חקלאות בת קיימא היא חקלאות ששואפת למזער את "טביעת הרגל הפחמנית" שלה, כלומר למזער את השפעות החקלאות על הסביבה.
במאמר הקודם הצגתי שני עקרונות מרכזיים בחקלאות בת קיימא לצמצום "טביעת הרגל הפחמנית", באמצעות קיבוע פחמן בקרקע:
- הפרעה מינימלית לקרקע (ממשק "ללא עיבוד"- "No tillage"/ "עיבוד מינימלי"- "Minimal tillage").
- העשרת הקרקע בחומר אורגני: גידולי כיסוי, חיפוי קרקע, זיבול בזבל אורגני, גידול קטניות כזבל ירוק, ורעייה מבוקרת.
שימוש בזבל ירוק בחקלאות הוא גידול בתוך מחזור הזרעים שתכליתו העשרת הקרקע בחומר אורגני ואם זה גידול קטניות אז גם תוספת חנקן אטמוספרי, בתהליך קיבוע ביולוגי. את הזבל הירוק מומלץ לקצור ולתחח חזרה אל הקרקע לפני הגידול הכלכלי העוקב (Money crop).
כמות הפחמן האורגני בקרקע (Soil Organic Carbon- SOC), נמצאת ביחס ישיר לכמות החומר האורגני בקרקע (Soil Organic Material- SOM). החומר האורגני בקרקע SOM מכיל בקירוב כ- 50% פחמן אורגני SOC וכפי שנכתב במאמר הקודם הוא המאגר היבשתי הגדול ביותר לפחמן בעולם, יותר מכפול מכמות הפחמן באטמוספירה ובכל היצורים החיים יחד!
גידול קטניות כזבל ירוק הוא אחד האמצעים החשובים לקבע פחמן ולהטיב עם תופעת ההתחממות הגלובאלית.
קטניות ככל גידול תורמות לקיבוע פחמן בקרקע בהתפרקות שאריות הגידול המוצנעות בקרקע. תרומת הפחמן לקרקע משפרת את מבנה הקרקע, יוצרת תלכידים ותורמת להעשרת מגוון וכמות המיקרואורגניזמים בקרקע.
אך לקטניות בכל זאת יש יתרונות ייחודיים… לקטניות שונות יש מערכת שורשים ענפה ומסועפת התורמת ליצירת מאקרו-תלכידים, בעיקר בקרקעות בינוניות- כבדות.
לדוגמא: אלפלפה (אספסת) יוצרת הרבה יותר תלכידי קרקע גדולים בהשוואה לדגניים. בקרקע עשירה בתלכידים גדולים עולות רמות ה- SOM וה- SOC לאורך זמן.
בנוסף, קטניות מקבעות הרבה יותר חנקן תודות לתהליך קיבוע חנקן ביולוגי – (Biological nitrogen fixation) BNF.
חנקן הוא יסוד "מאקרו", הצמח צורך אותו בכמויות גדולות; יסוד חשוב ומרכזי וגורם מגביל בצימוח. חנקן הוא מרכיב מרכזי בכלורופיל; הפיגמנט ההכרחי לתהליך הפוטוסינתזה וכך גם בחומצות אמינו המרכיבות חלבונים.
הוא אף חלק ממולקולות ביולוגיות חשובות אחרות כגון ATP וחומצות גרעין. למרות היות החנקן אחד מהיסודות הנפוצים ביותר (מצוי כגז-2N באטמוספירה), הצמחים יכולים לקלוט אותו רק בצורתו המינרלית.
חנקן עובר מינרליזציה בארבע צורות: יישום דשן סינטטי כשהחנקן בצורה מינרלית, פירוק חומר אורגני בקרקע ליסודות מינרליים, קיבוע חנקן אטמוספרי באמצעות ברקים וקיבוע חנקן אטמוספרי בתהליכים ביולוגיים (BNF).
קיבוע החנקן הביולוגי מתרחש באופן יעיל מאוד בשורשי צמחים ממשפחת הקטניות בעזרתם של חיידקי ריזוביום המקיימים אנדו-סימביוזה עם שורשי קטניות.
הריזוביום יוצרים מושבות בפקעיות מיוחדות על שורשי הקטניות והופכים באמצעות האנזים ניטרוגנאז, חנקן אטמוספרי (2N) לאמוניה (3NH), בתמורה לכך מספק הצמח לריזוביום תרכובות פחמניות תוצרי הפוטוסינתזה.
שילוב קטניות במחזור זרעים עשוי להעלות את רמת קיבוע החנקן בקרקע ב-133% בהשוואה לממשק עיבודים רגיל.
בממשקי חקלאות בת קיימא וחקלאות סביבתית, רצוי לשלב זבל ירוק במחזור כדי לשפר את בריאות ותכונות הקרקע, להיטיב עם הסביבה (קיבוע פחמן וחנקן בקרקע) וגם כדי לחסוך בתשומות ודשנים.
ניתן ורצוי (במחזורי גידול שאינם כוללים גידול כלכלי ממשפחת הקטניות כדוגמת: בוטנים) לשלבו במחזור במקום אחד מגידולי הדגניים.
