هل يمكننا تلبية الاحتياجات المتزايدة للغذاء دون تدمير بيئتنا؟

يهدف مفهوم متطور يسمى "التكثيف المستدام" إلى سد الفجوة بين الزراعة التقليدية والزراعة العضوية.

مصدر الصورة USDA NRCS Texas ، من Flickr ، مرخص بموجب CC BY 2.0

بول مكديفيت لـ Ensia | ensiamedia | PaulMcDivitt

أفضل وصف لتاريخ الزراعة هو الحصول على "المزيد من أجل المزيد". كلما زاد عدد الأراضي التي نزرعها ، زاد إنتاجنا من الغذاء. كلما زادت كمية الماء والأسمدة والمبيدات الحشرية التي استخدمناها ، زادت حصادنا. في حين أن الزراعة الحديثة تغذي بلايين البشر بنجاح ، فقد أدى توسعها السريع أيضًا إلى فقدان التنوع البيولوجي والممرات المائية الملوثة وارتفاع انبعاثات غازات الدفيئة. مع ارتفاع عدد سكان العالم نحو 10 مليارات شخص وتأثير تغير المناخ ، فإن هذا النهج غير مستدام.

يقول نافين رامانكوتي ، المدير المؤقت لمعهد الموارد والبيئة والاستدامة في الجامعة: "إن التقدم الكبير الذي نحتاج إلى رؤيته في المستقبل ، والذي يعتبره الناس" تكثيفًا مستدامًا "، هو المكان الذي نحتاج إلى الحصول على المزيد مقابل أقل". كولومبيا البريطانية.

غالبًا ما يتم تأطير النقاشات حول مستقبل الغذاء والزراعة كخيار بين نهجين ظاهريين على ما يبدو. الأولى ، الزراعة التقليدية ، تهدف إلى إنتاج أكبر قدر ممكن من الغذاء من خلال زراعة أحاديات شاسعة تعتمد على أنظمة الري والأسمدة الاصطناعية والمبيدات الحشرية. الأخرى ، الزراعة العضوية ، تعطي الأولوية للاستدامة ، وذلك باستخدام المدخلات والعمليات الطبيعية لجعل المزارع أكثر تقبلاً للطبيعة.

تُستخدم أعشاب براشاريا وغيرها من الأعلاف في غرب كينيا كجزء من نهج

يسعى مفهوم متطور يسمى التكثيف المستدام إلى سد هذه الفجوة من خلال أخذ أفضل الأفكار من كلا الجانبين وتقليل نقاط الضعف لديهم ، مثل الإفراط في استخدام الأسمدة في الزراعة التقليدية وميل الزراعة العضوية نحو انخفاض الغلات.

تشرح فارا براساد ، عالمة محاصيل في جامعة ولاية كنساس ، "لا يمكننا أن نذهب كلًا إلى الزراعة المحافظة على الموارد أو العضوية". "في الوقت نفسه ، لا يمكننا تحمل تلويث بيئتنا بالتأثيرات السلبية التي تحدث الآن".

يعترف التكثيف المستدام بالحاجة إلى إنتاج ما يكفي من الغذاء لإطعام عدد متزايد من السكان ، ولكنه يسعى إلى القيام بذلك بأكثر الطرق الصديقة للبيئة الممكنة. ويركز بشكل خاص على زيادة المحاصيل - كمية الغذاء المنتج لكل وحدة من الأرض - كوسيلة لتقليل الحاجة إلى تحويل الغابات وغيرها من الأراضي غير المزروعة إلى مزارع.

يقول رامانكوتي ، في إشارة إلى إزالة الغابات في البرازيل وإندونيسيا بسبب التوسع الزراعي: "إن هذا الفصل الأول يحدث فرقًا كبيرًا ، لذا فإن أي شيء يمكننا القيام به لتجنب ذلك أمر عظيم".

وأظهر تحليل 85 مشروعا للإدارة المتكاملة للآفات في آسيا وأفريقيا أن معظم استخدام مبيدات الآفات انخفض دون التسبب في انخفاض الغلة. مقتبس من Pretty، J.، & Bharucha، Z. (2015) الإدارة المتكاملة للآفات من أجل التكثيف المستدام للزراعة في آسيا وأفريقيا. الحشرات 6: 152-182. اضغط للتكبير.

يقول براساد إن الاستدامة البيئية لا تقل أهمية عن زيادة الإنتاج. بالإضافة إلى الحفاظ على الأراضي البرية ، تشمل الأهداف البيئية الحد من انبعاثات غازات الدفيئة ، والجريان السطحي للنيتروجين والفوسفور ، وتلوث المبيدات ، وحماية موارد المياه العذبة. ومع ذلك ، فإن التكثيف المستدام يدرك أنه لا يوجد حل مثالي. مع وجود الكثير من الأهداف ، لا بد أن تكون هناك مقايضات.

التكثيف المستدام لا يحدد تقنيات أو ممارسات معينة. بدلاً من ذلك ، فهو يركز على النتائج المرجوة: المزيد من الغذاء على مساحة أقل من الأرض ، مع تأثير أقل على البيئة.

استراتيجيات الفوز

بينما يكون المفهوم مفتوحًا ، يشير العلماء الذين يدرسون التكثيف المستدام إلى العديد من الاستراتيجيات والتقنيات المدعومة بالأدلة التي يمكن أن تزيد من الغلات مع تحقيق المكاسب البيئية. تشير دراسة حديثة نُشرت في مجلة Nature Sustainability إلى أن 163 مليون مزرعة تغطي حوالي 453 مليون هكتار (مليار فدان) تمارس شكلاً من أشكال التكثيف المستدام.

تتمثل إحدى الاستراتيجيات الواعدة في تحسين أنواع المحاصيل وسلالات الماشية. يمكن أن يؤدي تطوير البذور المقاومة للآفات والأمراض من خلال التربية التقليدية أو الهندسة الوراثية إلى زيادة الغلات وتقليل استخدام المبيدات. كما يمكن أن يساعد المزارعون الملائمون للظروف المحلية والظواهر الجوية القاسية ، مثل الجفاف والحرارة ، المزارعين على إنتاج المزيد من الغذاء دون تدهور النظم الإيكولوجية

يستخدم المزارعون في ولاية فرجينيا ممارسات بدون حرث لحماية موائل الحياة البرية ونوعية المياه في مستجمعات المياه في خليج تشيسابيك. مصدر الصورة وزارة الزراعة الأميركية ، من فليكر ، مرخص بموجب CC BY 2.0

الاستخدام الفعال للمدخلات هو هدف مشترك في ممارسات التكثيف المستدام. يمكن للإدارة المتكاملة للآفات ، التي تستخدم استراتيجيات مثل الضوابط البيولوجية لمكافحة الآفات ، حماية المحاصيل دون الإضرار بالحشرات المفيدة. وجد التحليل التلوي لعام 2015 لـ 85 مشروعًا من مشروعات الإدارة المتكاملة للآفات "زيادة متوسط ​​الغلة في المشروعات والمحاصيل بنسبة 41 في المائة ، إلى جانب انخفاض في استخدام المبيدات الحشرية إلى 31 في المائة." وتناوب المحاصيل - تحسين نوعية التربة والحد من الأعشاب الضارة ، وخفض التكاليف وتخزين الكربون تحت الأرض.

يهدف مشروع تكثيف نظم الزراعة المستدامة والمرنة في سهول الغانج الشرقية ، بالتعاون مع المركز الأسترالي للبحوث الزراعية الدولية والمركز الدولي لتحسين الذرة والقمح ، إلى تحسين إنتاجية زراعة أصحاب الحيازات الصغيرة في نيبال. مصدر الصورة IFPRI South Asia ، من Flickr ، مرخص بموجب CC BY-NC-ND 2.0

إن زراعة الأشجار والشجيرات داخل وحول الأراضي الزراعية والمراعي يمكن أن يفيد المزارعين والنظم الإيكولوجية المحلية ، مما يوفر موائل للطيور وغيرها من الكائنات. تحمي الأشجار على فضيات الحيوانات الحيوانات من أشعة الشمس الحارة في الصيف والرياح الباردة في الشتاء ، والأعشاب المغذية تحتها تعزز الثروة الحيوانية بسرعة وبتكلفة منخفضة. يمكن للأشجار الموجودة في المزارع وحولها تثبيت النيتروجين في التربة وفصل الكربون وتقليل الجريان السطحي وتآكل التربة.

التكنولوجيا مثل معدات الزراعة الدقيقة - التي تجمع بين البيانات التفصيلية والروبوتات وأجهزة الاستشعار والتصوير لزراعة البذور وتطبيق المياه والأسمدة والمبيدات الحشرية بطرق أكثر كفاءة - يمكن أن تزيد من إنتاجية المزارع ذات العوائد المرتفعة بالفعل مع خفض تكاليف المدخلات. من بين مجموعة من التقنيات المربحة للجانبين قيد التطوير أدوات محسنة للتنبؤ بالطقس ، والتي تساعد المزارعين على تحديد تواريخ الزراعة والحصاد المثلى ، والبروبيوتيك السائل الذي يحدد النيتروجين ، والذي يمكن أن يحل محل بعض الأسمدة الاصطناعية على الأقل.

تعزز الزراعة المكثفة غلال حقول الأرز في هاي دونغ ، فيتنام. مصدر الصورة إريك بيكر ، من فليكر ، مرخص بموجب CC BY-NC-SA 2.0

تتضمن الإستراتيجية الأخرى زراعة المحاصيل على الأراضي البور وزراعة المحاصيل والحصاد في كثير من الأحيان في أراضي المحاصيل القائمة. يؤدي القيام بذلك إلى زيادة إنتاجية الأراضي التي تم تطهيرها بالفعل للمحاصيل ، مما يقلل من الحاجة إلى تحويل الغابات والموائل الطبيعية الأخرى.

يقول تيم سيرنجر ، أستاذ في جامعة برينستون وباحث في معهد الموارد العالمية: "لا يوجد نقص في الأدوات التقنية ، والفرص التقنية التي يمكن للناس استخدامها لزيادة إنتاجية المحاصيل وتقليل آثارها البيئية". "إنها ليست مشكلة علمية ، إنها مشكلة فعلية."

الموقع والسياق

في بعض المناطق ، مثل أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى ، تكون الغلات منخفضة للغاية بسبب نقص المياه والمواد الغذائية في التربة. هذا الأساس المنخفض يعني أن أدوات الزراعة الحديثة توفر فرصة كبيرة للحصول على المزيد من الغذاء من الأراضي الزراعية القائمة. ومع ذلك ، إذا كان هذا التكثيف مستدامًا ، فسيكون من الضروري ربط هذا الوصول ببرامج تثقيف المزارعين حول أفضل الممارسات لتجنب الهدر والتلوث ، كما يقول براساد.

يوضح مايكل كلارك ، باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة أكسفورد: "أحد الأشياء التي غالباً ما يتم نسيانها هو أن استخدام الأسمدة ليس سيئًا بطبيعته". "عندما تبدأ في التقدم بطلب كبير ، تصبح عندما تصبح مشكلة".

أنتجت المزارع الصغيرة في الصين انبعاثات غازات الدفيئة أقل بعد أن شارك المزارعون في برامج تدريبية تركز على إدارة الأسمدة. مقتبس من تسوي ، ز. ، وآخرون. الطبيعة http://dx.doi.org/10.1038/nature25785 (2018)

تقوم الصين بدورها في مكافحة الإفراط في استخدام الأسمدة عن طريق تمويل علماء الزراعة للعيش في القرى ، حيث يقومون بتعليم المزارعين متى وكيفية استخدام الأسمدة بشكل أكثر فعالية. ساعدت هذه المبادرات أكثر من 20 مليون مزارع من أصحاب الحيازات الصغيرة على زيادة غلات الذرة والأرز والقمح بنسبة 10 في المائة مع تقليل استخدام الأسمدة بنسبة 15 في المائة ، مما أدى إلى خفض انبعاثات غازات الدفيئة بشكل كبير في هذه العملية.

مع تبني مناطق جديدة لنظم الري بالمياه لتعزيز غلة المحاصيل ، يميل المزارعون الذين لديهم وصول أولي إلى الإفراط في استخدام الموارد الثمينة ، مما يترك القليل للمتبنين المتأخرين. يمكن أن تساعد اللوائح المحلية ومجموعات مستخدمي المياه المزارعين في استخدام المياه بطرق أكثر كفاءة وإنصافًا واستدامة.

يستخدم المزارعون في إثيوبيا نشارة الحشائش المحلية والري بالتنقيط لتكثيف محاصيلهم بشكل مستدام. مصدر الصورة معمل الابتكار التكثيف المستدام

بالإضافة إلى التقنيات والممارسات الزراعية ، يعد بناء الهياكل والمؤسسات الاجتماعية والاقتصادية جزءًا مهمًا من التكثيف المستدام. يقول براساد إن الاستثمار في المدارس الحقلية للمزارعين وتطوير برامج الإرشاد في البلدان النامية ضروري لمساعدة المزارعين على تطبيق الممارسات والتقنيات المستدامة.

نظام الغذاء المستدام

على الرغم من أن التكثيف المستدام جزء مهم من جعل الزراعة أكثر استدامة ، إلا أنها لا تستطيع القيام بهذه المهمة بمفردها. إذا حاولنا إنتاج ما يكفي من الغذاء لتلبية التوقعات الحالية دون توسيع أراضي المحاصيل ، فسنحتاج إلى زيادة إنتاجية المحاصيل بنسبة 11 في المائة في الفترة من عام 2006 إلى عام 2050 أكثر مما فعلنا في الفترة من 1962 إلى 2006 - وهو ترتيب طويل بالنظر إلى أن المكاسب السابقة تُعزى إلى حد كبير إلى مدخلات إضافية . يقول كلارك إن نظام الغذاء المستدام حقًا يجب أن يعالج أيضًا هدر الطعام والإفراط في تناول الطعام ، بالإضافة إلى تحويل الوجبات الغذائية عن اللحوم ومنتجات الألبان ، وهو ما يفسر بصمة البيئة الزراعية الضخمة.

بالإضافة إلى ذلك ، في ما يُعرف بمفارقة Jevons ، يمكن لمكاسب الكفاءة أن تحفز المزارعين على إنتاج المزيد ، الأمر الذي قد يؤدي إلى تطهير إضافي للأراضي. من أجل جني الفوائد الكاملة للتكثيف المستدام ، يتعين علينا القيام بعمل أفضل للتأكد من أن المناطق الطبيعية خارج نطاق التوسع الزراعي.

على الرغم من استمرار التحديات ، فإن عملية التكثيف المستدام بسيطة: فكلما زاد عدد الأغذية التي ننتجها على أقل مساحة من الأرض بأقل تأثير على البيئة ، كلما كان البشر أفضل حالًا والطبيعة.

ensia.com | تويتر | فيسبوك | Instagram | ينكدين

نُشر في الأصل في ensia.com في 1 نوفمبر 2018.