسجين المذاب. ^{[ 8 ]} ونتيجة لذلك، يزداد نشاط الكائنات الدقيقة وتنتج المزيد من العناصر الغذائية القابلة للاستخدام، مما يسمح بزيادة امتصاص العناصر الغذائية للأرز. ^{[ 8 ]}

• زيادة تمعدن المادة العضوية. ^{[ 5 ]}
• تحسين إطلاق العناصر الغذائية في التربة.
• تعزيز تحلل الأسمدة وبالتالي زيادة فعاليتها. ^{[ 5 ]}
• تحسين نمو جذور الأرز. ^{[ 5 ]}

تتحسن خصوبة التربة بإضافة الأسماك، حيث يُعدّ روثها سماداً يُعيد تدوير المواد العضوية والنيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم . ^{[ 5 ]} كما تُساعد إضافة الأسماك إلى حقول الأرز في الحفاظ على صحة التربة والتنوع البيولوجي والإنتاجية. ^{[ 7 ]}

يشمل التنوع المائي في أنظمة زراعة الأرز وتربية الأسماك العوالق النباتية والحيوانية ، بالإضافة إلى حيوانات قاع التربة والميكروبات ؛ وتلعب جميعها دورًا في تعزيز خصوبة التربة ودعم الإنتاج على المدى الطويل. ^{[ 5 ]} ومع ذلك، قد تتعرض المجتمعات القاعية للاضطراب نتيجة الرعي المستمر من قبل الأسماك. ^{[ 5 ]}

تُعدّ أنظمة زراعة الأرز والأسماك أنظمة زراعية متعددة تعتمد على إمكانية تحقيق منفعة متبادلة. ولتطبيق ذلك عملياً، تُضاف قنوات في حقول الأرز المسطحة سابقاً للسماح للأسماك بمواصلة النمو حتى خلال موسم حصاد الأرز ومواسم الجفاف. ^{[ 3 ] [ 9 ]}

قبل إنشاء حقل الأرز، يُعالج الحقل بـ 4.5-5.25 طن للهكتار (2.0-2.3 طن قصير/فدان) من السماد العضوي . ^{[ 3 ]} يُضاف السماد العضوي مرة أخرى خلال موسم النمو الرئيسي، بمعدل 1.5 طن للهكتار (0.7 طن قصير/فدان) كل 15 يومًا. ^{[ 3 ]} يوفر هذا السماد العناصر الغذائية اللازمة للأرز، بالإضافة إلى مزارع العوالق والكائنات القاعية المضافة التي تُغذي الأسماك. ^{[ 3 ]} خلال موسم النمو الرئيسي، تُستخدم أعلاف تكميلية تُكمّل مزارع العوالق والكائنات القاعية، وتُقدّم مرة أو مرتين يوميًا. ^{[ 3 ]} تشمل هذه الأعلاف التكميلية مسحوق السمك ، وكسب فول الصويا ، ونخالة الأرز ، ونخالة القمح . ^{[ 3 ]} تُزرع الأسماك بمعدل يتراوح بين 0.25 و1 سمكة لكل متر مربع (1000-4000 سمكة/فدان) . ^{[ 9 ]}  

يمكن أن تُهدد الأسماك غير المرغوب فيها أو الأنواع الغازية العلاقة التكافلية بين الأرز والأسماك، وبالتالي تُقلل الإنتاجية. على سبيل المثال، في نموذج تربية الأرز وسمك اللوتش المستنقعي المتكامل، يُعتبر سمك السلور ، وسمك رأس الأفعى ( Channa argus )، وثعبان البحر ( Monopterus albus ) من الأنواع غير المرغوب فيها. ^{[ 3 ]} تُشكل الطيور الجارحة تهديدًا؛ ويمكن استخدام شباك الطيور لحماية الأسماك. ^{[ 3 ]}

تختلف المكاسب الصافية بين الدول وداخلها. وبشكل عام، تُؤثر حقول الأرز والأسماك المتكاملة إيجابًا على صافي العائدات. ففي بنغلاديش ، تزيد صافي العائدات بأكثر من 50% مقارنةً بزراعة الأرز الأحادية. ^{[ 6 ]} وفي الصين، تتراوح الزيادة في صافي العائدات حسب المنطقة بين 45% و270%. ^{[ 6 ]} بينما سُجلت حالة خسارة في صافي العائدات في تايلاند، حيث بلغت ربحية زراعة الأرز الأحادية 80% فقط. ^{[ 10 ]} وقد يُعزى ذلك إلى الاستثمار الأولي اللازم لبدء النظام. ^{[ 10 ] [ 11 ]} وقد أدى استخدام أنظمة زراعة الأرز والأسماك إلى زيادة غلة الأرز وإنتاجيته من 6.7 إلى 7.5 طن للهكتار (3.0 إلى 3.3 طن قصير/فدان) ، وزيادة إنتاجية الأسماك من 0.75 إلى 2.25 طن للهكتار (0.3 إلى 1.0 طن قصير/فدان) . ^{[ 12 ]} وتُشكل أنظمة زراعة الأرز والأسماك عامل جذب سياحي محتمل، إذ تُضفي هذه الممارسة طابعًا مميزًا على المشهد الطبيعي. ^{[ 11 ]} إن إضافة الأسماك تُنَوِّع إنتاج المزرعة، وتزيد من الأمن الغذائي، وتُدرّ دخلاً؛ ويعلق هالوارت وغوبتا بأنه إذا أدى ذلك أيضاً إلى زيادة إنتاجية الأرز وتقليل الحاجة إلى الأسمدة والمبيدات، فإن هذه تُعد "مزايا إضافية". ^{[ 13 ]}  

في عام ١٩٨١، أقرت لجنة الصحة الصينية بحقول الأرز المتكاملة كإجراء محتمل للحد من أعداد البعوض الناقل لأمراض مثل الملاريا وحمى الضنك . ^{[ ٣ ]} ينخفض ​​عدد يرقات البعوض في حقول الأرز المتكاملة لأن أسماك المياه العذبة تتغذى عليها بشكل روتيني. ^{[ ١٤ ]} قد تُسهم أنظمة زراعة الأرز مع الأسماك في تقليل أعداد القواقع ، المعروفة بنقلها للديدان المثقوبة التي تُسبب بدورها داء البلهارسيا . ^{[ ١٥ ]} قد تتحسن الأنظمة الغذائية للمزارعين بإضافة البروتين السمكي. ^{[ ١١ ]} يُعد انخفاض مقاومة المضادات الحيوية فائدة أخرى محتملة؛ إذ تتميز البكتيريا في أنظمة زراعة الأرز مع جراد البحر بانخفاض تواتر وتنوع جينات مقاومة المضادات الحيوية مقارنةً بأنظمة الاستزراع المائي التي لا تحتوي على الأرز. ^{[ ١٦ ]}

بما أن الأسماك تُكافح الآفات والأعشاب الضارة، فإن استخدام المواد الكيميائية (مثل المبيدات الحشرية ومبيدات الأعشاب ) يقل، مما يُقلل من إطلاق هذه المواد الكيميائية الزراعية في البيئة. ^{[ 11 ]} وقد أظهرت القياسات أن حقول الأرز التي تُربى فيها الأسماك تتطلب استخدامًا أقل للأسمدة بنسبة 24% واستخدامًا أقل للمبيدات بنسبة 68% مقارنةً بالأرز المزروع بمفرده. ^{[ 4 ]} إضافةً إلى ذلك، غالبًا ما يختار المزارعون عدم استخدام المبيدات، تجنبًا لإلحاق الضرر بالأسماك. ^{[ 17 ]}

وبالتالي، يزداد التنوع البيولوجي . ^{[ 18 ]} على سبيل المثال، أدت إضافة سمك الشبوط الشائع ( Cyprinus carpio ) إلى زراعة الأرز الأحادية إلى زيادة عدد مسارات نقل الطاقة بنسبة 78.69%، بينما زادت كفاءة نقل الطاقة بنسبة 67.86%. ^{[ 19 ]}

بالإضافة إلى ذلك، يمكن لأنظمة زراعة الأرز مع الأسماك أن تقلل من انبعاثات غاز الميثان مقارنةً بزراعة الأرز الأحادية. ^{[ 18 ]} تُعد حقول الأرز من أهم مصادر انبعاثات الغازات الدفيئة في القطاع الزراعي ، والتي تُساهم في تغير المناخ ، ويعود ذلك أساسًا إلى أنها، عند غمرها بالمياه بشكل دوري، تُوفر بيئةً مناسبةً لنمو البكتيريا المنتجة للميثان ؛ وبشكل عام، تُساهم حقول الأرز بنحو 10% من ظاهرة الاحتباس الحراري العالمية. وقد تُساهم أنظمة زراعة الأرز مع الأسماك في خفض انبعاثات غاز الميثان على نطاق عالمي. ^{[ 4 ]}

في العقد الثاني من الألفية الثانية، تم تصدير أنظمة زراعة الأرز مع تربية الأسماك إلى الدول النامية بفضل صندوق منظمة الأغذية والزراعة/الصين الاستئماني. ^{[ 12 ]} أُرسل نحو 80 خبيرًا صينيًا في هذا المجال إلى دول نامية في مناطق مختلفة من العالم، مثل بعض الدول الأفريقية وأجزاء أخرى من آسيا وجنوب المحيط الهادئ، لتطبيق هذه الأنظمة وشرح فوائدها، فضلًا عن تبادل خبراتهم الزراعية. ^{[ 12 ]} فعلى سبيل المثال، دمج برنامج التعاون بين الصين ونيجيريا في بلدان الجنوب أكثر من 10,000 هكتار (25,000 فدان) من حقول زراعة الأرز مع تربية الأسماك في نيجيريا ، مما أدى إلى مضاعفة إنتاج الأرز وسمك البلطي تقريبًا. ^{[ 12 ]}

يُهدد تغير المناخ الإنتاج الغذائي العالمي، إذ يُحدث تغيرات عديدة في الطقس الإقليمي، مثل ارتفاع درجات الحرارة، وهطول الأمطار الغزيرة، والعواصف. ^{[ 20 ] [ 21 ]} وقد تُؤدي هذه التغيرات إلى تفشي الآفات، كزيادة أعداد نطاطات النبات وحفارات السيقان . ^{[ 21 ]} وتُوفر أنظمة زراعة الأرز مع الأسماك إمكانية الاستفادة منها في المناخات المستقبلية، نظرًا لموثوقيتها واستقرارها العاليين مقارنةً بزراعة الأرز الأحادية في مواجهة أنماط الطقس المتغيرة. ^{[ 21 ]} ومن المرجح أن يكون النظام الزراعي المتنوع أكثر مرونة في مواجهة تغير المناخ، مما يُحسّن استخدام الموارد ويدعم مجموعة واسعة من خدمات النظام البيئي. ^{[ 22 ]}