کشاورزی دوستدار اقلیم

تصویر: یک نوار علفزار پر از گل‌ها و علف چاودار وحشی بین مزارع سویا در مزرعه "تیم اسمیت" در نزدیکی "ایگل گراو" در ایالت "آیووا" باعث کاهش گازهای گلخانه ای و ذخیره کربن در خاک می‌شود.
 
از گذشته تاکنون، کشاورزی بخش اصلی سیاست اقلیمی ایالات متحده نبوده است، هر چند تغییرات اقلیمی در حال تغییر الگوی آب و هوای مطلوب کشاورزان است. با این حال، رئیس جمهور "بایدن" وزارت کشاورزی ایالات متحده را ملزم به توسعه استراتژی کشاورزی و جنگلداری هوشمند به اقلیم کرده است.
 
من به عنوان یک دانشمند متمرکز بر استفاده از زمین‌های کشاورزی و مشاور چندین سازمان زراعی و کشاورزی، از این سعادت برخوردارم که در کنار کشاورزانی که نحوه کشاورزی هوشمند به اقلیم را فهمیده‌اند، کار کنم. من مشتاقم که راه حل‌های کشاورزان برای هماهنگی با تغییرات اقلیمی را بدانم و از چند و چون آنها با خبر شوم.
 وقتی به کشاورزی هوشمند با اقلیم فکر می‌کنم، زمین‌های زراعی با تعداد زیادی گیاهان چند ساله را تصور می‌کنم که  هوشمندانه به‌ صورت نوارهای علفزار، تالاب‌ها و محصولات کشاورزی کشت شده‌اند.وزارت کشاورزی ایالات متحده موظف است که با کشاورزان و صاحبان زمین همکاری کند تا آنها بتوانند شیوه‌های کشاورزی هوشمند به اقلیم را به صورت بازار محور اجرا کنند. این روش‌ها باعث ایجاد جریان‌های جدید درآمدزایی، انرژی پاک در آینده و انقلاب "تولید زیست محور" خواهد شد.
 

احیاء کشت نواری گیاهان بومی در اطراف مزارع

گیاهان همزمان با رشد خود کربن را از جو خارج می‌کنند و خاک می‌تواند این کربن را جذب کرده و در خود ذخیره کند. این قابلیت‌ها کلید راه حل‌های اقلیمی است که امروزه کشاورزان محصولات زراعی می‌توانند به راحتی از آنها استفاده کنند.
 
کشت گیاهان بومی در نوارهای باریک زمین در داخل و اطراف مزارع یک روش مؤثر و مقرون به صرفه برای کشاورزی دوستدار اقلیم است. پروژه "استریپس" دانشگاه ایالتی "آیووا" نشان داده است که این روش باعث کاهش فرسایش و از بین رفتن مواد مغذی خاک می‌شود و از پرندگان و حشرات حمایت می‌کند.
.
کشت نوارهای علفزار می‌تواند میزان انتشار اکسید نیتروژن که یک گاز گلخانه‌ای 298 برابر قوی‌تر از دی اکسید کربن است را کاهش دهد. میزان انتشار اکسید نیتروژن به طور گسترده‌ای در مناظر کشاورزی و با گذشت زمان متفاوت است، اما بیشترین سهم انتشار آن مربوط به زمین‌های زراعی دارای زهکشی ضعیف است.
 کشت نوارهای علفزار جزو کم هزینه‌ترین روش‌های حفاظت زمین برای کشاورزان است.اکسید نیتروژن در شرایط بی هوازی - در محیط‌های فاقد اکسیژن - مانند مناطق مرطوب پایین‌تر از سطح دریا در زمین‌های زراعی، توسط میکروب‌های خاک تولید می‌شود. ساده‌ترین راه برای جلوگیری از تشکیل آن، جلوگیری از کود دهی در این مناطق، که به معنی تغذیه میکروب‌ها است، می باشد.
 
نوارهای علفزار با جذب و خیساندن کود نیتروژنی که از گیاهان زراعی مجاور جاری می‌شود، به کاهش انتشار اکسید نیتروژن کمک می‌کنند. آن‌ها همچنین می‌توانند کربن را به دو روش در خاک ذخیره کنند: اول با به دام انداختن رسوبات که به سمت پایین شیب‌ها حرکت می‌کند و دوم با حذف دی اکسید کربن از جو از طریق فتوسنتز و ذخیره این کربن در ریشه گیاه و خاک.
 
نوارهای علفزار، گیاهان بومی را در ردیف‌های مزارع ادغام می‌کنند و مزایای زیست محیطی بسیاری را به همراه می‌آورند.
 
کشت نوارهای علفزار جزو کم هزینه‌ترین روش‌های حفاظت زمین برای کشاورزان است، به ویژه اگر زمین‌هایی که آنها اشغال می‌کنند در برنامه حفظ ذخایر طبیعی ثبت شود. در این برنامه مبالغی به کشاورزان پرداخت می‌شود تا زمین‌هایی که از جنبه‌های زیست محیطی حساس هستند را از تولید خارج کرده و برای اهداف دیگر حفظ کنند.
 
کشت نوارهای علفزار از سال 2019 برای تأمین بودجه برنامه حفظ ذخایر طبیعی، واجد شرایط شناخته شده است. برآورد من و همکارانم این است که کشاورزان از طریق این مسیر، سالانه 8 دلار آمریکا برای هر هکتار زمین زراعی تحت درمان هزینه می‌کنند. بررسی اخیر نشان داد که در صورت بهره‌مندی کشاورزان "آیووا" از بودجه فدرال، نیمی از آنها مایل به کشت نوارهای علفزار هستند.
 ما به کشاورزان کمک می‌کنیم که ترکیبی از گیاهان چند ساله بومی و علف‌های هرز را برای بهبود سلامت خاک در جایی که فرسایش یافته باشد کشت کنند و همچنین از مناطق حساس به محیط زیست محافظت کنند.در 21 آوریل 2021، وزیر کشاورزی "تام ویلساک" اعلام کرد که آژانس، ثبت نام برنامه حفظ ذخایر طبیعی را گسترش می‌دهد و نرخ‌های پرداخت بیشتری را برای مشارکت ارائه می‌دهد. این بخش همچنین در حال ایجاد مشوق‌های جدید استفاده از روش‌های کشاورزی هوشمند به اقلیم برای ترویج استراتژی‌هایی است که باعث تفکیک کربن و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای می‌شوند. امیدوارم این اقدام باعث افزایش آگاهی ملی در مورد نوارهای علفزار شود که امروزه به طور عمده در "آیووا" و ایالت‌های مجاور شناخته شده است.
 
بیشترین انتشار گازهای گلخانه‌ای کشاورزی ایالات متحده از خاک و دام‌ها ناشی می‌شود
کشاورزی 10 درصد از کل انتشار گازهای گلخانه‌ای ایالات متحده را تشکیل می‌دهد که این مقدار تقریباً برابر با کل انتشار گازهای گلخانه‌ای در کره جنوبی در سال 2019 است. انتشار گازهای حاصل از تخمیر روده، از سیستم گوارشی گاوها و سایر حیوانات نشخوارکننده حاصل می‌شود.
 

تبدیل نقاط مرطوب به تالاب

از آن جا که انتشار اکسید نیتروژن عمدتاً از مناطق مرطوب ناشی می‌شود، حفظ این مناطق به عنوان تالاب‌ها یکی دیگر از استراتژی‌های کشاورزی هوشمند به اقلیم است. مناطق مرطوب در اکثر سالها برداشت و بازدهی کمی دارند و به ندرت سرمایه کشاورزان برای کشت در این مناطق باز می‌گردد. همچنین تالاب‌ها می‌توانند برای کشاورزی در اطراف خود مشکل ساز شوند، به همین دلیل بسیاری از کشاورزان سعی می‌کنند از طریق آنها زهکشی و کشاورزی کنند.
 
اما تالاب‌های سالم مزایایی نیز دارند: آن‌ها کربن را تفکیک کرده، آب را ذخیره و فیلتر می‌کنند و زیستگاه حیاتی برای پستانداران، پرندگان، قورباغه‌ها و موجودات دیگر را فراهم می‌کنند. مشوق‌های جدید استفاده از روش‌های کشاورزی هوشمند به اقلیم بخش کشاورزی، از احیاء تالاب در زمین‌های کشاورزی پشتیبانی خواهد کرد.
 
یکی دیگر از اقدامات وزارت کشاورزی ایالات متحده، برنامه "فاربل وتلند" است که به کشاورزان بودجه می‌دهد تا تالاب‌های زراعی و اراضی آزاد را که قبلاً زیر کشت بوده‌اند، به مدت 10 سال یا بیشتر از برنامه تولید خارج کنند. در حال حاضر سقف ثبت نام تا 1 میلیون هکتار تعیین شده است. یک سیاست کشاورزی هوشمند به اقلیم می‌تواند این برنامه را با حذف سقف هکتار و افزایش پرداخت‌های تشویقی گسترش دهد.
   
تصویر: یک تالاب علفزار در "مینه سوتا" که قبلاً بخشی از یک مزرعه بود (سمت چپ) و برای تأمین زیستگاه پرندگان آبزی (سمت راست) احیاء شد.
 دقیقاً مانند گیاهان باغی یک ساله، محصولات سالانه باید هر ساله دو بار کشت شوند.

افزایش رشد گیاهان چند ساله، به ویژه گیاهان علفی

در خصوص مقابله با تغییرات آب و هوا و حفظ محیط زیست، همه محصولات کشاورزی جایگاه برابری ندارند. گیاهان چند ساله - شامل انواع مختلف علف‌ها، بوته‌ها و درختان - مزایای اکولوژیکی بیشتری نسبت به محصولات سالانه مانند ذرت، گندم و دانه‌های سویا دارند؛ اما از حمایت دولتی کمتری برخوردار می‌شوند.
 
دقیقاً مانند گیاهان باغی یک ساله، محصولات سالانه باید هر ساله دوبار کشت شوند. محصولات چند ساله طی چند فصل رشد می‌کنند، بنا بر این پرورش آنها به استفاده از مقدار کمتری کود و سوخت برای تراکتور (که باعث گرم شدن هوا می‌شوند) نیاز دارد. این محصولات ریشه‌های عمیقی ایجاد می‌کنند که آب را در نقاط مرطوب جذب می‌کنند و به تثبیت خاک در زمین‌های شیب دار کمک می‌کنند.
 
بسیاری از میوه‌ها، سبزیجات و محصولات علوفه‌ای چند ساله هستند. به عنوان مثال می‌توان به سیب، یونجه، انگور و مارچوبه اشاره کرد. محققان در تلاشند نمونه‌های چندساله و دائمی از غلات، حبوبات و دانه‌های روغنی مانند آفتابگردان را تولید کنند.
 
فرصت‌های زیادی برای گسترش کشت محصولات چند ساله وجود دارد. چمن‌ها و علف‌های هرز - گیاهان گلدار با ساقه و برگ، مانند بادرنجبویه (پونه) - نسبت به گیاهان ساقه چوبی مانند بید هزینه کمتری برای کاشت و رشد دارند و به کشاورزان انعطاف بیشتری در مدیریت می‌دهند.
 
من یک تیم فرارشته‌ای به نام "سی-چنج" را تحت حمایت مالی وزارت کشاورزی ایالات متحده هدایت می‌کنم، تیم ما در حال کار با کشاورزان برای ایجاد و گسترش زنجیره ارزش مبتنی بر بازار برای گیاهان چند ساله است. ما به کشاورزان کمک می‌کنیم که ترکیبی از گیاهان چند ساله بومی و علف‌های هرز را برای بهبود سلامت خاک در جایی که فرسایش یافته باشد کشت کنند و همچنین از مناطق حساس به محیط زیست محافظت کنند.
 مشوق‌های جدید استفاده از روش‌های کشاورزی هوشمند به اقلیم بخش کشاورزی، از احیاء تالاب در زمین‌های کشاورزی پشتیبانی خواهد کرد.علف‌ها در نهایت همراه با کود یا پسماندهای غذایی در دستگاه‌های هضم کننده‌ زیستی که مواد آلی را برای تولید انرژی تجزیه می‌کنند، جمع آوری و پردازش می‌شوند. این چرخه، برق یا بیومتان را از منابع تجدید پذیر تولید می‌کند که می‌تواند جایگزین منابع انرژی فسیلی در مزارع یا خارج از آن شود. همچنین مواد مایع و جامدی تولید می‌کند که می‌توانند به عنوان کودهای آلی به همراه سایر محصولات با ارزش استفاده شوند.
 
جایگزینی کود ساخته شده از نیتروژن مصنوعی برای آب و هوا مهم است، زیرا ساختن آن مقدار زیادی گاز طبیعی را مصرف می‌کند و متان را در جو آزاد می‌کند. متان یکی دیگر از گازهای گلخانه‌ای قدرتمند است که 25 برابر از دی اکسید کربن قوی‌تر است.
 
هضم بیولوژیک به طور گسترده‌ای در اروپا مورد استفاده قرار می‌گیرد اما در ایالات متحده توسعه چندانی نیافته است. ما انتظار داریم که زنجیره ارزشی که ایجاد می‌کنیم، آن را در چرخه بزرگ‌تری جا سازی کند تا یک بازار برای گیاهان چند ساله محافظت کننده ایجاد کند، مصرف سوخت فسیلی را کاهش دهد و کربن را به خاک باز ‌گرداند.
 
برنامه انرژی روستایی برای آمریکا در بخش کشاورزی وزارت کشاورزی، کمک‌های بلاعوض و وام‌هایی را ارائه می‌دهد که می‌تواند برای حمایت از ساخت هضم کننده‌های زیستی در مزارع استفاده شود. توسعه این برنامه که در حال حاضر سالانه با هزینه 50 میلیون دلار از سال 2022 تأمین می‌شود و هضم‌ کننده‌های بیولوژیکی را در اولویت قرار می‌دهد، از دیگر فرصت‌های دوستدار اقلیم است.
 
وقتی به کشاورزی هوشمند با اقلیم فکر می‌کنم، زمین‌های زراعی با تعداد زیادی گیاهان چند ساله را تصور می‌کنم که  هوشمندانه به‌ صورت نوارهای علفزار، تالاب‌ها و محصولات کشاورزی کشت شده‌اند. خوشبختانه سیاست‌ها و برنامه‌های فدرال که می‌توانند چنین مناظری را به واقعیت تبدیل کنند، از قبل اعمال شده‌اند. اما با تلاش و سرمایه گذاری منسجم، می‌توان این برنامه‌ها و سیاست‌ها را گسترش داد تا به یافتن شیوه و مقیاسی برای مدیریت تغییرات اقلیمی به ما کمک کند.
 گیاهان همزمان با رشد خود کربن را از جو خارج می‌کنند و خاک می‌تواند این کربن را جذب کرده و در خود ذخیره کند.
منبع: لیزا شولت مور، Iowa State University