تُعرف التكنولوجيا الزراعية باستخدام تقنيات التحكم في نمو وحصاد المنتجات النباتية والحيوانية، وتنقسم إلى عدة فروع .
تحضير التربة
يُشار عادةً إلى المعالجة الميكانيكية للتربة بحيث تصبح في حالةٍ ماديةٍ مناسبةٍ للزراعة بالحراثة باسم التخصيب الزراعي الذي يتضمن إضافة العناصر الغذائية والعناصر النزرة. وكلا العمليتين مهمتان في العمليات الزراعية.
الحِراثة
- تشير عملية الحراثة إلى تلاعب التربة بالوسائل الميكانيكية لتحقيق الحالة المرغوبة .
- تستخدم الأدوات لتحقيق بعض التأثيرات المطلوبة، مثل السحق أو القطع أوالحركة.
- تتجه التربة إلى تغيير هيكلها، والتخلص من الأعشاب الضارة، وإدارة بقايا المحاصيل .
- في كثير من الأحيان، يتطلب تغيير هيكل التربة لتحسين امتصاص وتخزين ونقل المياه وتوفير بيئة مناسبة للجذور والبذور.
- يعتبر القضاء على الأعشاب الضارة أمرًا مهمًا، حيث تتنافس هذه الأعشاب على الماء والمغذيات والضوء.
- يجب إدارة بقايا المحاصيل على السطح لتوفير الظروف المناسبة لزراعة وبذر المحاصيل.
بشكل عام، إذا كان حجم تجمعات التربة أو الجسيمات مقبولا، فإن إعداد سرير البذور يكون مقتصرا على إزالة الأعشاب الضارة وإدارة المخلفات. للأسف، فإن الممارسات المرتبطة بالزراعة والحصاد غالبا ما تؤدي إلى تدمير هيكل التربة.
إعداد البذور
يمكن أن يتم استغلال إعداد البذرة كفرصة مثالية لخلق هيكل مرغوب فيه، حيث تمتد المسام الكبيرة والمستقرة من سطح التربة إلى المياه الجوفية أو المصارف، مما يضمن التسريع السريع في التسرب والتصريف الزائد للمياه وتحسين تهوية باطن الأرض.
عندما تتداخل هذه المسام الكبيرة مع المسام الصغيرة، تحتفظ التربة بالرطوبة وتخزنها أيضا. تعتمد إجراءات إعداد التربة على هيكلها والتغيير المطلوب في حجم الجزيئات. في التربة الخشنة، سيزيد الحرث من الحجم الإجمالي، شريطة أن يتم ذلك عندما تكون المسام الصغيرة ممتلئة بالماء فقط؛ وسيؤدي الحرث في غير هذه الرطوبة المثالية إلى تكوين تكتلات صلبة.
تجوية التربة
بالمقابل، تشكل التربة ذات القوام الناعم تجمعات طينية، وهذا يتطلب تفتيتها إلى وحدات أصغر، سواء بواسطة الآلات أو عن طريق تجوية التربة (وهي عملية تفتيت وتحلل الصخور والتربة على سطح الأرض).
في حالة كانت التماثيل جافة جدًا أو رطبة جدًا، فإن متطلبات الطاقة لتحطيم التماثيل الجافة أو قطع الرطبة تكون باهظة عند استخدام الحرث وحده.
وبالتالي ، يحاول المزارع عادة حراثة هذه التربة فقط بعد أن تغلُّل المطر البطيء للتراب وجعلها قابلة للتفتيت . تتطلب بعض أنواع التربة تعميق منطقة الجذر للسماح بزيادة معدل تناول المياه وتحسين التخزين. كما يحد التهوية في مناطق الصرف الضعيفة من نمو الجذور ويمنع استخدام المياه في باطن الأرض.
الحرث، وخاصة الحرث التقليدي، يمكن أن يكون قاسيا ويؤدي إلى مضايقة الطبقة المضغوطة الموجودة مباشرة أسفل المنطقة المحرثة. تزداد انتشار هذه الطبقات مع زيادة مستويات الميكنة (العمليات الزراعية الميكانيكية)، حيث تقلل من غلة المحاصيل وتحتاج إلى تكسيرها، مما يسمح بتخزين المياه في المنطقة المكسورة للمحاصيل اللاحقة .
مُعدّات الحراثة الأولية
يمكن استخدام معدات الحراثة الأولية لتخفيف التربة وتكسيرها لعمق يتراوح بين 6 و 36 بوصة (15 إلى 90 سم)، وتشمل هذه المعدات لوحة التشكيل
- القرص
- الدوران
- الإزميل
- محاريث باطن الأرض.
يمكن تعديل محراث التشكيل الخاص بالأراضي لكسر العديد من أنواع التربة، وهو مناسب تماما لتحويل بقايا المحاصيل وتغطيتها، وهناك المئات من التصميمات المختلفة، كل منها يهدف إلى العمل بشكل أفضل في أداء مهام معينة في تربة محددة، ويتألف من الجزء الذي يكسر التربة القاع أو القاعدة والتي تتكون من الحصة وجانب الأرض ولوحة التشكيل .
تتطلب أنواع التربة المختلفة ألواح تشكيل ذات أشكال مختلفة من أجل إعطاء نفس درجة سحق التربة. وبالتالي ، تنقسم ألواح التشكيل إلى عدة فئات مختلفة ، بما في ذلك الأغراض العامة للتربة الطينية والصلبة ، يتم استخدام قاع بلاك لاند ، على سبيل المثال ، في المناطق التي لا تجف فيها التربة بسهولة ؛ أي أن التربة لا تترك سطح المحراث الناشئ نظيفًا و مصقولًا.
محراث الأقراص
محراث الأقراص يكون مستدير مقعر من الفولاذ المُقَسّى وأحيانًا مُسَنّن على الحافة ، بأقطار تتراوح من 50 إلى 95 سم . يقلل من الاحتكاك من خلال جعل قاعدة متدحرجة بدلاً من الانزلاق. يعمل محراث الأقراص للاستفادة في المواقف التي لن تعمل فيها لوحة التشكيل ، كما هو الحال في التربة غير اللاصقة.
المحراث الدوّار
إنه مجموعة من السكاكين أو الأسنان المدورة التي تدار على عمود بواسطة مصدر للطاقة. تقوم السكاكين بقطع التربة ورميها على غطاء يغطي مجموعة السكين. يمكن لهذه الآلات إنشاء أحواض بذور جيدة، ولكنها تكلف مبالغ مرتفعة وتتطلب كمية إضافية من الطاقة، وبالتالي لديها استخدام محدود عموما، باستثناء الجرار الصغير للحدائق.
محراث إزميل
يعتبر محراث الإزميل أداة زراعية مجهزة بمجارف ضيقة ذات نهايتين مثبتة على ساق طويل. وتقوم هذه المجارف بتمزيق التربة وتحريكها، ولكنها لا تنقلب وتسحق مثل المحاريث الأقراص. وعادةً ما يتم استخدام محراث الإزميل لتخفيف التربة الصلبة والجافة قبل استخدام المحاريث العادية.
محاريث تحت التربة
تتشابه المحاريث تحت سطح التربة من حيث المبدأ، ولكنها أكبر بكثير، وتستخدم لاختراق التربة بعمق يتراوح بين 50 و 90 سم، وتحتاج إلى جرارات معينة لسحبها عبر التربة الصلبة على عمق 36 بوصة. وقد تم تجهيز بعض هذه المحاريث لإنشاء قنوات صرف تحت السطح.
الشفط السفلي
بشكل عام ، يتم التعرف على ثلاث درجات من الشفط السفلي: عادية للتربة الخفيفة، عميقة للتربة الجافة العادية، ومزدوجة العمق للتربة الطينية والحصوية.
بالإضافة إلى ذلك، يتميز السهم بشفط أفقي، حيث تنحني نقطته عن الخط الأرضي، ويؤدي الشفط السفلي إلى اختراق المحراث بالعمق المناسب عند سحبه إلى الأمام، في حين يؤدي الشفط الأفقي إلى إنشاء المحراث بالعرض المطلوب .
تشير أحجام الجزء السفلي من المحراث إلى العرض بين جناح المشاركة والجانب الأرضي، وتتراوح أحجام محاريث الجرار بشكل عام من 10 إلى 18 بوصة (25 إلى 45 سم)، على الرغم من وجود أنواع أكبر لأغراض خاصة.
في المزارع الآلية الحديثة، يتم ربط قاع المحراث إما بأدوات إضافية أو بشكل عضوي إلى جرار الزراعة، ويمكن توصيل قاع أو أكثر في بعض الأحيان.
الحراثة الثانوية
يتم تحسين البذر في الحرث الثانوي عن طريق زيادة سحق التربة وتدمير الأعشاب الضارة وقطع بقايا المحاصيل للحفاظ على الرطوبة، ويتم ذلك باستخدام أنواع مختلفة من الأمشاط وأدوات السحق وأدوات التغطية .
تستخدم أدوات الحراثة الخفيفة لتحريك التربة على أعماق ضحلة نسبيًا، بشكل عام بعد الحراثة الأولية الأعمق، ومع ذلك، يمكن استخدام بعض أدوات الحراثة الأساسية للحراثة الثانوية.
الحد الأدنى من الحرث
عادة ما يكون استخدام أنظمة المحاصيل بأقل قدر من الحراثة مرغوبًا ، لأن الحراثة المكثفة تميل إلى تحطيم بنية التربة. تساعد تقنيات مثل التغطية أيضًا في منع قطرات المطر من إصابة الهيكل السطحي. الحرث المفرط يترك التربة عرضة للتقشر ، ويعيق تناول المياه ، ويزيد من الجريان السطحي ، وبالتالي يقلل من تخزين المياه لاستخدام المحاصيل.
يمكن أن يؤدي إنتاج الخضار بكثافة في المناخات الدافئة، حيث يمكن زراعة ثلاث محاصيل سنويًا على نفس الأرض، إلى تقليل التربة إلى هيكل واحد من الحبوب، مما يؤدي إلى سوء التهوية والتسهيل السطحي.
تسميد التربة وتكييفها
خصوبة التربة هي القدرة التي تتيح للتربة توفير المركبات بكميات كافية وتوازن مناسب لتعزيز نمو النباتات عندما تكون العوامل الأخرى ملائمة مثل الضوء والرطوبة ودرجة الحرارة وبنية التربة. عندما تكون خصوبة التربة ضعيفة، يمكن إضافة مواد طبيعية أو صناعية لتوفير المغذيات النباتية الضرورية؛ وتسمى هذه المواد الأسمدة، على الرغم من أن المصطلح يشمل بشكل عام المواد غير العضوية بشكل كبير .
تعني درجة السماد النسبة المئوية للمغذيات النباتية في السماد، فمثلا، السماد الذي يحتوي على 10-20-10 يحتوي على 10٪ نيتروجين و 20٪ أكسيد الفوسفوريك و 10٪ بوتاسيوم، ومع ذلك، يحتاج النبات الأخضر إلى المزيد من هذه المغذيات.