الزراعة في اختبار المناخ الصعب.. تحقيق التوازن بين إنتاج الغذاء والآثار البيئية
تنطوي الزراعة على توازن صعب بين إنتاج الغذاء والأثر البيئي، على سبيل المثال، يمكن أن تساعد الأسمدة في تحقيق إنتاج جيدة من المحاصيل، ولكن الإفراط في استخدامها ينتج عنه انبعاثات غازات الدفيئة والتلوث .
كما تهدد بعض هذه الآثار الإنتاج الزراعي في المستقبل، انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، على سبيل المثال، تساهم في تغير المناخ وتزيد من احتمالية حدوث ظواهر الطقس المتطرفة .
لاستدامة الزراعة، إذن، من الضروري تقليل استخدام المدخلات مثل الأسمدة، ودعم نمو المحاصيل بطرق أخرى، نهج واحد من خلال زيادة الأداء البيئي داخل المزارع، وهذا يعني تعزيز العلاقات بين الكائنات الحية المختلفة في المزرعة، بما في ذلك المحاصيل والماشية والميكروبات والنباتات والحيوانات البرية، استخدام هذه العلاقات لدعم غلة المحاصيل يسمى “التكثيف البيئي “.
التكثيف البيئي
أظهرت الأبحاث السابقة، أن التكثيف البيئي يمكن أن يكون فعالاً، لكن الدراسات أجريت فقط على فترات زمنية قصيرة لبضع سنوات فقط، في حين أن تأثيرات الممارسات الزراعية غالبًا ما تستغرق وقتًا أطول لتتضح، يمكن أن يحجب التباين في الطقس بين السنوات التأثيرات على المدى القصير، وتستغرق بعض العمليات البيئية عدة سنوات حتى تستقر.
في دراسة حديثة، قام الباحثين باستكشاف ما إذا كانت الدراسات طويلة المدى تدعم أيضًا التكثيف البيئي، للإجابة على هذا، تم بحث عن 30 تجربة طويلة المدى من جميع أنحاء أوروبا وأفريقيا، واستخدام هذه التجارب للنظر في ما إذا كان التكثيف البيئي يمكن أن يقلل من الحاجة إلى مدخلين: الأسمدة النيتروجينية والحرث.
وتم التكثيف البيئي يمكن أن يحل جزئيًا محل الأسمدة لدعم غلة المحاصيل، لأن كل من التكثيف البيئي والأسمدة تزيد من مغذيات التربة، لذلك يمكن للمزارعين استخدام التكثيف البيئي لتقليل استخدام الأسمدة مع الحفاظ على نفس الغلة، يمكن للمزارعين الذين يستخدمون بالفعل سمادًا منخفضًا أو معدومًا زيادة غلاتهم.
زيادة الإنتاج
يمكن أن يؤدي التكثيف البيئي أيضًا إلى زيادة الغلة، سواء كان المزارعون يحرثون أو يستخدمون الزراعة بدون حراثة كان هذا لأن الحراثة والممارسات البيئية التي اختبرناها لها وظائف مختلفة، وساهمت في غلات المحاصيل بطرق مختلفة.
بشكل عام، يمكن أن يساعد التكثيف البيئي في تحقيق التوازن بين إنتاج الغذاء والآثار البيئية من خلال تقليل الاستخدام المرتفع للأسمدة دون تقليل الغلة.
ويمكن أن تكمل المدخلات المنخفضة لزيادة الغلة في المجتمعات الفقيرة والنائية حيث تكون المدخلات باهظة الثمن أو يصعب الوصول إليها.
تم اختيار التجارب التي تم إجراؤها لمدة 10 سنوات أو أكثر، وعمل استثناء لتضمين تجربتين بعمر تسع سنوات لزيادة تمثيل ممارسات زراعة أصحاب الحيازات الصغيرة في مجموعة البيانات الخاصة بنا.
اختبرت التجارب الثلاثين في دراسة ممارسات مختلفة في مجموعة متنوعة من المناخات وأنواع التربة وأنظمة الزراعة، وتم بحث الاتجاهات المشتركة عبر التجارب، على وجه الخصوص، بهدف معرفة كيفية تفاعل الممارسات البيئية واستخدام المدخلات، هل كان من الأفضل الجمع بين الممارسات والمدخلات البيئية المتعددة ، أم كانت أكثر فاعلية عند استخدامها بشكل مستقل؟
ضمن مجموعة البيانات الخاصة بنا ، كانت هناك ثلاث فئات من الممارسات البيئية ونوعين من المدخلات تم اختبارهما بشكل متكرر بما يكفي لتضمينهما في تحليلنا.
كانت الممارسات البيئية:
تنويع المحاصيل – تناوب المحاصيل أو زراعة محاصيل مختلفة قريبة من بعضها البعض، بما في ذلك محاصيل الخصوبة مثل الأعلاف أو أغطية الأرض بدلاً من المحاصيل الغذائية الأساسية
إدارة المواد العضوية – مثل استخدام السماد أو السماد الطبيعي لتخصيب المحاصيل ، والاحتفاظ بمخلفات المحاصيل في الحقل لتدوير المغذيات.
يستلزم التكثيف البيئي استبدال المدخلات أو زيادتها، لذلك قام الباحثين بمقارنة التأثيرات على إنتاجية المحاصيل نتيجة زيادة الممارسات البيئية الثلاثة مع تأثيرات تقليل مدخلين: سماد النيتروجين الصناعي وكثافة الحرث.
توفر الأسمدة النيتروجين الذي تحتاجه المحاصيل للنمو ، ولكنها قد تسبب التلوث أيضًا، تزيل الحرث المكثف (أو الحرث) الأعشاب الضارة ولكن يمكن أن يزيد من تآكل التربة.
النتائج
أظهرت نتائجنا أن الممارسات البيئية عادة ما تؤدي إلى زيادة الغلات عند إضافتها إلى نظام الزراعة، ومع ذلك ، كانت فوائد تنويع المحاصيل ومحاصيل الخصوبة وإضافة المواد العضوية عالية عادةً عندما كان استخدام الأسمدة النيتروجينية الاصطناعية منخفضًا، في كثير من الأحيان لم تكن هناك فائدة عندما كان استخدام الأسمدة النيتروجينية مرتفعًا.
ويقول الباحثون أن هذا أظهر أنه يمكنك استخدام إما ممارسة بيئية أو سماد نيتروجين لزيادة الغلة، ولكن إذا كنت تستخدم كلاهما معًا ، فسيكون التأثير هو نفسه استخدام أي منهما.
حيث استنتج البحث، أن هذا يرجع إلى أن الممارسات والأسمدة لها نفس الوظيفة الرئيسية: جميعها توفر النيتروجين للمحصول، غالبًا ما يتضمن تنويع المحاصيل ومحاصيل الخصوبة إضافة البقوليات إلى النظام.
تعمل النباتات مثل الفول والبازلاء والبرسيم على إصلاح النيتروجين في الغلاف الجوي وإضافته إلى التربة. تطلق الأسمدة والسماد النيتروجين من المواد النباتية المتحللة أو نفايات الماشية.
وتم ملاحظة، أحيانًا فوائد إضافية صغيرة لاستخدام ممارسة بيئية جنبًا إلى جنب مع ارتفاع نسبة النيتروجين، على سبيل المثال ، لا تزال إضافة السماد العضوي والسماد العضوي تؤدي إلى زيادة الغلة عندما يكون النيتروجين مرتفعًا.
أظهرت أبحاث أخرى أن هذه المواد العضوية المضافة تساعد على تحسين بنية التربة والنشاط الجرثومي. يمكن أن تسهم أيضًا في احتباس الماء في التربة وتدوير المغذيات الأخرى.
كان استخدام اثنين من الممارسات البيئية معًا مفيدًا بشكل عام، لأن كل منهما يوفر وظائف مختلفة.
وبالمثل ، فإن استخدام الممارسات البيئية مع المدخلات يمكن أن يزيد الغلات عندما لا تتداخل وظائفها. يمكن تحقيق ذلك، على سبيل المثال، باستخدام الأسمدة بكميات صغيرة لزيادة العناصر الغذائية التي توفرها الممارسات البيئية.
وجد الباحثون أيضًا أن التنويع باستخدام المحاصيل غير البقولية في ظل ارتفاع نسبة النيتروجين كان له فائدة في الغلة، من المحتمل أن يكون ذلك بسبب انقطاع دورات الأعشاب والآفات والأمراض.
وخلال الدراسة الحديثة لم تتفاعل الحراثة بقوة مع الممارسات البيئية ، مما يشير إلى أن لكل منها وظائف مختلفة، وهذا يعني أنه يمكن للمزارعين تكييف ممارسات الحراثة مع بيئتهم بشكل مستقل عن قراراتهم بشأن استخدام محاصيل التنويع والخصوبة والمواد العضوية.
صافي التأثير
يمكن أن يكون التكثيف البيئي وسيلة لتوزيع الأسمدة بشكل أكثر إنصافًا لتحسين الأمن الغذائي العالمي مع تقليل الآثار البيئية، حاليًا ، يعد متوسط معدلات الأسمدة في إفريقيا جزءًا صغيرًا من تلك الموجودة في أوروبا . يس
تخدم أصحاب الحيازات الصغيرة على وجه الخصوص أقل بكثير من حصتهم العادلة. يسبب الكثير من الأسمدة تأثيرات بيئية ، لكن قلة الأسمدة تجعل من الصعب إنتاج ما يكفي من الغذاء.
اقترحت دراسات أخرى، أنه إذا تم تقليل استخدام الأسمدة حيث هو مرتفع حاليًا (مثل المزارع التجارية الكبيرة في البلدان المتقدمة) ، فيمكن زيادة استخدام الأسمدة، حيث يكون حاليًا منخفضًا جدًا (المزارعون أصحاب الحيازات الصغيرة في البلدان النامية) ، دون زيادة العبء على النظم البيئية العالمية مع تلوث النيتروجين.
توضح الدراسة كيف يمكن أن يساعد التكثيف البيئي في تحقيق ذلك.
