تواجه الزّراعة تحديات مُستمرة بسبب ازدياد أعداد السّكان، واستنزاف الموارد، والتّركيز المُتزايد على القطاع الصّناعي على حساب المناطق الرّيفيّة، وازدياد المخاوف الناتجة بشأن الضّرر البيئي والمخاطر الصّحية المُنبثقة عن المُلوثات الغذائية، وقد بدأ الفيلسوف الإنجليزي توماس مالتوس (بالإنجليزية: Thomas Malthus) عام 1798م مُجادلاته حول معادلة التّوازن بين الإنتاج الغذائي والتّزايد السُّكاني، وقد لاحظ عدم التّوازن بينهما، ويعود ذلك -من وجهة نظره- إلى محدودية الموارد المادية، وعدم إمكانية دراسة النّمو بينهما، وأعتقد أنّ هذا التّباين سيؤدي إلى تدهور الغذاء المُتاح الذي يُهدد الصّحة، إلّا أنّه بعد ذلك لم تصح اعتقاداته، إذ لم تعجز التّكنولوجيا عن استثمار موارد الأرض، وزيادة الإنتاج الزّراعي بالكمية المُناسبة لاكتفاء السّكان من الغذاء، وترتكز الزّراعة الحديثة على التّكنولوجيا التي تزيد من خصوبة التربة، وتُوفر العناصر الغذائية للتربة في حال تمّ استنزافها، بحيث تُحفز نمو النّباتات، وتُقلل من فقدان التربة، وتُطبق عملية الوِراثة المُحسنة التي تَزيد من الإنتاجية، والكفاءة.[1][2]
بدأ مفهوم الزراعة الحديثة (بالإنجليزية: Modern Agriculture) بالظهور في بدايات القرن الثامن عشر، وأدّى هذا المفهوم إلى ثورة كبيرة في عالم الإنتاج الزراعي خلال وقت قصير من الزمن، فتمّ اتباع أساليب زراعية جديدة ومبتكرة كان من شأنها زيادة الناتج الزراعي بشكل كبير جدًا، وتمّ من خلال هذا النظام استغلال الموارد الزراعية المُتوفرة بشكل مثالي، ومن الأساليب الزراعية التي قد ظهرت في تلك الفترة وما بعدها هو تغيير نظام دورة المحاصيل من ثلاثة محاصيل إلى أربعة، كما أصبحت عمليات تكاثر الزرع ذي النوعية المُمتازة (التهجين الانتقائي) تتمّ بشكل صناعي،[3] هذا فضلًا عن إدخال الجرارات الآلية لحرث الأرض عوضًا عن عملية الحرث التي كانت تتمّ باستخدام الحيوانات، كما تم استخدام العديد من الأمور التي من شأنها حماية المحصول من التلف، كوضع السموم للأعشاب الضارة التي تنمو بين المحاصيل، والحرص على زراعة أنواع من المحاصيل ذات قدرة على مقاومة الأمراض، فضلًا عن استخدام العديد من المواد الطبيعية كسماد طبيعي، منها: روث الحيوانات، ورماد الخشب، والعظام المطحونة؛ لزيادة فعالية التربة ومدّها بالعناصر المُغذية.[4]
ويرى البعض أنّ استخدام تكنولوجيا الزراعة الحديثة لم يُسهم فقط بالتأثير بشكل إيجابي على المجال الزراعي، بل إنّ له دورًا في المضي قدمًا بعجلة التنمية الحضرية وتطور الثورة الصناعية؛ إذ أدّت إمكانية الحصول على ناتج جيد من المحاصيل بأيدي عاملة قليلة إلى توفير هذه الأيدي وتوجيهها إلى قطاعات أخرى كالصناعة، ولم يتوقف تطور أساليب الزراعة الحديثة، فكانت تتطور هذه الأساليب وتتقدم مع تطور التقدُم العلمي، وتطور مصادر طاقة جديدة، ففي حين كان يستطيع المزارع العادي في بدايات القرن العشرين إنتاج محصول يكفي لعائلته فقط، أصبح بإمكانه الآن إنتاج محصول زراعي يكفي لعشرات العائلات.[4][3]
تهدف الزراعة الحديثة إلى زيادة الإنتاجية، والحصول على أعلى مردود مادي مُمكن، وهناك عدّة طرق أساسية، منها:[5]
يُمكن أن يقوم المُزارع بحراثة الأرض باستخدام أنواع متعددة؛ لتحقيق إنتاج أفضل من المحاصيل، وتختلف الأسباب الكامنة وراء كل نوع من هذه الأنواع، لذا يجب على المُزارع تقييم وتحديد الطريقة المُناسبة وفقًا لما يصب في مصلحة الإنتاج،[6]
وهناك ثلاثة أنواع رئيسة لحراثة الأرض، وهي:[7]
تُعرّف الزراعة الأُحادية (بالإنجليزية: Monoculture) بأنّها زراعة نوع واحد من المحاصيل لأعوام متعددة وعلى نفس الأرض، وقد ظهر هذا النوع من تقنيات الزراعة الحديثة بعد توفُر الأسمدة النيتروجينية منخفضة السعر، بحيث أصبح من الممكن تعويض ما قد تفتقده التربة من العناصر الهامة نتيجة لممارسة هذا النوع من طرق الزراعة الحديثة، ولمقارنة هذا النوع من الزراعة بطريقة الزراعة الدورية لا بُدّ من معرفة مزايا وعيوب استخدام الزراعة الأُحادية، فمن خلال هذه الطريقة أصبح مُمكنًا زراعة كل نوع من المحاصيل في التربة التي تُلائمه، فهناك أنواع معينة من المحاصيل تتناسب مع طبيعة التربة الموجودة على المنحدرات، وهناك أنواع أخرى يُفضل زراعتها في التربة الموجودة في المناطق الرطبة، بينما يفضل زراعة بعض أنواع المحاصيل كالذرة البيضاء (بالإنجليزية: Sorghum) في الأراضي ذات التربة الجافة.[8]
ومن الميزات الأخرى للزراعة الأُحادية هو القدرة على ضبط مستوى خصوبة التربة وتخصيص التربة لتناسب نوعًا واحدًا من المحاصيل بشكل أكبر من تخصيصها لتناسب جميع المحاصيل في الزراعة الدورية، ويُساعد استخدام طريقة الزراعة الأُحادية على تجنب فشل عملية زراعة أنواع أخرى من المحاصيل الجديدة، ويُتيح هذا النوع من الزراعة لأصحاب المزارع إنشاء خطة زراعية مرنة لمواجهة التغيّرات التي تنشأ باختلاف العام تبعًا لاختلاف حاجة المحاصيل المتنوعة.[8]
على الرغم من جميع الإيجابيات والمزايا التي توفرها طريقة الزراعة الأُحادية إلّا أنّها لا تخلو من بعض السلبيات التي يُمكن ذكر بعض منها كالآتي:[8]
يُعرّف الرّي (بالإنجليزية: Irrigation) بأنّه إيصال المياه للنباتات والمحاصيل الزراعية في كافة مراحل نموها بدءًا من غرسها كبذور في التربة، إلى حين قطف ثمارها وحصادها، ولعملية الري أهمية كبيرة على النباتات والمحاصيل الزراعية، فهي تؤثر إيجابًا على نوعية وكمية المحاصيل، إذ يُمكن إنتاج محاصيل بجودة عالية وكميات كبيرة عند استخدام أنظمة الري الحديثة، كما يؤثر نظام الري في تلبية متطلبات السوق في جميع المواسم وذلك من خلال عدم الاعتماد على مياه الأمطار؛ لتحقيق نمو جيد للنبات، وتلافي أي تهديد قد يحصل للنبات في مواسم الجفاف، وقد أصبح استغلال الأراضي الجافة للزراعة أمرًا مُمكنًا باستخدام أنظمة الري، كما يُعدّ الري مهمًا للاستفادة المُثلى من استخدام الأسمدة في الأراضي الزراعية.[9]
ولا تقتصر فوائد أنظمة الري على المزروعات فقط بل هي كذلك مُفيدة للحيوان والإنسان على حد سواء، فهي تؤمن المراعي المختلفة للحيوانات، وتُقلل من نسبة تقديم الأعلاف الجاهزة لها، وبالنسبة إلى الإنسان يُشكل تفعيل أنظمة الري في الأراضي الزراعية فرصة كبيرة لتخفيض التكاليف، وزيادة إنتاج المحاصيل، وتقديم المنتجات الزراعية بغير موسمها مما يزيد من الفائدة المالية لعوائد هذه المنتجات، ويوجد العديد من أنواع التكنولوجيا المُستخدمة في الري، وهي كالآتي:[9]
يُعرّف التعديل الجيني للكائنات الحية (بالإنجليزية: Genetically Modified Organism) بأنّه تعديل المادة الوراثية للكائنات الحيّة، وقد تمّ استخدام هذه التقنية في العديد من المجالات كالطب والسلع الاستهلاكية، كما تمّ استخدامها في مجال الزراعة الحديثة، حيث قام العلماء بإجراء التعديلات الوراثية على بذور النباتات المُختلفة لتطوير بعض خصائصها المرغوبة كمقاومتها للأمراض والآفات المختلفة كالأعشاب الضارة والحشرات أو حتى مُقاومتها للجفاف، وتنمو البذور المُعدلة وراثيًا كما تنمو باقي البذور العادية في التربة، ويعود تاريخ التعديل الوراثي لبذور النباتات إلى عقدين من الزمن، ولكن استمر هذا العلم بالتطور إلى عدة قرون من خلال استخدام تقنيات الزراعة التقليدية المختلفة.[10]
وتمر البذور المُعدلة جينيًا بمراحل كثيرة قبل وصولها إلى أيدي المُزارعين لاستخدامها، ففي بادئ الأمر يتمّ تحديد السمة التي يرغب الباحثون بإضافتها إلى البذور كمقاومتها للأمراض، أو تحملها لقلة الماء على سبيل المثال، ثمّ يتمّ إضافة هذه الصفة الجديدة إلى البذرة ويتمّ فحصها للتأكُد من أنّها صالحة وآمنة بالنسبة للإنسان وغير ضارة بالبيئة، ثمّ يتمّ مراجعة هذه الفحوص والاختبارات مرارًا وتكرارًا على مدى السنين لأخذ الموافقة الدولية عليها من الحكومات لتصل أخيرًا إلى أيدي المُزارعين.[10]
كان للزراعة بمفهومها القديم وقبل ظهور ما يُعرف بالزراعة الحديثة آثار كبيرة وخطيرة على العالم أجمع، فقد استهلكت الزراعة قديمًا أكثر من ثُلث مساحة الأراضي حول العالم، وقامت باستهلاك ما نسبته 85% من حصة الاستهلاك المائي، وغيرها الكثير من مظاهر الاختلال التي أوجدتها الزراعة القديمة، ولكن ساعد ظهور تقنيات الزراعة الحديثة كالري الحديث، والأسمدة المُصنعة، واستخدام الآلات الزراعية الحديثة، والمبيدات الحشرية، وغيرها من التقنيات على الحد من هذه المظاهر وإيقاف تطورها، وبفضل هذه التقنيات زادت كميات إنتاج المحاصيل الزراعية ذات الجودة العالية بشكل كبير جدًا مع تقليل مساحة الأراضي المُخصصة للزراعة، كما ضاعف استخدام أساليب الري الحديثة من الإنتاجية بنسبة ثلاثة أضعاف، وأدّى استخدام الآلات الزراعية الحديثة إلى تقليل نسبة الاعتماد على الأيدي العاملة وتخفيض عدد الحيوانات التي كان يُعتمد عليها في عمليات الزراعة القديمة، ومقابل كل ما وفرته أساليب الزراعة الحديثة إلّا أنّها أدّت إلى بعض المشاكل كتلوُث البيئة بالمبيدات الحشرية وما ينتج عنه من تأثير على صحة الإنسان، كما زاد الاعتماد على مصادر الوقود الأحفوري لتشغيل الآلات والماكينات الزراعية الحديثة، فضلًا عن تسمُم بعض المواد الغذائية بالأسمدة التي يتمّ استخدامها في عمليات الزراعة الحديثة.[11]
يُعدّ استخدام الأسمدة الاصطناعية (بالإنجليزية: Synthetic Fertilizers) في الزراعة أحد الأمور التي أسهمت في ظهور أنظمة الزراعة الحديثة، إذ بدأ استخدام هذا النوع من الأسمدة في نهاية القرن التاسع عشر للميلاد، وقبل ذلك كان يتمّ إمداد التربة بالمُغذيات التي تحتاجها فقط عن طريق إضافة الأسمدة الطبيعية لها، وهناك نوعان رئيسان للسماد المُصنّع، هما: الأسمدة الصلبة والأسمدة السائلة، والجدير بالذكر أنّ مُركب الأمونيا اللامائية يُعدّ أحد أشكال السماد المُصنّع في حالته الغازيّة، وعلى الرغم من أنّ الأسمدة المصنعة الصلبة والسائلة تشترك فيما بينها باحتواء كل منها على ما يحتاجه النبات من عناصر غذائية مُهمة إلّا أنّ لكل منها خصائصها وصفاتها المُميزة، إذ يُعدّ السماد الصّلب ذا تكلفة أقل عند شرائه بكميات كبيرة، بالإضافة إلى سهولة تخزينه، أمّا السماد السائل يُعدّ أكثر أنواع السماد المُصنّع انتشارًا في الأسواق؛ بسبب سهولة استخدامه، ولأنّه ذو نجاعة أكبر في توزيع المواد الغذائية ونشرها عبر التربة على عكس مثيله الصّلب الذي قد يؤدي إلى عدم توزيع العناصر التي تحتاجها التربة بشكل متساوٍ.[12][13]
أدّى استخدام الأسمدة في عمليات الزراعة الحديثة إلى حدوث ثورة زراعية كبيرة زادت من إنتاج المحاصيل ورفع مردودها، حيث تركز هذه الأسمدة على إمداد التربة الزراعية بما تحتاجها من عناصر هامة مما ينعكس على تغذية النباتات بشكل جيد ومُفيد، وعلى صعيد آخر فإنّ استخدام هذه الأسمدة قد يؤدي إلى العديد من الأضرار التي تنعكس آثارها على التربة، إذ يُمكن أن تقوم الأسمدة بقتل بعض أنواع البكتيريا المُفيدة في التربة كتلك التي تقوم بتحليل وتحويل بقايا الكائنات الميتة إلى عناصر مُفيدة، فضلًا عمّا قد تُسببه هذه الأسمدة من زيادة في مستويات نترات التربة الأمر الذي قد يؤثر في صحة الإنسان، ولا بدّ من الإشارة إلى أنّ هذه الأسمدة قد تشكل خطرًا على مصادر المياه الجوفية والسطحية، وذلك من خلال تسرّب الأسمدة إليها وتلويثها، ومما سبق يجب مراعاة استخدام هذه الأسمدة بكمياتها الصحيحة وعدم الإفراط باستعمالها على التربة.[12]
تُعرّف المُبيدات (بالإنجليزية: Pesticide) بأنّها أيّة مركبات أو مواد عضوية، أو غير عضوية، أو طبيعية يتمّ استخدامها للوقاية أو التخلُص من الآفات، سواء أكانت هذه الآفات حشرات أم حيوانات أم نباتات ضارة، وتُصنّف المُبيدات الكيميائية تبعًا للتركيب الكيميائي لمكوناتها فهناك الفوسفات العضوي، والكلور العضوي، والبيريثرويدات الاصطناعية، وهناك أنواع أخرى، منها: المبيدات الحشرية التي تُستخدَم لمُكافحة أنواع مختلفة من الحشرات كالعث والحشرات المنزلية، ومُبيدات الأعشاب التي تدمر الأعشاب الضارة، ومبيدات الفطريات ويُستخدَم هذا النوع لمكافحة بعض أنواع الفطريات الضارة.[14]
وفي الوقت الذي تُحارب فيه المحاصيل الغذائية ما يزيد على 40 ألف آفة مُختلفة تتنوع بين الأعشاب الضارة، والحشرات، والديدان، برزت الأهمية الكبيرة لهذه المُبيدات في الحفاظ على الثروة الزراعية، وحمايتها من هذه الآفات، وتطوير القدرات الإنتاجية للمُزارعين، وذلك من خلال مُساعدتهم على توفير محاصيل ذات جودة عالية وبأسعار مُتناولة وبشكل دائم على مدار العام ودون انقطاع، وأشارت إحدى الدراسات الأمريكية إلى أنّه في حال عدم استخدام نوع واحد فقط من المبيدات وهو مبيد الفطريات سينخفض إنتاج محاصيل الخضار والفواكة إلى نسبة تتراوح بين 50-90%، وهذا يدل على أهمية هذه المُبيدات في توفير كميات الغذاء العالمي اللازم لمحاربة الجوع حول العالم، وتقليل تعرض الأغذية للتلوث بالكائنات الدقيقة الضارة، ومنع الأمراض المرتبطة بالطعام.[15]