نظام الزراعة

يشير مصطلح نظام الزراعة إلى المحاصيل، وتسلسل زراعتها، وأساليب إدارتها المستخدمة في حقل زراعي معين على مدى سنوات. ويشمل جميع الجوانب المكانية والزمانية لإدارة النظام الزراعي. تاريخيًا، صُممت أنظمة الزراعة لزيادة الإنتاجية إلى أقصى حد، لكن الزراعة الحديثة تهتم بشكل متزايد بتعزيز الاستدامة البيئية في أنظمة الزراعة. ^{[ 1 ]}

يُعدّ اختيار المحصول عنصرًا أساسيًا في أي نظام زراعي. عند تقييم جدوى زراعة محصول معين، يجب على المزارع مراعاة ربحيته، وقدرته على التكيف مع الظروف المتغيرة، ومقاومته للأمراض، ومتطلباته من التقنيات الخاصة أثناء النمو أو الحصاد. ^{[ 2 ]} كما يجب عليه مراعاة الظروف البيئية السائدة في مزرعته، وكيفية انسجام المحصول مع العناصر الأخرى لنظام إنتاجه. ^{[ 2 ]}

الزراعة الأحادية هي زراعة محصول واحد في منطقة محددة، بينما الزراعة المتعددة تشمل زراعة محاصيل متعددة في نفس المنطقة. الزراعة الأحادية (أو الزراعة الأحادية المستمرة) هي نظام يُزرع فيه المحصول نفسه في نفس المنطقة لعدة مواسم زراعية. تتكون العديد من المزارع الحديثة من عدد من الحقول ، التي يمكن زراعتها بشكل منفصل، وبالتالي يمكن استخدامها في دورة زراعية . تُستخدم الدورة الزراعية منذ آلاف السنين، وقد ثبت على نطاق واسع أنها تزيد من المحصول وتمنع التغيرات الضارة في بيئة التربة التي تحد من الإنتاجية على المدى الطويل. ^{[ 3 ]} على الرغم من أن الآليات المحددة التي تنظم هذا التأثير غير مفهومة تمامًا، ^{[ 4 ]} يُعتقد أنها مرتبطة بتأثيرات مختلفة للمحاصيل المختلفة على الخصائص الكيميائية والفيزيائية والميكروبيولوجية للتربة. ^{[ 5 ]} من خلال التأثير على التربة بطرق مختلفة، تساعد المحاصيل في الدورة الزراعية على استقرار التغيرات في خصائصها. ومن الاعتبارات الأخرى أن العديد من الآفات الزراعية متخصصة في أنواع معينة، لذا فإن وجود نوع معين في الحقل لبعض الوقت فقط يساعد على منع تكاثر الآفات. ^{[ 6 ]}

يختلف تنظيم النباتات الفردية في الحقل، ويعتمد عادةً على المحصول المزروع. تُزرع العديد من الخضراوات والحبوب والفواكه في صفوف متجاورة ، واسعة بما يكفي للسماح بالزراعة (أو الحصاد، في حالة الفواكه) دون إلحاق الضرر بالنباتات. بينما تهدف أنظمة أخرى إلى تحقيق أقصى كثافة نباتية ، ولا تعتمد على هذا التنظيم. تُزرع الأعلاف بهذه الطريقة نظرًا لتوقع مرور الحيوانات، ولأن الكثافة النباتية القصوى ضرورية لتغذيتها، وكذلك المحاصيل الغطائية، إذ يعتمد هدفها في منافسة الأعشاب الضارة ومنع تآكل التربة بشكل كبير على الكثافة. ^{[ 7 ]}

تُعدّ إدارة مخلفات المحاصيل أمرًا بالغ الأهمية في معظم الأنظمة الزراعية. إذ تُصبح بعض العناصر الغذائية الموجودة في هذه الأنسجة الميتة متاحة للمحاصيل أثناء تحللها، ^{[ 8 ]} مما يُقلل الحاجة إلى استخدام الأسمدة . كما أن ترك المخلفات في مكانها يزيد من المادة العضوية في التربة ، وهو ما يُحقق فوائد عديدة. ^{[ 9 ]} وقد يكون لممارسات الإدارة المُحددة آثار أخرى عديدة.

الحراثة

تُعدّ الحراثة الطريقة الأساسية التي يتبعها المزارعون لإدارة مخلفات المحاصيل. وتؤدي أنواع الحراثة المختلفة إلى تفاوت كميات مخلفات المحاصيل التي تُدمج في التربة. ففي الحراثة التقليدية أو المكثفة، تُترك عادةً أقل من 15% من مخلفات المحاصيل على سطح الحقل، بينما تُترك في الحراثة المخففة ما بين 15% و30%، أما في أنظمة الحراثة المحافظة، فتُترك 30% على الأقل على سطح التربة. ^{[ 10 ]} وتتنوع الاختلافات الملحوظة بين هذه الأنظمة، ولا يزال هناك جدل كبير حول تأثيرها الاقتصادي والبيئي النسبي، إلا أن عددًا من الفوائد التي تم الإبلاغ عنها على نطاق واسع قد أدى إلى تحول كبير نحو الحراثة المخففة في أنظمة الزراعة الحديثة. ^{[ 11 ]}

بشكل عام، يؤدي ترك المخلفات على سطح التربة إلى تأثير التغطية الذي يساعد في مكافحة التعرية ، ^{[ 12 ]} ويمنع التبخر المفرط، ويكبح نمو الأعشاب الضارة، ^{[ 13 ]} ولكنه قد يستلزم استخدام معدات زراعة متخصصة. ^{[ 14 ]} أما دمج المخلفات في قطاع التربة فيؤدي إلى تحللها السريع بواسطة الكائنات الحية الدقيقة في التربة، ^{[ 15 ]} مما يسهل عملية الزراعة، وفي بعض الحالات قد يعني توفير العناصر الغذائية للنباتات بشكل أسرع، ولكن يوفر ذلك مكافحة محدودة للتعرية وكبحًا للأعشاب الضارة.

في ظل الزراعة المخففة أو بدون حرث، يمكن أن يؤدي التعرض المحدود للكائنات الحية الدقيقة في التربة إلى إبطاء معدل التحلل، مما يؤخر تحويل البوليمرات العضوية إلى ثاني أكسيد الكربون ويزيد من كمية الكربون التي يحتجزها النظام، ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]} على الرغم من أنه في التربة سيئة التهوية، قد يتم تعويض ذلك جزئيًا بزيادة انبعاثات أكسيد النيتروز . ^{[ 19 ]}

تُستنزف العناصر الغذائية خلال نمو المحاصيل، ويجب تجديدها أو استبدالها لاستمرار الزراعة على الأرض. ويتم ذلك عادةً باستخدام الأسمدة، سواءً كانت عضوية أو صناعية. ويُعدّ تفضيل الأسمدة العضوية أحد أبرز توجهات الزراعة العضوية.

إن الإفراط في التسميد ليس مكلفاً فحسب، بل قد يضر بالمحاصيل ويترتب عليه عدد من العواقب البيئية. ^{[ 23 ]} ولذلك، ثمة اهتمام كبير بوضع خطط لإدارة المغذيات في كل قطعة أرض على حدة، بهدف تحسين معدلات استخدام الأسمدة.

يُعدّ محتوى رطوبة التربة عاملاً هاماً في نمو النبات، ويجب الحفاظ عليه ضمن نطاق محدد طوال موسم النمو. ويختلف نطاق الرطوبة المسموح به من محصول لآخر. ويمكن استخدام الريّ والمُحسّنات ذات القوام الناعم لزيادة رطوبة التربة، بينما يمكن استخدام المُحسّنات ذات القوام الخشن وتقنيات مثل الصرف الأنبوبي لتقليلها. ^{[ 24 ] [ 25 ]}

• كثافة النباتات

•  تتضمن هذه المقالة موادًا متاحة للعموم من جاسبر ووماك. تقرير للكونغرس: الزراعة: مسرد المصطلحات والبرامج والقوانين، طبعة 2005 (ملف PDF) . دائرة أبحاث الكونغرس .