مفاهيم و اهميت كشاورزي پايدار
در سال‌هاي اخير، كشاورزي پايدار از جمله موضوعاتي است كه در علوم كشاورزي مطرح شده است و با گذشت زمان توجه دانشمندان علوم كشاورزي بيش از پيش به آن معطوف مي‌شود و مي‌رود كه در سال‌هاي آتي از مهمترين مباحث علوم كشاورزي دنيا شود. در ارتباط با كاهش سريع و جدي منابع ضروري

كشاورزي از طريق فرسايش، شور شدن زمين‌ها، بيابان‌زايي، انقراض گونه‌ها و آلودگي‌هاي محيطي از نگراني‌هاي عمده موجود در گزارش‌هاي جهاني است.
با‌ آغاز كشاورزي صنعتي، فشار بر اكوسيستم شروع شد. در سال‌هاي قبل در صورت تخريب زمين، انسان به منظور رفع مايحتاج خويش مي‌توانست به مناطق ديگر نقل مكان نمايد، اما امروزه با افزايش جمعيت، اين امر امكان‌پذير نيست. بدين‌ترتيب، كشاورزي پايدار غيرقابل اجتناب است و به نظر مي‌رسد در پايان اين قرن و اوايل قرن آينده، به پايداري در توسعه كشاورزي ضروري باشد.

معمولاً تعاريفي كه توسط متخصصان براي يك موضوع و مبحث خاص مطرح مي‌شود تا حدود زيادي بيانگر ويژگي‌هاي آن مبحث بوده و مي‌توان ويژگي‌هاي آن را تا حد قابل قبولي مطرح نمايد. به همين منظور به بيان تعريف و مفاهيمي پرداخته مي‌شود كه توسط كارشناسان اين فن ارائه شده است.
برنامه توسعه سازمان ملل متحد به نقل از موسسه منابع جهاني براي كشاورزي پايدار يك تعريف كوتاه و مفيد ارائه داده است. بنابراين تعريف، «نظام كشاورزي پايدار، نظامي است كه در شيوه پايا و يا دوام بهره‌وري اساس منابع و الگوهاي زراعي را بهبود بخشد، به طوري كه كشاورزان بتوانند عرضه محصولات را هماهنگ با رشد جمعيت، رشد اقتصادي و با توجه به محيط زيست افزايش دهند».

هارگراو، كشاورزي پايدار را چنين تعريف مي‌كند: «كشاورزي پايدار به مديريت صحيح منابع كشاورزي اطلاق مي شود كه در عين حال نيازهاي در حال تغيير بشري رفع شوند، كيفيت محيط زيست و همچنين منابع طبيعي حفظ شده و يا حتي بهبود مي‌يابند».

سناياك، بيان مي‌كند كه: «واژه كشاورزي پايدار به يك سيستم كشاورزي اطلاق مي‌شود كه مي‌تواند به روند توليد خود در آينده طولاني ادامه دهد».
در سال ۱۹۸۹، انجمن علوم زراعي آمريكا در گردهمايي سالانه خود، كشاورزي پايدار را چنين توصيف مي‌نمايد: «كشاورزي پايدار نظامي است كه ضمن برخورداري از پويايي اقتصادي، مي‌توان به بهبود وضعيت محيط زيست و استفاده بهينه از منابع موجود منجر شده و همچنين در تامين نيازهاي غذايي انسان و ارتقاي كيفيت زندگي جوامع بشري نقش مبهمي داشته باشد».

به نظر گروهي از كشاورزان، كشاورزي پايدار چنين تعريف شده است: «كشاورزي پايدار از نظر مفهوم، سيستمي است كه ضمن مديريت موفق در استفاده از منابع براي تامين نيازهاي غذايي بشر، كيفيت محيط را حفظ و ذخاير منابع طبيعي را افزايش مي‌دهد؛ از نظر اقتصادي پويا بوده و نيازهاي غذايي را تامين كرده و مواد غذايي آن، اثر سوئي بر سلامت بشر نداشته و علاوه بر آن، ذخاير منابع طبيعي را حفظ كرده و كيفيت آنها را براي نسل‌هاي آينده افزايش مي‌دهد».

در واقع، نظام كشاورزي پايدار يك نظام سودمند، مستمر و متكي بر حفظ منابع طبيعي است. اين شيوه كشاورزي، اقتصادي‌ترين و در عين حال، سودمندترين نوع استفاده از انرژي خورشيد و تبديل آن به محصولات كشاورزي را بدون تخريب و حاصلخيزي خاك و كيفيت محيط زيست توصيه مي‌كند. اين روش كشاورزي، ديدگاهي بالاتر از اقتصادي توليدي صرف دارد، به طوري كه در آن به همبستگي بين اقتصاد توليد، ثبات اكولوژيكي و كيفيت محيط زيست به صورتي جامع

نگريسته مي‌شود. در كشاورزي پايدار، افزايش جريان انرژي در نظام كشاورزي و نجات كشاورز مبتدي از زراعت معيشتي و نيز صرفه‌جويي در مصرف انرژي و كاهش تلفات آن در كشاورزي متمركز در راستاي حفاظت از پايداري كشاورزي و كيفيت محيط زيست دنبال مي‌شود.

در تعريفي ديگر، نظام كشاورزي پايدار: «نظامي است كه از مواد شيميايي به گونه‌اي استفاده گردد كه در نهايت به گونه‌اي استفاده گردد كه در نهايت نه موجب متلاشي شدن و زوال خودش شود و نه با انتقال آن به محيط زيست، اكوسيستم را دچار مخاطره نمايد».

 

به اعتقاد آلتيري، در تعاريف كشاورزي پايدار، سه وجه مشترك وجود دارد كه عبارتند از: بهره‌برداري حيواني و گياهي، كيفيت و سلامت محيط زيست و پويايي اقتصادي و اجتماعي. وي اين سه عامل را به عنوان عوامل تحقق نظام كشاورزي پايدار به حساب مي‌آورد.

در يك مفهوم كلي، كشاورزي پايدار عبارت است از بينشي كه اهداف انسان و شناخت او از آثار فعاليت‌هاي كشاورزي متكي بر محيط زيست است. بكارگيري چنين بينشي مي‌توان ارائه طريقي باشد براي تلفيق تجربه‌هاي پيشينيان و تازه‌ترين پيشرفت‌هاي علمي به منظور ايجاد نوعي نظام زراعي كه ضمن حفاظت از منابع از نظر اكولوژيكي نيز سازگاري داشته باشد. چنين نظام‌هايي علاوه بر آنكه موجب كاهش آثار سوء بر محيط زيست مي‌شوند، مي‌توانند باروري

كشاورزي را در حدي مطلوب حفظ نموده و ضمن ايجاد پويايي اقتصادي در بلندمدت و كوتاه مدت، زمينه‌اي مناسب براي ثبات جوامع روستايي نيز فراهم سازند.
پژوهشگران كشاورزي به ندرت به نقش و تاثير نظام‌هاي توليد كشاورزي در اكوسيستم توجه كرده‌اند. هدف اساسي بيشتر پژوهشگران و متخصصان توسعه كشاورزي، حركت به سوي دستيابي به راهكارهايي بوده كه در زمان كوتاه مدت به توليد كشاورزي مطلوبي دست پيدا كند.

استراتژي بهره‌گيري از نظام كشاورزي و توليدي كه به افزايش تعادل و بالانس مورفولوژيكي زمين، هيدرولوژي و چرخه مواد غذايي در طبيعت منجر شود، عموماً مورد غفلت واقع شده است و اكثر مطالعات و پژوهش‌ها صرفاً به جنبه توليد تاكيد داشته‌اند و كمتر به عوارض و آثار جانبي توجه شده است. پيامدهاي اين موضوع، سبب ايجاد شكست‌هايي در جوامع كشاورزي و كاهش روزافزون كيفيت زمين‌هاي كشاورزي و مشكل عدم تكافوي توليدات كشاورزي براي جمعيت رو به ازدياد بوده است. متخصصان و كارشناسان كشاورزي بايد بيش از پيش بر روي اين موضوع تامل كنند كه چگونه فعاليت‌هاي كشاورزي مي‌تواند به صورت شايسته در اكوسيستم ادغام شود.
تثبيت بيولوژيكي ازت، راهبردي در كشاورزي پايدار

گرچه استفاده از كودهاي بيولوژيك در كشاورزي از قدمت زيادي برخوردار است و در گذشته نه چندان دور تمام مواد غذايي مورد مصرف انسان با استفاده از چنين منابع ارزشمندي توليد مي‌شد، ولي بهره‌برداري علمي از اين گونه منابع سابقه چنداني ندارد. اگرچه كاربرد كودهاي بيولوژيك به علل مختلف در طي چند دهه گذشته كاهش يافته، ولي امروزه با توجه به مشكلاتي كه مصرف بي‌رويه كودهاي شيميايي به وجود آورده، استفاده از آنها در كشاورزي مجدداً مطرح شده است.

بدون ترديد كاركرد كودهاي بيولوژيك علاوه بر اثر مثبتي كه بر كليه خصوصيات خاك دارد، از جنبه‌هاي اقتصادي، زيست‌محيطي و اجتماعي نيز مثمرثمر واقع خواهد شد و مي‌تواند جايگزيني مناسب و مطلوب براي كودهاي شيميايي باشد. در حال حاضر، نگرش‌هاي جديدي كه در ارتباط با كشاورزي پايدار، ارگانيك و بيولوژيك مطرح مي‌باشد، به بهره‌برداري از چنين منابعي استوار است.

كودهاي بيولوژيك منحصر به مواد آلي حاصل از كودهاي دامي، اضافات گياهي و غيره اطلاق نمي‌شود، بلكه توليدات حاصل از فعاليت ميكروارگانيسم‌هايي كه در ارتباط با تثبيت ازت و يا فسفر و ساير عناصر غذايي در خاك فعاليت مي‌كنند را نيز شامل مي‌شود و مي‌تواند به عنوان جايگزيني مناسب براي كودهاي ازته مطرح باشد. زيان‌هاي زيست محيطي و بهداشتي برگرفته از كاربرد كودهاي ازته بسيار بيشتر از منابع اقتصادي آن است. وجود نيترات در آب‌هاي زيرزميني مناطق ذرت‌خيز ايالات متحده و ديگر مناطق داراي كشت فشرده به عنوان يك نگراني عمده مطرح است، به نحوي كه نيتروژن در رواناب و آب‌هاي سطحي منجر به آلودگي زياد رودخانه‌ها و درياچه‌ها مي‌شود. اكسيدهاي گازي شكل نيتروژن كه از كودهاي ازته متصاد مي‌شوند، واكنش شديدي داشته و به عنوان يك خطر عمده براي دوام لايه اوزن قلمداد مي‌شوند. نظام‌هاي پايدار زراعي بايد تا سرحد امكان، بر پايه استفاده و مديريت موثر از منابع داخلي باشند.
مفاهيمي از كشاورزي پايدار

توسعه فن‌آوري‌هاي مختلف در فعاليت‌هاي كشاورزي از ديرباز تا كنون مشكلات زيست محيطي و اجتماعي مختلفي را بوجود آورده كه حركت به سوي فعاليت‌هاي پايدار در يك نظام زراعي را غيرقابل اجتناب نموده است.

با توجه به مفاهيم بيان شده در زمينه كشاورزي پايدار، روي آوردن به روش‌هايي كه بر بهره‌گيري از منابع داخلي مزرعه توجه دارد، تاكيد مي‌شود. استفاده از شيوه‌هاي مديريتي مناسب در تامين نياز غذايي گياه نقش موثري در پايداري نظام زراعي دارد. افزايش كاربرد منابع درون مزرعه نظير كودهاي دامي، محصولات لگومينوز و كود سبز منجر به كاهش هزينه توليد و افزايش سودمندي مي‌شود. كاربرد كودهاي دامي و تثبيت ازت در فعاليت‌هاي زراعي از جمله موارد مهمي

است كه نقش موثري در مديريت مواد غذايي دارد. در فرآيند تثبيت ازت يك رابطه همزيستي بين گياه ميزبان و باكتري ريزوبيوم كه در گرهك‌هاي ريشه گياهان لگومينوز وجود دارد، برقرار است. وارد كردن بقولات در نظام كشت، معمولاً باعث كاهش نسبت C/N بقايايي مي‌شوند كه به خاك اضافه مي‌گردد. اين امر به نوبه خود مي‌تواند فعاليت ميكروبيولوژي خاك، تبديل ازت اتمسفري، قابليت دسترسي به عناصر غذايي و رشد گياهان را به ميزان زيادي تغيير دهد. همچنين تغييراتي كه در فعاليت ميكروبيولوژيك خاك ايجاد مي‌شود، به نوبه خود مي‌تواند بر دانه‌بندي خاك موثر واقع شده و از اين‌رو ميزان آب و هواي خاك و در پي آن فعاليت بيولوژيك را تحت تاثير قرار دهد.

استفاده از كمپوست مواد آلي در كشاورزي پايدار
كودهاي دامي و زباله‌هاي شهري از جمله منابع تهيه كمپوست مي‌باشند. كاربرد مواد آلي كمپوست نشده، باعث ايجاد صدمه در گياهان مي‌شود. كمپوست نمودن مواد آلي كه براي كمپوست شدن مناسب هستند، شامل: خاك اره، بقاياي علف‌ها، برگ‌ها، زباله‌هاي خانگي، بقاياي صنايع غذايي و فاضلاب‌ها مي‌باشند.

توجه به كشاورزي پايدار، كشاورزي آلي و بروز مشكلاتي نظير فرسايش خاك و فقر مواد آلي و كاهش قدرت باروري خاك، توجه زيادي را به صنايع كمپوست‌سازي و تحقيقات مربوط به آن جلب نموده است. قبل از استفاده از كمپوست، بايد از بي‌خطر بودن آن براي گياه از نظر درجه شوري، ميزان عناصر سنگين و عدم وجود عوامل بيماري‌زا اطمينان حاصل نمود. ميزان مصرف بهينه كمپوست براي محصولات زراعي و باغي بستگي به نوع خاك گياه، كيفيت كمپوست و عوامل اقليمي دارد. توصيه استفاده از كمپوست بايد بر اساس رايج‌ترين ماده آلي موجود در هر منطقه و توان اقتصادي كشاورزان استوار باشد.
نقش كمپوست در توليد سبزي‌ها و ميوه‌ها

افزايش كمپوست مواد آلي به خاك موجب بهبود شرايط فيزيكي، شيميايي و بيولوژيكي خاك و در نهايت افزايش رشد و نمو گياه مي‌شود. تحقيقي نشان مي‌دهد كه افزايش ميزان كمپوست زباله شهري به يك خاك شني، ميزان ماده آلي، فسفر، كلسيم و منيزين آن را افزايش داد. ۶ ماه پس از كاربرد ۵۰٫۱۰۰ تن در هكتار، كمپوست زباله شهري در ۲۰ سانتيمتري سطح خاك سبب افزايش مقدار پتاسيم، كلسيم، منگنز، روي و ماده آلي خاك شد. كاربر كمپوست لجن فاضلاب، سبب افزايش درصد ازت در برگ‌هاي درختان پرتقال و گلابي شد.
اثرات كاربرد كمپوست با توجه به نوع خاك و گونه‌هاي گياهي مي‌تواند بسيار متفاوت و متغير باشد. به عنوان نمونه، كاربرد كمپوست زباله‌هاي شهري بر روي خاك‌هاي تحت كشت گوجه‌فرنگي يا منجر به افزايش رشد شد و يا اين كه هيچ تاثيري بر رشد نداشت.
از خصوصيات مهم كمپوست كه بر رشد گياه موثر است، درجه رسيدگي آن مي‌باشد، چرا كه اگر فرآيند كمپوست شدن به طور كامل صورت گيرد، بسياري از عوامل بيماري‌زاي موجود در توده مواد آلي از بين خواهد رفت. همچنين ميزان مواد سمي موجود در آن كه مي‌تواند به گياه صدمه بزند، كمتر خواهد بود.
از مسايلي كه در استفاده از كمپوست بايد به آن توجه شود، غلظت املاح محلول (شوري) موجود در آن مي‌باشد. شوري كل كمپوست به خصوص براي اغلب درختان ميوه و گياهان چند ساله نبايد از ۲ گرم بر ليتر (به صورت NaCl) بيشتر باشد. بنابراين چون درختان ميوه اكثراً حساس به شوري خاك مي‌باشند:
۱٫ در باغات ميوه بايد از كمپوستي استفاده شود كه ميزان املاح آن پايين باشد، نظير كمپوست كودهاي دامي (به مقدار حدود ۳۰-۲۰ تن در هكتار در تناوب‌هاي ۳-۲ ساله).
۲٫ كيفيت آب آبياري خوب باشد (هدايت الكتريكي كمتر از ۱ دسي‌زيمنس بر متر). همچنين بافت خاك سبك تا متوسط بوده و مشكل زهكشي هم نداشته باشيم. در هنگام اضافه نمودن كمپوست به خاك، با كمي افزايش مقدار آب در هنگام آبياري مي‌توانيم املاحي كه توسط كمپوست به خاك اضافه شده را از محيط ريشه‌ها خارج كنيم.
۳٫ مقدار مصرف كمپوست سنگين به سن درختان مابين ۱۰۰-۵۰ كيلوگرم در تناوب‌هاي ۳-۲ ساله بايد رعايت شود.
بيشترين نسبت ساقه به ريشه در سطوح مناسب عناصر غذايي و رطوبت كافي به دست مي‌آيد. به عبارت ديگر، نسبت بالاي ساقه به ريشه نشان دهنده محيط مورد علاقه گياه جهت رشد ساقه‌ها مي‌باشد. تحقيقات نشان داده است كه استفاده از كمپوست موجب افزايش نسبت ساقه به ريشه مي‌شود. به عنوان مثال، طول كل ريشه‌هاي درختان پرتقال به اضافه نمودن كمپوست كاهش پيدا نمود.

همانگونه كه از مواد آلي تازه مي‌توان به جاي مالچ استفاده كرد، كمپوست نيز در هر مرحله از رسيدن (عامل آمدن) قابليت استفاده را دارد. مالچ كمپوست باعث كاهش تنش‌هاي خشكي در گياه مي‌شود. همچنين ممكن است ميزان عناصر غذايي، ظرفيت نگهداري آب و ظرفيت تبادل كاتيوني خاك را نيز افزايش دهد كه علت آن هم به دليل افزايش مواد آلي خاك است. بخش لايه‌اي از كمپوست به قطر ۴۰-۳۰ سانتيمتر به دور درختچه‌ها يا درختان مي‌تواند همچون مالچ، بسيار سودمند باشد.

درصد سبز شدن و بقاياي گياه لوبيا با افزودن ۵/۲ سانتيمتر كمپوست برگ درون رديف‌هاي كاشت، افزايش چشمگيري نشان داد. در نهايت مقايسه مالچ پلي‌اتيلن و مالچ كمپوست مشخص نمود كه عملكرد گياه فلفل يا پلي‌اتيلن ۷ تن در هكتار به دست آمد، اما به دليل اين كه تهيه كمپوست به تلاش و زمان زيادي نياز دارد. بيشتر مردم بر اين باورند كه بهتر است به جاي استفاده به صورت لايه‌هاي مالچ از آن بيشتر به عنوان خود كمپوست استفاده شود.

استفاده از كمپوست براي كنترل علف‌هاي هرز
علف‌هاي هرز به دليل رقابتي كه با گياه براي به دست آوردن مواد غذايي، آب و نور دارند، عملكرد و كيفيت محصول را كاهش مي‌دهند كه باعث افزايش هزينه برداشت محصول و افزايش هزينه برداشت محصول نيز مي‌گردند. كاهش عملكرد ناشي از علف‌هاي هرز در آمريكا، ۱۳% گزارش شده است. مبارزه با علف‌هاي هرز به دو طريق مكانيكي و شيميايي انجام مي‌شود، اما هزينه استفاده از علف‌كش‌ها كمتر مي‌باشد. بنابراين كشاورزان تمايل بيشتري به استفاده از علف‌كش‌ها نشان مي‌دهند؛ در نتيجه استفاده طولاني مدت از علف‌كش‌ها، اثر منفي بر محيط زيست خواهد داشت. علف‌كش‌ها از دو طريق آبياري سطحي و حمل همراه با رسوبات، در طبيعت پراكنده مي‌شوند.

از مالچ‌ها مي‌توان جهت كنترل علف‌هاي هرز استفاده نمود. مالچ‌هاي كمپوست شده يا كمپوست نشده، به علت حضور فيزيكي در سطح خاك و همچنين وجود تركيبات شيميايي كه طي فرآيند كمپوست شدن حاصل مي‌شوند (مانند اسيداستيك، اسيدپروپيونيك، اسيدبوتريك و …) از رشد علف‌هاي هرز جلوگيري مي‌كند.

كودهايي حيواني
اين دسته از كودها شامل دو دسته از كودها مي‌باشند يكي كودهاي اصطبلي كه از فضولات حيوانات تشكيل شده و به آن كود دامي نيز مي‌گويند و ديگري اجزاي بدن حيوانات كه شامل خون، شاخ، مو، استخوان و آردماهي است.
تركيب و مشخصات كود حيواني

كود حيواني داراي دو جزجامد و مايع است كه ارزشي غذايي براي گياهان دارد، بخش جامد آن حدود ۳ برابر بخش مايع وزن دارد و در واقع قسمتي از علوفه‌اي مي‌باشد كه در گوارش حيوان بصورت قابل جذب در نيامده است. قسمت مايع آن از موادي تشكيل شده است كه در نتيجه فعاليت در خون توليد گرديده و بخش عمده آن ازت و پتاسيم آن فوراً قابل جذب مي‌باشد. مشخصات كود حيواني به چند عامل بستگي دارد كه عبارتند از:
۱٫ نوع دام: كود دامي گاوي با كود گوسفندي، اسبي و مرغي خصوصيات شيميايي متفاوتي دارند.

۲٫ نوع بستر دام: براي نگهداري دام در اصطبل از كاه و كلش استفاده مي‌كنند. اين نوع بستر در تركيب شيميايي كود اثر مي‌گذارد.