هندسة زراعية: المادة العضوية

المادة العضوية هي المركبات المعتمدة على الكربون الموجود داخل البيئات الطبيعية ، ويمكن أيضًا تصنيع الجزيئات العضوية عن طريق التفاعلات الكيميائية ، ويتم إنشاء الهياكل الأساسية من السليلوز ، التانين ،كوتين ، ولجنين ، إلى جانب البروتينات المختلفة الأخرى ، والدهون ، والكربوهيدرات ، تعتبر المادة العضوية مهمة جدًا في حركة العناصر الغذائية في البيئة وتلعب دورًا في احتباس الماء على سطح الكوكب.

تعريف المادة العضوية

تشتمل المادة العضوية في التربة على جميع كائنات التربة الحية وجميع بقايا الكائنات الحية السابقة بدرجات مختلفة من التحلل ، يمكن أن تكون الكائنات الحية حيوانات أو نباتات أو كائنات دقيقة ، ويمكن أن تتراوح في الحجم من الحيوانات الصغيرة إلى بكتيريا الخلية الواحدة التي يبلغ طولها بضعة ميكرون فقط.
يمكن اعتبار المواد العضوية غير الحية موجودة في أربعة تجمعات متميزة:

مادة عضوية مذابة في ماء التربة.
جسيمات المادة العضوية تتراوح بين إضافتها مؤخرا النبات والحيوان الحطام على مواد متحللة جزئيا أقل من 50 ميكرون في الحجم ، ولكن مع كل بنية خلية التعرف ، يمكن أن تتكون المادة العضوية من الجسيمات من نسبة قليلة تصل إلى 25٪ من إجمالي المادة العضوية في التربة.
يحتوي الدبال على جزيئات عضوية ذات بنية محددة مثل البروتينات والسليلوز ، وجزيئات لا تحتوي على بنية محددة أحماض الدبال والفولفيك والهيومين ولكن لها مناطق تفاعلية تسمح للجزيء بالارتباط مع مكونات التربة المعدنية والعضوية الأخرى ، هذه الجزيئات متوسطة إلى كبيرة الحجم الأوزان الجزيئية من 20000 إلى 100000) ، يمثل الدبال عادة أكبر تجمع من المواد العضوية في التربة ، حيث يضم أكثر من 50٪ من الإجمالي
مادة عضوية خاملة أو فحم مشتق من حرق النباتات ، يمكن أن تصل إلى 10٪ من إجمالي المواد العضوية في التربة.

عند إضافة حطام النبات والحيوان إلى التربة ، يتم تفتيته بواسطة الكائنات الحية الدقيقة والكبيرة ، في البداية إلى الجسيمات العضوية وأخيرًا إلى الدبال ، يمكن أن تختلف المواد الخام بشكل كبير في مقاومتها للانهيار ، المواد العضوية الخشبية مثل اللجنين مقاومة للغاية ، في حين يتم استخدام المركبات الأكثر بساطة مثل السكريات بسهولة ،على طول الطريق ، يزيد عدد الميكروبات في هذه العملية يقومون بتجميع مركباتهم الخاصة التي تضيف إلى التنوع في المقابل ، تموت هذه الكائنات الحية ويستهلكها الآخرون.

أهمية المادة العضوية للتربة

تعمل المواد العضوية المضافة إلى التربة على تحسين بنيتها من الرمال الرملية إلى الطين الثقيل ، يجعل التربة الرملية أكثر قدرة على الاحتفاظ بالرطوبة بحيث يكون هناك ما يكفي من الوقت للاستفادة منها ، كما أنه يحسن تصريف المياه في التربة الطينية الثقيلة .
تعمل على تغذية الكائنات الحية الدقيقة والحشرات التي تشكل النظام البيئي المتوازن للتربة ، إنه يخلق بيئة جيدة لجميع ميكروبات التربة والكائنات الحية التي تعمل مع وتعزز صحة النبات ونموه ، وكلما زادت الكائنات الدقيقة المفيدة التي يمكن أن تدعمها التربة ، قل عدد الكائنات الحية السيئة ، ذلك لأن الميكروبات النافعة يتغذون على الميكروبات الضارة ، مثل الديدان الخيطية وبعض الأمراض التي تولدها التربة، كما تطلق الكائنات الحية الدقيقة المفيدة المغذيات في التربة عندما تموت وتتحلل ، لذا فكلما زادت الكائنات الحية الدقيقة فائدة في التربة ، زادت العناصر الغذائية الموجودة في التربة.
تحتوي المواد العضوية على أحماض يمكن أن تجعل جذور النباتات أكثر نفاذية ، مما يحسن امتصاصها للماء والمغذيات ، ويمكن أن يذيب المعادن داخل التربة ، مما يجعلها متاحة لجذور النباتات ، توفر العديد من التعديلات العضوية أيضًا بعض العناصر الغذائية الإضافية للتربة ، على الرغم من أن المادة العضوية لا تعتبر سمادًا.
تعمل المواد العضوية على تحسين جودة تربة حديقتك وتساعد في الحفاظ على توازنها مع الطبيعة.

قياس المواد العضوية في التربة

الطريقة الأكثر شيوعًا لقياس المواد العضوية في التربة في الاستخدام الحالي قياس كمية الكربون في التربة ، يتم ذلك عن طريق أكسدة الكربون وقياس إما كمية أكسدة المستخدمة الأكسدة الرطبة، وعادة ما تستخدم ثاني كرومات أو CO 2 المنبعث في عملية الاحتراق مع كشف محددة.

تشير الدراسات الحديثة بشكل عام إلى النتائج على أنها كربون عضوي للتربة ، عادةً ما يقوم أولئك الذين يبلغون عن المواد العضوية في التربة بقياس الكربون وتحويله إلى مادة عضوية عن طريق الضرب في 1.72 ومع ذلك ، فإن عامل التحويل هذا ليس هو نفسه بالنسبة لجميع أنواع التربة ، وأكثر دقة للإبلاغ عن كربون التربة بدلاً من المواد العضوية.

كمية المواد العضوية في التربة

تعتمد كمية الكربون (قياس المواد العضوية) في التربة على مجموعة من العوامل ، وتعكس التوازن بين التراكم والانهيار العوامل الرئيسية هي:

المناخ بالنسبة للتربة المماثلة الخاضعة لإدارة مماثلة ، يكون الكربون أكبر في مناطق ارتفاع هطول الأمطار ، وأقل في مناطق ارتفاع درجة الحرارة.
معدل التحلل الزوجي لكل 8 أو 9 س C الزيادة في متوسط درجات الحرارة السنوية ، يبلغ متوسط درجة الحرارة السنوية للمناطق الزراعية في تسمانيا 11-13 درجة مئوية.
نوع التربة يساعد الطين في حماية المواد العضوية من الانهيار إما عن طريق ربط المواد العضوية بقوة أو عن طريق تشكيل حاجز مادي يحد من الوصول الميكروبي ، تميل التربة الطينية في نفس المنطقة تحت إدارة مماثلة إلى الاحتفاظ بالكربون أكثر من التربة الرملية ، ومن ثم فإن الكربوهيدرات الرملية في المناطق الوسطى الشمالية تحتوي على نسبة أقل من الكربون من الفيروزول الطيني في الشمال الغربي بغض النظر عن الرعاية.
كلما زاد الإنتاج النباتي ، زادت مدخلات الكربون أيضا ، كلما كان هذا الغطاء النباتي أكثر خشبية تكون النسبة أكبر وكلما كان انهياره أبطأ لذلك ، يمكن لنظام المحاصيل أن يؤثر بشدة على تركيزات الكربون.
تحتوي التربة في أسفل المنحدرات بشكل عام على نسبة كربون أعلى لأن هذه المناطق تكون رطبة بشكل عام وتحتوي على محتويات طينية أعلى ، المناطق ذات التصريف السيئ لديها معدلات أبطأ بكثير من انحلال الكربون.
يؤدي الحرث إلى زيادة تكسير الكربون ومع ذلك ، فإن تأثير الحراثة يفوقه بشكل عام تأثير الرعاية على كمية الكربون المزروع والعائد إلى التربة ، الاستثناء من ذلك هو أن الحرث يؤدي إلى زيادة التآكل.

أمثلة على المواد العضوية

السماد الحيواني: البراز والبول والفراش من المزارع والإسطبلات التي قد تكون متعفنة أو غير فاسدة.

رقائق اللحاء: اللحاء المفروم والنفايات الخشبية الأخرى غير القابلة للسماد يمكن أن تستنفد النيتروجين في التربة لذا من الأفضل استخدامها كغطاء على سطح التربة.
حبوب القهوة : توفر مستويات منخفضة من العناصر الغذائية ويمكن استخدامها إما بكميات صغيرة حول النباتات أو تسميدها قبل إضافتها إلى الحديقة.
الأوراق المتساقطة: يمكن أن تستنفد النيتروجين في التربة إذا تم استخدامها بدون سماد ، إما بمفردها كقالب أو في سماد الحدائق.
نفايات المطبخ: متاحة على نطاق واسع ولكن من الأفضل تسميدها قبل الاستخدام.
جز العشب: متاحة على نطاق واسع ولكن من الأفضل تسميدها بمواد غنية بالكربون مثل القش قبل الاستخدام.
أوراق النبات : الأوراق المتساقطة المتعفنة من تلقاء نفسها دون أي إضافات أخرى.
روث الدجاج : يمكن تطبيق كميات محدودة فقط بسبب ثرائها بالمواد الغذائية ، الأكثر قيمة كمنشط للسماد أو بديل للأسمدة.

جدول ( 1 ) متوسط كمية المخلفات للمحاصيل على اساس الوزن الجاف (الف طن)