ماده آلی چه نقشی در بهبود کشاورزی دارد؟

در مزارع منابع اصلی مواد آلی بستر گیاهی (ریشه گیاه، کلش، برگ، مالچ) و کود حیوانی است. کرم های خاکی و میکروارگانیسم ها این مواد را تجزیه می کنند. فرآیند تجزیه مواد مغذی را آزاد می کند که می تواند توسط ریشه گیاه جذب شود.

مواد آلی چیست؟

مواد آلی از رشد و مرگ موجودات به دست می‌آید. مواد آلی خاک عبارتند از:

اجزای زنده خاک (ریشه ها، میکروارگانیسم ها، حیوانات و گیاهان)؛ ترشحات موجودات زنده؛ و مواد مرده، پوسیده و بسیار تجزیه شده. مواد آلی از سلولز، تانن، کوتین و لیگنین و پروتئین‌ها، لیپیدها و قندهای مختلف ساخته می‌شوند. همه اینها بر اساس زنجیره‌ای از مولکول‌های کربن است که به این معنی است که اندازه‌گیری کربن آلی خاک می‌تواند اندازه‌گیری غیرمستقیم ماده آلی خاک را نشان دهد. مواد آلی تجزیه شده دارای رنگ سیاه یا قهوه ای تیره بوده و باعث تیره شدن رنگ خاک می‌شود.

5 درصد موجودات زنده

10 درصد بقایای محصول

33-50٪ مواد آلی در حال تجزیه (کسر فعال)

33-50٪ مواد آلی پایدار (هوموس)

کسر فعال ماده آلی به آسانی جرم و شکل خود را در هنگام تجزیه تغییر می‌دهد. بنابراین، در خاک ناپایدار است و بیشتر تحت تأثیر اقدامات مدیریتی مانند خاک ورزی، محصولات پوششی و تناوب زراعی قرار می‌گیرد. گردش سریع بخش فعال می تواند به آزادسازی مواد مغذی برای محصولات کمک کند. از طرف دیگر هوموس ماده آلی است که توسط میکروارگانیسم ها به حالت تجزیه مقاوم تبدیل شده است. هوموس با عمل به عنوان یک مخزن برای مواد مغذی، افزایش ظرفیت نگهداری آب در خاک، بهبود ساختار و شکنندگی خاک و فراهم کردن منبع انرژی برای موجودات زنده خاک، حاصلخیزی خاک را بهبود می بخشد.

مواد آلی چه فوایدی دارد؟

افزایش سطح مواد آلی باعث بهبود عملکرد فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک میشود. فواید مواد آلی در پنج عملکرد زیر خلاصه می‌شود:

1. عملکرد بیولوژیکی

فواید زیادی برای مواد آلی وجود دارد که بیشتر آنها با افزایش تنوع بیولوژیکی و فعالیت در خاک آغاز می‌شود. با افزایش مواد آلی، فعالیت میکروبی تمایل به افزایش دارد. ماده آلی از 58 درصد کربن تشکیل شده است که در ترکیب با سایر مواد مغذی برای فعالیت میکروبی مورد نیاز است. میکروارگانیسم ها ترکیباتی را دفع می‌کنند که همچنین به عنوان یک عامل اتصال دهنده برای ذرات خاک عمل می‌کنند که می‌تواند پایداری سنگدانه ها، نفوذ آب و ظرفیت نگهداری آب را افزایش دهد.

2. تامین مواد مغذی

مواد آلی یک منبع مغذی ارزشمند برای گیاهان و موجودات زنده است. از آنجایی که میکروارگانیسم‌ها در هوای گرم‌تر که عمدتاً در بهار و تابستان اتفاق می‌افتد، فعالیت خود را افزایش می‌دهند، مقادیر بیشتری از مواد مغذی از اشکال ارگانیک به آن‌هایی که غیرآلی و در دسترس گیاهی هستند چرخه می‌شوند. برای هر درصد مواد آلی در 6 اینچ بالای یک خاک با بافت متوسط ​​(خاک سیلت و لوم)، تقریباً 10-20 پوند. نیتروژن، 1-2 پوند. فسفر و 0.4-0.8 پوند. سالانه گوگرد در هر هکتار آزاد می‌شود. علاوه بر این، ذرات ماده آلی حاوی بارهای منفی (یعنی ظرفیت تبادل کاتیونی [CEC]) هستند که یون‌های دارای بار مثبت مانند کلسیم، پتاسیم، منیزیم و آمونیوم نیتروژن را جذب و نگه می‌دارند.

3. ساختار خاک

مواد آلی باعث اتصال ذرات خاک و تشکیل خاکدانه های پایدار می‌شود که ساختار خاک را بهبود می‌بخشد. با ساختار بهتر خاک، نفوذ آب از طریق خاک باعث افزایش و بهبود توانایی خاک برای جذب و نگهداری آب و همچنین کاهش پتانسیل برای پوسته شدن سطحی خاک می‌شود.

4. ظرفیت نگهداری آب

خاک هایی با مواد آلی بالاتر می توانند نفوذ کرده و آب را با ظرفیت های بیشتری ذخیره کنند. ماده آلی رفتاری شبیه به اسفنج دارد و توانایی جذب و نگهداری 90 درصد وزن خود را در آب دارد. مزیت بزرگ ظرفیت نگهداری آب در مواد آلی این است که بیشتر آبی را که جذب می‌کند آزاد می‌کند.

افزایش 1% ماده آلی در خاک سطحی، چگالی ظاهری را کاهش می‌دهد و ظرفیت آب موجود را تقریباً 0.2-0.3 اینچ افزایش می دهد، که می‌تواند برای کمک به گیاهان برای مدیریت آب در دوره های کمبود رطوبت بسیار ارزشمند باشد.

5. کنترل فرسایش

پایداری بیشتر سنگدانه ها اغلب نتیجه خاک هایی با مواد آلی بیشتر است که می‌تواند نرخ نفوذ آب را افزایش داده و منجر به کاهش پتانسیل آب، خاک و مواد مغذی برای فرسایش شود. داده های مورد استفاده در معادله جهانی تلفات خاک نشان می‌دهد که افزایش ماده آلی خاک از 1 به 3 درصد می‌تواند فرسایش را 20 تا 33 درصد کاهش دهد زیرا نفوذ آب افزایش یافته و تشکیل خاکدانه های پایدار خاک است.

شیوه های مدیریت برای افزایش مواد آلی خاک

عوامل متعددی مانند آب و هوا، نوع خاک، محصول کشت شده و شیوه های مدیریتی خاص هر کدام می‌توانند بر میزان ماده آلی خاک در منطقه یا در مزارع خاص تأثیر بگذارند. بنابراین، شرایط محلی باید به عنوان معیار برای مقایسه در هنگام اجرای اقدامات برای افزایش ماده آلی خاک استفاده شود.

خاک‌هایی که مواد آلی بیشتری دارند، مانند خاک‌هایی که در اصل در دشت‌ها توسعه یافته بودند، سالانه بقایای آن را به خاک منتقل می‌کردند، در حالی که خاک‌های جنگلی با مواد آلی پایین‌تر طول می‌کشید تا مواد چوبی را به خاک برگردانند. ساختن مواد آلی خاک یک فرآیند آهسته است که سال ها یا دهه ها طول می‌کشد زیرا نیاز به افزودن زیست توده قابل توجه گیاه و محافظت در برابر تلفات در طول زمان دارد.

سه استراتژی مدیریت برای ساخت و نگهداری مواد آلی خاک عبارتند از:

خاک ورزی را به حداقل برسانید یا بدون خاکورزی را انجام دهید: تجزیه بقایای آلی خاک را کند می‌کند و از خاک در برابر فرسایش محافظت بیشتری می‌کند.

بقایای محصول را با گنجاندن محصولات پوششی، مواد آلی (مانند بقایای کود دامی و غیره) یا رشد تناوب زراعی با زیست توده بالا/بازده اضافه کنید. بقایای گیاهی به محافظت از سطح خاک در برابر ضربه قطرات باران و فرسایش کمک می کند و کربن را به خاک باز می گرداند.

آزمایش خاک و اعمال تغذیه پیشرفته محصول: شناسایی و اصلاح عوامل محدودکننده عملکرد برای تشویق رشد بیشتر محصولاتی که می‌توانند به خاک برگردند. افزودن بقایای گیاهی که به ساخت یا حفظ مواد آلی کمک می‌کند و شامل سایر مواد مغذی ضروری گیاهی بالقوه محدود کننده می‌تواند سیستم های کشت مولدتر و پایدارتری ایجاد کند.