طرق لخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الزراعة

إلى جانب العديد من القطاعات التي تساهم في الاقتصاد العالمي، تتصدر الزراعة معظمها. ففي الاقتصاد الأمريكي وحده، تشير التقديرات إلى أن المحاصيل والمأكولات البحرية وحتى الثروة الحيوانية تُنتج ما يزيد عن 300 مليار دولار سنوياً.

وعند إضافة خدمات الطعام وأنواع أخرى من المنتجات المتعلقة بالزراعة، فإن التأثير الإجمالي يقدر بأكثر من $750 مليار على الناتج المحلي الإجمالي.

مع ذلك، تعتمد الزراعة، إلى جانب مصايد الأسماك، بشكل أساسي على المناخ. ومن المرجح أن تؤدي التغيرات المناخية، ولا سيما ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون (CO₂) ودرجات الحرارة، إلى تعديل المحاصيل في بعض مناطق العالم.

يمكن أن تؤدي التغيرات المناخية العامة إلى جعل نمو المحاصيل وتربية الماشية وحتى صيد الأسماك أمراً بالغ الصعوبة في جميع أنحاء الكوكب.

طرق لخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الزراعة

يمكن خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الزراعة باستخدام عدة أساليب فعّالة في الأنظمة الزراعية. وتتمثل الطريقة الرئيسية في خفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، بما في ذلك الكربون وحتى النيتروجين. فيما يلي بعض الطرق التي يمكنك استخدامها لخفض هذه الانبعاثات في الزراعة:

إدارة السماد والماشية

تلعب إدارة كل من السماد والماشية دورًا حاسمًا في إدارة كمية ثاني أكسيد الكربون وحتى الانبعاثات الأخرى التي تنتج في الزراعة.

فيما يلي بعض الطرق التي يمكن اتباعها للمساعدة في الحد من الانبعاثات الناتجة عن السماد والماشية:

• استخدم الرعي التناوبي لمعالجة الكربون الموجود في التربة
• تبنّي إضافات علف الماشية
• اختر علفًا عالي الجودة يقلل من كمية الميثان الناتج عن التخمر المعوي
• يجب التعامل مع السماد بعناية لتقليل كمية الميثان وأكسيد النيتروز عن طريق تغطية جميع مرافق تخزين السماد، وتحسين استخدام السماد من خلال خطط إدارة المغذيات، وحتى منع الميثان من التسرب والاحتراق من مخزن السماد.

صيانة التربة وإزالة الكربون

تُعرف النظم البيئية الزراعية باحتفاظها بمستويات عالية من الكربون. فيما يلي بعض الطرق التي يمكنك استخدامها لتجنب زيادة الكربون:

• تقليل عمليات الحراثة
• خفض مستوى الأرض البور العارية
• ابتكار أنظمة الزراعة الحراجية
• زيادة نمو المحاصيل الغطائية
• الدعوة إلى الرعي التناوبي
• إدارة مستويات النيتروجين والكربون من خلال تخطيط إدارة المغذيات
• من بين عدة طرق أخرى

ما هو ثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى؟

هل تساءلت يوماً ما هو ثاني أكسيد الكربون ومن أين يأتي؟ حسناً، يُعرَّف ببساطة بأنه غاز دفيئة لا يسبب ضرراً عند وجوده بكميات صغيرة أو بمستويات منخفضة، كما أنه يُنتَج بشكل طبيعي.

عند إنتاجه بمستويات عالية، قد يؤثر ذلك على معدلات الإنتاجية وحتى على النوم. إضافةً إلى ذلك، يتولد هذا الغاز باستمرار داخل المباني عبر الهواء الذي نستنشقه، كما تتركز مستوياته في الأماكن المغلقة ذات التهوية الضعيفة.

لماذا يُعدّ ثاني أكسيد الكربون مهماً؟

يتكون ثاني أكسيد الكربون من ذرة كربون وذرتي أكسجين. وقد أثبت هذا الغاز أنه من الغازات الأساسية على كوكب الأرض، إذ تستخدمه النباتات لإنتاج الكربوهيدرات من خلال عملية تُعرف باسم التمثيل الضوئي.

يعتمد البشر والحيوانات بشكل كبير على النباتات للحصول على الغذاء، مما يجعل عملية التمثيل الضوئي ضرورية لبقاء أي شكل من أشكال الحياة على الأرض.

من أين يأتي ثاني أكسيد الكربون؟

تنتج مستويات ثاني أكسيد الكربون داخل المباني بشكل رئيسي عن مزيج من ثاني أكسيد الكربون الخارجي والتنفس الداخلي، بالإضافة إلى معدل التهوية العام للمبنى. وكلما زادت كفاءة استهلاك الطاقة في المباني، وحتى المنازل، وزادت إحكام إغلاقها، قلّ الهواء النقي الموجود فيها.

تعتمد معظم أنظمة التهوية المستخدمة حاليًا على إعادة تدوير الهواء لتقليل استهلاك الطاقة، وذلك عن طريق إعادة تدوير الهواء الملوث بدلًا من توليد هواء جديد. وينتج عن ذلك مستويات عالية من ثاني أكسيد الكربون، بالإضافة إلى انخفاض جودة الهواء الداخلي.

ثاني أكسيد الكربون كسبب لتغير المناخ

لا شك أنك سمعت عن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وعلاقتها بالاحتباس الحراري. فمع ازدياد مستويات ثاني أكسيد الكربون في الهواء نتيجة احتراق الوقود الأحفوري، ينتج عن ذلك تأثير احتراري يزيد من احتمالية تغيير مناخ الأرض.

يؤدي تغير المناخ أيضاً إلى زعزعة استقرار توازن درجة حرارة الأرض وله آثار بعيدة المدى على البشر وعلى البيئة أيضاً.

يُلاحظ فرقٌ بين التأثيرات المباشرة وغير المباشرة لتغير المناخ. وقد تُحسّ بنقاط حادة في النظام المناخي ذات نتائج غير متوقعة، بل وربما لا رجعة فيها. ومن غير الممكن علميًا ربط كل حدث مناخي بالتغير المناخي الحالي.

مع ذلك، من الممكن إثبات إحصائياً أن الاحتباس الحراري سيزيد من احتمالية حدوث ظواهر جوية متطرفة. ولا تقتصر بعض الآثار المباشرة لتغير المناخ الناتج عن النشاط البشري على ما يلي:

• ارتفاع في درجات الحرارة القصوى
• ارتفاع درجات الحرارة الدنيا
• ارتفاع درجة حرارة المحيطات
• التربة الصقيعية الذائبة
• زيادة في هطول الأمطار الغزيرة (أمطار غزيرة وحتى برد)
• انحسار وتراجع الأنهار الجليدية
• انخفاض في الجليد البحري والغطاء الثلجي في القطب الشمالي
• زيادة في الجفاف والتصحر
• زيادة في نسبة الأعاصير المدارية الشديدة

بعض الآثار غير المباشرة لتغير المناخ التي تؤثر علينا بشكل مباشر، بل وعلى بيئتنا أيضاً، لا تقتصر على ما يلي:

• تفاقمت مشاكل الجوع والمياه، لا سيما في البلدان النامية في جميع أنحاء العالم.
• خطر حدوث مشاكل وشيكة بسبب الفيضانات وحتى حرائق الغابات
• تزداد المخاطر والمشاكل الصحية مع ازدياد وتيرة الحرارة، كما تصبح شدتها مفرطة.
• الآثار الاقتصادية لمواجهة الأضرار الثانوية الناجمة عن تغير المناخ
• ازدياد انتشار الآفات وحتى مسببات الأمراض
• فقدان التنوع البيولوجي نتيجة لانخفاض القدرة على التكيف وسرعة تكيف كل من النباتات والحيوانات
• تحمض المحيطات الناتج عن زيادة تركيزات البيكربونات (HCO3) في الماء كنتيجة لزيادة تركيزات ثاني أكسيد الكربون (CO2).
• إن متطلبات التكيف في جميع المجالات مثل الغابات والسياحة والزراعة وغيرها الكثير من التغييرات العديدة التي تحدث بسبب التغيرات في المحيطات والصفائح الجليدية وحتى مستوى سطح البحر العالمي - فيما يتعلق بانبعاثات غازات الاحتباس الحراري الماضية والمستقبلية على مدى قرون وحتى آلاف السنين - لا رجعة فيها.

كيف يتم تكوينه في الزراعة؟

تنتقل غازات الدفيئة وتتغير من شكل إلى آخر في جميع أنواع النظم الزراعية، حيث يتم امتصاصها وإطلاقها على فترات زمنية مختلفة وبمستويات مختلفة.
إلى جانب الطرق التي نوقشت سابقاً، يمكن أيضاً إطلاق ثاني أكسيد الكربون عبر طرق مثل:

• النباتات المتحللة
• الأنشطة التي تشمل الحشرات والكائنات الحية الدقيقة الموجودة في التربة
• حرق الوقود الأحفوري

يمتص النبات ثاني أكسيد الكربون أيضًا من خلال عملية التمثيل الضوئي، ويُخزن في الغطاء النباتي والتربة على شكل كربون. كما ينتقل ثاني أكسيد الكربون عبر الغلاف الجوي والمناظر الطبيعية بطرقٍ منها:

• يتسرب ثاني أكسيد الكربون من التربة عن طريق تحلل النباتات والحشرات وأيضًا النشاط الميكروبي في التربة.
• يُستخرج ثاني أكسيد الكربون من احتراق الوقود الأحفوري لتوليد الحرارة والكهرباء والوقود أيضاً.
• يتم إنتاج ثاني أكسيد الكربون أيضًا بواسطة الحيوانات والنباتات عن طريق التنفس.
• يتم امتصاص ثاني أكسيد الكربون بواسطة الأشجار وحقول الرعي والنباتات أيضًا من خلال عملية التمثيل الضوئي وتحويله إلى مركبات كربونية معقدة أخرى وأكسجين.
• تستهلك الحيوانات الكربون عن طريق تناول النباتات.
• يتم امتصاص الكربون الموجود في المخلفات العضوية مثل الجذور الميتة والفروع والسماد والبول في التربة.

ما الذي يجب فعله لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون؟

يشعر معظم المزارعين يوميًا بتغيرات المناخ بشكل واضح، وللأسف، يجهل الكثير منهم الطرق التي يمكن اتباعها للوقاية من هذه المشكلة الكارثية أو مواجهتها. لحسن الحظ، يوجد حلٌّ خفيٌّ يُستخدم لخفض مستويات غازات الاحتباس الحراري في الهواء، ألا وهو الزراعة.

تقليل عمليات الحراثة، وتعديلها تناوب المحاصيل, إن زراعة المزيد من المحاصيل الغطائية، وكذلك دمج الثروة الحيوانية مع أنظمة إنتاج المحاصيل، هي بعض الطرق التي أثبتت فعاليتها في خفض وحتى الاحتفاظ بمزيد من الكربون الناتج عن الصناعات الأخرى.

يتم تحويل الكربون المحتجز لاحقًا إلى مواد نباتية أو حتى مواد عضوية في التربة مما يعزز صحة التربة بشكل عام ويعدل أيضًا القدرة على إنتاج الغذاء الضروري في المستقبل.

إلى جانب الفوائد المذكورة أعلاه، تُعرف هذه المدخلات أيضاً بقدرتها على خفض التكاليف. يُعدّ تبني هذه الحلول الخيار الأمثل، وهو أحد الأسباب الرئيسية التي قد تدفعك للتساؤل عن سبب إصرار العديد من المزارعين حول العالم على استخدام الأساليب الزراعية القديمة.

هناك أيضًا العديد من الطرق العملية الأخرى لتجنب انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، والتي ترتبط دائمًا بتحسين إنتاجية المزارع. يتضمن العديد منها إنشاء الزراعة الكربونية وكذلك تعويض انبعاثات الكربون.

الأسئلة الشائعة

1. كيف يمكن لشركات الزراعة تقليل بصمتها الكربونية؟

بإمكان الشركات الزراعية تقليل بصمتها الكربونية من خلال تطبيق عدة استراتيجيات. أولاً، يمكنها تبني تقنيات الزراعة الدقيقة لتحسين استخدام الأسمدة والمبيدات، مما يقلل الانبعاثات إلى أدنى حد.

ثانيًا، يُمكن أن يُساهم التحوّل إلى ممارسات زراعية مستدامة، مثل الزراعة العضوية أو الحراثة المحافظة، في خفض استهلاك الطاقة والانبعاثات. إضافةً إلى ذلك، يُمكن أن يُساعد الاستثمار في مصادر الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح، في تعويض الانبعاثات الناتجة عن العمليات الزراعية.

وأخيرًا، يمكن أن يؤدي تعزيز الإدارة الفعالة للمياه واستكشاف التقنيات المبتكرة إلى زيادة تعزيز الاستدامة وتقليل البصمة الكربونية في الشركات الزراعية.

2. كيف يتم إنتاج أكسيد النيتروز في الزراعة؟

يُنتج أكسيد النيتروز (N2O) في الزراعة بشكل أساسي من خلال عمليتين. الأولى هي التحلل الميكروبي للأسمدة النيتروجينية، مثل الأسمدة الكيميائية أو روث الحيوانات، في التربة. تُعرف هذه العملية باسم النترجة وإزالة النتروجين.

تحدث العملية الثانية عندما تقوم الماشية، وخاصة الحيوانات المجترة مثل الأبقار، بهضم الطعام وإطلاق النفايات الغنية بالنيتروجين، والتي تخضع لتحولات ميكروبية مماثلة في التربة أو أنظمة تخزين السماد.

تساهم هذه العمليات في إنتاج وإطلاق أكسيد النيتروز، وهو غاز دفيئة قوي له تأثير كبير على تغير المناخ.

3. من أين يأتي الكربون؟

ينشأ الكربون من مصادر متنوعة. وهو موجود بشكل طبيعي في الغلاف الجوي للأرض على شكل ثاني أكسيد الكربون (CO2). كما يوجد الكربون في الكائنات الحية، بما في ذلك النباتات والحيوانات والبشر، لأنه عنصر أساسي في الجزيئات العضوية.

بالإضافة إلى ذلك، يتم تخزين الكربون في الوقود الأحفوري مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي، والذي تشكل على مدى ملايين السنين من بقايا النباتات والكائنات الحية القديمة.

من خلال العمليات الطبيعية والأنشطة البشرية، ينتقل الكربون بين الغلاف الجوي والكائنات الحية والغلاف الأرضي، مما يخلق دورة الكربون.

4. كيف يمكن إثبات أن ثاني أكسيد الكربون ضروري لعملية التمثيل الضوئي؟

لإثبات ضرورة ثاني أكسيد الكربون لعملية التمثيل الضوئي، يمكنك إجراء تجربة بسيطة. خذ نبتتين متطابقتين مزروعتين في أصيص وضعهما في بيئتين منفصلتين.

في بيئة معينة، قم بتوفير هواء عادي مع ثاني أكسيد الكربون، بينما في بيئة أخرى، استبعد ثاني أكسيد الكربون. بعد فترة من الزمن، راقب نمو النباتات.

من المرجح أن يُظهر النبات الذي يحصل على ثاني أكسيد الكربون نموًا أكثر صحة، مما يدل على أن ثاني أكسيد الكربون ضروري لعملية التمثيل الضوئي، وهي العملية التي تحول بها النباتات الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية باستخدام ثاني أكسيد الكربون والماء.