زراعت شاخه ای از کشاورزی است که بر علم و فناوری تولید و استفاده از گیاهان برای غذا، سوخت، الیاف و احیای زمین متمرکز است. این شامل کار در زمینه های ژنتیک گیاهی، فیزیولوژی گیاهی، هواشناسی و علم خاک است. کشاورزان برای بهبود کیفیت و کمیت محصولات غذایی برای انسان و حیوانات تلاش می کنند.
خاک پایه و اساس کشاورزی است و نقش مهمی در رشد گیاهان سالم دارد. از ذرات معدنی، مواد آلی، آب و هوا تشکیل شده است. سلامت خاک به توانایی آن در حفظ حیات گیاهی و تنوع زیستی آن بستگی دارد. سلامت خاک را می توان با ساختار، pH، حاصلخیزی و فعالیت بیولوژیکی آن اندازه گیری کرد.
برای حفظ سلامت خاک، اقداماتی مانند تناوب زراعی، کشت پوششی و کاهش خاکورزی را می توان اجرا کرد. تناوب زراعی به جلوگیری از تجمع آفات، کاهش فرسایش خاک و بهبود حاصلخیزی خاک کمک می کند. گیاهان پوششی مانند شبدر یا چاودار، زمانی که بین دوره های منظم تولید محصول کاشته می شوند، به محافظت از خاک در برابر فرسایش و بهبود ساختار خاک کمک می کنند. کاهش خاکورزی یا کشت بدون خاک ورزی به حفظ رطوبت خاک و حفظ مواد آلی کمک می کند.
ژنتیک و اصلاح گیاه در زراعت برای توسعه واریته‌های زراعی که پربارتر، مغذی‌تر و مقاوم‌تر به بیماری‌ها و آفات هستند، حیاتی هستند. از طریق تکنیک‌های اصلاحی مرسوم و اصلاح ژنتیکی، زراعت‌شناسان می‌توانند گیاهانی ایجاد کنند که برای اقلیم‌ها و انواع خاک‌های خاص مناسب‌تر باشند یا ویژگی‌های مطلوب دیگری داشته باشند.
به عنوان مثال، توسعه انواع محصولات مقاوم به خشکی می تواند به طور قابل توجهی مصرف آب را در کشاورزی کاهش دهد و امنیت غذایی را در مناطق خشک تضمین کند. به طور مشابه، محصولات اصلاح شده ژنتیکی برای مقاومت در برابر آفات می توانند نیاز به آفت کش های شیمیایی را کاهش دهند و اثرات زیست محیطی را به حداقل برسانند.
آب یک منبع حیاتی برای تولید محصولات کشاورزی است، اما در بسیاری از نقاط جهان، کمبود آب یک چالش مهم برای کشاورزی پایدار است. شیوه های مدیریت آب کارآمد برای به حداکثر رساندن بهره وری مصرف آب و اطمینان از دریافت مقدار مناسب آب در زمان مناسب ضروری است.
تکنیک‌هایی مانند آبیاری قطره‌ای و سیستم‌های بارانی می‌توانند به طور چشمگیری ضایعات آب را در مقایسه با روش‌های سنتی آبیاری غرقابی کاهش دهند. این سیستم‌ها آب را مستقیماً به ریشه‌های گیاه می‌رسانند، جایی که بیشتر به آن نیاز است و تبخیر و رواناب را به حداقل می‌رسانند.
مدیریت عناصر غذایی فرآیند استفاده از نوع و مقدار مناسب کود در زمان مناسب برای اطمینان از دریافت مواد مغذی ضروری برای رشد محصولات است. مواد مغذی اولیه مورد نیاز گیاهان عبارتند از نیتروژن (N)، فسفر (P) و پتاسیم (K) که اغلب به عنوان NPK شناخته می شود.
برای تعیین نیازهای غذایی یک محصول، آزمایش خاک یک روش معمول است. این شامل تجزیه و تحلیل نمونه های خاک برای اندازه گیری سطوح pH و مواد مغذی موجود است. بر اساس نتایج، یک برنامه کود را می توان برای رفع نیازهای خاص محصول تنظیم کرد.
استفاده بیش از حد از کودها می تواند منجر به شستشوی مواد مغذی شود که در آن مواد مغذی به داخل آب نفوذ کرده و آنها را آلوده می کند. برای جلوگیری از این امر، متخصصان کشاورزی شیوه های مدیریت یکپارچه مواد مغذی را توصیه می کنند که استفاده از کودهای شیمیایی را با مواد آلی مانند کمپوست و کود سبز ترکیب می کند، تغذیه محصول را بهینه می کند و اثرات زیست محیطی را به حداقل می رساند.
مدیریت یکپارچه آفات (IPM) یک رویکرد پایدار برای مدیریت آفات است که ابزارهای بیولوژیکی، فرهنگی، فیزیکی و شیمیایی را به گونه ای ترکیب می کند که خطرات اقتصادی، بهداشتی و زیست محیطی را به حداقل می رساند. IPM بر پیشگیری طولانی مدت از آفات یا آسیب آنها از طریق ترکیبی از تکنیک هایی مانند کنترل بیولوژیکی، دستکاری زیستگاه، اصلاح شیوه های فرهنگی و استفاده از گونه های مقاوم تمرکز می کند.
به عنوان مثال، کاشت واریته های گیاهی مقاوم به آفات می تواند نیاز به آفت کش های شیمیایی را کاهش دهد. کشت مخلوط، جایی که محصولات مختلف در نزدیکی کشت می شوند، همچنین می تواند آفات و بیماری ها را کاهش دهد. روش های کنترل بیولوژیکی، مانند معرفی شکارچیان طبیعی آفات به اکوسیستم، می تواند به کنترل جمعیت آفات بدون نیاز به مواد شیمیایی کمک کند.
تغییرات اقلیمی چالش‌های مهمی را برای تولید محصولات کشاورزی ایجاد می‌کند، از جمله تغییر در الگوهای بارش، افزایش وقوع رویدادهای شدید آب و هوایی، و تغییر در فصول رشد محصولات. کشاورزان نقش کلیدی در توسعه راهبردهایی برای انطباق با و کاهش اثرات تغییرات آب و هوا بر کشاورزی دارند.
استراتژی های سازگاری ممکن است شامل پرورش محصولاتی باشد که نسبت به گرما، خشکسالی یا سیل تحمل بیشتری دارند. تغییر برنامه های کاشت برای مطابقت با الگوهای آب و هوایی در حال تغییر؛ و اتخاذ تکنیک های آبیاری صرفه جویی در مصرف آب. استراتژی‌های کاهش می‌تواند شامل اقداماتی باشد که انتشار گازهای گلخانه‌ای از کشاورزی را کاهش می‌دهد، مانند بهبود کارایی استفاده از نیتروژن برای کاهش انتشار اکسید نیتروژن و اتخاذ خاکورزی حفاظتی برای افزایش ترسیب کربن در خاک.
با درک و اجرای این اصول و شیوه‌های کشاورزی، می‌توانیم به سمت سیستم‌های کشاورزی پایدارتر و مولدتری کار کنیم که قادر به تغذیه جمعیت رو به رشد جهان و در عین حال به حداقل رساندن تأثیرات زیست‌محیطی باشند.
