«الكومبوست» وعلاقته بخواص التربة واستخدام المياه وإنتاجية المحاصيل

إعداد: أ.د.عطية الجيار

أستاذ بمعهد بحوث الأراضي والمياه والبيئة بمركز البحوث الزراعية

أكد معظم الباحثين أن استخدام الكومبوست يمكن أن يحسن الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية، والمواد العضوية للتربة، وحالة العناصر الغذائية للتربة. تؤدي جميع تجارب تطبيق الكومبوست على المدى الطويل إلى زيادة تركيزات SOM.

تابعونا على قناة الفلاح اليوم

تابعونا على صفحة الفلاح اليوم على فيس بوك

مع ذلك، فإن السماد الناضج يزيد SOM بشكل أفضل بكثير من السماد العضوي الطازج وغير الناضج بسبب ارتفاع مستوى الكربون المستقر. بالإضافة إلى ذلك، نظرا لآثاره الإيجابية المتعددة على خصائص التربة الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية، يساهم الكومبوست في استقرار وزيادة إنتاجية المحاصيل وجودة المحاصيل.

وبالتالي، أثبت معظم الباحثين أن الكومبوست له تأثير معادل للتقلبات السنوية / الموسمية فيما يتعلق بتوازن الماء والهواء والحرارة في التربة، وتوافر المغذيات النباتية وبالتالي غلات المحاصيل النهائية.. وبالتالي، بالنسبة للنظم الزراعية المستدامة داخل الزراعة الصغيرة في البلدان النامية، يمكن أن يكون التسميد خيارًا جيدًا لتطوير استراتيجيات فعالة لإدارة المغذيات النباتية في العديد من المواقف.

تقدم الورقة الحالية مراجعة شاملة حول أهمية تحضير الكومبوست واستخدامه و تأثير الكومبوست على خصائص التربة (تأثير السماد على الخصائص الفيزيائية للتربة – التأثيرات على الخصائص الكيميائية للتربة – آثار السماد على استخدام المياه – آثار السماد على الخواص البيولوجية للتربة) واخيرا الخلاصة.

اقرأ المزيد: سماد الكمبوست وفوائده

مقدمة

– يعتبر استخدام الكومبوست من أهم العوامل التي تساهم في زيادة الإنتاجية والزراعة المستدامة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يحل الكومبوست المشكلة التي يواجهها المزارعون مع انخفاض خصوبة تربتهم. بسبب مشاكل خصوبة التربة، غالبا ما تنخفض جودة المحاصيل وتكون المحاصيل أكثر عرضة للآفات والأمراض لأنها في حالة سيئة.

– يتكون الكومبوست من المواد العضوية المتحللة المستقرة نسبيا الناتجة عن التحلل البيولوجي المتسارع للمواد العضوية في ظل ظروف هوائية خاضعة للرقابة.

– يعد وجود المواد العضوية في التربة أمرا أساسيا في الحفاظ على خصوبة التربة وتقليل فقد المغذيات. وبالتالي، يعتبر الكومبوست سمادا عضويا جيدا لاحتوائه على العناصر الغذائية وكذلك المواد العضوية. تلعب المادة العضوية عددًا من الأدوار المهمة في التربة، سواء في بنيتها الفيزيائية أو كوسيط للنشاط البيولوجي.

بالإضافة إلى ذلك، تساهم المادة العضوية بأكبر قدر في إنتاجية التربة. إنه يوفر العناصر الغذائية للتربة، ويحسن قدرتها على الاحتفاظ بالمياه، ويساعد التربة على الحفاظ على الحرث الجيد وبالتالي تهوية أفضل لإنبات البذور وتنمية جذور النبات.

شاهد: طريقة عمل الكمبوست بسرعة وبشكل جيد

 – علاوة على ذلك ، ترتبط خصوبة التربة بتمعدن المغذيات الموجودة في المادة العضوية وإطلاقها في شكل نباتي متاح في محلول التربة. التمعدن هو نتيجة لدورات بيولوجية طبيعية داخل التربة ويمكن تحفيزه عن طريق إضافة سماد وزراعة ذات جودة مناسبة.

– نظرا لأن التمعدن يحدث على مدى فترات طويلة، فإنه يمكن أن يساهم بشكل كبير في نمو النبات وتقليل تأثير الرشيح المرتبط بهطول الأمطار والري الزائد. من ناحية أخرى، فإن إضافة الأسمدة الصناعية وحدها لا تكفي للاحتفاظ بمستوى كافٍ من خصوبة التربة.

– المادة العضوية ضرورية للاحتفاظ بالماء والمغذيات. في التربة المتدهورة، حيث توجد القليل من المواد العضوية، تكون استجابة الغلة محدودة ، حتى لو تم استخدام الأسمدة الاصطناعية.

اقرأ المزيد: الأرض مصدر للغذاء هبة الله للإنسان.. فحافظوا عليها

– يحتاج المزارعون إلى الاهتمام بمحتوى التربة من المواد العضوية. نهج متكامل، تمشيط تطبيق السماد مع استخدام الأسمدة الاصطناعية هو استراتيجية جيدة لإنتاج المحاصيل المستدامة.

– يعد تآكل التربة وتدهور الخصوبة مشكلة خطيرة للإنتاجية الزراعية والنمو الاقتصادي. ومن ثم، فإن الحفاظ على توازن خصوبة التربة وتقليل تآكل التربة، ولضمان الإنتاجية الزراعية، فإن اعتماد تكنولوجيا التسميد واستخدام السماد العضوي أمر ضروري للغاية.

– لذلك، فإن الهدف من هذه الورقة هو مراجعة أهمية تحضير السماد العضوي واستخدامه، وتأثيره على خواص التربة، واستخدام المياه وإنتاجية المحاصيل.

تأثير الكومبوست على خصائص التربة

  المواد العضوية في التربة

  – لطالما اعتبرت الإضافات العضوية للتربة مهمة في الحفاظ على جودة التربة الطبيعية، ويرجع ذلك أساسا إلى دورها في توفير العناصر الغذائية ومن خلال دورها في التأثير على الخصائص الفيزيائية للتربة.

– في أنظمة الزراعة، قبل الإدخال الواسع النطاق للأسمدة المصنعة، كانت المخلفات العضوية هي الوسيلة الوحيدة لإضافة العديد من العناصر الغذائية إلى التربة ، ولا سيما النيتروجين.

– في التربة غير المزروعة، من المحتمل أن يكون أكثر من 95٪ من النيتروجين والكبريت موجودا في المادة العضوية للتربة، وربما ما يصل إلى 25٪ من الفوسفور. تتمثل إحدى الطرق الفعالة لزيادة مستوى SOM في تطبيق السماد، الذي يتم إنتاجه بشكل خاص من نفايات الكتلة الحيوية.

 – إن العوامل المؤثرة الأساسية لإثراء كومبوست هي كمية ونوع ودرجة ترطيب السماد، وخصائص التربة (نوع التربة ، ومحتوى الطين) والإدارة. تزيد السماد الناضج SOM بشكل أفضل من السماد العضوي الطازج وغير الناضج نظرًا لارتفاع مستوى C المستقر. بالإضافة إلى ذلك، أدت الكمية العالية من OM في السماد إلى زيادة OC في كل من التربة وكمية OC في التربة غير المزروعة كانت أعلى من التربة المزروعة بسبب تأثير زراعة النباتات وزيادة تدهور OM في التربة المزروعة.

اقرأ المزيد: الغذاء حياة شعوبنا.. والوقود الحيوي قدر هذه الشعوب

– أن استخدام السماد الطبيعي وسماد النفايات المنزلية أدى إلى زيادة كبيرة في الكربون العضوي، وكانت معالجة السماد هي الأكثر كفاءة. أظهرت نتائجهم أن إضافة 120 طن / هكتار من السماد العضوي والمخلفات المنزلية أدى إلى تحسين الكربون العضوي (1.74٪ و1.09٪ على التوالي) بالمقارنة مع مجموعة التحكم (0.69٪).

– إن تطبيق الكومبوست على التربة يزيد من كمية OC في التربة مع زيادة معدل إضافة السماد.

 – أجريت تجربة استخدام النفايات العضوية كبديل للأسمدة الاصطناعية في موسمين مختلفين (الرطب والجاف) في جزيرة غوام الاستوائية. أشارت نتائج التجربة إلى أن استخدام السماد العضوي في الأرض عزز جودة التربة وزاد من خصوبة التربة وإنتاجية المحاصيل.

– حدث تحسن كبير في محتوى المادة العضوية في التربة مع تطبيق المواد العضوية كسماد. هناك عدد قليل من التجارب، التي لا تظهر فروقًا ذات دلالة إحصائية في مستوى SOM من خلال استخدام مصادر C المتنوعة.

– يمكن تلبية متوسط الطلب على التربة المستخدمة زراعيا عن طريق تطبيق 7-10 ميغاغرام (مادة جافة) من السماد العضوي هكتار -1. لذلك، من أجل زيادة SOM على المدى الطويل ، يلزم استخدام أكثر من 10 Mg من سماد المادة الجافة ha-1.

شاهد: الأخطاء الشائعة أثناء إعداد سماد الكمبوست

تأثير السماد على الخصائص الفيزيائية للتربة

تقليل الكثافة الظاهرية

يؤثر تطبيق الكومبوست بشكل عام على بنية التربة بطريقة مفيدة عن طريق خفض كثافة التربة بسبب اختلاط المواد العضوية منخفضة الكثافة في جزء التربة المعدنية. تم اكتشاف هذا التأثير الإيجابي في معظم الحالات ويرتبط عادةً بزيادة المسامية بسبب التفاعلات بين الأجزاء العضوية وغير العضوية.

–  أن الكثافة الظاهرية للتربة اتبعت نمطا يمكن التنبؤ به مع انخفاض الكثافة الظاهرية مع زيادة معدل السماد. تشير الكثافة الظاهرية المنخفضة إلى زيادة مساحة المسام وتدل على تحسين حراثة التربة. في هذا الصدد، يزيد الكومبوست من جزء المسام المتوسطة والكبيرة بسبب التجميع المحسن واستقرار التربة الذي بدأته بشكل كبير كائنات التربة المختلفة.

– بالإضافة إلى ذلك، فإن الجزء العضوي أخف وزناً بكثير من الجزء المعدني في التربة. ونتيجة لذلك، تؤدي الزيادات في الجزء العضوي إلى تقليل الوزن الكلي والكثافة الظاهرية للتربة.

اقرأ المزيد: الأسمدة وملوثاتها.. وأثرها على البيئة

زيادة الاستقرار للتجمعات الأرضية

– بشكل عام، يتم تحديد بنية التربة من خلال الحجم والتوزيع المكاني للجسيمات والمسام في التربة. يؤثر حجم جزيئات التربة الصلبة وحجم المسام على توازن الهواء وقدرة اختراق الجذور.

– كحقيقة عامة كلما زاد ضغط بنية التربة ، كلما كانت ظروف التربة غير مواتية لنمو النبات.

– من خلال دمج السماد في التربة، يزيد الاستقرار الكلي بشكل أكثر فاعلية في التربة الطينية والرملية. يمكن توقع التأثيرات الإيجابية عن طريق الترطيب الجيد (تعزيز المجاميع الدقيقة)، وكذلك OM الطازجة منخفضة الجزيئات.

– يتم تثبيت التجمعات الارضية الكلية بشكل أساسي عن طريق الواصلة الفطرية والجذور الدقيقة وشعر الجذور والكائنات الحية الدقيقة مع نسبة عالية من السكريات القابلة للتحلل بسهولة.

– إلى جانب معادن الطين والأكاسيد، تساهم الجذور الدقيقة وشبكات الواصلة وكذلك السكريات الشبيهة بالغراء التي نشأت من الإفرازات الجذرية والميكروبية بشكل كبير في تكوين المجاميع الدقيقة.

– إلى جانب ذلك، تؤثر كمية السماد ونوع السماد (السماد الطازج أو الناضج) وفترات الاستخدام ونوع التربة التي سيتم تطبيق السماد عليها على تأثير السماد.

شاهد: تربية الدود لإنتاج السماد العضوي

– أن استخدام السماد الطبيعي وسماد النفايات المنزلية أدى إلى زيادة كبيرة في الاستقرار الهيكلي للتجمعات الارضية الكلية، وكانت معالجة الكومبوست هي الأكثر كفاءة. قد يكون هذا السلوك نتيجة لارتفاع محتوى المادة العضوية والأنشطة الميكروبية المهمة.

– ترتبط الخواص الطبيعية والمسام للتربة بمساحة سطحية “نشطة” محددة تؤثر على العديد من عمليات التخزين والتبادل في التربة. كلما زادت مساحة السطح المحددة، زادت كثافة يمكن أن تحدث تفاعلات بين حيوانات التربة والكائنات الحية الدقيقة وشعر الجذور في ظل الظروف المثلى.

– قدرة الاحتفاظ بالمياه والتسلل ستعتمد كمية المياه المتاحة للنبات على عاملين: كمية المياه القادرة على التسلل إلى التربة وكمية المياه التي تستطيع التربة الاحتفاظ بها. تتأثر السعة الميدانية والقدرة على الاحتفاظ بالمياه بشكل عام بحجم الجسيمات وهيكل ومحتوى OM.

– ومع ذلك، فإن التربة الطينية، نظرا لارتفاع إمكانات التربة وحجم المسام الأصغر ، ستحتفظ عموما بكمية أكبر من الماء من حيث الوزن مقارنة بالتربة الرملية.

اقرأ المزيد: الإدارة المتكاملة لخصوبة التربة

– إلى أنه في حين أن النسيج هو العامل الأساسي الذي يؤثر على قدرة الاحتفاظ بالمياه، فإن زيادة الكربون العضوي يعد عاملا مهما لتحسين قدرة التربة على الاحتفاظ بالمياه.

– أن استخدام الكومبوست كان له أكبر تأثير على قدرة التربة على الاحتفاظ بالمياه في التربة ذات القوام الخشن مع تغير أقل أو بدون تغيير في سعة الاحتفاظ بالمياه في التربة ذات القوام الناعم. علاوة على ذلك، فقد لاحظوا تأثير إضافة السماد على معدل تسلل التربة. في جميع أنواع التربة، أدت إضافة السماد إلى زيادة معدل تسرب المياه مقارنةً بالكنترول.

– أن التعديلات العضوية سمحت بتسرب أفضل للمياه. أظهرت النتائج أن إضافة 120 طن / هكتار من السماد العضوي والمخلفات المنزلية قد أدى إلى تحسين تسرب المياه (549.25 و 596.46 سم على التوالي) بالمقارنة مع المقارنة (332.16 سم). بالإضافة إلى ذلك، فإن زيادة التسرب هو مؤشر آخر على زيادة الكفاءة في استخدام المياه حيث من المحتمل أن يدخل جزء أكبر من الري أو هطول الأمطار إلى التربة بمعدلات تسلل أعلى.

– يرتبط التسرب السريع بتقليل الجريان السطحي، وتحسين التهوية، وتحسين كفاءة الري.

– كما هو الحال مع قدرة الاحتفاظ بالماء، فإن نسيج التربة له تأثير كبير على  معدل التسلل. ومع ذلك، على عكس القدرة على الاحتفاظ بالمياه، من المتوقع حدوث أكبر تحسن في التربة ذات الملمس الناعم التي تميل إلى أن يتم تصريفها بشكل سيئ.

– لوحظ أكبر تحسن في قدرة الاحتفاظ بالمياه في التربة الخشنة أو الرملية بينما لوحظ أكبر تحسن في معدل تسرب المياه في التربة ذات القوام الدقيق.

– أظهر روث الماشية السماد الذي تم تطبيقه على التربة تأثيرا إيجابيا، مما أدى إلى تحسين التسلل وتقليل أحجام الجريان السطحي بنسبة تصل إلى 20٪.

– علاوة على ذلك، يرتبط تقليل التعرية بشكل أساسي بتحسين بنية التربة من خلال إضافة السماد، والذي يُشار إليه بدوره من خلال معدل تسلل أفضل وحجم المسام وتعزيز الاستقرار من خلال التجميع.

–  أظهرت التجارب وجود علاقة واضحة بين زيادات SOM، وانخفاض كثافة التربة، وفقدان التربة وجريان المياه.

– أدى استخدام الكومبوست لمدة خمس سنوات إلى تقليل تآكل التربة بنسبة 67٪، وانخفاض الجريان السطحي بنسبة 60٪، وانخفاض الكثافة الظاهرية بنسبة 8٪ ومحتوى OM أعلى بنسبة 21٪ مقارنة بمناطق الكنترول.

اقرأ المزيد: خطوات المحافظة على خصوبة التربة لتعظيم التغذية النباتية

التأثيرات على الخصائص الكيميائية للتربة

تحسين مستوى المغذيات

 – يحتوي الكومبوست على كميات كبيرة من المغذيات النباتية القيمة بما في ذلك N وP وK وCa وMg وS بالإضافة إلى مجموعة متنوعة من العناصر الصغرى الأساسية.

– وبالتالي، يمكن تعريف الكومبوست على أنه سماد عضوي متعدد المغذيات. يعتمد محتواه من العناصر الغذائية بالإضافة إلى الخصائص الكيميائية الهامة الأخرى مثل نسبة C / N، ودرجة الحموضة والتوصيل الكهربائي (EC) على المواد الأولية العضوية المستخدمة. من خلال مزيج مناسب من هذه، يمكن إنتاج مواد المدخلات العضوية والدبال وركائز السماد الغنية بالمغذيات والتي تعمل كبديل للأسمدة المعدنية التجارية في الزراعة.

– ومع ذلك، فإن خصائصها المفيدة المتنوعة لتحسين الوصول إلى محتواها من العناصر الغذائية.

– أن كمية النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم والمغذيات الدقيقة / تركيزات المعادن الثقيلة في التربة زادت نتيجة استخدام السماد العضوي. كانت الزيادات كبيرة بالنسبة لجميع التركيزات، وخاصة بالنسبة 60 طن للهكتار.

– أظهرت النتائج أن محتوى النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم وتركيز المغذيات الدقيقة في النبات يزداد مع زيادة تركيز السماد.

 – لتطبيق هذه الأنواع من الأسمدة، يجب أن نلاحظ الكمية والأشكال المتاحة من المعادن الثقيلة وتأثيراتها المضافة على التربة والنباتات، كما يجب أن نلاحظ الكمية الزائدة من العناصر وسميتها وملوحة التربة ومحصول النباتات مثل واستخدام الإدارة الملائمة.

اقرأ المزيد: محسنات التربة لمكافحة الأمراض النباتية

– بشكل عام، محتوى العديد من الأيونات في الكومبوست له قيمة غذائية محتملة للنباتات، خاصة عندما يكون محتوى المعادن الثقيلة منخفضا، لكن التركيزات العالية لبعض الأيونات يمكن أن تزيد من ملوحة التربة.

– أجرى تجربة من خلال تطبيق معدلات 0 طن و5 طن و10 طن هكتار من السماد العضوي واختبار محتوى العناصر الغذائية عند الحصاد. ولاحظ أيضا زيادة محتوى العناصر الغذائية من النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم في جميع قطع السماد التي تم الحصول عليها وكانت هذه الزيادة أعلى في قطع الأراضي التي تستقبل 10 أطنان هكتار من السماد. وفيما يتعلق بالمغذيات الدقيقة، تم الإبلاغ عن زيادة امتصاص النحاس والمنغنيز والزنك، أدت تركيزات السماد المنزلي (40 و 120 طن / هكتار) إلى زيادة كبيرة في النيتروجين العضوي.

– إن المحتوى الغذائي الكلي للسماد ليس متاحًا للنبات بشكل كامل في وقت واحد. يمكن أن يُعزى ذلك إلى وجود أشكال ارتباط مختلفة وشدتها المختلفة داخل المصفوفة العضوية، مما يؤدي إلى تجميد جزئي للمغذيات.

– من ناحية أخرى، سيستمر تأثير الامداد لفترة أطول بسبب الإطلاق البطيء والتدريجي للمغذيات النباتية.

-على وجه الخصوص، يكون تأثير التسميد بالنيتروجين في السماد محدودا بسبب معدلات التمعدن المنخفضة والتثبيت الميكروبي.

زيادة قدرة التبادل الكاتيوني (CEC)

يعتبر CEC أحد أهم المؤشرات لتقييم خصوبة التربة، وبشكل أكثر تحديدا للاحتفاظ بالمغذيات، وبالتالي يمنع الكاتيونات من الارتشاح إلى المياه الجوفية.

 – أثبت أن اضافة الكومبوست أدى إلى زيادة CEC بسبب إدخال OM المستقر كونه غنيا بالمجموعات الوظيفية في التربة.

– أنه مع زيادة معدلات إضافة الكومبوست من 0 طن لكل فدان إلى 120 طنا لكل فدان، تمت أيضا زيادة CEC كأحد مؤشرات جودة التربة الرئيسية مما يشير إلى تحسن كبير في قدرة تبادل المغذيات للتربة المعالجة بتعديلات المادة العضوية.

اقرأ المزيد: ما أهمية التسميد العضوي خاصة في الأراضي الرملية؟

– تساهم المادة العضوية في التربة بحوالي 20-70٪ في CEC للعديد من أنواع التربة. من حيث القيمة المطلقة .

– يختلف CEC للمواد العضوية من 300 إلى 1400 سم مولك كجم -1 وهو أعلى بكثير من CEC لأي مادة غير عضوية.

زيادة قيمة الرقم الهيدروجيني وتحسين قدرة التخزين المؤقت

يعتبر الرقم الهيدروجيني للتربة مؤشرا على حموضة التربة أو قلوية التربة ويتم تعريفه على أنه اللوغاريتم السلبي لنشاط أيونات الهيدروجين في تعليق التربة.

– إنه مهم لزراعة المحاصيل لأن العديد من النباتات والكائنات الحية في التربة لها تفضيل للظروف القلوية أو الحمضية الطفيفة وبالتالي فهي تؤثر على حيويتها.

– بالإضافة إلى ذلك ، يؤثر الرقم الهيدروجيني على توافر المغذيات في التربة.

– تطبيق الكومبوست له تأثير محدود بسبب ثرائه في الكاتيونات القلوية مثل Ca وMg وK، والتي تم تحريرها من OM بسبب التمعدن.

– وبالمثل، فإن مادة الكومبوست المطبقة بانتظام تحافظ على درجة حموضة التربة أو تعززها.

– فقط في بعض الحالات القليلة، لوحظ انخفاض في الأس الهيدروجيني بعد تطبيق السماد  أيضا زيادة كبيرة في قيمة الأس الهيدروجيني حتى في تطبيقات السماد المعتدلة. زيادة متوسطة في قيمة الأس الهيدروجيني من 6.4 إلى 6.8 عند 10 ميغاغرام في اليوم.

– وبالتالي، فإن توريد 200 – 400 كجم من تطبيقات السماد العضوي CaO ha-1at سنويا بين 6 و7 Mg d.m.ha-1 يتوافق مع الحفاظ على أو صيانة وتثبيت قيمة الأس الهيدروجيني.

اقرأ المزيد: فوائد سماد الكمبوست وخطوات التصنيع بالمنزل

آثار السماد على استخدام المياه

لضمان الإنتاج الفعال للتنمية المستدامة للنظم الزراعية، من الضروري تقليل الآثار السلبية على البيئة، وخاصة على مصادر المياه وصندوق التربة.

– وهذا يعني، من بين أمور أخرى، إعاقة تدهور التربة مما يؤدي إلى فقدان المغذيات وخسائر المواد العضوية المرتبطة بالتخفيض السريع للإنتاجية البيولوجية وجودة التربة.

– أحد أسباب هذا التدهور هو انخفاض قدرة التربة على الاحتفاظ بالمياه.

– يقوم الكومبوست بالعديد من الأشياء لفائدة التربة التي لا تستطيع الأسمدة الاصطناعية القيام بها. أولاً ، يضيف مادة عضوية، مما يحسن طريقة تفاعل الماء مع التربة. في التربة الرملية، يعمل الكومبوست كإسفنجة للمساعدة في الاحتفاظ بالمياه في التربة والتي من شأنها أن تستنزف أسفل جذور النباتات، مما يحمي النبات من الجفاف.

على العكس من ذلك، فإن الكومبوست يساعد على إضافة المسامية إلى التربة الطينية، مما يجعل تصريفها أسهل حتى لا تظل مغمورة بالمياه ولا تجف إلى مادة صلبة.

– تُستخدم السماد العضوي في الزراعة لتحسين خصوبة التربة وجودتها لأنها يمكن أن تزيد من محتوى المادة العضوية، لا سيما في التربة الرملية، ذات القدرة المنخفضة على الاحتفاظ بالمياه والمغذيات).

–  من خلال زيادة محتوى المادة العضوية في التربة، يمكن أن تحسن السماد قدرة التربة على الاحتفاظ بالمياه.

– مع زيادة معدلات استخدام الكومبوست من 0 طن لكل فدان إلى 120 طن لكل فدان، زاد محتوى رطوبة التربة أيضا مما يشير إلى تحسن كبير في توافر المياه. أن القدرة على الاحتفاظ بالتربة ترتبط ارتباطا إيجابيا بمحتوى المادة العضوية في التربة وسلبيا مع كثافة التربة. وأظهرت نتائجهم أن التربة المعالجة زادت من قدرتها على الاحتفاظ بالمياه بنحو 1.57 مرة عن التربة الضابطة.

شاهد: الكمبوست سماد طبيعي.. مركز البحوث الزراعية ينتج مركب للإسراع في تجهيزه

– أيضا أن تطبيق 50 طن هكتار او 100 طن هكتار  ان السماد له تأثير إيجابي على الاحتفاظ برطوبة التربة، بغض النظر عن التأثير المحتمل لنوع التربة والأعشاب وكمية هطول الأمطار. ومع ذلك، أظهرت نتائج 100 طن هكتار احتفاظا أطول بقيم الرطوبة العالية.

– ان الكومبوست والمعالجات المرتبطة به أدت إلى زيادة محتوى المادة العضوية في التربة مما أدى إلى زيادة قدرة التربة على الاحتفاظ بالمياه.

– فيما يتعلق بكفاءة استخدام المياه أن التربة الرملية المعالجة بالكومبوست أدت إلى زيادة كفاءة استخدام المياه أو الأسمدة عن طريق زراعة النباتات.

– لاحظ أيضًا أن الكومبوست المشترك المخصب بالنيتروجين (ECO) أدى إلى تحسين كفاءة استخدام مياه المحاصيل وكان أعلى بنسبة 11٪ و 4 مرات من مثيله في NPK + (NH4) 2SO4 أو التربة وحدها.

آثار السماد على الخواص البيولوجية للتربة

أحد أهم آثار استخدام السماد هو تعزيز بيولوجيا التربة. توجد مجموعة كبيرة ومتنوعة من الكائنات الحية داخل التربة تتراوح من الكائنات الحية الكبيرة المرئية إلى الكائنات الحية، والتي لا يمكن رؤيتها إلا تحت مجهر قوي. تؤدي هذه الكائنات الحية مجموعة واسعة من الوظائف، والتي تعد مساهمات رئيسية لما نعتبره تربة طبيعية وصحية.

– يمكن القول بشكل معقول أن هذه الكائنات لها أدوار أساسية في تحديد أداء نظام التربة، ولكن هذا الأداء يعتمد على الإمداد بالكربون المتاح. في هذا السياق، يكون للكومبوست تأثير تحفيزي على كل من المجتمع الميكروبي في طبقة السماد العضوي وكذلك الكائنات الحية الدقيقة المولدة في التربة.

– إن استخدام السماد قد زاد من النشاط الميكروبي مقارنة بالتربة الكنترول. أن النشاط الميكروبي كان أكبر بمقدار 2.23 مرة في التربة المعدلة للسماد مقارنةً بالتربة الكنترول، لأن المادة العضوية الموجودة في السماد توفر غذاءً للكائنات الحية الدقيقة.

شاهد: إعداد كومة الكمبوست

– ان التأثيرات طويلة المدى للسماد العضوي والأسمدة المعدنية على النشاط البيولوجي للتربة تم تحسين خصوبة التربة في المخططات العضوية مقارنة بالمخططات التقليدية كما يتضح من الكتلة الحيوية الميكروبية العالية، والكتلة الحيوية لدودة الأرض وتعزيز انتشار جذور الفطريات.

– إن جزأين من OM مسؤولان عن مستوى النشاط الميكروبي بشكل عام: (1) قد تزيد المركبات العضوية القابلة للتحلل بسهولة (تجمع OM القابل للتحلل) من النشاط الميكروبي والكتلة الحيوية مؤقتا بينما (2) تعتمد الزيادة المستمرة في الكتلة الحيوية الميكروبية على التحسين المستمر لـOM المستقرة والتي يتم تعزيزها بشكل خاص عن طريق إضافة السماد الناضج.

– أثبتت التجارب الميدانية طويلة الأجل أن الكومبوست له تأثير معادل للتقلبات السنوية / الموسمية فيما يتعلق بتوازن الماء والهواء والحرارة في التربة، وتوافر المغذيات النباتية وبالتالي غلات المحاصيل النهائية.

– غالبا ما يتم الحصول على نتائج أفضل للمحاصيل إذا تم استخدام كميات أكبر من السماد كل سنتين إلى ثالثة أعوام خلال السنوات الأولى مقارنةً بتطبيق السماد بكميات أقل من 10 مجم (DM) هكتار -1 كل عام.

– ومع ذلك، كانت غلة المحاصيل بعد استخدام السماد النقي أقل في الغالب عند مقارنتها بالتخصيب المعدني، على الأقل خلال السنوات الأولى. يمكن تفسير ذلك من خلال الإطلاق البطيء للمغذيات (خاصة N) أثناء تمعدن السماد.

– ان مقارنة استخدام النفايات العضوية كبديل للأسمدة الاصطناعية لتعزيز إنتاجية المحاصيل والاستدامة الزراعية في موسمين (رطب وجاف). أظهرت نتائج المحصول من مسار الموسم الجاف زيادة تدريجية في غلة المحاصيل حيث تم زيادة معدل إضافة الكومبوست من 0 طن لكل فدان (مجموعة تحكم) إلى 120 طنا لكل فدان من تطبيق السماد.

– في دراسة، زادت محاصيل الذرة القابلة للتسويق زيادة كبيرة بنسبة 107 و 124٪ بسبب استخدام الكومبوست بمعدلات 5 و 7 أطنان فدان -1، على التوالي، مقارنة بمعاملة المقارنة.

– علاوة على ذلك، يزيد الكومبوست من الشكل المتاح للمغذيات للنبات في التربة ثم يزيد من نمو الجذور وامتصاص المغذيات من قبل النبات مما يؤدي إلى ارتفاع جذع النبات وزيادة الوزن الجاف.

– أن استخدام 5 طن هكتار من السماد العضوي أدى إلى زيادة محصول حبوب الذرة بنسبة 45٪ مقارنة بالأراضي الخالية من السماد العضوي، بينما كان محصول الحبوب أعلى في قطع السماد (10 طن هكتار 1) بنسبة 19٪ عن عدم وجود سماد في مواقع مختلفة.

– لا يؤدي استخدام الكومبوست إلى تحسين نمو وإنتاجية المحاصيل من حيث الكمية فحسب، بل يمكن أيضا إثبات أن جودة المنتجات الزراعية تتأثر بطريقة إيجابية.

شاهد: طريقة لإنتاج الكمبوست الميكروبي مدعم برجيع الكون لاستخلاص الشاي العضوي

– أن جودة محصول الذرة قد تحسنت نتيجة لزيادة معدل استخدام السماد. لوحظ أيضا أن الكومبوست كان له تأثير كبير على بروتين البذور ولوحظ الحد الأقصى لكمية بروتين البذور في معالجة 60 مجم من الكومبوست هكتار.

– على العكس من ذلك، فإن الأسمدة العضوية مثل السماد تقوم بتفريغ المغذيات ببطء شديد إلى النباتات ولا تمتص هذه العناصر الغذائية مباشرة من قبل النباتات. لذلك، لا تستطيع النباتات الوصول إلى الكمية المطلوبة من العناصر الغذائية في فترة تكوين الغلة الحرجة. ومن ثم، فإن النهج المتكامل، والجمع بين استخدام السماد مع استخدام الأسمدة غير العضوية هو استراتيجية جيدة لزيادة إنتاجية المحاصيل.

– كما ساهم هذا المزيج في تحسين الخواص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية والمواد العضوية للتربة وحالة المغذيات.

– أن نصف أضعاف من الأسمدة غير العضوية والسماد العضوي الموصى به بمعدل 4 أطنان هكتار  يمكن أن تعطي عائدًا مربحًا ويمكن أن يقلل هذا المزيج من تكلفة الإنتاج في زراعة البصل.

– وبالمثل، فإن تطبيق نصف المعدل الموصى به من النيتروجين والفوسفور ونصف المعدل الموصى به من السماد الطبيعي والسماد كمكافئ غير عضوي للنيتروجين أدى إلى مزايا إنتاجية تبلغ حوالي 129٪ مقارنةً بالكنترول.

– تم اختبار تأثير الأسمدة العضوية وغير العضوية على محصول الحبوب ونمط ربط البروتين بالقمح، واقترح استخدام مزيج من السماد العضوي وغير العضوي لتحقيق أعلى محصول دون تأثير سلبي على جودة البذور. يتضح من ذلك أنه يمكن استبدال 30٪ من سماد النيتروجين المطلوب بالسماد، لأن الكومبوست أدى إلى تحسين كفاءة استخدام الأسمدة النيتروجينية الموصى بها وخفض تكلفتها. بهذه الطريقة، من خلال إدارة الخصوبة بالنيتروجين بعناية، قد تكون هناك حاجة إلى عدد أقل من النيتروجين بينما يمكن الحفاظ على إنتاجية حبوب القمح والبروتين أو زيادته. بالإضافة إلى ذلك، سيؤدي ذلك الى استخدام أقل للخصوبة بالنيتروجين.

شاهد: طريقة عمل الكمبوست من قش الأرز

الخلاصة

– قد تؤدي الزراعة المكثفة وسوء الاستخدام والاستخدام المفرط للأسمدة الكيماوية إلى فقدان المواد العضوية في التربة، ولها آثار ضارة على البيئة ويمكن أن تهدد صحة الإنسان والحيوان وكذلك سلامة الأغذية وجودتها.

– الأسمدة ضرورية لزيادة الغلات، لا سيما في التربة الفقيرة بالمغذيات. مع زيادة أسعار الأسمدة ومحدودية احتياطيات الموارد، تعتبر التعديلات العضوية مثل السماد العضوي كمصدر للمغذيات والمواد العضوية بديلا اقتصاديا وصديقًا للبيئة.

– بالمقارنة مع بقايا النباتات والسماد الطبيعي، فإن الكومبوست تطلق المغذيات بشكل أبطأ ولها تأثيرات تدوم لفترة أطول. يعد التحلل البطيء أكثر فاعلية في زيادة محتوى المادة العضوية للتربة، والتي تلعب دورا رئيسيا في خصوبة التربة من خلال الاحتفاظ بالمغذيات والحفاظ على بنية التربة والاحتفاظ بالمياه.

– يجب أيضا توخي الحذر عند التعميم على تأثير السماد على صحة التربة وخصوبتها وتغذية المحاصيل بسبب الطبيعة المتغيرة للسماد وتفاعلها مع الخصائص المناخية والارضية والمحاصيل. في حين أن الآثار العامة لاستخدام الكومبوست على التربة، قد تم توثيقها جيدًا مثل زيادة الاستقرار الهيكلي للتربة، وتحسين القدرة على الاحتفاظ بالمياه وتوافر مياه النبات، وتقليل ترشيح العناصر الغذائية وتقليل التعرية والتبخر.

– مع ذلك، من المرجح أن يكون تأثير السماد على التربة يعتمد بشدة على تكوين السماد، والذي يعتمد على المواد الأولية وظروف التسميد والمدة. بالإضافة إلى ذلك، أشارت بعض الدراسات إلى أن تأثيرات إضافة الكومبوست على التربة والمغذيات النباتية يمكن تعديلها حسب نوع التربة. ومن ثم، فإن التفاعلات بين نوع السماد، وخصائص التربة ضرورية لتوصيف جيد.

-علاوة على ذلك ، فإن السماد العضوي يفرغ المغذيات ببطء شديد إلى النباتات ولا تمتص هذه العناصر الغذائية مباشرة من قبل النباتات. لذلك، لا تستطيع النباتات الوصول إلى الكمية المطلوبة من العناصر الغذائية في فترة تكوين الغلة الحرجة. ومن ثم، فإن النهج المتكامل، والجمع بين استخدام السماد العضوى مع استخدام الأسمدة غير العضوية هو استراتيجية جيدة لزيادة إنتاجية المحاصيل. سيؤدي ذلك إلى تقليل تكلفة الأسمدة غير العضوية وتحسين خصوبة التربة.

المراجع 

Agegnehu G, vanBeek C and Bird M (2014). Influence of integrated soil fertility management in wheat andtef productivity and soil chemical properties in the highland tropical environment. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 2014, 14

Amlinger F, Peyr S, Geszti J, Dreher P, Karlheinz W & Nortcliff S (2007). Beneficial effects of compost application on fertility and productivity of soils. Literature Study, Federal Ministry for Agriculture and Forestry, Envi. and Water Management, Austria.

Bouajila K and Sanaa M (2011). Effects of organic amendments on soil physico-chemical and biological properties. J. Mater. Environ. Sci. 2 (S1) (2011) 485-490.

Brown S and Cotton M (2011). Changes in Soil Properties and Carbon Content Following Compost Application: Results of On-farm Sampling. Compost Science and Utilization, (2011), Vol. 19, No. 1, 88-97.

Daniel F and Bruno G (2012). Synergisms between Compost and Biochar for Sustainable Soil Amelioration, Management of Organic Waste, Dr. Sunil Kumar (Ed.), ISBN: 978-953-307-925-7.

Gamal Abdel-Rahman (2009). Impacts of Compost on Soil Properties and Crop Productivity in the Sahel North Burkina Faso. American- Eurasian J. Agric. and Envi. Sci, 6(2): 220 -226.

Gete Z, Getachew A, Dejene A and Shahid R ( 2010). A Report on Fertilizer and Soil Fertility Potential in Ethiopia: Constraints and opportunities for enhancing the system.

 IFPRI. Kluge R (2006). Key benefits of compost use for the soil-plant system. In: Ecologically Sound Use of Biowaste in the EU; Brussels, 31 May – 1 June 2006

 Laila K M Ali (2011). Significance of Applied Cellulose Polymer and Organic Manure for Ameliorating Hydro-physico-chemical Properties of Sandy Soil and Maize Yield. Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 5(6): 23-35.

 Liu B, Gumpertz M L, Hu S & Ristaino J B (2007). Long-term effects of organic and synthetic soil fertility amendments on soil microbial communities and the development of southern blight. Soil Biology and Biochemistry 39, 2302-2316.

Mohammad H G, Denney M J and Iyekar C (2004). Use f Composted Organic Wastes as Alternative to Synthetic Fertilizers for Enhancing Crop Productivity and Agricultural Sustainability on the Tropical Island of Guam. 13th International Soil Conservation Organization Conference – Brisbane, July 2004.

 Noah A, Olufunke C, K G Ofosu-Budu, J Ofosu-Animc, K B Laryea and Dionys F (2010). Effect of N-enriched co-compost on transpiration efficiency and water-use efficiency of maize (Zea mays L.) under controlled irrigation. Agricultural Water Management 97 (2010) 995–1005.

Seran T H, Srikrishnah S and Ahamed M M Z (2010). Effect of different levels of inorganic fertilizers and compost as basal application on the growth and yield of onion (Allium cepa L.). The Journal of Agricultural Sciences, 2010, vol. 5, no 2: 64-70.

 Soheil R, Hossien M H, Gholamreza S, Leila H, Mozhdeh J and Hassan E (2012). Effects of Composted municipal waste and its Leachate on Some Soil Chemical Properties and Corn Plant Responses. Int. Journal of Agriculture: Research and Review. Vol., 2 (6), 801-814.

Strauss P (2003). Runoff, Soil erosion and related physical properties after 7 years of compost application. In: Amlinger F, Nortcliff S, Weinfurtner K, Dreher P (2003c).

Tayebeh A, Abass A and Seyed A K (2010). Effect of organic and inorganic fertilizers on grain yield and protein banding pattern of wheat. Australian Journal of Crop Science (AJCS) 4(6):384-389. Zemanek P (2011).