耕作システム

作付けシステムとは、特定の農地で何年にもわたって使用される作物、作付け順序、管理技術を指します。農業システムを管理する空間的および時間的側面がすべて含まれます。歴史的に、作付けシステムは収穫量を最大化するように設計されてきましたが、現代の農業では、作付けシステムにおける 環境の持続可能性を促進することにますます関心が寄せられています。 ^[1]

作物の選択は、あらゆる栽培システムの中心です。特定の作物を植えるかどうかを評価する際、農家は、その作物の収益性、変化する条件への適応性、病気への耐性、生育中または収穫中の特定の技術の必要性を考慮する必要があります。^[2]また、農場の現在の環境条件や、その作物が生産システムの他の要素とどのように適合するかも考慮する必要があります。^[2]

単一栽培とは、特定の地域で単一の作物を栽培する方法であり、複合栽培とは、1 つの地域で複数の作物を栽培することです。単一栽培(または連続単一栽培) とは、同じ作物を同じ地域で複数の栽培シーズンにわたって栽培するシステムです。多くの現代の農場は、別々に耕作できる複数の畑で構成されているため、輪作の順序で使用できます。輪作は何千年も前から行われており、収穫量を増やし、長期的に生産性を制限する土壌環境への有害な変化を防ぐことが広く知られています。^[3]その効果を制御する特定のメカニズムは完全には理解されていませんが、^[4]異なる作物による土壌の化学的、物理的、微生物学的特性への異なる影響に関連していると考えられています。^[5]輪作中の作物は、土壌にさまざまな方法で影響を与えることで、特性の変化を安定させるのに役立ちます。もう 1 つの考慮事項は、多くの農業害虫が種に固有のものであるため、特定の種が畑に時々だけ存在するようにすると、害虫の個体数の増加を防ぐのに役立つことです。^[6]

畑の個々の植物の構成も様々で、通常は栽培する作物によって異なります。多くの野菜、穀類、果物は、作物にダメージを与えることなく耕作（果物の場合は刈り取り）ができるほど広い連続した列で栽培されています。他のシステムでは、最大の植物密度を目指しており、そのような構成はありません。牧草は、動物の往来が予想されるためそのように栽培され、その栄養のために最大の植物密度が必要です。カバー作物も同様です。雑草と競合し、土壌浸食を防ぐという目的は、密度に大きく依存するためです。^[7]

ほとんどのシステムにおいて、作物残渣の管理は重要です。これらの死んだ組織に含まれる栄養素の一部は、分解中に作物に利用可能になり、^[8]肥料の投入の必要性を減らします。また、残渣を残すと土壌有機物（SOM）が増加し、多くの利点があります。^[9]特定の管理方法は、他の多くの影響を与える可能性があります。

耕作は、農家が作物残渣を管理する主な方法です。耕作の種類によって、土壌プロファイルに組み込まれる作物残渣の量が異なります。従来の耕作または集約的な耕作では通常、畑に残る作物残渣は15％未満ですが、減耕作では15～30％、保全耕作システムでは少なくとも30％が土壌表面に残ります。^[10]これらのシステム間で観察される違いは多様であり、相対的な経済的および環境的影響についてはまだかなりの議論がありますが、広く報告されているいくつかの利点により、現代の栽培システムでは減耕作への大きな転換がもたらされました。^[11]

一般的に、土壌表面に残留物を残すとマルチング効果が得られ、侵食を抑制し、^[12]過剰な蒸発を防ぎ、雑草を抑制しますが、^[13]特殊な植栽機器の使用が必要になる場合があります。^[14]残留物を土壌プロファイルに組み込むと、土壌微生物による急速な分解が起こり、^[15]植栽が容易になり、場合によっては栄養素がより早く植物に利用できるようになる可能性がありますが、侵食の抑制と雑草の抑制は限られています。

減耕作や無耕起では、土壌微生物への曝露が制限されるため分解速度が遅くなり、有機ポリマーの二酸化炭素への変換が遅れ、システムによって隔離される炭素の量が増加します。 ^{[16] [17] [18]ただし、通気性の悪い土壌では}亜酸化窒素排出量 の増加によって部分的に相殺される可能性があります。^[19]

いくつかのシステムでは、残留物を燃やします。これは、次の植え付けに備えて畑を整地するための迅速かつ安価な方法であり、害虫駆除にも役立ちますが、いくつかの欠点があります。システムから有機物（炭素）が失われ、土壌が露出して浸食されやすくなり、発生する煙が大気汚染物質になります。^[20]世界の多くの地域で、この慣行は制限または禁止されています。^[21]

特に発展途上国では、作物の残渣を取り除き、人間や動物の消費やその他の目的に使用することがあります。^[22]これは二次的な生計や収入源となりますが、システム内に残渣を残すことに伴う利益を排除します。

作物の成長中に栄養素が枯渇するため、農地で農業を継続するには、栄養素を回復または補充する必要があります。これは通常、有機または合成由来の肥料によって達成されます。有機農業運動の大きな要素は、有機源の肥料を好むことです。

過剰な施肥はコストがかかるだけでなく、作物に害を及ぼし、さまざまな環境への影響も及ぼします。^{[23]そのため、施肥量を最適化しようとする個々の区画の}栄養管理計画を策定することに大きな関心が寄せられています。

土壌水分含有量は植物の発育にとって重要な要素であり、生育期間を通じて一定の範囲内に維持されなければならない。許容できる水分条件の範囲は作物ごとに異なる。灌漑や細粒度の土壌改良剤は土壌水分を増加させるのに使用できるが、粗粒度の土壌改良剤や排水管などの技術は土壌水分を減少させるのに使用できる。^{[24] [25]}

• 植物の密度

•  この記事には、Jasper Womachのパブリック ドメイン資料が組み込まれています。議会向け報告書: 農業: 用語、プログラム、法律の用語集、2005 年版(PDF)。議会調査局。