14.4: الزراعة المستدامة

الزراعة المستدامة هي طريقة للزراعة لا تستنفد الموارد الطبيعية أو تؤدي إلى تدهور البيئة وبالتالي يمكن أن تستمر إلى أجل غير مسمى. غالبًا ما تعتمد المزارع المستدامة على مكونات النظم البيئية المحلية. على سبيل المثال، قد يعززون ظروف التحلل الطبيعي للنفايات أو يوظفون أعداء طبيعيين للسيطرة على الآفات من خلال الافتراس أو المنافسة. وبشكل أكثر تحديدًا، تصف «فواتير المزارع» لعامي 1977 و1990 الزراعة المستدامة بأنها «نظام متكامل لممارسات الإنتاج النباتي والحيواني له تطبيق خاص بالموقع من شأنه، على المدى الطويل، أن:

• تلبية احتياجات الإنسان من الغذاء والألياف؛
• تعزيز الجودة البيئية وقاعدة الموارد الطبيعية التي يعتمد عليها الاقتصاد الزراعي؛
• تحقيق أقصى قدر من الكفاءة في استخدام الموارد غير المتجددة والموارد الزراعية ودمج الدورات البيولوجية الطبيعية والضوابط عند الاقتضاء؛
• الحفاظ على الجدوى الاقتصادية للعمليات الزراعية؛
• تحسين نوعية الحياة للمزارعين والمجتمع ككل».

يعد تعزيز التنوع البيولوجي أمرًا أساسيًا للزراعة المستدامة، ويؤدي التنوع البيولوجي المرتفع إلى خدمات النظام البيئي السليمة مثل دورة المغذيات وتنظيم مجموعات الآفات. هذا يتوافق مع هدف الزراعة المستدامة: محاكاة العمليات الموجودة في النظم البيئية الطبيعية. على عكس الزراعة الأحادية للزراعة الصناعية، تعد الزراعة متعددة الثقافات ممارسة شائعة في الزراعة المستدامة. هذا يساعد في تنظيم الآفات والحفاظ على خصوبة التربة (انظر أدناه). تعتبر بنوك البذور، وهي مواقع يتم فيها تخزين العديد من أنواع البذور المختلفة، أساسية للحفاظ على التنوع الجيني للمحاصيل. مواقع التخزين هذه باردة بما يكفي للحفاظ على البذور مجمدة بشكل طبيعي (الشكل$\PageIndex{a}$).

الشكل$\PageIndex{a}$: قبو سفالبارد العالمي للبذور في النرويج. الصورة من ميكسو (CC-BY-SA).

الإدارة المتكاملة للآفات

تشير الإدارة المتكاملة للآفات (IPM) إلى مزيج من ممارسات مكافحة الآفات التي يقودها المزارعون والقائمة على البيئة والتي تسعى إلى تقليل الاعتماد على المبيدات الكيميائية الاصطناعية. يستخدم عدة طرق في وقت واحد للسيطرة على مجموعات الآفات. تتمثل خطوات الإدارة المتكاملة للآفات في (1) تحديد الآفات الحقيقية، (2) تحديد العتبات والرصد (الشكل$\PageIndex{b}$)، و (3) وضع خطة عمل. نظرًا لأن العديد من الحشرات والميكروبات والكائنات الحية الأخرى الموجودة في المنطقة الزراعية لها تأثير محايد أو مفيد، فليس من الضروري إزالتها. الآفات الحقيقية هي تلك التي تسبب ضررًا اقتصاديًا، وتتم إدارتها (إبقائها دون مستويات ضارة اقتصاديًا) بدلاً من القضاء عليها.

الشكل$\PageIndex{b}$: قائد بحري متقاعد ومالك أرض يفحصون مصيدة حشرات كجزء من ممارسة الحفظ المتكاملة لإدارة الآفات (IPM). الصورة من NRCS (المجال العام).

تعتمد خطة عمل المكافحة المتكاملة للآفات على أربعة أنواع من الرقابة: الثقافية والميكانيكية والبيولوجية والكيميائية. يتم سرد هذه الطرق بالترتيب من الأقل إلى الأكثر تأثيرًا على البيئة وبالتالي يتم تطبيقها بهذا الترتيب. على سبيل المثال، تتم محاولة السيطرة الثقافية أولاً. إذا لم يكن ذلك فعالًا، تتم إضافة التحكم الميكانيكي إلى الخطة، وما إلى ذلك. يتم استخدام المكافحة الكيميائية كملاذ أخير ويتم إلغاء التأكيد عليها في خطة المكافحة المتكاملة للآفات. عندما يجب استخدام مبيدات الآفات، يتم اختيارها وتطبيقها بطريقة تقلل من الآثار الضارة على الكائنات الحية المفيدة والبشر والبيئة. من المفهوم عمومًا أن تطبيق نهج الإدارة المتكاملة للآفات لا يعني بالضرورة القضاء على استخدام مبيدات الآفات، على الرغم من أن هذا هو الحال غالبًا لأن مبيدات الآفات غالبًا ما يتم الإفراط في استخدامها لمجموعة متنوعة من الأسباب.

بديل للرش: مكافحة دودة اللوز في شاندونغ

يستخدم المزارعون في شاندونغ (الصين) طرقًا مبتكرة للسيطرة على انتشار دودة اللوز في القطن عندما أصبحت هذه الحشرة مقاومة لمعظم المبيدات الحشرية. من بين تدابير الرقابة التي تم تنفيذها ما يلي:

1. استخدام الأصناف المقاومة للآفات وزرع القطن بالقمح أو الذرة.
2. استخدام المصابيح وأغصان الحور لاصطياد وقتل البالغين لتقليل عدد البالغين.
3. في حالة استخدام المبيدات الحشرية، تم وضعها على أجزاء من جذع نبات القطن بدلاً من رش الحقل بأكمله (لحماية الأعداء الطبيعيين لدودة اللوز).

كانت هذه الأدوات وبعض أدوات المكافحة البيولوجية الإضافية فعالة في السيطرة على مجموعات الحشرات ومقاومة الحشرات وحماية البيئة المحيطة وخفض التكاليف.

التحكم الثقافي

تشير السيطرة الثقافية إلى تقليل الظروف التي تسمح للآفات بالازدهار والانتشار. تشمل الأمثلة التناوب على المحاصيل التي يتم زراعتها كل عام (تناوب المحاصيل)، وزراعة أنواع متعددة من المحاصيل بالقرب من بعضها البعض (الزراعة البينية؛ الشكل$\PageIndex{c}$)، واختيار الأصناف المقاومة للآفات، وزراعة جذور خالية من الآفات (أجزاء النباتات تحت الأرض). يمنع تناوب المحاصيل الآفات المتخصصة في نوع معين من المحاصيل من الاستمرار عامًا بعد عام لأن النباتات المضيفة لها لا تتوفر إلا في سنوات معينة. وبالمثل، فإن الزراعة البينية تحد مكانياً من انتشار الآفات. الزراعة الشريطية هي نوع من الزراعة البينية التي تتضمن زراعة أنواع مختلفة من المحاصيل في صفوف متناوبة. قد تصيب الآفات صفًا واحدًا (أو عدة صفوف) من الأنواع المضيفة، ولكن سيتعين عليها تجاوز صفوف متعددة من غير المضيفين للوصول إلى نباتات مضيفة إضافية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تشمل الرقابة الثقافية تحسين استخدام الري والأسمدة لتعزيز الدفاع عن النبات والحد من انتشار الأمراض. يمكن أن تكون طرق التحكم الثقافي فعالة للغاية وفعالة من حيث التكلفة ولا تشكل أي خطر على الناس أو البيئة.

الشكل$\PageIndex{c}$: مومورديكا شارانتيا (البطيخ المر) المزروع بالأرز في الفلبين (السيطرة الثقافية). تظهر نباتات البطيخ المر من الثقوب البلاستيكية التي تستخدم للتحكم الميكانيكي في الأعشاب الضارة. الصورة من قبل القاضي فلورو (CC-BY-SA).

تحكم ميكانيكي

يشير التحكم الميكانيكي إلى إزالة الآفات جسديًا أو استبعادها بالحواجز (الشكل$\PageIndex{d}$). تشمل أدوات التحكم الميكانيكية التي تزيل الآفات مصائد الحشرات اللاصقة، ومصائد الخلد، وإزالة الأعشاب الضارة يدويًا. تعتبر الشباك لاستبعاد الطيور وسياج الغزلان وقماش الحشائش وحواجز الحشائش البلاستيكية (الشكل$\PageIndex{c}$) أو المهاد أمثلة إضافية للتحكم الميكانيكي.

الشكل$\PageIndex{d}$: مصيدة الحشرات الشمسية هذه هي مثال للتحكم الميكانيكي. تنبعث منها الأشعة فوق البنفسجية لجذب الحشرات ويتم إعادة شحنها باستخدام الألواح الشمسية الصغيرة. الصورة بواسطة مصيدة MGK الشمسية (CC-BY-SA).

التحكم البيولوجي

المكافحة البيولوجية هي استخدام الكائنات الحية لتقليل أعداد الآفات (انظر أيضًا الأنواع الغازية). تتضمن إحدى استراتيجيات المكافحة البيولوجية إطلاق الأعداء الطبيعيين، مثل الحيوانات المفترسة أو الطفيليات أو الطفيليات لكائنات الآفات (تشبه الطفيليات الطفيليات الطفيليات، لكنها تقتل مضيفيها باستمرار). يمكن أن يعتمد البستانيون المنزليون أيضًا على الأعداء الطبيعيين من خلال شراء السرعوف المفترس أو الخنافس (خنافس الدعسوقة) أو الأربطة للإفراج عنها (الشكل$\PageIndex{e}$). تشمل الأمثلة الناجحة خنافس الطيور لخفض أعداد المن، والدبابير الطفيلية للسيطرة على الذبابة البيضاء، والفطريات، مثل الترايكوديرما، لقمع أمراض النبات التي تسببها الفطريات.

الشكل$\PageIndex{e}$: تعتبر أجنحة الدانتيل من الحيوانات المفترسة الطبيعية لآفات الحدائق والمحاصيل. الصورة بواسطة ArtSehn/PixaBay (ترخيص Pixabay).

إذا لم يتم استخدام المكافحة الكيميائية بعناية، فقد يكون لها عواقب سلبية غير مقصودة على المكافحة البيولوجية. في عام 1887، كان مقياس الوسادة القطنية (موطنه أستراليا) يدمر بساتين الحمضيات في كاليفورنيا. ذهب عالم حشرات أمريكي إلى أستراليا للعثور على عدو طبيعي وعاد مع خنفساء الفيداليا، وهي نوع من خنفساء الدعسوقة. تم إطلاق الخنفساء في كاليفورنيا، وسرعان ما تمكنت من السيطرة على الميزان، على الأقل حتى عام 1946. في ذلك العام، عادت الآفة بشكل درامي. تزامن ذلك مع أول استخدام لمبيد الآفات المحظور الآن ثنائي كلورو ثنائي فينيل ثلاثي كلورو الإيثان (DDT) في البساتين. لم تقتل مادة دي دي تي الحشرات المستهدفة فحسب، بل قتلت خنفساء الفيداليا أيضًا. فقط من خلال تغيير إجراءات الرش وإعادة إدخال الخنفساء تم التحكم في الحشرة القشرية مرة أخرى.

هناك استراتيجية أخرى للمكافحة البيولوجية تتضمن إطلاق الذكور العقيمين، الذين يتنافسون مع الذكور ذوي الخصوبة على زملائهم، مما يؤدي في النهاية إلى تقليل حجم مجموعات الآفات. تم تطبيق هذه التقنية لأول مرة ضد ذبابة الدودة اللولبية، وهي آفة خطيرة تصيب الماشية (الشكل$\PageIndex{f}$). تضع أنثى الذباب بيضها في القروح أو الجروح المفتوحة الأخرى على الحيوانات. بعد الفقس، تأكل اليرقات أنسجة مضيفها. أثناء قيامهم بذلك، يعرضون مساحة أكبر لوضع البيض، وغالبًا ما يقتلون المضيف في النهاية.

الشكل$\PageIndex{f}$: يُعتقد أنه تم القضاء على ذبابة الدودة الحلزونية في الولايات المتحدة بحلول عام 1966، عادت ذبابة الدودة الحلزونية، وهي آفة للماشية، إلى الظهور في الغزلان في محمية كي دير الوطنية في فلوريدا في عام 2016. تم إطلاق الذكور العقيمين مرة أخرى، وتم القضاء على الآفة من فلوريدا في عام 2017. الصورة بواسطة جودي غالاغر (CC-BY).

قبل استئصالها من جنوب شرق الولايات المتحدة، كانت الدودة الحلزونية تتسبب في خسائر سنوية ضخمة في الثروة الحيوانية. تتضمن تقنية الذكور المعقمة إطلاق الذباب المعقم والمُربى في المصنع إلى التجمعات الطبيعية. يتم التعقيم عن طريق تعريض ذباب المصنع إلى ما يكفي من أشعة جاما لجعلها معقمة ولكن ليس بما يكفي لتقليل نشاطها العام.

بدءًا من أوائل عام 1958، تم إطلاق ما يصل إلى 50 مليون ذبابة معقمة كل أسبوع من الطائرات التي تحلق فوق فلوريدا وأجزاء من الولايات المجاورة. في كل مرة تتزاوج فيها أنثى خصبة من السكان الطبيعيين مع ذكر معقم، تضع الأنثى بيضًا معقمًا. نظرًا لأن الإناث تتزاوج مرة واحدة فقط، فقد وصلت مسيرتها الإنجابية إلى نهايتها. بحلول أوائل عام 1959، تم القضاء على الآفة تمامًا شرق نهر المسيسيبي. كانت المشكلة في الولايات الجنوبية الغربية أكثر صعوبة لأن ذبابة الشتاء في المكسيك ويمكن أن تتحرك عبر الحدود مع كل موسم جديد. ومع ذلك، من خلال توسيع البرنامج ليشمل المكسيك أيضًا، تم القضاء على ذبابة الدودة اللولبية أخيرًا من المكسيك في عام 1991.

نجحت تقنية الذكور المعقمة أيضًا في السيطرة على ذبابة فاكهة البحر الأبيض المتوسط («medfly»)، وهي ذبابة فاكهة مدمرة من الحمضيات والخوخ والكمثرى والتفاح في كاليفورنيا.

التحكم الكيميائي

تشير المكافحة الكيميائية إلى استخدام المبيدات. إذا كانت هناك حاجة إلى التحكم الكيميائي، فإن IPM تفضل المواد الكيميائية عالية الاستهداف، مثل الفيرومونات لتعطيل تزاوج الآفات. الفيرومونات هي إشارات كيميائية تطلقها الحيوانات للتواصل مع أعضاء آخرين من أنواعها. يطلق البشر والعديد من أنواع الحشرات على حد سواء الفيرومونات التي تعمل في جذب الاصحاب. يمكن أن يؤدي إطلاق هرمونات الآفات الحشرية إلى إرباك الذكور الباحثين عن رفقاء ومنعهم في النهاية من التكاثر (الشكل$\PageIndex{g}$). كان هذا «الارتباك الذكوري» ناجحًا ضد دودة اللوز الوردية التي تصيب القطن وقلل من الحاجة إلى المبيدات الحشرية الكيميائية التقليدية بنسبة 90٪. نجحت الفيرومونات أيضًا في مكافحة الآفات التي تهاجم الطماطم والعنب والخوخ. إذا لم تكن المواد الكيميائية المستهدفة فعالة، فقد تستخدم الإدارة المتكاملة للآفات مبيدات الآفات التقليدية، ومن الأفضل تطبيقها فقط على الأماكن التي تحتاج إليها وبأقل تركيز فعال. يعتبر الرش الإذاعي لمبيدات الآفات غير المحددة هو الملاذ الأخير.

الشكل$\PageIndex{g}$: يتم استخدام مصيدة الفرمون هذه للتحكم في حفار الأرز الآسيوي. تصيب اليرقات من هذا النوع من العثة سيقان الأرز. الصورة من مهدي (CC-BY-SA).

الممارسات المستدامة للحفاظ على خصوبة التربة

يمكن لمجموعة متنوعة من الممارسات المستدامة الحفاظ على جودة التربة. العديد من هذه الاستراتيجيات لها فوائد إضافية مثل تنظيم الآفات، والحد من تغير المناخ، ومنع تلوث المياه. تعمل هذه الطرق على إثراء التربة بالمغذيات، وضمان القدرة المناسبة على الاحتفاظ بالمياه (قدرة التربة على الاحتفاظ بالمياه)، والحد من عمليات تدهور التربة مثل التعرية والضغط.

تناوب المحاصيل

كما ذكرنا سابقًا، فإن دورات المحاصيل هي تسلسلات مخططة لمحاصيل مختلفة بمرور الوقت في نفس الحقل (الشكل$\PageIndex{h}$). توفر المحاصيل الدورية فوائد إنتاجية من خلال تحسين مستويات المغذيات في التربة وكسر دورات آفات المحاصيل. قد يختار المزارعون أيضًا تدوير المحاصيل من أجل تقليل مخاطر الإنتاج من خلال التنويع أو إدارة الموارد النادرة، مثل العمالة، أثناء الزراعة والحصاد. تقلل هذه الإستراتيجية من تكاليف المبيدات عن طريق كسر دورة الأعشاب والحشرات والأمراض بشكل طبيعي. كما تعمل الأعشاب والبقوليات بالتناوب على حماية جودة المياه عن طريق منع العناصر الغذائية الزائدة أو المواد الكيميائية من دخول إمدادات المياه.

الشكل$\PageIndex{h}$: يمكن استخدام تناوب المحاصيل على نطاق زراعي كبير (يسار) أو في حديقة أصغر (يمين). في كل حالة، تتغير أنواع المحاصيل المزروعة في كل موقع من سنة إلى أخرى. الصورة اليسرى من وزارة الزراعة الأمريكية (المجال العام) والصورة اليمنى من Sten Porse (CC-BY-SA).

زراعة المحاصيل

تعني الزراعة البينية زراعة محصولين أو أكثر بالقرب من بعضهما البعض خلال جزء من دورات حياتهم أو كلها لتعزيز تحسين التربة والتنوع البيولوجي وإدارة الآفات. يؤدي دمج مبادئ الزراعة البينية في العملية الزراعية إلى زيادة التنوع والتفاعل بين النباتات والمفصليات والثدييات والطيور والكائنات الحية الدقيقة مما يؤدي إلى نظام بيئي أكثر استقرارًا للمحاصيل واستخدام أكثر كفاءة للفضاء والمياه وأشعة الشمس والمواد المغذية (الشكل$\PageIndex{i}$). هذا النوع التعاوني من إدارة المحاصيل يحاكي الطبيعة ويخضع لعدد أقل من تفشي الآفات، وتحسين دورة المغذيات وامتصاص المغذيات للمحاصيل، وزيادة تسرب المياه والاحتفاظ بالرطوبة. تستفيد كل من جودة التربة وجودة المياه وموائل الحياة البرية.

الشكل$\PageIndex{i}$: الزراعة البينية للفاصوليا والذرة (الذرة). تحتوي الفاصوليا على عقيدات جذرية تحتوي على بكتيريا مثبتة للنيتروجين تثري التربة. الصورة من AnNAJB (CC-BY-SA).

من الأمثلة الشائعة على الزراعة الشريطية (نوع من الزراعة البينية؛ انظر أعلاه) تبديل محصول الصف مثل الذرة بمحصول يغطي الأرض مثل البرسيم. يساعد المحصول الذي يغطي الأرض على تقليل جريان المياه وحبس التربة المتآكلة من محصول الصف. إذا كان هذا المحصول الذي يغطي الأرض عضوًا في عائلة البقوليات مثل البرسيم أو فول الصويا ويرتبط بالبكتيريا المثبتة للنيتروجين، فإن تبديل الشرائط من زراعة إلى أخرى يمكن أن يساعد أيضًا في الحفاظ على خصوبة التربة السطحية.

محاصيل الغطاء

محاصيل الغطاء هي تلك التي تزرع في غير موسم الذروة لتجنب ترك التربة عارية. يمكنها منع تآكل التربة والرياح، وتحسين الخصائص الفيزيائية والبيولوجية للتربة، وتوفير العناصر الغذائية، وقمع الأعشاب الضارة، وتحسين توافر مياه التربة، وكسر دورات الآفات إلى جانب العديد من الفوائد الأخرى. غالبًا ما تكون محاصيل الغطاء من عائلة البقوليات وتساعد في إثراء التربة بالنيتروجين القابل للاستخدام. يمكن زراعة نوع واحد أو مزيج من أنواع محاصيل الغطاء (الشكل$\PageIndex{j}$).

الشكل$\PageIndex{j}$: بكرة (مكشكش) على جرار تُستخدم لتدحرج محصول غطاء الجاودار والبيقية المشعرة في أبريل في الولايات المتحدة. في حين أن البيقية المشعرة يمكن أن تحد من تآكل التربة وتضيف النيتروجين إلى التربة، إلا أنها أيضًا من الأنواع الغازية التي يجب إدارتها بعناية. الصورة والتعليق (معدلة) من السيد 1032 (CC-BY-SA).

الحراجة الزراعية

الزراعة الحراجية هي عملية زراعة صفوف من الأشجار يتخللها محصول نقدي (الشكل$\PageIndex{k-l}$). إلى جانب المساعدة في منع تآكل التربة بفعل الرياح والمياه، توفر الأشجار الظل الذي يساعد على تعزيز الاحتفاظ برطوبة التربة. توفر فضلات الأشجار المتحللة أيضًا بعض العناصر الغذائية للمحاصيل المزروعة. قد توفر الأشجار نفسها محصولًا نقديًا. على سبيل المثال، يمكن زراعة أشجار الفاكهة أو الجوز بمحصول الحبوب. يمكنك معرفة المزيد عن الزراعة الحرجية باستخدام هذا الموقع التفاعلي من قبل وزارة الزراعة الأمريكية وخدمة الغابات.

الشكل$\PageIndex{k}$: من خلال الحراجة الزراعية، يمكن زراعة المحاصيل غير الخشبية عالية القيمة (الأغذية والنباتات الطبية والأزهار الخشبية والحرف اليدوية) تحت حماية مظلة الغابات التي تمت إدارتها لتوفير بيئة محاصيل مواتية. الصورة والتعليق (تم تعديلهما) من USDA/UFS (المجال العام).

زراعة الكونتور والتراس

تتضمن الزراعة الكنتوري الحرث وزراعة صفوف المحاصيل على طول الخطوط الطبيعية للأرض المنحدرة بلطف (الشكل$\PageIndex{l}$). تساعد خطوط صفوف المحاصيل العمودية على المنحدر على إبطاء جريان المياه، وتمنع تكوين قنوات المياه، وتحد من تآكل التربة (وما ينتج عن ذلك من فقدان العناصر الغذائية). يعد استخدام المصاطب أسلوبًا شائعًا للتحكم في التعرية المائية على التلال والجبال الأكثر انحدارًا (الشكل$\PageIndex{l}$). يتم إنشاء تراسات واسعة ومستوية على طول خطوط المنحدرات، وتعمل بمثابة سدود تحبس المياه للمحاصيل، وتقلل من الجريان السطحي، وتحد من التعرية.

الشكل$\PageIndex{l}$: الزراعة الكنتوري (على اليسار) والمدرجات (على اليمين). في الزراعة الكنتوري، تموج صفوف المحاصيل بشكل عمودي على منحدرات الأرض. يستخدم هذا المثال (على اليسار) أيضًا الحراجة الزراعية. تتضمن زراعة الشرفات إنشاء هياكل تشبه الدرجات (مصاطب) متعامدة مع منحدر المنحدر لتقليل التعرية. الصورة اليسرى من بيكتشر 2016 (CC-BY-SA). الصورة الصحيحة من وزارة الزراعة الأمريكية (المجال العام).

الحد الأدنى من الحراثة والزراعة بدون حراثة

في الممارسات الزراعية الحديثة، تُستخدم الآلات الثقيلة لإعداد بذرة البذور للزراعة ومكافحة الأعشاب الضارة وحصاد المحصول. استخدام المعدات الثقيلة له العديد من المزايا في توفير الوقت والعمل، ولكن يمكن أن يسبب انضغاط التربة وتعطيل الكائنات الحية الطبيعية في التربة. تكمن مشكلة انضغاط التربة في أن زيادة كثافة التربة تحد من عمق تغلغل الجذور وقد تمنع النمو السليم للنبات. جانب آخر من حراثة التربة (خلط التربة) هو أنها قد تؤدي إلى تحلل أسرع للمواد العضوية بسبب زيادة تهوية التربة. على مساحات واسعة من الأراضي الزراعية، يؤدي ذلك إلى عواقب غير مقصودة تتمثل في إطلاق المزيد من أكاسيد الكربون والنيتروز (غازات الاحتباس الحراري) في الغلاف الجوي، مما يساهم في تغير المناخ.

واحدة من أسهل الطرق لمنع هذه المشاكل هي تقليل كمية الحراثة أو قلب التربة. في الحد الأدنى من الحراثة (الحراثة الحافظة) أو الزراعة بدون حراثة، يتم إزعاج الأرض بأقل قدر ممكن من خلال ترك بقايا المحاصيل في الحقول (الشكل$\PageIndex{m}$). تقوم تدريبات البذور الخاصة بحقن البذور والأسمدة الجديدة في التربة غير المحروثة. تساعد حراثة الحقول على تفتيت الكتل التي تم ضغطها مسبقًا، لذلك قد تختلف أفضل الممارسات في المواقع ذات القوام والتركيبات المختلفة للتربة. من خلال التخطيط السليم، يمكن للحد الأدنى من الحراثة والزراعة بدون حراثة أن يحدوا في نفس الوقت من تآكل التربة وضغطها، وحماية كائنات التربة، وخفض التكاليف (إذا تم تنفيذها بشكل صحيح)، وتعزيز تسرب المياه. علاوة على ذلك، يمكن بالفعل عزل الكربون في التربة بهذه الطرق، وبالتالي التخفيف من تغير المناخ. أثبتت الزراعة ذات الحد الأدنى أو بدون حراثة نجاحًا كبيرًا في أمريكا اللاتينية ويتم استخدامها في جنوب آسيا وأفريقيا. ومع ذلك، فإن العيب في هذه الطريقة هو أن بقايا المحاصيل يمكن أن تكون بمثابة موطن جيد للآفات الحشرية والأمراض النباتية.

الشكل$\PageIndex{m}$: الزراعة بدون حراثة هي أداة مهمة لمنع فقدان رطوبة التربة. الصورة من وزارة الزراعة الأمريكية (المجال العام).

مصدات الرياح

يمكن أن يساعد إنشاء مصدات الرياح عن طريق زراعة الأشجار العالية على طول محيط الحقول الزراعية في السيطرة على آثار تآكل التربة بفعل الرياح (الشكل$\PageIndex{n}$). تقلل مصدات الرياح من سرعة الرياح على مستوى الأرض، وهو عامل مهم في تآكل الرياح. كما أنها تساعد في حبس الثلج في أشهر الشتاء، مما يجعل التربة أقل تعرضًا. وكميزة جانبية، توفر مصدات الرياح أيضًا موطنًا للطيور والحيوانات. أحد العوائق هو أن مصدات الرياح يمكن أن تكون مكلفة للمزارعين لأنها تقلل من مساحة الأراضي الزراعية المتاحة.

الشكل$\PageIndex{n}$: مصدات الرياح هي صفوف من الأشجار والشجيرات التي تقلل من سرعة الرياح. فهي تعمل على تحسين غلة المحاصيل، وتقليل تآكل التربة، وتحسين كفاءة المياه، وحماية الثروة الحيوانية، والحفاظ على الطاقة. الصورة والتعليق (تم تعديلهما) من USDA/UFS (المجال العام).

الزراعة العضوية

غالبًا ما يتم دمج الزراعة العضوية في الزراعة المستدامة (الشكل$\PageIndex{o}$). للحصول على شهادة عضوية، يجب على المزارع تجنب استخدام المبيدات الاصطناعية والأسمدة الاصطناعية والكائنات المعدلة وراثيًا (الشكل$\PageIndex{p}$). تأتي اللحوم العضوية والدواجن والبيض ومنتجات الألبان من الحيوانات التي لا تُعطى المضادات الحيوية أو هرمونات النمو. بدلاً من ذلك، يمكن السيطرة على الآفات بواسطة أعداء طبيعيين أو مواد منتجة بشكل طبيعي مثل زيت النيم أو التراب الدياتومي. بعض البدائل العضوية لمبيدات الآفات الاصطناعية لها تأثير بيئي منخفض نسبيًا (مثل رذاذ الملح)، ولكن هناك العديد من المركبات المنتجة بشكل طبيعي والتي لا تزال سامة للأشخاص أو تسبب ضررًا بيئيًا عند استخدامها على نطاق واسع. ومن المثير للاهتمام أن التطبيق الخارجي لتوكسين Bt معتمد للزراعة العضوية، ولكن استخدام محاصيل Bt المعدلة وراثيًا ليس كذلك. ينتج عن هذا الأخير تركيزات أقل من توكسين Bt في البيئة لأنه يتم إنتاجه محليًا مباشرة بواسطة النباتات نفسها. باختصار، على الرغم من أن العديد من ممارسات الزراعة العضوية تفيد البيئة وتفي بأهداف الاستدامة، إلا أن بعض المزارع العضوية ليست مستدامة وبعض المزارع المستدامة ليست عضوية.

الشكل$\PageIndex{o}$: تعمل أخصائية الحفاظ على البيئة في وزارة الزراعة الأمريكية (USDA) شيميكيا موسلي (على اليمين) مع نوري إيكجورين (على اليسار) الذي يدير مزارع Urban Sprout Farms، وهي مزرعة حضرية عضوية ديناميكية حيوية ومعتمدة ليكوود هايتس، جورجيا. الصورة والتعليق (تم تعديلهما) بواسطة بريستون كيرس/وزارة الزراعة الأمريكية (المجال العام).

الشكل$\PageIndex{p}$: ملصق عضوي معتمد من وزارة الزراعة الأمريكية. تم التعديل من الصورة بواسطة nikoretro (CC-BY-SA).

خيارات المستهلك التي تدعم الزراعة المستدامة

حتى لو لم تكن مزارعًا أو مشرعًا، فلديك القدرة على تعزيز الزراعة المستدامة كمستهلك. كما تمت مناقشته في سلاسل الغذاء والشبكات الغذائية، يتطلب الأمر عمومًا المزيد من الأراضي والمزيد من الطاقة لإنتاج اللحوم مقارنة بالأطعمة النباتية بسبب النقل غير الفعال للطاقة من مستوى غذائي إلى آخر. لهذا السبب، تميل الأنظمة الغذائية النباتية إلى أن تكون أكثر استدامة، ولكن هذا يعتمد على أنواع الأطعمة المستهلكة وكيفية إنتاجها.

الطعام المحلي ليس طازجًا فحسب، ولكنه يتطلب أميالًا أقل من الطعام (الشكل$\PageIndex{q}$). في بعض النواحي، تسبب الأغذية العضوية تدهورًا بيئيًا أقل، ولكن لاحظ أن العضوية لا تعني بالضرورة الاستدامة (انظر أعلاه). نظرًا لأنه يحد من الآلات والمبيدات الحشرية الاصطناعية والأسمدة الاصطناعية، فإنه يحتوي على بصمة كربونية أصغر (مما يعني أنه يقلل من المساهمة في تغير المناخ). The Clean 15 عبارة عن قائمة بالمنتجات التي تحتوي على نسبة منخفضة من بقايا المبيدات. إذا كنت لا تستطيع شراء جميع الأطعمة العضوية، فهذه هي أفضل العناصر لشراء المواد غير العضوية. تشمل الأمثلة الأفوكادو والذرة الحلوة والأناناس. تسرد Dirty Dozen المنتجات التي تحتوي على معظم بقايا المبيدات. إذا كنت لا تستطيع شراء سوى عدد قليل من المواد العضوية، فمن الأفضل شراء هذه المنتجات العضوية. تشمل الأمثلة الفراولة والسبانخ والنكتارين. أخيرًا، تحتوي بعض الأطعمة، مثل لحم البقر، على بصمة كربونية وبصمة مائية أعلى من غيرها.

الشكل$\PageIndex{q}$: أسواق المزارعين هي أحد الخيارات لشراء الأطعمة المزروعة محليًا. الصورة من ناتالي ماينور (CC-BY).

مستقبل مفهوم الزراعة المستدامة

تبنى الكثيرون في المجتمع الزراعي الشعور بالإلحاح والاتجاه الذي يشير إليه مفهوم الزراعة المستدامة (الشكل$\PageIndex{r}$). أصبحت الاستدامة جزءًا لا يتجزأ من العديد من جهود البحوث الزراعية الحكومية والتجارية وغير الربحية، وبدأت في دمجها في السياسة الزراعية. وقد شرعت أعداد متزايدة من المزارعين ومربي الماشية في اتباع مساراتهم الخاصة لتحقيق الاستدامة، حيث أدمجوا النهج المتكاملة والمبتكرة في مشاريعهم الخاصة.

الشكل$\PageIndex{r}$: الزراعة المستدامة تجمع بين العديد من الأساليب. (1) في حالة استخدام المواد الكيميائية، يتم تطبيقها فقط عند الحاجة. (2) من خلال برنامج محمية الحفظ، يتم ترك البقع الأكثر أهمية من الناحية البيئية سليمة. (3) تقلل المصاطب الموجودة على المنحدرات من تآكل التربة. (4) يتم استكشاف المحاصيل بحثًا عن الآفات مثل جزء من الرصد، وهو أحد مكونات الإدارة المتكاملة للآفات. (5) محاصيل الغطاء تمنع التعرية وتثري التربة في غير المواسم. (6) يتم تضمين أنواع مختلفة من المحاصيل المزروعة على مقربة (الزراعة البينية) أو في سنوات مختلفة (تناوب المحاصيل). (7) الأراضي إما غير حرث على الإطلاق أو حرث الحد الأدنى (حراثة الحفظ). (8) من خلال الإدارة الدقيقة للمغذيات، يتم أخذ عينات من التربة في مواقع مختلفة، ويتم استخدام الأسمدة فقط عند الحاجة. (9) يتم استخدام المعدات الثقيلة فقط عند الحاجة وبطريقة تحافظ على الوقود. (10) يتم توقيت الري بدقة للحفاظ على المياه. (11) المياه تساعد أحواض التخزين على إعادة تغذية المياه الجوفية. الصورة من مجلس فول الصويا المتحد (CC-BY).

الإسناد

تم تعديله بواسطة Melissa Ha من المصادر التالية:

• الزراعة المستدامة من البيولوجيا البيئية بواسطة ماثيو آر فيشر (مرخصة بموجب CC-BY)
• Soels من AP Environmental Science من جامعة كاليفورنيا، جامعة كاليفورنيا (مرخصة بموجب CC-BY). قم بالتنزيل مجانًا في CNX.
• تعريفات الاستدامة. وزارة الزراعة الأمريكية. تم الوصول إليه في 01-05-2021. (المجال العام)
• التحكم البيولوجي من علم الأحياء بواسطة جون دبليو كيمبل (مرخص بموجب CC-BY)
• مبادئ الإدارة المتكاملة للآفات (IPM). وكالة حماية البيئة. تم الوصول إليه في 01-05-2021 (المجال العام)
• تغطية المحاصيل وصحة التربة. خدمة الحفاظ على الموارد الطبيعية، وزارة الزراعة الأمريكية. تم الوصول إليه في 01-06-2021. (المجال العام)