البيئة الزراعية
تمتاز النباتات بقدرتها على النمو في العديد من البيئات المختلفة، كالبيئات الصحراوية، والغابات المطيرة، وأعلى قمم الجبال، أو أسفل الوديان، أو في المياه العذبة، أو المالحة، وتضمّ النباتات طيفاً واسعاً من الأنواع التي تختلف في جوهرها، وتتدرج من النباتات صغيرة الحجم كالطحالب المجهرية وتُسمى العوالق النباتية (بالإنجليزية: Phytoplankton)، إلى أشجار تين الهند العملاقة أو تين البنغال أو الأثْأب (بالإنجليزية: Banyan).
تحتاج النباتات بشكل رئيسي لكل من الماء، والهواء، والطاقة لتتمكن من النمو في هذه البيئات المختلفة، من خلال عملية رئيسية تقوم بها تُسمى عملية البناء الضوئي (بالإنجليزية: Photosynthesis)، والتي تحوِّل كلاً من الماء وغاز ثاني أكسيد الكربون الموجود في الهواء باستخدام الطاقة التي تحصل عليها من أشعة الشمس إلى كربوهيدرات كالسكريات، لتستخدمها فيما بعد في عمليات البناء، ونمو الأجزاء الجديدة منها.
عناصر البيئة الزراعية
تشمل العناصر البيئية المؤثرة في نمو النبات كلاً من: الضوء، ودرجات الحرارة، والماء، والرطوبة، والعناصر الغذائية، ولا بدّ من فهم العلاقة بين نمو وتطور النباتات وهذه العناصر؛ لأنّ ذلك يعني فهماً أكبر لمتطلبات نمو النباتات المختلفة، وبالتالي محاولة تغيير خصائصها لتحسين إنتاجها بما في ذلك إنتاج الأوراق، والثمار، والزهور، وفيما يأتي توضيح لعلاقة النباتات بالعوامل البيئية المختلفة:
الضوء
يُعد الضوء أحد عناصر البيئة الزراعية، إذ يعتمد نمو أيّ محصول زراعي بشكل أساسي على ضوء الشمس، إذ يرتبط نمو المادة الصلبة في النبات بعلاقة طردية مع كمية الضوء التي تصل إلى النبات في أيّ منطقة جغرافية، وتعتمد هذه الكمية على عاملين اثنين، هما: شدة الضوء وطول فترة النهار.
كما تتأثر بعوامل أخرى، مثل: الأنظمة الزراعية المتَّبعة، وكثافة المحاصيل في البقعة الواحدة، وتتغيّر شدة الضوء بتغيّر الارتفاع، وخطوط العرض، والموسم الفصلي، والغيوم، والضباب، وغيرها من العوامل، وتختلف احتياجات النبات من كمية الضوء باختلاف أنواعها، ويُمكن تصنيف النباتات حسب حاجتها إلى ضوء الشمس إلى:
هي النباتات التي تنمو وتزدهر تحت أشعة الشمس الدائمة، في حين تذبل وتتلف تحت الظل.
- نباتات نصف شمسية أو نصف الظل
هي النباتات التي تنتج ثماراً صالحة للأكل في المناطق الظليلة، ولكنها بحاجة إلى حوالي 50-80% على الأقل من أشعة الشمس لإكمال نموها.
هي النباتات التي تنمو بوجود 30-50% من أشعة الشمس، أي أنّ تعرضها لأشعة الشمس بشكل دائم يضعف نموها، وتساعد زراعة النباتات في المناطق الظليلة على منع المادة الصبغية من النمو في النبات، ويدلّ نقص اللون فيها على جودة المحصول الزراعي.
أمّا فيما يتعلق بطول النهار أو ما يُعرَف باسم الفترة الضوئية (بالإنجليزية: Photoperiod) فهو يختلف باختلاف الموسم، ودوائر العرض؛ بسبب دوران الأرض حول الشمس، وميل محورها عن المستوى الأفقي لها، وتتحكم الفترة الضوئية بالإزهار وتكوين أعضاء التخزين في بعض النباتات، ويُمكن تصنيف النباتات حسب إزهارها بعد تعرضها للحد الأدنى من الفترة الضوئية إلى:
(بالإنجليزية: Short-day Plant)، هي النباتات التي تُزهر عندما يتناقص طول النهار.
(بالإنجليزية: Long-day Plants) هي النباتات التي تُزهر عندما يزيد طول النهار.
(بالإنجليزية: Day-neutral Plants)، هي النباتات التي لا تتأثر بفترة طول النهار، ويُمكنها الإزهار في أيّ وقت.
درجات الحرارة
تُؤثر درجات الحرارة في نمو النباتات ، فهي تتحكم في التفاعلات والعمليات في النباتات، مثل:
- النتح.
- تنفس النبات.
- البناء الضوئي.
- امتصاص الماء والمواد الغذائية.
- النشاط الإنزيمي.
وبالتالي تتحكم درجة الحرارة في العديد من الأمور التي تخص المحاصيل الزراعية، من أهمها:
- الإنبات.
- الإزهار.
- قابلية حبوب اللقاح للنمو.
- معدلات نضج الثمار وهرمها.
- جودة المحصول.
- مدة الحصاد.
- مدة صلاحية النباتات قبل تلفها.
وتختلف حاجة النباتات للحرارة من نوع إلى آخر، ويُمكن القول بأنّ درجة الحرارة 25° مئوية هي درجة الحرارة الأمثل لنمو معظم المحاصيل الزراعية، ويبين الجدول الآتي تصنيف النباتات اعتماداً على حاجتها من الحرارة، والتي تُقاس بناءً على درجات الحرارة في الليل.
حيث إنّ القيم الآتية هي القيم العددية لكل من النمو الفعال للنبات أو مدى النمو (بالإنجليزية: Effective Growth)، والنمو الأمثل للنبات أو المدى الأمثل لنمو النبات (بالإنجليزية: Optimum Growth) والذي استخدمه عالم النباتات كروغ (بالإنجليزية: Krug) عام 1991م للخضروات الرئيسية:
| المناخ | مدى النمو | مدى النمو الأمثل |
| حار | 18°-35° | 25°-27° |
| دافئ | 12°-35° | 20°-25° |
| بارد إلى دافئ | 7°-25° | 18°-25° |
| بارد إلى حار | 7°-30° | 20°-25° |
وبالاعتماد على نوع المحصول والظروف المصاحبة له، فإنّ درجات الحرارة المحيطة ستقل أو ترتفع عن معدلات النمو الفعّال، وهذا من شأنه أن يقلل من نمو النبات ويؤخر من تطوره، وبالتالي يقلل من كمية المحصول الزراعي وجودته في نهاية المطاف.
فإذا انخفضت درجات الحرارة إلى الصفر أو ما دون، فقد يتسبب ذلك بقتل النباتات نتيجة تشكُّل الصقيع، وإذا ارتفعت بشكل كبير إلى أعلى من 40° فإنّ ذلك قد يؤدي إلى جفاف النباتات وبالتالي موتها.
الماء
يُشكّل الماء في معظم النباتات 90% من تركيبها الكلي، ويتمثل دوره بما يأتي:
- العنصر الأساسي في عمليتي البناء الضوئي والتنفس.
- العنصر المسؤول عن عملية ضغط الامتلاء (بالإنجليزية: Turgor Pressure) في الخلايا، وهي عملية لازمة للحفاظ على شكل الخلية وضمان استمرار نموها، إذ يُعدّ الماء هو المسؤول عن امتلاء ومتانة الأنسجة النباتية.
- الوسط المذيب للمعادن والكربوهيدرات المتنقلة في أجزاء النبات.
- المسؤول عن تبريد أوراق النبات؛ نتيجة تبخره من أنسجة الأوراق خلال عملية النتح.
- مصدر الضغط المساعد للجذور لتغرس نفسها عميقاً في التراب.
- الوسط الذي تحدث فيه معظم التفاعلات البيوكيميائية.
الرطوبة النسبية
تُعرَّف الرطوبة النسبية على أنّها أقصى كمية يُمكن لجزيئات الهواء استيعابها من بخار الماء عند درجة حرارة معينة، وتتناسب هذه الكمية مع درجة الحرارة تناسباً طردياً، إذ يحمل الهواء الدافئ كميات أكبر من بخار الماء، في حين تقل قدرة الهواء على حمل بخار الماء بمقدار النصف لكل انخفاض في درجات الحرارة قيمته 10° مئوية.
تُعدّ الرطوبة من العوامل المؤثرة في النبات، حيث تؤثر في عملية فتح وإغلاق مسام النباتات والتي تنظّم عملية فقدان الماء من النباتات خلال عملية النتح والبناء الضوئي، و تُقاس الرطوبة النسبية بالنسبة المئوية ، فعلى سبيل المثال، إذا كانت الرطوبة النسبية للهواء هي 60% عند درجة حرارة 27° مئوية، فهذا يعني أنّ كل كيلوغرام من الهواء يُمكنه أن يحتوي على 60% من بخار الماء كحد أقصى عند نفس درجة الحرارة.
تتراوح نسب الرطوبة النسبية بين 0.01% في القطبين المتجمدين، و5% في المناطق المدارية الرطبة، ويوصف الهواء الذي يحتوي على نسب رطوبة عالية بأنّه هواء رطب، أمّا الهواء الذي يحتوي على الحد الأدنى من بخار الماء فيسمى هواءً جافاً.
العناصر الغذائية
تحتاج النباتات لإتمام عملية النمو إلى ثاني أكسيد الكربون والماء، وتحصل عليهما من الهواء بالإضافة إلى 17 نوعاً مختلفاً من العناصر الغذائية، وتؤمن حاجتها منها من التربة، أو الأوساط التي تنمو فيها، وتنقسم العناصر الغذائية إلى عناصر كبرى (بالإنجليزية: Macro Elements) وعناصر صغرى (بالإنجليزية: Micro Elements).
أمّا العناصر الغذائية الكبرى فهي العناصر التي يحتاجها النبات بكميات كبيرة، كالنيتروجين الضروري لصحة الأوراق، والفسفور الضروري لنمو الأزهار وتطورها، والبوتاسيوم الضوري لنمو الجذور.
عادة ما تضمّ التربة التي ينمو فيها النبات خليطاً من المواد المعدنية، والمواد العضوية، والماء، والهواء بنسب متفاوتة، حيث تنتج المواد المعدنية عن عمليات التجوية المستمرة للصخور خلال الفترات الزمنية الطويلة، بينما تتألف المواد العضوية من الكائنات الحية، وإفرازاتها، ونواتج عمليات التحلل.
وبالنسبة للماء والهواء والمغذيات الموجودة في التربة فإنّ نسيج التربة هو الذي يلعب دوراً أساسياً في كمياتها، ونعني بنسيج التربة الحبيبات ذات الحجم السائد الموجودة في التربة، ويستطيع كل من الهواء والماء النفاذ من التربة ذات الحبيبات كبيرة الحجم كالرمل بسهولة ولا تحتفظ بها، ولا تستطيع الجذور الصمود بشكل كبير فيها، أمّا التربة المكونة في أغلبها من الحبيبات صغيرة الحجم كالطمي، والطين، فهي تربة قادرة على الاحتفاظ بكميات كبيرة من الماء، والمواد العضوية، وبالتالي تزداد خصوبتها.
الهواء
يُعدّ غاز ثاني أكسيد الكربون الموجود في الهواء عنصراً أساسياً في عملية البناء الضوئي في النبات، ويُشكل هذا العنصر ما نسبته 0.03% من مجموع الغازات المشكِّلَة للغلاف الجوي، ومن أهمّ مصادره: تنفس الكائنات الحية بما في ذلك الإنسان، وعمليات تحلل المواد العضوية، واحتراق الوقود الأحفوري، والنشاطات البركانية، ويصل ثاني أكسيد الكربون إلى النبات عن طريق المسام الموجودة على سطح الأوراق لينتشر في المساحات بين خلايا الورقة.
ومن جهة أخرى، ترتبط النباتات بالرياح، وقد تؤثر الرياح سلباً أو إيجاباً عليها، فقد تسرِّع من انتقال الحرارة من أسطح الأوراق، وتزيد من انتشارها في المناطق المعرضة لتكوّن الفطريات مما يمنع نموها، لكنها قد تتسبب في إصابة النبات بالجفاف الشديد، وفي انتشار بذور الأعشاب الضارة في مناطق عديدة، وفي بعض الأحيان قد تتسبب في تدمير النباتات.
خصائص البيئة الزراعية الصالحة
تُوجد بعض الخصائص التي تتمتّع بها الأرض لتكون صالحة ومثالية للزراعة، وفيما يأتي أبرز خصائص البيئة الزراعية :
التربة
تُعدّ التربة أهم عنصر من عناصر البيئة الزراعية الصالحة للزراعة، إذ يجب البحث عن تربة غنية بالمواد العضوية وخصبة للزراعة حتى تتمكّن من تغذية النبات بالعناصر التي يحتاجها، إضافةً إلى تزويد النباتات بالماء، ويجب أن تكون تربة جيدة التصريف، ويُشار إلى أنّ التربة المتوازنة التي تضمّ عدّة أنواع كالرمل، والطين، والصخور من أفضل أنواع التربة للنباتات.
التصريف
يجب أن تكون التربة جيدة التصريف بحيث تُحافظ على القليل من الرطوبة، وتتخلّص من المياه الزائدة، ويتعلّق التصريف بتضاريس سطح الأرض، فمثلًا المستنقعات والمناطق المنخفضة جدًا في الأودية تكون سيئة التصريف، إذ تتجمّع المياه داخل التربة، ممّا يؤثّر في جذور النبات، وبالتالي يُعيق نموّه.
المناخ
تختلف أنواع النباتات التي يُمكن أن تنمو في المنطقة باختلاف المناخ، لذلك يجب على المزارع البحث عن النباتات التي يُمكنها أن تنمو في مناخ الأرض الخاصة به، إذ إنّ كلّ نبات يحتاج إلى درجة حرارة معينة لينمو فيها، فبعض النباتات التي تنمو في المناطق الباردة لا يُمكن زراعتها في المناطق الدافئة والعكس صحيح، وتُوجد خرائط توضّح النباتات التي تُناسب كل منطقة زراعيّة.
الموقع
يُفضّل اختيار أرض زراعية تقع بين المزارع، حيث يدل ذلك على أنّها منطقة خصبة، ويُفضّل كذلك أن تكون في مكان بعيد عن أي أمر قد يضر بجودة المحاصيل المزروعة فيها، فمثلًا المزارع العضوية يجب أن تكون بعيدة عن الأنهار الملوثة والتي قد تصل لاحقًا إلى المياه الجوفية، ويُفضّل اختيار أراضي زراعية قريبة من المدينة لتسهيل توزيع المحاصيل.
الاستخدامات السابقة
تؤثر استخدامات الأرض على خصائص البيئة الزراعية، لذلك يجب معرفة من زرعها مسبقًا، وأنواع المياه المستخدمة لريّها في الماضي، ودرجة الحرارة التي كانت سائدة في الفترات السابقة، كذلك يجب أن تكون الأرض الزراعية قريبة من مصادر المياه، كالأنهار، أو الينابيع، أو الآبار، إذ ترتفع الحاجة لها في فصل الصيف.
أهمية البيئة الزراعية
تعود أهمية البيئة الزراعية إلى العديد من النقاط، ومن أبرزها ما يأتي:
- إنشاء خيارات غذائيّة بديلة للنظام الغذائي السائد مثل النظام النباتي بدلًا من الاعتماد على محصول واحد.
- إنتاج منتجات بنكهة وقوام اللحوم بالاعتماد على عناصر نباتية بالكامل وذلك للحد من الآثار الضارة على الحيوانات والبيئة.
- المحافظة على البيئة وزيادة الموارد الطبيعية الناتجة من الأرض لتوفير حياة للإنسان والحيوانات.
- توفير كميات تُناسب حاجة المجتمع من الغذاء دون الخوف من التأثير في إنتاجية الأرض في المستقبل.
- الحفاظ على جودة التربة والمياه والتقليل من التعرية.
- الحفاظ على العدالة الاجتماعية والاقتصادية.
- تغيير طريقة الزراعة التقليدية والتي تشغل مساحات كبيرة من خلال دمج الزراعة؛ مثلًا زراعة محصول طويل يحتاج للشمس وآخر قصير يُزرع أسفل المحصول الطويل ويحتاج إلى الظل وبهذا يُقلّل من استهلاك الأراضي
