اشاره:
اجراي كشاورزي پايدار علاوه بر آن‌كه منجر به سود بخشي اقتصادي-اجتماعي مي‌شود، مانع از پيدايي آلودگي‌هاي آب و خاك شده و با حفاظت از محيط زيست از به خطر افتادن حيات گياهان، حيوانات و انسان‌ها جلوگيري خواهد كرد. اين در حالي است كه الگوهاي كشاورزي متداول خسارت‌هاي جبران‌ناپذيري به منابع زيستي كشور وارد آورده و درصورت غفلت سياست‌گذاران از اصلاح سياست‌هاي جاري توسعه‌ي بخش كشاورزي، پيش‌بيني مي‌شود اين روند مخرب به نحو روزافزوني ادامه يابد.

در اولين ماده‌ي سياست‌هاي كلان نظام در بخش كشاورزي مي‌خوانيم:

ماده 1- توسعه‌ي پايدار كشاورزي با حفاظت از منابع طبيعي پايه توليد و صيانت و توانمندسازي منابع انساني.

همچنين در ماده‌ي 8 سياست‌هاي كلان نظام در بخش كشاورزي؛
مراعات معيارهاي زيست محيطي، به عنوان يكي از اهداف تخصيص يارانه هدفمند به بخش كشاورزي مورد تأكيد قرار مي‌گيرد.

اين نوشتار كه حاصل بررسي‌هاي انجام گرفته در سرويس مسائل راهبردي دفتر مطالعات خبرگزاري دانشجويان ايران است، پنجمين بخش مقاله‌اي است كه به بررسي مفهوم كشاورزي پايدار مي‌پردازد.
در ويرايش نخست پنجمين بخش از مقاله‌ي «كشاورزي پايدار» از مجموعه‌ي متون آموزشي «مفاهيم مهندسي كشاورزي -اكولوژي» كه ويژه‌ي خبرنگاران سياستي و سياست‌پژوهان بخش كشاورزي تدوين شده است، به معرفي كشاورزي دقيق، كاربردها و مزيتهاي اجرايي اين نوع از كشاورزي در جهت كاهش آلودگي و در نهايت به بيان عواقب و خطراتي كه در نتيجه‌ي مصرف كود و مواد شيميايي در اراضي كشاورزي به محيط زيست و سلامت انسان‌ها تحميل مي‌شود مي‌پردازد.  
سرويس مسائل راهبردي ايران، آشنايي با مفاهيم تخصصي  در هر حوزه را مقدمه‌ي ايجاد يك عرصه‌ي عمومي براي گفت وگوي دانشگاهيان و حرفه‌مندان با مديران و سياست‌گذاران درباره‌ي سياست‌ها و استراتژي‌ها و برنامه‌ها در آن حوزه مي‌داند و اظهار اميدواري مي‌كند تحقق اين هدف، ضمن مستند سازي تاريخ فرآيند سياست‌گذاري عمومي و افزايش نظارت عمومي بر اين فرآيند، موجب طرح ديد‌گاه‌هاي جديد و ارتقاي كيفيت آن در حوزه‌هاي مختلف شود.
سرويس مسائل راهبردي  ايران ضمن اعلام آمادگي براي بررسي دقيق‌تر نياز‌هاي خبرنگاران و سياست‌پژوهان محترم، علاقه‌مندي خود را براي دريافت (rahbord.isna@gmail.com)  و انتشار ديدگاه‌ها و مقالات دانشجويان، پژوهشگران، حرفه‌مندان، مديران و سياست‌گذاران محترم در ارائه‌ي عناوين جديد و يا تكميل يا ويرايش هر يك از گزارش‌ها و مقالات موجود اعلام مي‌كند.

* تعريف تكنيك كشاورزي دقيق و كاربردهاي اقتصادي و محيط زيستي آن *

ويژگي‌هاي خاك در مناطق گوناگون متفاوت است، هم‌چنين در برخي از مواقع  در مزارع هم شكل، هم جنس با عملكرد محصول يكسان ممكن است خصوصيات خاكشناسي متفاوتي داشته باشند. هنگامي‌كه مواد شيميايي كشاورزي به طور يكنواخت و بدون اهميت دادن به تغييرپذيري ذاتي مزرعه استفاده شوند منجر به كاهش درآمد اقتصادي و افزايش آلودگي‌هاي محيطي در مزارع كشاورزي مي‌شوند؛ هم‌چنين مصرف بيش از نياز مواد شيميايي در اراضي كشاورزي منجر به كاهش عملكرد محصول و افزايش هزينه‌ها مي‌شود.
در كشاورزي دقيق به كشاورزان يادآور مي‌شود كه مسائل و موضوعات محيط خود را شناسايي كنند و با مديريت و كنترل مناسب كارآيي توليد را در مزرعه افزايش دهند. اين نوع از كشاورزي بر شيوه‌هاي كاراي مصرف كود و آفت‌كش‌ها، كاهش هزينه‌ها و هم‌چنين انتخاب روش‌هايي از علوم كشاورزي كه با تغييرات خاك و مزرعه مطابق باشد تاكيد دارد. از سويي در كشاورزي دقيق به كشاورزان اين اجازه داده مي‌شود كه تمام فرآيندهاي كشاورزي را در تمام نواحي و سطوح مختلف كشاورزي ارزيابي كنند و هزينه‌هاي مربوط به مزرعه را برآورد و در نهايت مديريت مناسبي را اعمال کنند.
كشاورزي دقيق بايد به عنوان بخشي جدانشدني از مديريت پايدار زمين؛ مورد توجه قرار گيرد، به‌عبارت ديگر كشاورزي دقيق مفهوم حفاظت از زمين براي نسل‌هاي آينده و استفاده اصولي از آن است.

*مزيت‌هاي كشاورزي دقيق* 

واژه‌ي کشاورزي دقيق براي اولين بار در دهه‌ي 80 ميلادي در ايالات متحده آمريکا مطرح شد، تا بتواند مسائل و مشكلات زيست محيطي را که در نتيجه‌ي اجراي فعاليت کشاورزي و مصرف نهاده‌هايي هم‌چون آفت‌کش‌ها و کودها بوجود آمده است را برطرف كند.
امروزه فنآوري اطلاعات با هدف توليد، گسترش و حفظ امنيت توسعه شاياني يافته و کاربرد آن به‌ميزان چشمگيري زندگي بشر را متأثر کرده است؛ گفتني‌ست كشاورزي يکي از حوزه‌هاي تأثير فنآوري اطلاعات بر ساير علوم است که اکنون در کشورهاي پيشرفته جهان بيش از گذشته خود را نشان مي‌دهد. امروزه فنآوري اطلاعات به‌عنوان بستري مطمئن و غيرقابل انکار براي گسترش کشاورزي دقيق به‌شمار مي‌آيد.  يکي از راه‌هاي رسيدن به کشاورزي پايدار و پيشرو، حرکت در مسير کشاورزي دقيق است. كشاورزي دقيق كه گاهي آن را كشاورزي «خاص مكاني» نيز مي نامند، نوعي نگرش جديد در مديريت مزرعه است؛ به بيان ديگر كشاورزي دقيق استراتژي مديريتي است كه جزئيات و اطلاعات مربوط به هر قسمت از مزرعه را به‌كار گرفته و مديريت دقيقي بر نهاده‌ها اعمال مي‌كند.
در اين نوع سيستم اطلاعات ويژه‌ي نوع خاك و كيفيت توليد تمام بخش‌هاي مزرعه جمع آوري شده و ميزان نهاده‌ي متناسب با آن بخش به‌صورت بهينه به‌كاربرده
مي‌شود. فلسفه‌اي كه كشاورزي دقيق بر آن استوار است، افزايش بازده‌ي اقتصادي و كاهش آلودگي محيط زيست، نهاده‌هاي كشاورزي و مواد شيميايي مصرفي هم‌چون كودهاي شيميايي، آفت كش‌ها و علف كش‌ها به‌ميزان موردنياز در هر بخش از مزرعه به‌كار برده شود. 
كاربرد كشاورزي دقيق نيازمند مديريت پيچيده‌اي است و اگرچه توجيه اقتصادي اين سيستم با ترديدهاي گوناگوني همراه است اما به‌نظر مي‌رسد با توجه به چالش‌هاي عمده‌اي كه جهان امروز در زمينه‌ي آب، غذا، آلودگي محيط زيست و منابع انرژي با آن ها مواجه است، نسل‌هاي آينده ناگزير به‌روي آوردن به چنين سازوكارهايي خواهند بود؛ شايان ذكر است تكنولوژي و ابزار پيشرفته‌اي كه در سيستم مديريتي كشاورزي دقيق مورد نياز است، داراي قابليت اجرا و توجيه اقتصادي در مزارع وسيع خواهد بود. 
بهره‌برداراني که کشاورزي دقيق را به اجرا مي گذارند مي‌توانند شاهد کيفيت برتر محصول در اثر انطباق بهتر نهاده‌ها با نيازهاي زراعي باشند.
کمبود مواد غذايي مي تواند منجر به کاهش رشد محصول و کيفيت آن شود زيرا دراين صورت بهره‌برداران براي افزايش عملكرد از ميزان قابل توجهي کود شيميايي استفاده مي‌كنند كه اين مسئله منجر به كاهش ميزان و كيفيت محصول خواهد شد.
براي نمونه وجود نيتروژن اضافي در مزارع گندم و چاودار رشد علوفه‌اي را افزايش و توليد دانه و عيار قند چغندرقند را كاهش مي‌دهد؛ اما اگر کود به ميزان صحيح و در محل مناسب، و با تكيه بر آزمون‌هاي زراعي به محصول افزوده شود، نتايج مطلوبي به دست خواهد داد. استفاده‌ي نادرست از آفت کش‌ها نيز مي تواند اثرات منفي در سراسر فصل رشد محصول و پس از آن داشته باشد، به‌طوري‌كه اگر مصرف آفت‌كش‌ها خيلي کم باشد آفات به‌درستي كنترل نمي‌شود و درصورتي‌كه آفت‌کش‌ها خيلي بالا باشد محصول زراعي سمي شده و با انتقال به خاک مدت زيادي در آن باقي مانده و در نهايت مي‌تواند به آب‌هاي زيرزميني وارد شود، استفاده‌ي متغيير از آفت کش‌ها، منجر به صرفه‌جويي قابل توجه در هزينه‌ها و کاهش خسارت  بر محصول و محيط زيست خواهد داشت.
در کشاورزي دقيق از GPS يا سيستم مکان‌يابي جهاني (شبکه‌اي از ماهواره‌هاي تحت کنترل که به‌منظور کمک در تعيين موقعيت يک گيرنده‌ي راديويي از لحاظ عرض، طول و ارتفاع جغرافيايي طراحي شده‌اند؛ GPS تنها يک فن آوري است که در کشاورزي دقيق مورد استفاده مي باشد)، GIS سيستم اطلاعات جغرافيايي (سيستمي رايانه‌اي براي واردسازي، ذخيره، بازخواني، تحليل و نمايش داده‌هاي جغرافيايي زمين است) و DGPS يا سيستم مکان يابي جهاني افتراقي (يک روش استفاده از GPS که از طريق تصحيح افتراقي دقت مکان يابي را بهبود مي بخشد) استفاده مي کنند؛ يکي از اصطلاحات مهم در کشاورزي دقيق سنجش از دور يا RS است، سنجش از دور به‌عنوان يک ابزار مديريتي بالقوه براي کشاورزان دقيق توجه زيادي را به خود جلب كرده است؛ تصاوير دريافتي از ماهواره‌ها و عکس‌هاي هوايي اين امكان را به کشاورز مي‌دهد که بدون ترک منزل محصولات زراعي کل مزرعه خود را مشاهده كند و تصميم‌هاي مناسبي جهت مديريت مزرعه بگيرد(عمل تشخيص و شناسايي يک شيء، مجموعه‌اي از اشياء و يا منظره‌اي بدون داشتن تماس مستقيم حس گر با شيء مورد نظر را سنجش از راه دور مي نامند.)

*تعدادي از كاربردها*

تعيين اجزاء عملكرد از طريق سنجش خسارت علف‌هاي هرز و ميزان كاربرد متغيرها (كود و آفت كش‌ها) به دست مي‌آيد. در سيستم كشاورزي دقيق، يك سيستم ماشيني( بسته به نوع اهداف)، سيستم اطلاعات جغرافيايي GIS را تكميل مي‌كند و كنترل‌هايي براي كاربرد مواد شيميايي دارد تا آلودگي محيطي از مزارع كشاورزي كاهش يابد. اين سيستم براي بررسي عملكرد محصولات مختلف در مزرعه به واسطه‌ي استفاده‌ي بهينه از كودها و آفت كش‌ها به‌كار مي‌رود، گفتني‌ست توسط اين سيستم ما مي‌توانيم مكان علف‌هاي هرز و ميزان مواد شيميايي به كار رفته در مزرعه را مشخص کنيم و اثر آن را مورد تجزيه و تحليل قرار دهيم. اين سيستم به منظور افزايش درآمد كشاورزان استفاده مي‌شود و آلودگي ناشي از فعاليت‌هاي كشاورزي را كاهش مي‌دهد. کشاورزي دقيق بر اساس اصول كشاورزي طرح ريزي شده است و كاربرد آفت كش‌ها و كودها را مطابق با عملكرد مورد انتظار و ريسك‌هاي آلودگي منابع آبي تنظيم مي‌كند. اين سيستم‌هاي ماشيني، GPS ، GIS، كنترل آگاهانه، تجهيزات پاشش كود، آفت كش و غيره را تكميل مي كند. در ابتدا شبكه‌اي به نام ANNS موقعيت علف‌هاي هرز را در مزرعه مشخص خواهد كرد و يك كنترل‌گر به‌طور خودكار ميزان پاشش علف كش‌ها را مطابق با جمعيت علف‌هاي هرز نشان خواهد داد، GIS براي ذخيره‌ي اطلاعات مناسب همانند نوع خاك، اطلاعات كشت و غيره درباره‌ي مزرعه، استفاده خواهد شد. تصميم در پاشيدن آفت كش‌ها به كمك سيستم انجام خواهد شد و در آن نيازهاي سمپاشي با توجه به تهديد آلودگي در نظر گرفته خواهد شد. 
توسط اين طرح رقابت‌هاي صنعت، كشاورزي و غذا افزايش خواهد يافت و مي‌تواند به آساني در بسياري ازكشورهاي جهان براي ايجاد فعاليت كشاورزي سالم و قابل رقابت به كار رود. در ادامه تعدادي از كاربرد‌هاي سيستم كشاورزي دقيق در كنترل مواد شيميايي توضيح داده مي‌شود.

*مصرف كود*

در 50 ساله‌ي اخير مصرف كودها رشد قابل توجهي در سراسر جهان داشته است. كاربرد جهاني كودهاي نيتروژن‌دار در سال‌هاي 1982ـ1981 حدود 60 ميليون تن و در سال‌هاي 1992ـ1991 به بيش از 77 ميليون تن رسيده است. در كشورهايي همانند هند توليد غذاي بيشتر با به‌كار بردن مقدار زيادي از کود حاصل مي‌شود؛ كه اين موضوع منجر به افزايش اثرات و مشكلات محيطي مي شود. ميزان عنصر نيتروژن با مصرف كودهاي نيتراتي، كود سبز، كودهاي حيواني، پس مانده‌ي محصولات و ديگر ضايعات به خاك افزايش پيدا مي‌كند؛ با توجه به نسبت و شيوه‌ي مصرف كودهاي نيتراتي، انواع محصول، خاك و گوناگوني اقليمي، هر 35 تا 60 درصد از نيتروژن مصرف شده در اراضي كشاورزي توسط محصولات گياهي بازيافت مي شود؛ 10 تا 20 درصد ممكن است به گازN 2، اكسيد نيتروزن يا آمونيوم تبديل و پس از تبخير وارد اتمسفر شود و آب اضافي خاك كه مقداري نيتروژن به‌همراه دارد ممكن است از سوي منطقه‌ي زيرين ريشه به داخل آب‌هاي زيرزميني حركت كند. شستشوي نيتروژن كاربردي به مقدار آب نفوذي به داخل خاك و  نيتروژن اضافي در خاك بستگي دارد؛ منابع ديگر نيتريدي مواد خروجي فاضلاب، فضولات حيوانات، نيتريد طبيعي خاك و تجزيه مواد ارگانيكي خاك است.
در بيشتر مناطقي كه داراي ذخاير طبيعي نيتريدي هستند، ممكن است منبع بزرگ آلودگي نيتريدي آب‌هاي زيرزميني را بوجود آورند؛ گفتني‌ست با انجام آزمون‌هاي بر روي حيوانات گوناگون به اين نتيجه رسيدند كه زيادي تركيبات در بدن حيوانات باعث بروز غده در بافت‌هاي بدن مي شود، هم‌چنين از ديگر خطرات افزايش نيتريد در بدن مي‌توان به شيوع سرطان و تاثير بر روي كاركرد قلب اشاره كرد. 

*فلزات سنگين*

 فلزات سنگين جذب شده در مواد غذايي توليدي براي سلامتي انسان زيان آور بوده و بايستي مورد توجه قرار گيرد کودهاي حاوي فلزات سنگين آلاينده‌هاي مهمي محسوب مي‌شوند، از سويي مصرف سنگ‌هاي فسفاته و يا فرآورده‌هاي آن در خاك معمولاً دلالت بر افزايش ميزان قابل توجه سرب و كادميوم در خاك دارد.
گزارشات گوناگون حاكي از آن است خاك هاي بوجود آمده از انواع سنگ‌هاي داراي عناصر فلزات سنگين (كه اغلب در سطح روي خاك هستنداند) بوده و معمولاً بسيار آسان در دسترس گياهان قرار مي گيرند؛ در خاك‌هايي با بافت سنگين و pH پايين مانند خاک‌هاي رسي، همراه با واکنش‌هاي قليايي ميزان جذب فلزات سنگين و كودها بيشتر بوده و اين مواد به آساني توسط گياهان جذب مي شوند. 

*اتروفيکاسيون*

افزايش انواع کودها و عناصرغذايي در اثر فعاليتهاي کشاورزي در درياچه‌ها، مخازن، آب انبارها و نهرها موجب جذب و افزايش فتوسنتز در رشد و نمو و افزايش بيش از حد انواع جلبک ها و گياهان آبزي شده و اين امر مي تواند تغييرات زيان آوري را در کيفيت آب به وجود آورده و يا در استفاده و بهره‌وري از منابع آبي اختلال ايجاد كند. هم‌چنين مقدار بيش از حد کودها در ارضي مي تواند به روش‌هاي گوناگون وارد آب‌هاي سطحي شوند.
مطالعات نشان داده است ميزان زياد نيتروژن در آب هاي سطحي به‌دليل فعاليت‌هاي انجام شده در بخش كشاورزي است.

*تغييرات استراتوسفر*

كمبود N در خاك‌هاي زراعي توسط تبخير آمونياك و دنيتروفيكاسيون، تثبيت بيولوژيکي و شيميايي حاصل مي‌شود. تلفات كود نيتروژن با روش‌هاي گوناگونNH3(آمونياك)، N2O (اكسيد نيتروزن)،N2 ( دي نيتروزن)،NO (اسيد نيتريك) و NO2 (دي اكسيد نيتروزن)اتفاق مي افتد. دنيتروفيكاسيون توسط تعداد محدودي از باكتري‌هاي بي‌هوازي كه در نبود اكسيژن در خاك رشد مي كنند بوجود مي‌آيد و باعث تبديل نيتريت و نيترات (N2O و N2) مي شوند. بسياري از دانشمندان اظهار داشته اند که N2O رها شده در اتمسفر ممكن است در استراتسفر به اندازه‌اي افزايش پيدا كند كه موجب تخريب و نابودي لايه ازن شود.
استراتسفر لايه‌ي محافظ ازن است كه بيوسفر را از تشعشعات مضر ماوراء بنفش محافظت و درجه حرارت کره زمين را تعديل مي کند، NO2 حاصل از كودهاي نيتروژن فشردگي زيادي در اجزاء ازن استراتسفر ايجاد نمي كند؛ كودهاي آمونيومي غلظتN2O اتمسفر را افزايش مي دهند، محققان گزارش داده‌اند كه كودهاي زنده در شرايط بي هوازي و در خاك‌هاي بدون اکسيژن ميزان N2O را كاهش مي دهند.

ادامه دارد...

تدوين: سعيد حکم‌علي پور
دانشجوي دکتراي مهندسي كشاورزي -  زراعت
خبرنگار كشاورزي خبرگزاري دانشجويان ايران