ما هي المادة العضوية
تعتمد المادة العضوية على الكربون الموجود في البيئات الطبيعية، ويمكن صنع الجزيئات العضوية أيضا عن طريق التفاعلات الكيميائية، ويتم إنشاء الهياكل الأساسية من السليلوز والتانين والكوتين والليجنين، بالإضافة إلى البروتينات والدهون والكربوهيدرات المختلفة، وتلعب المادة العضوية دورا مهما في حركة العناصر الغذائية في البيئة وفي 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.
- تتراوح جسيمات المادة العضوية التي يتم إضافتها مؤخرًا إلى التربة، مثل حطام النباتات والحيوانات، والمواد المتحللة جزئيًا، بحجم أقل من 50 ميكرون، ولكن مع تنوع بنيات الخلايا، قد تتكون المادة العضوية من جسيمات تشكل 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
- يمكن أن يصل حجم المادة العضوية الخاملة أو الفحم المشتق من حرق النباتات إلى 10٪ من إجمالي المواد العضوية في التربة.
عندما يتم إضافة أنقاض النباتات والحيوانات إلى التربة، يتم تفتيتها بواسطة الكائنات الحية الدقيقة والكبيرة، وفي البداية تتحول إلى جزيئات عضوية وأخيرا إلى الدبال، ويمكن أن تختلف المواد الخام بشكل كبير في مقاومتها للتحلل، فمواد الخشب العضوية مثل اللجنين مقاومة للغاية، بينما يتم هضم المركبات الأكثر بساطة مثل السكريات بسهولة. وعلى طول هذه العملية، يزداد عدد الميكروبات التي تراكم مركباتها الخاصة وتزيد من التنوع، وعندما تموت هذه الكائنات الحية، يستهلكها الكائنات الحية الأخرى.
أهمية المادة العضوية للتربة
- تعمل المواد العضوية المضافة إلى التربة على تحسين بنيتها، حيث تحول التربة الرملية من النوع الرملي إلى التربة الطينية الثقيلة، مما يزيد من قدرتها على الاحتفاظ بالرطوبة ويمنح النباتات الوقت الكافي للاستفادة منها. كما أنه يحسن تصريف المياه في التربة الطينية الثقيلة .
- تعمل هذه الكائنات الحية الدقيقة على تغذية التربة والحشرات التي تشكل النظام البيئي المتوازن للتربة، وتخلق 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 الضارة، وذلك لأن الميكروبات النافعة تتغذى على الميكروبات الضارة، مثل الديدان الخيطية وبعض الأمراض التي تولدها التربة، كما تطلق الكائنات الحية الدقيقة المفيدة المغذيات في التربة عندما تموت وتتحلل، لذا كلما 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.
- تساعد المواد العضوية على تحسين جودة تربة الحديقة والحفاظ على توازنها مع الطبيعة.
قياس المواد العضوية في التربة
تستخدم الطريقة الأكثر شيوعًا لقياس المواد العضوية في التربة حاليًا هي قياس كمية الكربون في التربة، ويتم ذلك عن طريق أكسدة الكربون وقياس كمية الأكسجين المستخدمة في الأكسدة الرطبة، وعادةً ما تستخدم ثاني كرومات أو ثاني أكسيد الكربون الناتج في عملية الاحتراق مع الكشف المحدد.
تشير الدراسات الأخيرة عموما إلى نتائج تفيد بوجود كربون عضوي في التربة، حيث يتم قياس المواد العضوية في التربة عن طريق تحويل الكربون باستخدام معامل التحويل البالغ 1.72. ومع ذلك، يختلف هذا المعامل من نوع تربة إلى آخر، لذلك يفضل الإبلاغ عن كمية كربون التربة بدلا من المواد العضوية بدقة أكبر
كمية المواد العضوية في التربة
تعتمد كمية الكربون الموجودة في التربة، والتي تعد مقياسًا للمواد العضوية، على مجموعة من العوامل، وتعكس التوازن بين التراكم والانهيار. وتشمل العوامل الرئيسية التي تؤثر على هذا التوازن:
- في التربة المماثلة التي تخضع لإدارة مماثلة، يكون محتوى الكربون أكبر في المناطق التي تتعرض لارتفاع في هطول الأمطار وأقل في المناطق التي تشهد ارتفاعا في درجات الحرارة
- تتراوح معدلات التحلل الزوجي في تسمانيا بين 8-9 سليزيوس لكل زيادة درجات الحرارة السنوية، ويبلغ متوسط درجات الحرارة السنوية في المناطق الزراعية في تسمانيا 11-13 درجة مئوية.
- تساعد التربة الطينية على حماية المواد العضوية من التدهور سواء عن طريق ربط المواد العضوية بشكل قوي أو بتشكيل حاجز مادي يقيد الوصول الميكروبي. تميل التربة الطينية في نفس المنطقة تحت إدارة مشابهة إلى الاحتفاظ بنسبة أعلى من الكربون مقارنة بالتربة الرملية. وبالتالي، تحتوي التربة الطينية في المناطق الوسطى الشمالية على نسبة أقل من الكربون من التربة الطينية في الشمال الغربي بغض النظر عن العناية بها.
- كلما زاد الإنتاج النباتي، زادت مدخلات الكربون أيضًا. وكلما كان هذا الغطاء النباتي أكثر خشبية، كانت النسبة أكبر، وكلما كان انهياره أبطأ، ولذلك، يمكن أن يؤثر النظام الزراعي بشدة على تركيزات الكربون.
- تحتوي التربة في أسفل المنحدرات بشكل عام على نسبة أعلى من الكربون، وذلك لأن هذه المناطق تكون رطبة بشكل عام وتحتوي على محتويات طينية أعلى، في حين أن المناطق التي لديها تصريف سيئ يكون لديها معدلات أبطأ في تحلل الكربون.
- يؤدي الحراثة إلى زيادة تكسير الكربون، ولكن يتفوق تأثير الرعاية بشكل عام على تأثير الحراثة على كمية الكربون المزروع والعائد إلى التربة، باستثناء زيادة التآكل الناتجة عن الحراثة.
أمثلة على المواد العضوية
السماد الحيواني: يمكن أن يأتي البراز والبول والفراش من المزارع والإسطبلات المتعفنة أو غير الفاسدة
رقائق اللحاء: يمكن استخدام اللحاء المفروم والنفايات الخشبية الأخرى غير القابلة للسماد كغطاء على سطح التربة بدلاً من استخدامها كسماد، حيث يؤدي استخدامها كسماد إلى استنزاف النيتروجين في التربة.
حبوب القهوة : توفر كميات صغيرة من العناصر الغذائية ويمكن استخدامها حول النباتات أو تسميدها قبل إضافتها إلى الحديقة
الأوراق المتساقطة: يمكن أن يتم استنزاف النيتروجين في التربة إذا تم استخدامها بدون إضافة السماد، إما بمفردها كمادة أساسية أو كجزء من سماد الحدائق.
نفايات المطبخ: هذه المواد متاحة على نطاق واسع، ولكن الأفضل تسميدها قبل الاستخدام.
جز العشب: تتوفر بشكل واسع ومن الأفضل تسميدها باستخدام مواد غنية بالكربون مثل القش قبل استخدامها.
أوراق النبات : تتساقط الأوراق المتعفنة من تلقاء نفسها دون أي إضافات أخرى
روث الدجاج : بسبب غناها بالعناصر الغذائية، يمكن تطبيق كميات محدودة فقط من هذا المنتج كمنشط للسماد أو كبديل للأسمدة.