اگرواکولوژی سیستمی برای پایداری منابع طبیعی و کشاورزی

اگرواکولوژی چیست؟ اگرواکولوژی(Agroecology) یا بوم شناسی کشاورزی شاخه‌اي از کشاورزي پايدار (پرماکالچر) که در کاربرد مفاهيم و اصول اکولوژي براي طراحي و مديريت اکوسيستم‌هاي زراعي را شامل مي‌شود، در کشاورزي اکولوژيک به‌جاي استفاده‌ زياد از نهاده‌هاي خارجي، به مديريت و کنترل اکوسيستم مزرعه بيشتر توجه مي‌شود؛ که با نام‌هاي کشاورزي بوم شناختي و اگرواکولوژي نيز بيان مي‌شود. اگرواکولوژی شامل سیستم تولید کشاورزی و منابع طبیعی مورد نیاز برای پایدار ماندن آن‌هاست.

مدیریت یکی از خصوصیات مهم اگرواکولوژی است که آن را از یک سیستم طبیعی متمایز می‌کند. سیستم‌های طبیعی اغلب به شکل مستقیم یا غیر مستقیم تحت تاثیر فعالیت‌های بشر قرار می‌گیرند، اما اغلب تحت مدیریت بشر قرار ندارند.

بوم نظام‌های طبیعی همچنین از لحاظ مرز از سیستم‌های کشاورزی متمایز هستند. مرز سیستم‌های طبیعی با هم ترکیب شده و اغلب حاشیه مرزها به خوبی مشخص نیست. اما مرز سیستم‌های کشاورزی مرزهایی کاملاٌ مشخص هستند.

مهمترین تفاوت بین سیستم‌های طبیعی و کشاورزی مربوط به تنظیم سیستم است. سیستم‌های طبیعی خود تنظیمی دارنددر حالی که در سیستم‌های کشاورزی اینچنین نیست.

تاريخچه‌ي اگرواکولوژي

دو شاخه‌ علمي (بوم شناسي و زراعت) که اگرواكولوژي از آن منشاء گرفته است، در طي قرن بيستم رابطه‌ نه چندان پيچيده‌اي با يکديگر داشتند؛ بوم شناسي به مطالعه‌ي نظام‌هاي طبيعي مربوط مي‌شود، اين درحالي‌ست که زراعت کاربرد روش‌هاي علمي براي عمليات کشاورزي را مورد بحث قرار مي‌دهد. اولين برخورد مثبت ميان بوم شناسي و زراعت در اواخر دهه‌ 1920 با توسعه‌ زمين اكولوژي محصولات زراعي صورت گرفت. متخصصان اكولوژي محصولات زراعي با مكان رويش گياه و شرايط اكولوژيكي كه اين محصولات در آن بيشتر رشد مي‌كنند ارتباط دارند، در دهه‌ي 1930 متخصصان اكولوژي محصولات زراعي، اصطلاح اگرواکولوژي را به‌عنوان اكولوژي كاربردي كشاورزي به‌كار بردند، اما پس از آن چون اكولوژي، علمي تجربي و مربوط به سيستم‌هاي طبيعي بود، اكولوژيست‌ها جنبه‌هاي كاربردي اكولوژي را به متخصصان زراعت واگذار كردند و توجه خود را بيشتر به محيط طبيعي معطوف كردند.

برای خرید بذر به فروشگاه نازبو مراجعه کنید.

ضرورت‌های نگرش به اگرواکولوژی

موجودات زنده خاک اغلب موجودات زنده خاک از طریق سهمی که در فرایند تجزیه دارند، برای بوم نظام‌های کشاورزی سودمند هستند. فعالیت این قبیل موجودات باعث تسریع فساد مواد الی و آزاد شدن و بازچرخش مواد غذایی می‌شود. فعالیت برخی از انواع موجودات زنده خاک سرعت تجزیه مواد آلی را که از طریق باکتری‌ها و قارچ‌ها انجام می‌پذیرد، افزایش می‌دهند. بی مهرگان درشت‌تر نظیر کر های خاکی، موریانه‌ها و هزارپایان و حتی بی مهرگان ریزجثه ای نظیر کرم‌های خاکی، دم فنری ها مواد آلی را به قطعات کوچکتر شکسته و بدین شکل سطح بیشتری از مواد آلی را در معرض تجزیه قرار می‌دهند.

حفاظت آب در کشاورزی
حفاظت آب اغلب بخش مهمی از فعالیت‌های تولیدات کشاورزی محسوب می‌شود. بر خلاف دیگر عوامل فیزیکی (همچون نور و ...) دامنه گسترده ای از آب خاک وجود دارد که در آن گیاه قادر به حداکثر رشد است. در این مورد اضافه نمودن آب از طریق آبیاری تاثیر چندانی بر عملکرد نخواهد داشت و حتی ممکن است که عملکرد را نیز کاهش دهد. در مناطقی که کشاورزان هزینه‌های هنگفتی را برای آب می‌پردازند این چالش بوم شناختی یک چالش اقتصادی است. وقتی که آب به شکل بارندگی وارد بک بوم نظام کشاورزی می‌شود، سه رویداد اصلی ممکن است که اتفاق افتد. مقدار زیادی از این آب در خاک حفظ می‌شود هر چند که مقدار آبی را که خاک می‌تواند در خود نگه دارد به ساختمان و بافت خاک بستگی دارد. همچنین ممکن است که آب بلافاصله توسط گیاهان جذب شود، به ویژه اگر خاک نسبتاً خشک باشد و گیاهان محدودیت آبی داشته باشند. آبی که توسط گیاهان جذب نمی‌شود و نمی‌تواند در خاک نگهداری شود یا به هوا تبخیر شده یا در خاک نفوذ می‌کند و یا به شکل رواناب در زمینی که باریده شده است جاری می‌شود. در اینجا ممکن است این آب ذخایر زیر زمینی یا سفره‌های آب زیر زمینی را پر کند. یکی از نگرانی‌های موجود در این زمینه این است که آبی که در خاک حرکت می‌کند ممکن است با خود مواد آلوده یا مواد شیمیایی کشاورزی را منتقل کند و این مواد شیمیایی می‌توانند در سفره‌های آبی، منابع آب یا دریاچه‌ها و رودخانه‌ها قرار بگیرند. به علاوه اگر آب در ‌سطح خاک در زمین به شکل رواناب جاری جاری شود، چنانچه خاک چندان محکم با ریشه گیاهان موجود ارتباط و پیوند نداشته باشد، ممکن است مقدار زیادی از خاک سطحی را با خود جابجا کند. این امر منجر به فرسایش خاک و ته نشین شدن این خاک در رودخانه‌ها و دریاچه‌ها می‌شود.

بیشتر بخوانید : باغبانی شهری با سبزیجات

آشیانه‌های اکولوژیک
آشیانه اکولوژیک واژه ای انتزاعی است و دربرگیرنده عوامل و متغیرهای متعددی می‌باشد که همگی همراه با هم عمل می‌کنند تا نقش یک موجود را در بوم نظام توصیف نمایند. این واژه مشخص می‌کند که موجود زنده در چه مکانی می‌تواند زندگی کند(عوامل فیزیکی) و در این منطقه می‌تواند چه کاری انجام دهد(عوامل فیزیکی).
آشیانه اکولوژیک دامنه‌های فیزیولوژیکی را برای یک موجود زنده مشخص می‌کند که توزیع و الگوهای مهاجرت این موجود را مشخص می‌سازد. آشیانه اکولوژیک همچنین برهمکنش‌هایی را که یک موجود با سایر موجودات هم گونه خود و یا سایر گونه‌ها دارد مشخص می‌نماید. آشیانه اکولوژیک دربردارنده تمام منابعی است که یک موجود زنده برای بقا و تولید مثل به آنها نیاز دارد.

تنوع زیستی تنوع زیستی توسط بنیاد جهانی طبیعت(1989) به عنوان «غنای زندگی روی زمین، میلیون‌ها گیاه، جانور و ریز-موجودات، ژن‌هایی که حامل آنها هستند و بوم نظام‌های پیچیده ای که این موجودات به شکل‌گیری آنها در درون محیط زنده کمک می کنند تعریف شده است». بنابراین تنوع زیستی نه تنها نشانگر گوناگونی گونه‌های موجودات زنده در سیاره ما، بلکه همچنین تنوع ژنتیکی که در بین آن موجودات و تنوع بوم نظام‌هایی که این موجودات در آنها زندگی می‌کنند نیز می‌باشد. تنوع زیستی در سیستم‌های طبیعی، جایی که هر موجود در معرض دامنه‌ای از شرایط و رخدادهایی است که تکامل او را شکل می‌دهند و عامل توزیع و موفقیتش می‌باشند به وجود می آید.
مدیریت تلفیقی آفات به شکل نظری تلفیق در مدیریت آفات ممکن است در دو سطح روی دهد.
1- تلفیق چنین تدبیر برای مدیریت یک آفت
2- تلفیق مدیریت
چند نوع آفت مفهوم دیریت تلفیق آفات در دهه 1960 به عنوان ره یافتی برای مدیریت آفات، از طریق گستره‌ای از روش‌ها با هدف کاهش آفت‌کش و تاثیرات منفی محیطی آنها تکامل یافت. استفاده از برنامه‌های IPM[1] موجب کمترین تاثیرات منفی محیطی، بهبود سلامت انسان، افزایش سود کشاورز به دلیل کاهش تیمارهای هزینه بر و تشویق توسعه و استفاده از تدابیر جایگزین برای مدیریت آفات می‌شود. از این زمان به بعد IPM به طرق گوناگونی مورد استفاده قرار گرفته است.

بر

همکنش های کشاورزی-محیط زیست بوم نظام‌های کشاورزی و طبیعی در داخل یک چشم انداز به اشکال مختلف با یکدیگر برهمکنش نشان می‌دهند. بر همکنش‌های بین نظام‌های کشاورزی و غیرکشاورزی (طبیعی یا دیگر بوم نظام‌ها همچون بوم نظام شهری)
به ویژگی‌های مهم و متعدد چشم اندازی که در آن وجود دارد بستگی دارد:

اثرات مکانی(فضایی): اگر ما چشم انداز را به عنوان مجموعه از قطعات که شامل مزارع کشاورزی و قسمت‌های غیر کشاورزی می‌باشد، در نظر بگیریم، اندازه و فضای این قطعات اهمیت زیادی دارد. یک مزرعه یا یک باغ که در داخل یک جنگل بارانی وسیع محصور است ممکن است مورد تجاوز گونه‌های بومی جنگلی قرار بگیرد، اما بقای همین گونه‌های جنگلی نیز ممکن است، چنانچه یک قطعه جنگلی بارانی در بین مزارع وسیع محصور باشد، مورد تهدید جدی قرار بگیرد.
اثرات زمانی: تاریخچه و زمان وقوع رخدادها نیز برهمکنش کشاورزی-محیط زیست را تحت تاثیر قرار می‌دهند. رخدادهای آب و هوایی و فصلی بر زمان وقوع پدیده ها تاثیر می‌گذارند، اما اثرات انسانی (عملیات زراعی،تاریخچه استفاده از زمین) در بسیاری از موارد، مهمترین عامل است. بوم نظام‌های کشاورزی و طبیعی از طریق برهمکنش با یکدیگر در طول زمان به تدریج تغییر می‌کنند. اثرات کارکردی: ماهیت و شدت برهمکنش نیز مساله مهمتر می‌باشد. به عنوان مثال، کم یا زیاد بودن نشت مواد شیمیایی کشاورزی از یک بوم نظام کشاورزی باعث ایجاد برهمکنش‌ها و اثرات متفاوتی در بوم نظام طبیعی می‌شود.

اثرات بوم نظام‌های طبیعی بر کشاورزی تاثیر بوم نظام‌های طبیعی در افزایش تنوع و اطراف بوم نظام‌های کشاورزی معمولاٌ برای کشاورزی سودمند می‌باشد. در بعضی موارد، علف‌های هرز، مهره داران و پرندگان یا حشرات مناطق طبیعی ممکن است به آفات بوم نظام‌های کشاورزی مجاور خود تبدیل شوند. اما باید اظهار داشت که اغلب آفات مهم کشاورزی گونه‌های نیستند که از یک بوم نظام طبیعی مجاور به مزرعه وارد شده باشن، بلکه گونه‌هایی (اغلب غیربومی) هستند، که سازگاری ویژه‌ای با نظام‌های زراعی کاملاٌ تخصصی پیدا کرده اند.

اثرات بوم نظامهای کشاورزی بر بوم نظامهای طبیعی
فعالیت‌های کشاورزی به طور مستقیم و غیر مستقیم بر بوم نظام‌های طبیعی تاثیر می‌گذارند. مشهودترین اثر مستقیم این امر تبدیل بوم نظامهای طبیعی به زمین‌های زراعی می‌باشد. قطعه بندی یا تقسیم مناطق طبیعی به قطعه های کوچک و جدا از هم می تواند پیامدهای جدی برای بوم نظامهای طبیعی به دنبال داسته باشد. کشاورزی ممکن است منبع آفات یا گونه‌های علف هرزی باشد که به بوم نظام‌های طبیعی هجوم برند. فرسایش خاک که نتیجه خاکورزی و دیگر عملیات کشاورزی می‌باشد می‌تواند باعث انباشت سیلت، غرقاب و دیگر اثرات مستقیم بر نظام‌های طبیعی شود.
تک کشتی در برابر چند کشتی تک کشتی عبارتست از : تکرار تولید یک نوع گیاه در یک قطعه زمین در طول زمان که منجر به بالابودن نیازهای چنین نظامی به عملیات تولیدی خاص و مکانیزاسیون می‌شود. در مقابل چند کشتی به تولید انواع مختلفی از گیاهان مختلف در یک قطعه از زمین (در زمان و مکان) اشاره دارد که اغلب چنین نظام‌هایی حالت انحصاری کمتری داشته و در چنین نظامی مکانیزاسیون می‌تواند دخیل باشد یا نباشد.
دو نوع اصلی نظامهای کشاورزی کاملاٌ مفاوت از یکدیگر وجود دارد. کشاورزی صنعتی معمولاٌ با مقادیر زیادی انرژی سوخت‌های فسیلی پشتیبانی می‌شود و مقادیر زیادی از یک نوع محصول زراعی را برای فروش در جامعه و سایر کشورها تولید می‌کند. کشاورزی معیشتی تنها با انرژی انسان یا حیوان پشتیبانی شده و مقادیر کمی از انواع مختلف محصولات زراعی برای بقای یک خانواده یا برای فروش محدود در بازار تولید می‌کند. نظام‌های تک کشتی دو مشکل عمده دارند. احتمالاٌ جدی‌ترین خطر یک نظام تک کشتی، حساسیت آن به بیماری‌ها بلایای طبیعی است. اگر تنها یک رقم کشت شود هنگام وقوع یک فاجعه طبیعی یا شیوع یک آفت مشکلات زیادی گریبان گیر نظام کشاورزی خواهد شد. دیگر آنکه افزایش تنوع این امکان را فراهم می‌کند که زیستگاه‌های متعددی برای دشمنان طبیعی ایجاد شود، در نتیجه احتمال اینکه جمعیت آفت باعث بروز مشکلات جدی شوند، کمتر است.

تناوب زراعی

تناوب گیاهی یا کشت سلسله وار در حالت معمول به عنوان یک نظام چند کشتی تصور نمی‌شود. تناوب زراعی رشد بیشتر از یک گیاه زراعی را در یک منطقه مشابه از زمین را شامل می‌شود، اما گیاهان از نظر زمانی از هم متمایزند. تناوب زراعی دارای مزایایی است. تناوب زراعی همچون کشت مخلوط امکان افزایش تنوع به تولید را در طول زمان فراهم می‌کند. اگر بقولات در تناوب استفاده شوند، می‌توانند برای حصول عملکرد مطلوب در گیاهی که متعاقباٌ در تناوب وارد می‌شود، نیتروژن کافی تولید نمایند و نیز به عنوان یک علوفه با کیفیت بالا برای دام‌های اهلی مورد استفاده قرار می‌گیرند. به علاوه اگر یک گیاه مقاوم در تناوب با یک میزبان خوب قرار بگیرد، آفات در زمان حضور گیاه مقاوم از منبع غذایی محروم خواهند شد. آفاتی که برای یافتن سایر میزبان‌ها قادر به حرکت نیستند ممکن است از گرسنگی تا حد مرگ پیش بروند و این مساله باعث کاهش جمعیت آفت در حد قابل قبول می‌شود و بدین شکل گیاه میزبان مطلوب را می‌توان با خسارت اقتصادی کمتر در مزرعه کشت کرد. از طرفی تناوب زراعی در برخی موارد باعث کاهش تراکم علف‌های هرز شده است. از طرفی با کمک تناوب زراعی نیروی کارگری در کل سال توزیع شده و نیز امکان تولید فشرده گیاهان بسیار با ارزش فراهم می‌شود.

کشاورزی دوره ای

کشاورزی دوره ای در مواردی تحت عنوان کشاورزی قطع-سوزاندن مهمترین نظام‌های سازگار چندکشتی است که در جهان امروز دیده شده است. این نظام به علت جنگل زدایی‌های وسیعی که صورت داده به شدت مورد مجادله و بحث است. در جریان کشاورزی یک نظام طبیعی پاک شده و برای چندین سال زیر کشت گیاهان یکساله و یا چند ساله کوتاه عمر می‌رود و سپس برای احیای حاصلخیزی خاک به حال خود رها می‌شود تا برای مدتی طولانی تر از مدت زمانی که زیر کشت قرار داشت، در حالت آیش باقی بماند. این نظام روشی معیشتی از کشاورزی است که در آن بیشتر عملیات با استفاده از دست و بدون کاربرد ماشین آلات انجام شده و زمانی که گیاه روی زمین است به مدیریت کمتری نیاز دارد. در حالی که ممکن است دام‌ها در این نظام نقشی ایفا کنند، اما عموماٌ بیش از آنکه برای استفاده از نیروی آنها در نظام وارد شوند، برای استفاده از آنها در حاصلخیز کردن خاک (در قالب کود دامی) مدنظر قرار می‌گیرند. اندازه کرت‌هایی که توسط هر کشاورز کشت می‌شود تا حدود زیادی به دسترسی به نیروی کارگری و تراکم جمعیت بستگی دارد.

کشاورزی دوره ای زمانی می‌تواند کارایی داشته باشد، که جمعبیت کم باشد.

شخم حفاظتی

شخم متعارف به عملیاتی اشاره دارد که در آن بقایای گیاهی دفن شده و در سطح خاک تمیز شده و قبل از کاشت تسطیح می‌شود. اصطلاح شخم حفاظتی واژه ای عمومی است که به دامنه‌ای از عملیات خاکورزی اشاره دارد. که طی آن عملیات شخم حذف شده و یا کاهش می‌یابد. در شخم حفاظتی سطح زمین ناهموار بوده و بقایای گیاهی روی خاک باقی گذاشته می‌شوند. در برخی از تعاریف مربوط به شخم حفاظتی وجود 30% و یا حداقل مقدار ممکن از پوشش گیاهی در سزح خاک الزامی است. اهداف این گونه برنامه‌های شخم کاهش تلفات خاک و حفاظت از رطوبت موجود در آن است. برخی از متداول‌ترین شیوه‌های آن عبارتند از:

نظام بدون شخم. خاک و بقایای سطحی بدون تخریب باقی می‌مانند و تنها تخریب انجام شده مربوط به زمان قرار دادن بذر در خاک است.

شخم مرزی. شخم برای ایجاد مرزهایی استفاده می‌شود که گیاه روی آنها کاشته می‌شود. سپس نظام بدون شخم برای حفظ گیاهان بعدی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

شخم نواری. این عملیات شامل ایجاد نوارهای باریکی است که گیاه روی آنها کشت شده و بقایای تخریب نشده در سطح خاک باقی گذاشته می‌شود. بدان شخم منطقه ای و زراعت منطقه ای نیز گفته می‌شود.

شخم مالچی. خاک شخم زده می‌شود و بخشی از بقایای گیاهی نیز به همراه خاک شخم زده می شود، اما مالچ ناشی از بقایا در سطح باقی می‌مانند. عملیات شخم شامل شخم سطحی و کم عمقی است که با هدف باقی گذاشتن بقایا در سطح خاک طراحی می‌شود.

شخم حداقل. در این روش در مقایسه با شخم متعارف میزان شخم کاهش یافته و مقداری از بقایای گیاه زراعی روی سطح خاک باقی می مانند.

مالچ‌ها

به موادی اطلاق می شود که در سطح خاک مورد استفاده قرار می‌گیرند. در کوتاه مدت از مالچ‌ها می‌توان به عنوان عاملی برای کاهش فرسایش، حفاظت ار رطوبت خاک، تعدیل دمای خاک، متوقف کردن رشد علف‌های هرز و یا بهبود کیفیت آب‌های سطحی استفاده کرد.

کودهای سبز و تثبیت نیتروژن

بازگرداندن فراورده‌های جانبی برداشت شده به مزارع با هدف بازچرخش مواد یکی از روش‌هایی است که می‌توان نیتروژن را حفاظت کرد و کمبودهای موجود را کاهش داد. با این وجود تثبیت نیتروژن روشی است که مقدار قابل توجهی نیتروژن را می‌توان به بوم نظام کشاورزی افزود. در شرایط بهینه برخی از بقولات قادرند، بیش از 80% نیتروژن مورد نیاز خود را از طریق تثبیت بیولوژیکی نیتروژن به دست بیاورند. بقولات از جمله این کودهای سبز می‌باشند.

تلفیق دام در اگرواکولوژی

در بسیاری از نظام‌های زراعی که در بین پایدارترین نظام‌ها از نظر اکولوژیکی قرار دارند، نظام‌هایی هستند که در آنها ترکیبی از گیاه زراهی و دم وجود دارد. نظام‌های دامپروری شامل موارد زیر است:

نظام‌های چرا. منبع اصلی تغذیه حیوانات علوفه‌ای است که در درون نظام تولید می‌شود. میزان علوفه تولید شده به کیفیت زمین، اقلیم و مدیریت بستگی دارد و تعیین کننده ظرفیت چرا می‌باشد.

نظام‌های محصور بیرونی. در این نظامها دامهای اهلی (مثلاٌ گاو، گوسفند، خوک) در حصارهایی در هوای آزاد در تراکم‌های نسبتاٌ بالا جای داده می‌شوند. در درون حصارها هیچ پوشش گیاهی نبوده یا میزان آن اندک است. بنابراین تمامی خوراک دام باید از منابع خارجی تامین شود.

نظامهای محصور درونی. در نظام‌های محصور درونی حیوانات در طی سال در ساختمان‌هایی که شرایط محیطی آن کنترل شده است، قرار داده می‌شوند. در درون حصارها هیچ پوشش گیاهی نبوده، تمامی خوراک و تغذیه آنها نیز از بیرون تامین می‌شود.