ما الذي يتكون منه التربة

أساس كل الزراعة

التربة ليست مجرد تراب. إنها نظام حي ومعقد يتكون من أربعة مكونات: المعادن، المادة العضوية، الماء، والهواء. تتكون التربة الصحية تقريبًا من 45 بالمائة جسيمات معدنية، و5 بالمائة مادة عضوية، و25 بالمائة ماء، و25 بالمائة هواء من حيث الحجم.

الجسيمات المعدنية تأتي في ثلاثة أحجام، رمل (خشن، يصرف الماء بسرعة)، وغرين (متوسط، يحتفظ بالرطوبة)، وطين (ناعم، يحتفظ بالعناصر الغذائية لكنه يصرف الماء بشكل سيء). يحدد النسبة بين الرمل والغرين والطين نوع التربة. الطمي، وهو مزيج متوازن من الثلاثة: يُعد مثاليًا لمعظم المحاصيل.

المادة العضوية هي المواد النباتية والحيوانية المتحللة. تغذي الكائنات الحية الدقيقة في التربة، وتحسن retention الماء، وتوفر العناصر الغذائية ببطء، وتعطي التربة لونها الداكن. التربة التي تحتوي على أقل من 2 بالمائة مادة عضوية تُعد متدهورة.

درجة حموضة التربة (pH) تقيس الحموضة أو القلوية على مقياس من 0 إلى 14. تفضل معظم المحاصيل درجة حموضة تتراوح بين 6.0 و7.0. إذا كانت التربة حمضية جداً، يضيف المزارعون الجير (كربونات الكالسيوم). أما إذا كانت قلوية جداً، فيضيفون الكبريت أو الأسمدة المحمضة. تؤثر درجة الحموضة مباشرة على توافر العناصر الغذائية: حيث تُحبس بعض العناصر الغذائية الأساسية وتصبح غير متاحة للنباتات عند درجة الحموضة غير المناسبة.

NPK، النيتروجين، الفوسفور، البوتاسيوم، هي العناصر الغذائية الكبرى الثلاثة التي الاحتياجات الرئيسية للنباتات. يدفع النيتروجين نمو الأوراق والساق. ويدعم الفوسفور تطور الجذور والإزهار. ويقوي البوتاسيوم جدران الخلايا ومقاومة الأمراض. تظهر أكياس الأسمدة ثلاثة أرقام (مثل 10-10-10) تمثل النسبة المئوية للنيتروجين، الفوسفور، والبوتاسيوم بالوزن.

اختبار التربة هو الطريقة التي ermöglicht للمزارعين معرفة ما يعملون معه. يكشف اختبار المختبر عن درجة الحموضة، مستويات العناصر الغذائية، محتوى المادة العضوية، والقوام. بدون اختبار التربة، يصبح تطبيق الأسمدة تخميناً: ويؤدي التخمين إلى إهدار المال وتلوث المجاري المائية.

قراءة اختبار التربة

يرسل مزارع عينة من التربة إلى المختبر ويحصل على هذه النتائج: درجة الحموضة 5.2، النيتروجين منخفض، الفوسفور كافٍ، البوتاسيوم مرتفع، المادة العضوية 1.8 بالمائة. يريد المزارع زراعة الذرة، التي تفضل درجة حموضة تتراوح بين 6.0-6.8 وهي من المتطلبات الثقيلة للنيتر

الزراعة، الري، ودورة المحاصيل

زراعة المحاصيل على نطاق واسع

يبدأ الإنتاج الناجح للمحاصيل باختيار البذور. يختار المزارعون المعاصرون أصنافاً تم تهجينها لتناسب منطقتهم المحددة: متكيفة مع المناخ المحلي، نوع التربة، طول النهار، وضغط الآفات. تُدرج كتالوجات البذور تواريخ النضج، مقاومة الأمراض، إمكانية الإنتاج، وتحمل الجفاف لكل صنف.

الزراعة تعتمد على درجة حرارة التربة، الرطوبة، والفترة الخالية من الصقيع. الزراعة مبكراً في تربة باردة تؤدي إلى إنبات سيء. الزراعة متأخراً يقصر موسم النمو. تُزرع معظم المحاصيل الصفية باستخدام آلات زراعة دقيقة موجهة بنظام تحديد المواقع (GPS) تضع البذور بتباعد وعمق دقيقين.

الري يُكمّل مياه الأمطار عندما لا تكون الأمطار الطبيعية كافية. يُوصل نظام الري بالتنقيط الماء مباشرة إلى منطقة الجذور مع الحد الأدنى من الهدر. أنظمة الري المحوري المركزي (الرشاشات الدائرية الكبيرة التي ت visible من الجو) شائعة للمحاصيل الحقلية. الري بالغمر أقدم وأقل كفاءة لكنه لا يزال يُستخدم في بعض المناطق. الإفراط في الري يهدر الماء، يسبب التعرية، ويمكن أن يرشح العناصر الغذائية من منطقة الجذور.

تناوب المحاصيل هو ممارسة زراعة محاصيل مختلفة في تسلسل على نفس الحقل: على سبيل المثال، الذرة في سنة، فول الصويا في السنة التالية، القمح في السنة الثالثة. يقطع تناوب المحاصيل دورات الآفات والأمراض، يوازن متطلبات العناصر الغذائية، ويحسن بنية التربة. الذرة تستهلك النيتروجين؛ فول الصويا (بقولية) يثبت النيتروجين الجوي في التربة من خلال علاقة تكافلية مع بكتيريا الرايزوبيا في عقد جذورها.

الإدارة المتكاملة للآفات (IPM) تجمع بين استراتيجيات متعددة لمكافحة الآفات: تناوب المحاصيل، الحشرات النافعة (مثل الدعسوقة التي تتغذى على المن)، الأصناف المقاومة، استخدام المبيدات المستهدف فقط عند تجاوز الحدود الحرجة، والمراقبة. تقلل الإدارة المتكاملة للآفات من المدخلات الكيميائية، وتخفض التكاليف، وتحمي البيئة مقارنة بالرش الدوري.

تصميم التناوب

يزرع مزارع الذرة في نفس الحقل البالغ مساحته 200 فدان لمدة خمس سنوات متتالية. انخفضت الغلة كل عام، ويبدو أن التربة مضغوطة، وتزداد أضرار الديدان الجذرية رغم زيادة تطبيقات المبيدات. يطلب المزارع نصيحتك.

أساسيات تربية الحيوانات

تربية الحيوانات للطعام

إنتاج الثروة الحيوانية هو النصف الآخر من الزراعة. الماشية، والدواجن، والخنازير، والأغنام، والماعز تحول المواد النباتية (الحبوب، والأعلاف، وبقايا المحاصيل) إلى بروتين: اللحوم، والحليب، والبيض.

نسبة تحويل العلف (FCR) تقيس مدى كفاءة الحيوان في تحويل العلف إلى وزن الجسم. الدجاج هو الأكثر كفاءة حيث يحتاج تقريباً إلى 1.6 إلى 2.0 رطل من العلف لكل رطل من اللحم. أما الخنازير فتحتاج حوالي 3 إلى 1. أما الأبقار فتحتاج 6 إلى 8 إلى 1 للحوم المُغذاة بالحبوب. هذه الأرقام تؤثر على اقتصاديات صناعة الثروة الحيوانية بأكملها.

إدارة المراعي أمر حاسم للأبقار والأغنام والماعز. الرعي التناوبي، وهو نقل الحيوانات عبر سلسلة من الحظائر بحيث يرتاح كل قسم وينمو من جديد، يحافظ على صحة العشب، ويمنع الرعي الجائر، ويبني المادة العضوية في التربة من خلال توزيع الروث. أما الرعي المستمر على نفس المرعى فيؤدي إلى تدهور الأرض.

رفاهية الحيوان أصبحت عاملاً رئيسياً في الزراعة الحديثة. إطار الحريات الخمس يوجه التربية المسؤولة للحيوانات: الحرية من الجوع والعطش، الحرية من الإزعاج، الحرية من الألم والمرض، الحرية في التعبير عن السلوك الطبيعي، والحرية من الخوف والضيق. ويؤدي طلب المستهلكين على المنتجات المرباة بطريقة إنسانية إلى إعادة تشكيل كيفية تصميم وإدارة عمليات الثروة الحيوانية.

إدارة الروث هي أصل ومسؤولية في آن واحد. الروث المُخمَّر والمُطبَّق بشكل صحيح هو تعديل ممتاز للتربة: فهو يعيد المغذيات والمادة العضوية إلى الأراضي الزراعية. أما الروث المُدار بشكل سيء فيلوث المجاري المائية، وينتج غازات الدفيئة، ويخلق مشاكل الرائحة. يجب أن تكون العمليات الكبيرة لديها خطط إدارة المغذيات للتعامل مع النفايات بمسؤولية.

قرارات الثروة الحيوانية

يمتلك مزارع مبتدئ 50 فدانًا من المراعي ويريد تربية الماشية لإنتاج اللحوم. وهو يفكر بين قطيع صغير من الأبقار وعملية تربية الدواجن في المراعي (الدجاج الذي يُربى في ملاجئ متحركة تُنقل عبر المرعى).

الزراعة الدقيقة

الزراعة المعتمدة على البيانات

تستخدم الزراعة الدقيقة التكنولوجيا لاتخاذ قرارات زراعية على مستوى دقيق: إدارة التباين داخل حقل واحد بدلاً من معالجة الحقل بأكمله بنفس الطريقة.

التوجيه باستخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) يسمح للجرارات والغراسات والرشاشات بالتنقل داخل الحقول بدقة تصل إلى أقل من بوصة. وتقلل أنظمة التوجيه الآلي من التداخل، وتوفر الوقود والمدخلات، وتسمح للمشغلين بالعمل في ظروف الرؤية المنخفضة. كما يتيح GPS إنشاء خرائط الإنتاجية: حيث يسجل الحصادة بيانات الإنتاجية عند كل نقطة في الحقل، مما ينتج خريطة تبين المناطق ذات الأداء العالي والمناطق ذات الأداء المنخفض.

الطائرات بدون طيار والتصوير الجوي يمنحان المزارعين نظرة شاملة من الجو حول صحة المحاصيل. حيث تكشف الكاميرات متعددة الأطياف المثبتة على الطائرات بدون طيار عن الإجهاد والمرض ونقص العناصر الغذائية قبل أن تظهر للعين المجردة. ويمكن للطائرة بدون طيار استكشاف 500 فدان في ساعة واحدة: وهي مهمة كانت تستغرق أياماً على الأقدام.

مستشعرات التربة تقيس الرطوبة ودرجة الحرارة ومستويات العناصر الغذائية في الوقت الفعلي. بعضها يُركَّب بشكل دائم في الحقول ويرسل البيانات لاسلكيًا. وتُستخدم هذه المعلومات لجدولة الري: الري فقط عندما وحيثما تحتاج التربة إليه بدلاً من تشغيل النظام بأكمله على مؤقت.

تقنية المعدل المتغير (VRT) تُعدِّل معدلات تطبيق الأسمدة والبذور والمواد الكيميائية أثناء العمل بناءً على خرائط الوصفات. إذا أظهر فحص التربة أن أحد أركان الحقل منخفض في الفوسفور، فإن الناشر يطبق المزيد هناك وأقل حيثما تكون المستويات كافية. وتقلل تقنية المعدل المتغير من تكاليف المدخلات والأثر البيئي بوضع الكمية المناسبة من المنتج المناسب في المكان المناسب.

منصات البيانات تجمع بيانات GPS والمستشعرات والطائرات بدون طيار والمحصول والطقس في برمجيات إدارة المزرعة. ويستخدم المزارعون هذه المنصات لتتبع المدخلات وتخطيط الدورات الزراعية ومقارنة أداء الهجائن واتخاذ القرارات الطويلة الأمد. أصبحت الزراعة كثيفة البيانات مثل أي صناعة تقنية أخرى.

تطبيق التكنولوجيا

مزرعة ذرة وفول صويا مساحتها 1,000 فدان تواجه مشكلة: تختلف الإنتاجية بشكل كبير عبر كل حقل. بعض المناطق تنتج 220 بوشل لكل فدان من الذرة بينما تنتج مناطق أخرى 140 فقط. كان المزارع يطبق نفس معدل الأسمدة والبذور في كل مكان.

Where Agriculture Takes You

المسارات المهنية والتعليمية في الزراعة

الزراعة ليست مهنة واحدة: بل هي اقتصاد كامل. وتمتد فرص العمل من الزراعة العملية باليد إلى تطوير التكنولوجيا المتطورة.

مزارع أو مربي ماشية: جوهر الصناعة. إدارة مزرعة أو مزرعة لتربية الماشية تعني إدارة الأرض والمحاصيل والماشية والمعدات والشؤون المالية والموظفين ومخاطر الطقس في آنٍ واحد. وتوفر العمليات العائلية والمزارع الكبيرة وبرامج المزارعين المبتدئين نقاط دخول. كما يدير العديد من المزارعين الناجحين أعمالًا مباشرة للمستهلكين من خلال أسواق المزارعين، واشتراكات CSA، والمبيعات عبر الإنترنت.

عالم زراعي (Agronomist): عالم متخصص في المحاصيل والتربة يقدم الاستشارات للمزارعين حول اختيار الأصناف، وبرامج التسميد، وإدارة الآفات، وتحسين الإنتاجية. يعمل علماء الزراعة لدى شركات البذور، وشركات الأسمدة، والتعاونيات، أو كمستشارين مستقلين。 درجة البكالوريوس في علم الزراعة، أو علم المحاصيل، أو علم التربة هي الدرجة النموذجية.

وكيل الإرشاد الزراعي: الجسر بين البحوث الجامعية والمزارعين العاملين. يعمل وكلاء الإرشاد لدى الجامعات الزراعية الحكومية ويقدمون التعليم والمساعدة الفنية والبرامج المجتمعية في كل مقاطعة. يحتاجون إلى خلفية علمية قوية ومهارات تواصل ممتازة. غالباً ما يُفضَّل الحصول على درجة الماجستير.

التكنولوجيا الزراعية (الأغروتك): القطاع الأسرع نمواً. يقوم مهندسو البرمجيات وعلماء البيانات ومشغلو الطائرات بدون طيار ومتخصصو الروبوتات ببناء الأدوات التي تدفع الزراعة الدقيقة. اجتذبت شركات الأغروتك الناشئة مليارات الدولارات من رأس المال الاستثماري. إذا كنت تستطيع البرمجة وفهم الزراعة، فأنت مطلوب بشدة.

منظمة الـ FFA (سابقاً Future Farmers of America) هي منظمة طلابية تُطوّر القيادة والمهارات المهنية والمعرفة الزراعية من خلال المسابقات والتجارب الزراعية المشرفة والخدمة المجتمعية. تعمل فصول FFA في المدارس الثانوية والكليات في جميع أنحاء البلاد.

الجامعات الزراعية الحكومية: مؤسسات مثل جامعة ولاية أيوا، وجامعة كاليفورنيا ديفيس، وجامعة تكساس إيه آند إم، وجامعة كورنيل، وجامعة بيرديو، أُنشئت خصيصاً للبحث والتدريس في مجال الزراعة. تقدم درجات علمية في علم المحاصيل، وعلم الحيوان، والهندسة الزراعية، وعلم الأغذية، والاقتصاد الزراعي، وعشرات المجالات المتعلقة بها. تقدم العديد منها منحاً دراسية وفرص بحثية مدفوعة الأجر.

تخطيط مسارك

ربط الزراعة بمستقبلك

لقد تعرفت الآن على أساسيات علم التربة، وإدارة المحاصيل، وإنتاج الثروة الحيوانية، والتكنولوجيا التي تُحدث تحولاً في الصناعة.