خاک اساس اکثر انواع کشاورزی است. اما سلامت خاک تحت تأثیر شیوه های کشاورزی صنعتی مانند کشت تک محصولی، کودهای مصنوعی، آفت کش ها و موارد دیگر قرار می گیرد.
در کشاورزی مبتنی بر خاک، سلامت خاک مهمترین پایه یک اکوسیستم مزرعه سالم است. با این حال، بسیاری از تکنیک‌های رایج کشاورزی که در تولید محصولات صنعتی به کار می‌روند، مانند کاربرد کودهای مصنوعی و کشت تک‌کشتی، می‌توانند خاک را در طول زمان تخریب کنند، و باعث ایجاد زنجیره‌ای از مشکلات می‌شوند که نیاز به استفاده از نهاده‌های دست‌ساخته بیشتر را دارد، که به نوبه خود به تغییرات آب و هوایی کمک می‌کند. . کشاورزی پایدار و احیاکننده به دنبال بهبود سلامت خاک، جداسازی کربن، ذخیره آب و ایجاد اکوسیستم‌های مزرعه سالم‌تر در طول مسیر است.
خاک چیست؟
خاک سطح زمین را تشکیل می دهد. از مخلوط‌های مختلفی (بسته به محل زندگی فرد) از مواد معدنی، آب، هوا و مواد آلی (از جمله میکروب‌ها و سایر موجودات زنده) تشکیل شده است[1].
خاک ساکن نیست: ترکیب آن بر اساس آب و هوا، موجودات تشکیل دهنده آن، گیاهان در آن و غیره متغیر است[2].خاک نیز مانند هوا و آب در برابر آلودگی آسیب پذیر است و می تواند توسط شیوه های کشاورزی صنعتی آسیب ببیند. خاک را می توان از طریق روش های پایدار مانند استفاده از کمپوست نیز اصلاح کرد.
خاک ها اغلب به عنوان “زنده” در نظر گرفته می شوند زیرا انواع مختلفی از ارگانیسم ها در آنها زنده هستند، از باکتری ها گرفته تا قارچ ها و کرم های خاکی. در واقع، یک قاشق چای خوری خاک سالم می تواند حاوی یک میلیارد باکتری، به علاوه قارچ، تک یاخته و نماتد باشد.[3]
ارگانیسم های سالم در خاک – چه بزرگ (مانند کرم های خاکی) و چه کوچک (مثلاً باکتری ها) – مهم هستند، زیرا آنها عملکردهای زیادی را انجام می دهند، از هوادهی، ایجاد حفره هایی برای آب در خاک، تجزیه مواد آلی و ساخت مواد مغذی. موجود برای گیاهان در حالی که خاک از نظر فنی یک منبع تجدیدپذیر است، توسعه آن (در انتظار شرایط آب و هوایی) بین 100 تا 1000 سال طول می کشد – و این شکلگیری آنقدر کند است که دانشمندان اصطلاح “محدود” را برای آن به کار می برند، زیرا اگرچه یک منبع طبیعی است. در برابر تخریب آسیب پذیر است.[5]
تأثیر کشاورزی صنعتی بر سلامت خاک
کشاورزی صنعتی با کاهش مواد آلی و آزادسازی کربن بر سلامت خاک و جو تأثیر منفی می گذارد.
تأثیر کشت تک بر سلامت خاک
کشت تک محصولی به معنای کشت یک محصول در یک قطعه زمین، سال به سال است. این عمل خاک را از مواد مغذی خالی می کند (با گذشت زمان خاک را کم تولید می کند)، مواد آلی خاک را کاهش می دهد و می تواند باعث فرسایش قابل توجهی شود.[6]
در ایالات متحده، شیوه های کشاورزی صنعتی اغلب شامل چرخش دانه های سویا و ذرت می شود. از نظر فنی، چون دو محصول در تناوب هستند، این محصول به عنوان “تک کشت” طبقه بندی نمی شود. با این حال، این شکل «ساده» از تناوب زراعی مانند سیستم‌های پیچیده (که در آن سه یا چند محصول در یک دوره یک ساله یا بیشتر در تناوب می‌شوند) مزایای مشابهی برای خاک فراهم نمی‌کند.7 هنگامی که محصولات در تناوب پیچیده رشد می کنند، بازده در یک سال غیر خشکسالی تا 10 درصد افزایش می یابد[8]
ک کشت یا حتی تناوب زراعی «ساده» که در بالا ذکر شد، باعث ایجاد مجموعه‌ای از مشکلات می‌شود که نه تنها استفاده از کودهای مصنوعی (به دلیل تخلیه خاک)، بلکه استفاده از آفت‌کش‌ها برای کنترل آفاتی مانند قارچ‌های خاک، حشرات و سایر مشکلات کشاورزی مزارعی که شامل تنوع محصولات زراعی ( پلی‌کالچر) هستند برای شکارچیان حشرات جذابیت کمتری دارند[9]
دانشمندان علوم خاک همچنین کشف کرده اند که کشت تک محصولی چشم انداز میکروبی خاک را تغییر می دهد، میکروب های مفید را کاهش می دهد و باعث رشد ضعیف گیاهان در طول زمان می شود.[10]
کودهای مصنوعی بر سلامت خاک تأثیر منفی می گذارند
همه گیاهان برای رشد و بهره وری سالم به نیتروژن (N)، فسفر (P) و پتاسیم (K) نیاز دارند. این درشت مغذی ها (علاوه بر سایر عناصر درشت و ریز مغذی) اساس خاک های سالم را تشکیل می دهند. برای خاک هایی که دارای کمبود این مواد مغذی هستند، کود – چه به صورت مصنوعی یا از مواد آلی – باید برای رشد گیاهان سالم استفاده شود. همانطور که تولید محصولات صنعتی طی 50 سال گذشته افزایش یافته است، استفاده از کودهای مصنوعی (عمدتاً از سوخت های فسیلی تولید می شود) تا حدی برای افزایش بهره وری گیاهان افزایش یافته است. روش‌های کشاورزی صنعتی، مانند کشت تک‌کشتی و خاک‌ورزی فشرده نیز در طول زمان سلامت خاک را به خطر انداخته‌اند.
برخی تحقیقات نشان داده‌اند که کاربرد کود نیتروژن مصنوعی تنوع میکروبیولوژیکی خاک (یعنی باکتری‌ها، قارچ‌ها و غیره) را کاهش می‌دهد یا ترکیب میکروبیولوژیکی طبیعی آن را به نفع سویه‌های پاتولوژیک‌تر تغییر می‌دهد. [11][12]برخی از انواع کودهای نیتروژنی می توانند باعث اسیدی شدن خاک شوند که می تواند بر رشد گیاه تأثیر بگذارد. 13 استفاده بیش از حد از کود همچنین می تواند باعث تجمع نمک در خاک، آلودگی فلزات سنگین و تجمع نیترات (که منبع آلودگی آب و همچنین برای انسان مضر است) شود. [14]
(لازم به ذکر است که استفاده از کود مصنوعی نه تنها برای خاک مضر است، بلکه به تغییرات آب و هوایی و آلودگی آب از طریق انتشار N2O کمک می کند و باعث شکوفایی جلبک های شدید در چندین منطقه کشاورزی ایالات متحده می شود.)
بقایای آفت کش ها در خاک
آفت کش ها مواد شیمیایی هستند که برای کنترل علف های هرز (علف کش ها)، حشرات (حشره کش ها) و قارچ ها (قارچ کش ها) در تولید مواد غذایی، الیاف و چوب استفاده می شوند.
بقایای آفت کش ها در خاک و حضور ماندگار آنها در خاک در طول زمان، به شدت تحت تأثیر نوع و ترکیب خاک و همچنین نوع آفت کش است. بسته به نوع آفت کش، کمیت کاربرد، کیفیت خاک و محیط، برخی از آفت کش ها ممکن است در اثر فعالیت میکروبی در خاک یا سایر واکنش های شیمیایی تجزیه شوند، در حالی که برخی دیگر می توانند در خاک انباشته شوند. [16] (با این حال، توجه به این نکته مهم است که برخی از متابولیت های آفت کش ها [محصولات تجزیه] سمی تر از آفت کش های “والد” هستند.[17])
برخی از مطالعات نشان می دهد که گلایفوسیت (همچنین به عنوان RoundUp شناخته می شود) تنوع زیستی میکروبی را در خاک کاهش می دهد. مطالعات دیگر اثرات نامطلوب این ماده شیمیایی بر کرم‌های خاکی را نشان می‌دهد. [18]انواع دیگر آفت کش ها ممکن است اثرات مشابهی بر میکروبیولوژی خاک داشته باشند و بر میکروب های تثبیت کننده نیتروژن که برای سلامتی و حاصلخیزی خاک مهم هستند تأثیر بگذارند. [19]
