پایگاه خبری DA1news: رشد مواد غذایی، خوراک و فیبر به شیوه ای پایدار برای نسل های آینده نقطه آغازی برای بهبود امنیت غذایی است. از آنجایی که جمعیت جهان همچنان در حال رشد است، بهبود بسیاری از جنبه‌های سیستم‌های تولید زراعی برای سازگاری بهتر با شرایط محلی ضروری است. این شماره ویژه ژورنال زراعت بررسی می کند که کشاورزان به عنوان مشکلات امروز یا آینده نزدیک که در حال حاضر برای مناطق مختلف جهان در معرض خطر هستند، بررسی می کند.

به گزارش اخبار روزانه کشاورزی، نویسندگانی از آفریقا، آسیا، و آمریکای جنوبی و شمالی برای نوشتن مقالات انجمن برای این شماره ویژه دعوت شدند. برخی از شیوه‌ها و سیاست‌های کشاورزی فعلی به دلایل مختلف ناپایدار هستند. توسعه نیروی کار، چالش های آب و هوایی، تخریب خاک، محدودیت های آب و مشکلات آفات مورد بحث قرار می گیرد. راه‌حل‌های پیشنهادی برای این مشکلات شامل تکنیک‌های یکپارچه است که برای حفظ محیط زیست و بهبود امنیت غذایی باید در رویکردهای سیستم‌های دانش‌آمیز پیاده‌سازی شوند. امید است که این شماره ویژه به عنوان یک پلتفرم اطلاع رسانی به جامعه جهانی برای بهبود ارتباطات و ایجاد همکاری های جدید عمل کند.

1. معرفی
جمعیت جهان همچنان در حال رشد است. در حال حاضر 7.8 میلیارد نفر است و پیش بینی می شود تا سال 2050 به 9.8 میلیارد نفر و تا سال 2100 به 11.2 میلیارد نفر افزایش یابد. جمعیت/جهان-جمعیت-چشم انداز-2017.html). انتظار می رود بیشتر رشد جمعیت در کشورهای کم توسعه یافته و فقیر از منابع آسیا و آفریقا متمرکز شود.

اگرچه شاخص جهانی امنیت غذایی بهبود مستمر امنیت غذایی را بین سال‌های 2012 تا 2018 گزارش کرده است، اما بدتر شدن این شاخص برای سال‌های 2019 و 2020 مشاهده شده است (GFSI، 2020). دلایل کاهش چندگانه است، اما همه‌گیری کووید-19 احتمالاً چشم‌انداز امنیت غذایی جهانی شکننده‌تر را در سال 2020 بدتر کرده است. زیرا پیش‌بینی می‌شود که تغییرات آب و هوایی بر بهره‌وری محصولات تأثیر منفی بگذارد، این وضعیت احتمالاً در آینده شدیدتر می‌شود.

بنابراین، ما به عنوان کشاورزان، چگونه می‌توانیم به کاهش گرسنگی و ناامنی غذایی کمک کنیم؟ شواهد نشان می دهد که رشد اقتصادی به طور خودکار موفقیت در کاهش ناامنی غذایی را تضمین نمی کند (فائو، 2009) اما منبع رشد نیز مهم است. به عنوان مثال، فائو (2009) گزارش می دهد که رشد ناشی از فعالیت های کشاورزی حداقل دو برابر بیشتر از رشد بخش های غیرکشاورزی به فقیرترین افراد منتفع می شود. این به طور مستقیم با این واقعیت مرتبط است که کشاورزی ستون فقرات اقتصاد در کشورهای کمتر توسعه یافته است، زیرا تقریباً 75٪ از جمعیت در مناطق روستایی زندگی می کنند که درآمد آنها مستقیماً با کشاورزی مرتبط است. حتی با وجود این همه ارتباط متقابل با کشاورزی، در سال 2019 تقریباً از هر 10 نفر یک نفر تحت تأثیر ناامنی شدید غذایی قرار گرفتند و حدود 2 میلیارد نفر (25 درصد از جمعیت جهان امروز) به مواد غذایی مغذی و کافی دسترسی نداشتند (GFSI، 2020).

دلایل زیادی برای ناامنی غذایی وجود دارد، زیرا کشاورزی سیستم کشت تنها یک حلقه در هزارتوی زنجیره غذایی است. با این وجود، رشد مواد غذایی، خوراک و فیبر به شیوه ای پایدار برای نسل های آینده نقطه شروعی برای بهبود امنیت غذایی است. مشکلات جهانی که نیاز به توجه برای تغذیه مداوم جمعیت در حال گسترش دارند، متعدد است.

2 مسائل حیاتی در مواجهه با تولید مواد غذایی و نیروی کار AG

فهرست کوتاهی از مشکلات پیش رو شامل رویدادهای شدید آب و هوایی است که منجر به مشکلات کوتاه مدت مانند شکست محصول و مشکلات طولانی مدت مانند از دست دادن خاک حاصلخیز به دلیل فرسایش یا نفوذ آب شور می شود.

اغلب، بازه زمانی 2050 برای بیان پیامدهای بلندمدت آنچه باید رخ دهد، استفاده شده است. با این حال، مشکلات نوظهوری وجود دارد که باید در حال حاضر یا در آینده نزدیک برای حفظ اکوسیستم های کشاورزی سالم و منابع غذایی مورد توجه قرار گیرد.

پاسخ‌های محلی و ملی به COVID-19 که کار، توزیع و زنجیره تامین را مختل می‌کند. و افزایش دما و غلظت گازهای گلخانه ای اتمسفر. و همچنین کاهش ذخایر آب شیرین، که همه بر رشد محصول و فشار آفات تأثیر می گذارد. درک تنوع و گستردگی این مشکلات و توسعه راه‌حل‌های بالقوه برای هدف‌یابی تلاش‌های پژوهشی مورد نیاز است تا بتوان راه‌حل‌های مؤثر را با استفاده از روش‌های مستقل از مقیاس پیاده‌سازی کرد. علاوه بر این، راه حل ها باید به کاربران نهایی تعمیم داده شوند و مقرون به صرفه باشند. ممکن است به پیاده‌سازی فناوری‌های جدید یا تغییر سیاست‌ها برای کمک به پذیرش (یا با رویکردهای هویج [پاداش‌ها] و/یا چوب [اقدامات تنبیهی]) نیاز باشد.

از آنجایی که فناوری در تولید محصول رایج تر می شود، نیروی کار آموزش دیده برای توانمندسازی بهترین استفاده از فناوری ضروری است (اریکسون و فاوستی، 2021). این بدان معناست که کاربران به آموزش در مورد بهترین شیوه‌های مدیریت تولید محصول و همچنین زمان، مکان و چه فناوری مناسب برای استفاده در شرایط خاص نیاز دارند. کاربردهای کشاورزی دقیق (PA) هنوز در حال گسترش هستند، اما رویکردهای مورد استفاده چندگانه هستند و به ویژگی‌های مزرعه وابسته هستند.

کشاورزی دقیق می تواند کارایی و پایداری تولید را با تطبیق نهاده ها با نیازهای محصول بر اساس آب و هوا، خاک و استفاده از الگوریتم هایی که بر اساس داده های گذشته توسعه یافته اند، بهبود بخشد. اما هزینه بالای بسیاری از فناوری‌ها و سواد و مهارت‌های فن‌آوری مورد نیاز برای بسیاری از برنامه‌ها، نیازمند نیروی کار آموزش‌دیده (و با دستمزد خوب) است تا به کشاورزان کمک کند تا در سیستم‌های (اغلب لایه‌های متعدد) حرکت کنند و به اجرای بهترین شیوه‌ها کمک کنند.

. این اغلب دسترسی به مزارع بزرگ را محدود می کند و تولیدکنندگان کوچکتر را بدون مزایا می گذارد. مقیاس روش‌های خنثی برای PA و برنامه‌های کشاورزی دیجیتال، دسترسی بیشتر به همه تولیدکنندگان کشاورزی را فراهم می‌کند، که باید به پایداری و افزایش تولید مورد نیاز برای تغذیه جمعیت در حال گسترش کمک کند.

امنیت غذایی جهانی به تبادل ژرم پلاسم و بهبود مستمر بیشتر محصولات غذایی بستگی دارد (اسمیت و همکاران، 2021). ادامه و حفظ تبادل گسترده ژرم پلاسم برای محصولات ضروری است تا پرورش دهندگان نباتات و سایر دانشمندان بتوانند با همکاری در سراسر جهان برای دستیابی به دستاوردهای بیشتر در عملکرد محصول از طریق بهبود تحمل یا مقاومت در برابر فشار آفات یا ترکیب ژن هایی که ممکن است در گذشته از بین رفته باشند، کار کنند. انتخاب (به عنوان مثال، تنگنا). اسمیت و همکاران (2021) علیه هرگونه سیاست جدیدی که دسترسی به ژرم پلاسم را محدود می‌کند، استدلال می‌کنند، زیرا این امر می‌تواند بر تولید محصول آینده جهان و امنیت غذایی تأثیر منفی بگذارد.

3 حفاظت از کشاورزی و امنیت غذایی
سیستم‌های کشت مرسوم کنونی به‌عنوان کشت تک‌مقیاس بزرگ، اگرچه برای تغذیه جمعیت رو به رشد جهان بسیار مولد هستند، اما اغلب اثرات نامطلوبی بر محیط‌زیست دارند که باعث ایجاد چالش‌های عمده برای پایداری سیستم کشت معمولی امروزی می‌شود. همانطور که توسط Joshi et al. (2021)، باررا و همکاران. (2021) و ورتمن و همکاران. (2021)، وضعیت در مناطق روستایی کشورهای توسعه نیافته به دلیل محدودیت منابع در دسترس جوامع کشاورز، شدیدتر است.

نیاز فوری به اصلاح سیستم‌های غذایی در سطوح محلی و منطقه‌ای وجود دارد که شامل اکثریت قریب به اتفاق کشاورزان در مقیاس کوچک (به عنوان مثال، کمتر از 10 هکتار) باشد، نه تنها برای افزایش تولید غذا، بلکه برای کارآمدتر کردن و پایدار کردن سیستم‌ها. نپال (جوشی و همکاران، 2021) و منطقه آند در آمریکای جنوبی (باررا و همکاران، 2021) تفاوت هایی در آب و هوا دارند اما شباهت هایی در مناظر دارند (مناظر کوهستانی شیب دار با اعماق نازک خاک سطحی).

همانطور که  مشخص شد، چالش‌های مشابهی برای کشاورزی در مقیاس کوچک و اتخاذ روش کشاورزی حفاظتی (CA) وجود دارد. اکثر کشاورزان در هر دو منطقه فاقد سرمایه مالی هستند و به استفاده از شیوه های سنتی کشاورزی معیشتی (مانند استفاده زیاد از خاکورزی، نرخ بذر سنتی با انواع قدیمی) ادامه می دهند. این مناطق همچنین فاقد سیاست‌های دولتی برای کمک به تلاش‌های ترویجی مورد نیاز برای نشان دادن مزایای شیوه‌های CA و ارائه مشوق‌های اقتصادی (مانند بیمه محصول یا یارانه‌های ورودی) برای افزایش پذیرش شیوه‌های CA هستند. اگرچه اقدامات CA، مانند کاهش خاک ورزی، حفظ بقایای محصول به عنوان پوشش خاک، و نصب گودال های انحرافی برای تنظیم جریان آب، نشان داده شده است که سلامت خاک و عملکرد محصول را بهبود می بخشد، فرسایش خاک را کاهش می دهد و سودآوری را افزایش می دهد (باررا و همکاران، 2021) پذیرش کم است.

در منطقه کشاورزی Mid Hill نپال، بدون شخم زدن به تنهایی می‌توان 140 کیلوگرم کربن آلی خاک (SOC) در هکتار در سال 1 و بدون خاک‌ورزی با افزودن پسماند افزایش SOC را تا 480 کیلوگرم در هکتار در سال در سال جدا کرد. ) در سیستم های برنج-گندم ترای (قیمیر و همکاران، 2012). در کوه‌ها و تپه‌های نپال، اتخاذ سیستم‌های بافر حفاظتی فرسایش خاک را کاهش می‌دهد و عملکرد کلی سیستم کشاورزی را بهبود می‌بخشد (Schwab et al., 2015).

در آند، نرخ فرسایش از میانگین نرخ تشکیل خاک 9 تا 286 برابر بیشتر است (Barrera et al., 2021)، که شیوه‌های کشاورزی فعلی را ناپایدار کرده و معیشت کشاورزان و امنیت غذایی را تهدید می‌کند. علاوه بر این، رسوب گل و لای در نهرها و مخازن ظرفیت ذخیره آب را کاهش می دهد و منجر به کیفیت پایین آب برای کاربران پایین دست می شود.

چرخش چمن چند ساله یا مخلوط علف و حبوبات با محصولات یکساله (به عنوان مثال، تناوب لی) توسط کشاورزان در سراسر جهان به عنوان وسیله ای برای بهبود بهره وری، سودآوری و پایداری خاک و سیستم کشاورزی انجام می شود. ورتمن و همکاران (2021) نتایج تحقیقات چرخش لی در مقابل آیش با محصولات سالانه را در تحقیقات انجام شده در عرض جغرافیایی 15 درجه از خط استوا در مناطق گرمسیری آفریقا مرور می کند.

آنها به این نتیجه رسیدند که فرصت ها برای چمن لی چند ساله چرخش شده با محصولات یک ساله در مناطق گرمسیری آفریقا فراوان است. در حالی که آنها تاکید می کنند که زمین برای تولید محصول سالانه برای کشاورزان معیشتی بسیار کمیاب است، آنها معتقدند که چرخش لی در سیستم های کشاورزی جایگاهی دارد. علف های چند ساله در چرخش لی می توانند برای معکوس کردن مشکل اغلب بسیار رایج تخریب خاک از طریق افزایش ماده آلی خاک، جذب کربن و بهبود کلی خواص فیزیکی خاک استفاده شوند. علاوه بر این، اکثر کشاورزان در مناطق روستایی دارای دام هستند و چرخش شیر فرصت هایی را برای تهیه علوفه مورد نیاز برای دام فراهم می کند، بنابراین رشد اقتصادی را افزایش می دهد. با این حال، نویسندگان متوجه شده‌اند که هنوز چالش‌های سیاسی و اجتماعی برای پذیرش چرخش‌های لی وجود دارد.

به عنوان مثال، چرای بیش از حد زمین های زراعی در طول فصل خشک می تواند به لی آسیب برساند و ویژگی های مفید سیستم ها را معکوس کند. از آنجایی که بیشتر اراضی در مناطق روستایی متعلق به اشتراکی است، این چرای بی رویه را می توان با سیاست های قوی دولت محلی مدیریت کرد.

هارهوف و سوانپول (2021) وضعیت فعلی تولید سویای دیم در آفریقای جنوبی را بررسی می کنند. آنها خاطرنشان می کنند که علیرغم پیشرفت های ژنتیکی اخیر و معرفی استراتژی های جدید مدیریت علف های هرز، عملکرد سویا در سال های گذشته در آفریقای جنوبی ثابت مانده است. این احتمالاً به این دلیل است که بارندگی ناسازگار، دمای بالا و فشرده شدن خاک، تولید سویا را در بسیاری از مناطق آفریقای جنوبی محدود می‌کند. آنها اتخاذ شیوه های تولید بدون خاکورزی را به عنوان راهی برای کاهش اثرات خشکسالی و دمای بالا پیشنهاد می کنند. با این حال، آنها تأکید می‌کنند که تولیدکنندگان سویا محلی به شدت نگران مجازات‌های عملکرد تحت شیوه‌های کمتر مزاحمت خاک هستند و نیاز به انجام تحقیقات طولانی‌مدت برای درک تأثیر متقابل این شیوه‌ها بر عملکرد وجود دارد.

مک لنون و همکاران (2021) جایگزین‌های سیستم‌های تولید مرسوم فعلی را با تمرکز بر سیستم‌هایی که شامل استفاده پایدار از منابع طبیعی بدون تأثیر نامطلوب بر محیط‌زیست است، بررسی می‌کند. در حالی که در این زمان مفاهیم عمدتاً نظری هستند، آنها بررسی می‌کنند که چگونه کشاورزی احیاکننده، پرماکالچر و فناوری هوشمند (کشاورزی دقیق و دیجیتال) می‌تواند در آینده برای حمایت از کشاورزی پایدار جهانی و امنیت غذایی تکامل یابد.

کشاورزی احیاکننده مجموعه ای از رویکردهای کل نگر است که بر تعاملات سودمند خاک و گیاه که به طور طبیعی رخ می دهد، تأکید می کند و در عین حال کمتر بر ورودی های خارجی تکیه می کند و اصول اکولوژیکی را تقلید می کند (پری، 1995). در واقع، معنای تحت اللفظی کلمه “باززایی” به این دلیل است که کشاورزی احیا کننده به دنبال آن است که زمین کشاورزی را پس از استفاده از روش هایی که خاک را تخریب می کند، به وضعیت بالاتری تبدیل کند. کشاورزی احیا کننده خاک محور است و به دنبال مقاوم سازی خاک است. مک لنون و همکاران (2021) استدلال می کنند که کشاورزی احیا کننده برای کشاورزان خرده پا که فاقد منابع مالی برای سیستم های تولید فشرده تر هستند، سودمندتر خواهد بود. آن‌ها کشاورزی احیاکننده را مناسب‌تر برای کاهش مشکلات موجود در منابع غذایی در چنین سناریوهایی می‌دانند، زیرا این مفهوم بر رویه‌هایی تأکید می‌کند که مختص مکان هستند و بنابراین سیستم‌های کشت کشاورزی را بر اساس نیازهای محلی تجویز می‌کنند و نه اقداماتی را که در سطوح منطقه‌ای یا کشوری تجویز می‌شوند. Permaculture یک اصطلاح گسترده است که طیف گسترده ای از شیوه ها و سیستم های کشاورزی را توصیف می کند که تعاملات بین سیستم های خاک و گیاه را بهینه می کند.

این مفهوم بسیاری از شیوه‌های کشاورزی را مرتبط با هم می‌بیند و از عملکردهای زیست‌محیطی برای به حداکثر رساندن سلامت اکوسیستم در حین ارائه خدمات اکوسیستم استفاده می‌کند (Didarali & Gambiza، 2019). علاوه بر این، تکنیک‌های کشاورزی دقیق برای اجرای بهترین شیوه‌های مدیریت در سطح محلی مورد استفاده قرار خواهند گرفت. آنها استدلال می کنند که تحقیقات قوی تری در تکنیک های یکپارچه پرماکالچر برای ادغام کشاورزی احیا کننده، کشاورزی دقیق و کشاورزی دیجیتال در شیوه های یکپارچه با هدف بهبود سیستم های کشت پایدار و بهبود امنیت غذایی جهانی مورد نیاز است.

مدیریت آب جزء کلیدی تشدید پایدار تولید زغال اخته در ماساچوست است (Jeranyama & Kennedy, 2021). به طور خاص، پرورش دهندگان زغال اخته به طور سنتی از آبیاری بارانی سربار استفاده می کنند که پمپ های آبیاری را به طور مداوم در هوای سرد در بهار برای محافظت از جوانه های حساس از آسیب سرمازدگی استفاده می کنند. در این روش از آب زیادی استفاده می شود و در نتیجه آبشویی مواد مغذی، انرژی و هزینه نیروی کار بالاست. Jeranyama و Kennedy (2021) سه مدل زمان حرارتی را به عنوان ابزار تصمیم گیری برای شروع حفاظت در برابر سرمازدگی بهاره و دو روش برای اعمال آبیاری برای محافظت در برابر سرما ارزیابی کردند. یکی از مدل ها، WI (30-5)، دقیق ترین تخمین ها را برای فنولوژی جوانه ها ارائه کرد. آبیاری دوچرخه‌سواری (روشن و خاموش کردن پمپ‌ها در زمان سرما به جای کار مداوم) مصرف آب را 30 تا 80 درصد کاهش داد. اگرچه آبیاری دوچرخه‌سواری باعث آسیب کمی بیشتر به جوانه در مقایسه با آبیاری معمولی شد، اما باعث کاهش عملکرد نشد. آنها دوچرخه سواری آبیاری را به عنوان روشی مناسب برای محافظت از جوانه های زغال اخته از آسیب سرمازدگی پیشنهاد می کنند و در عین حال سایر مزایای زیست محیطی را نیز ارائه می دهند.

یوان و همکاران (2021) از یک سیستم جدید برنج و خرچنگ در مناطق پرآب نزدیک رودخانه هان و یانگ تسه در چین استفاده کرد تا بررسی کند که آیا این سیستم به تولیدکنندگان امکان استفاده بهتر از منابع را در مقایسه با چرخش برنج-گندم و کشت تک خرچنگ می دهد یا خیر. استفاده از برنج + خرچنگ باعث کاهش ورودی کود و آفت کش در برنج و داروهای شیلات در بخش تولید خرچنگ شد. علاوه بر این، درآمد کشاورزان 9-48٪ افزایش یافته است. این نوع چرخش‌های منحصربه‌فرد ممکن است نسبت به سیستم‌های کشت سنتی سازگارتر با محیط زیست و کارآمدتر باشند و نیاز به بررسی سیستم‌های جدیدی را که هم به مصرف‌کنندگان و هم به تولیدکنندگان خدمات بهتری ارائه می‌دهند، برجسته می‌کنند.

4 ملاحظات مدیریت بهداشت خاک و تأثیرات امنیت غذایی
رابطه بین سلامت خاک و امنیت غذایی جهانی چیست؟ بگنال و همکاران (2021) این رابطه را بررسی کرده و یک استراتژی جامع برای دستیابی به پذیرش سیستم های بهداشت خاک در مقیاس ارائه می دهد. ایالات متحده به دلیل منابع خاک، آب و هوای مساعد برای بسیاری از محصولات مختلف، پیشرفت در تحقیقات، نوآوری‌هایی که کشاورزان می‌توانند به آسانی آن‌ها را بپذیرند، و شبکه‌های ترویجی که مفاهیم جدید را نشان می‌دهند و به نمایش می‌گذارند، نقش مهمی در تولید جهانی غذا ایفا می‌کند. در واقع، ایالات متحده یکی از بزرگترین صادرکنندگان غلات و دانه های روغنی در جهان است. این بدان معناست که وقفه در تولید محصول ایالات متحده می تواند تأثیرات قابل توجهی بر بازارهای بین المللی غلات و در نتیجه امنیت غذایی داشته باشد. با این حال، نیاز به پرداختن به چالش‌های امنیت غذایی (به عنوان مثال، تشدید سیستم‌های تولید محصول) اغلب منجر به اقدامات کشاورزی می‌شود که خاک‌ها را تخریب می‌کند، خدمات اکوسیستم را کاهش می‌دهد و در نهایت، شکست محصول را کاهش می‌دهد (Bagnall et al., 2021). آنها پیشنهاد می کنند که راه حل، شناخت ارتباط بین سلامت خاک و امنیت غذایی است و هر دو به طور همزمان مورد توجه قرار گیرند.

اوبور و همکاران (2021) نقش گیاهان پوششی را برای بهبود سلامت خاک در منطقه خشک دشت بزرگ ایالات متحده بررسی کرد. دشت بزرگ یک منطقه عمده تولید غلات است که بیشتر گندم (62٪) و سورگوم (96٪) تولید شده در ایالات متحده را تشکیل می دهد (USDA-NASS، 2019). سیستم های زراعی در منطقه از فاز آیش به عنوان یک استراتژی اجتناب از خطر استفاده می کنند که در آن آب ذخیره شده در مرحله آیش شکست محصول آینده را محدود می کند و عملکرد را تثبیت می کند. طول دوره آیش بسته به مکان و سیستم کشت از 10 تا 21 ماه متغیر است (Carr et al., 2021). در حالی که اتخاذ روش‌های بدون خاک‌ورزی تأثیر مثبتی بر رویه‌های حفاظت از خاک و آب داشته است، چالش‌های مربوط به کنترل علف‌های هرز مقاوم به علف‌کش‌ها و تراکم خاک، پایداری طولانی‌مدت روش‌های بدون خاک‌ورزی در منطقه را تهدید می‌کند. . اوبور و همکاران (2021) پتانسیل یکپارچه سازی گیاهان پوششی برای جایگزینی آیش را به عنوان راه حلی برای مشکلات فوق در عین حال افزایش ماده آلی خاک، بهبود حاصلخیزی خاک با حذف مواد مغذی و تامین علوفه دام مورد بحث قرار می دهد.

در جنوب صحرای آفریقا، افزایش تولید مواد غذایی نیاز منطقه را برآورده نکرده است و این منجر به ناامنی غذایی قابل توجهی شده است (Wortmann & Stewart, 2021). در پاسخ به ناامنی غذایی مداوم در منطقه، درخواست هایی برای تشدید پایدار (SI) تولید مواد غذایی وجود دارد. تشدید پایدار رویکردی است که از نوآوری ها برای افزایش بهره وری در زمین های کشاورزی موجود و در عین حال حفظ اثرات مثبت زیست محیطی و اجتماعی استفاده می کند (Stewart et al., 2018).

بیشتر تولید مواد غذایی در جنوب صحرای آفریقا از ساوانای استوایی حاصل می شود، اما شکاف بین عملکرد واقعی و بالقوه بسیار گسترده است. وورتمن و استوارت (2021) مدیریت حاصلخیزی خاک، جزء SI را به عنوان راهی برای افزایش عملکرد و پتانسیل سود برای کشاورزان بررسی می کنند. آنها از داده‌های جمع‌آوری‌شده در دشت‌های ارتفاعات بالا و پایین از سال 1985 برای تعیین عملکردهای پاسخ N، P و K محصول برای شش محصول اصلی در هر منطقه ساوانا استفاده می‌کنند. سپس این توابع پاسخ بازده برای تجزیه و تحلیل سودآوری مورد استفاده قرار گرفتند.

آنها به این نتیجه رسیدند که در حالی که تولید محصولات زراعی با افزایش مصرف کود افزایش می یابد، این هنوز برای پاسخگویی به تقاضای رو به رشد غذا در آفریقای جنوب صحرا کافی نیست. آنها اتخاذ راهبردهای کاهش دیگر از جمله شیوه‌های افزایش حاصلخیزی خاک را پیشنهاد می‌کنند.

5 تغییر اقلیم و تأثیرات آن بر امنیت غذایی
شواهد فزاینده ای وجود دارد که نشان می دهد آب و هوا در سطح جهان در حال تغییر است. این تغییر با افزایش میانگین دمای سطح و افزایش شدت و فراوانی رویدادهای شدید مشخص می شود (IPCC، 2013). به عنوان مثال، میانگین بارش در بسیاری از عرض‌های جغرافیایی میانی و مناطق خشک نیمه گرمسیری به احتمال زیاد کاهش می‌یابد در حالی که در مناطق با عرض جغرافیایی متوسط، بارش احتمالاً افزایش می‌یابد. IPCC (2013) همچنین پیش‌بینی می‌کند که رویدادهای بارش بر روی توده‌های زمین بزرگ در عرض جغرافیایی میانی و مناطق مرطوب استوایی تا سال 2100 شدیدتر و مکرر خواهند بود.

اوبراین و همکاران (2021) بررسی می کند که چگونه پیشرفت های تکنولوژیکی، و همچنین بهبود منابع ژنتیکی، در گذشته منجر به افزایش بالقوه عملکرد و عملکرد واقعی شده است، در نتیجه شکاف عملکرد را کاهش می دهد، اما هشدار می دهد که تغییرات آب و هوا همراه با تخریب زمین به دلیل اقدامات مدیریتی مانند خاک ورزی، توسعه محصول و تک کشت، این پیشرفت ها را تهدید می کند. آن‌ها استراتژی‌های مدیریتی را پیشنهاد می‌کنند که از فناوری‌های جدیدی مانند هوش مصنوعی، یادگیری ماشین و کشاورزی دیجیتال برای کمک به درک تعاملات بین اجزای مختلف سیستم‌های کشاورزی استفاده می‌کنند، بسیار شبیه به آنچه توسط مک‌لنون و همکاران پیشنهاد شده‌اند. (2021).

اوبراین و همکاران (2021) یک چارچوب مدیریتی ژنوتیپ × محیط × مبتنی بر درک پیشرفته از تعاملات ژنتیکی توسط محیط و فناوری‌های جدید در مدیریت زراعی را معرفی می‌کند تا مبنایی برای استراتژی‌های تولید محصول در آینده باشد. تغییرات اقلیمی حتی پیامدهای شدیدتری برای جوامع کشاورز خرده پا دارد، زیرا آنها عمدتاً برای امرار معاش خود به کشاورزی دیم و منابع جنگلی وابسته هستند (به Joshi et al. and Barrera et al. در این مجموعه مراجعه کنید).

سدبو و همکاران (2021) تأثیر شیوه‌های سازگاری هوشمند با اقلیم کشاورزان خرده‌مالک را بر کارایی تولید محصول در یک منطقه در جنوب اتیوپی بررسی کرد. آنها 600 تولیدکننده محصولات کوچک در شش منطقه روستایی را مورد بررسی قرار دادند و کارایی فنی را با استفاده از تحلیل مرزی تصادفی تخمین زدند. آنها گزارش می دهند که 73 درصد از کشاورزان در منطقه حداقل یک روش سازگاری را برای مبارزه با تغییرات آب و هوایی اتخاذ کرده اند. اقدامات شامل تراس بندی، تنوع محصول، افزودن اصلاحات خاک، و/یا تغییر برنامه های کاشت و برداشت بود. علاوه بر شیوه‌های هوشمند آب و هوایی، تجربه کشاورزی، سطح تحصیلات، دسترسی به خدمات ترویجی، مالکیت دام بر روی اعمال (های) اتخاذ شده تأثیر می‌گذارد. سدبو و همکاران (2021) توصیه کرد که سیاست گذاران شیوه های هوشمند آب و هوایی کشاورزان خرده مالک را در برنامه های ملی برای بهبود پاسخ های موثر به تغییرات آب و هوایی بگنجانند.

کوون و همکاران (2021) توجه خود را به تأثیر کشاورزی بر پایداری معطوف کردند. آنها اذعان دارند که بخش کشاورزی از طریق انتشار گازهای گلخانه ای (GHG) سهم عمده ای در گرم شدن کره زمین دارد و درباره شیوه های کشاورزی کلیدی که به انتشار گازهای گلخانه ای کمک می کند، بحث می کنند. در حال حاضر تجزیه و تحلیل چرخه حیات (LCA) روشی است که برای ارزیابی پایداری زیست محیطی یک سیستم کشاورزی استفاده می شود. LCA معمولی شامل از گهواره تا مزرعه-دروازه است که در آن فعالیت های مربوط به تولید نهاده های مزرعه و محصولات زراعی از نظر مصرف انرژی، انتشار گازهای گلخانه ای و سایر ویژگی های زیست محیطی ارزیابی می شوند.

آنها طیف گسترده ای از استراتژی های کاهش را شناسایی می کنند، از جمله تولید کود و مواد شیمیایی که نیاز به ورودی سوخت فسیلی کمتری دارند، کاهش مصرف انرژی در مزرعه، بهینه سازی کود کشاورزی با استفاده از کشاورزی دقیق و افزایش ذخایر کربن خاک. با این حال، برای موفقیت این استراتژی‌ها و اتخاذ آنها در مقیاس‌های مختلف کشاورزی، به سیاست‌ها و مشوق‌های جدیدی نیاز است.

6 چالش مدیریت آفات
قبل از دهه 1950، علف های هرز در ایالات متحده و بسیاری از نقاط جهان عمدتاً با طیف گسترده ای از روش های مکانیکی و فرهنگی کنترل می شدند. با این حال، ظهور علف‌کش‌های بسیار کارآمد، انتخابی و نسبتاً ارزان در دهه 1950 روش‌های سنتی مدیریت علف‌های هرز را تنها در چند سال به کنترل علف‌کش علف‌کش تغییر داد. Clay (2021) مزایای این فناوری را مورد بحث قرار می دهد.

با این حال، کاربردهای مکرر همان علف‌کش‌ها در طول دوره‌های زمانی طولانی، بیوتیپ‌های مقاوم علف‌های هرز را انتخاب کرده‌اند، به طوری که کشاورزان با چالش بزرگی در مورد استفاده و قابلیت اطمینان پارادایم علف‌کش مواجه هستند. Clay (2021) محققان را تشویق می‌کند تا استراتژی‌های جایگزینی را که شامل رویکردهای یکپارچه‌تر برای مدیریت محصول، تکنیک‌های مکانیکی، و همچنین نوآوری‌های جدید مانند هواپیماهای بدون سرنشین، هوش مصنوعی و روباتیک می‌شود، کشف کنند.

اپیدمی های بیماری های گیاهی در سرتاسر جهان ویرانگر بوده و باعث کاهش شدید عملکرد محصول شده است. دشت های بزرگ شمالی ایالات متحده یک منطقه تولید کننده عمده محصولات زراعی است که 25٪ از کل زمین های زراعی این کشور را تشکیل می دهد (USDA، 2021). شیوع بیماری های گیاهی نگرانی زیادی برای امنیت غذایی دارد زیرا این منطقه نقش مهمی در تولید غذا و خوراک برای کشور و سراسر جهان ایفا می کند. بیاموکاما و همکاران (2021) عوامل خطر را که شانس اپیدمی بیماری های محصول را افزایش می دهند را بررسی می کند. تغییر آب و هوای جهانی، افزایش تجارت بذر و جابجایی محصولات کشاورزی و مردم در سراسر جهان، همگی به فرصت‌هایی برای معرفی عوامل بیماری‌زای جدید به محیط‌های جدید کمک می‌کنند که منجر به بیماری‌های جدید و اپیدمی‌های جدید می‌شود. آنها همچنین بحث می کنند که چگونه استفاده بی رویه از قارچ کش ها در یک دوره زمانی طولانی منجر به ایجاد مقاومت به قارچ کش در تعدادی از پاتوژن های قارچی شده است. آنها تعدادی استراتژی را برای کاهش تهدیدات اپیدمی بیماری برای تولید محصول پیشنهاد می کنند، از جمله استفاده از پیشرفت های محاسباتی مانند هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی برای درک زیست شناسی پاتوژن و پاسخ به آب و هوا و عوامل خطر گیاهی برای پیش بینی و کاهش شیوع بیماری.

با مطالعه این نمای کلی، خواننده می تواند متوجه شود که الگوها و شباهت های زیادی در آنچه که کشاورزان به عنوان مشکلات و راه حل های کوتاه مدت می بینند، وجود دارد. یک موضوع مشترک این است که ما باید به این نکته توجه داشته باشیم که چگونه شیوه های کشاورزی بر طبیعت تأثیر می گذارد و چگونه طبیعت بر رویه های کشاورزی تأثیر می گذارد. آنچه واضح است این است که برخی از شیوه های مورد استفاده امروزه به دلیل تخریب خاک، مقاومت یا کاهش منابع آب ناپایدار هستند. تکنیک‌های جدید، خواه انواع جدید، کشاورزی دقیق، کشاورزی حفاظتی، کشت دائمی یکپارچه، یا سایر روش‌ها، به امنیت غذایی کمکی نخواهند کرد مگر اینکه در یک رویکرد سیستم‌های آگاهانه پیاده‌سازی شوند. امید است که این موضوع بینشی در مورد آنچه به عنوان مشکلات دیده می شود فراهم کند و جرقه های علاقه برای مقابله با این مسائل را با هدف اطمینان از مصرف غذاهای سالم مغذی در سال 2050 و بعد از آن فراهم کند.

منبع: انجمن کشاورزی آمریکا (ASA)