پنج مزیت مواد ارگانیک خاک

مواد ارگانیک در تولید محصول باکیفیت و همچنین سلامت خاک نقش مهمی ایفا می‌کنند. ساخت و حفظ خاک کشاورزی سالم، یعنی خاکی که دارای مواد ارگانیک بیشتری باشد، می‌تواند به فراهم‌سازی یک پایه‌ی قوی‌تر برای خاک کمک کند تا درنتیجه محصولی با کیفیت بالا و مقاوم به تنش‌های محیطی تولید شود. سطوح بالای مواد ارگانیک خاک اغلب به سیستم‌های تحمل‌پذیر تبدیل می‌شوند و درنهایت محصولاتی مقاوم تولید می‌شود که در بلندمدت دارای بازدهی بسیار بالا هستند. بررسی خاک‌های مختلف با مواد ارگانیک متنوع نشان داد که وجود ماده‌ی ارگانیک با کیفیت محصول رابطه دارد. مشخص شده است که خاک‌های بارور اغلب دارای 3 تا 3.5% ماده‌ی ارگانیک هستند و خاک‌های حاوی 3.75% ماده‌ی ارگانیک بیشترین میزان حاصلخیزی را دارند (شکل 1).

شکل 1. رابطه‌ی بین خاک سطحی ماده‌ی ارگانیک و محصول دانه‌های ذرت

ماده‌ی ارگانیک چیست؟

ماده‌ی ارگانیک بخشی از خاک است که برحسب وزن شامل قسمت‌های زیر است:

حدود 5% ارگانیسم‌های زنده، 10% بقایای محصول، 33 تا 50% مواد ارگانیک تجزیه شده(بخش فعال) و 33 تا 50% ماده‌ی ارگانیک پایدار (گیاخاک). همانطور که بخش فعال ماده‌ی ارگانیک تجزیه می‌شود جرم و شکل خاک را به آسانی تغییر می‌دهد. بنابراین خاک ناپایدار است و حاصلخیزی آن تحت تأثیر مدیریت صحیح عملیاتی همچون خاکورزی، پوشش گیاهی و کشت تناوبی است. ازطرف دیگر گیاخاک ماده‌ای ارگانیک است که توسط میکروارگانیسم‌ها به موادی پایدار تجزیه می‌شود. گیاخاک به‌عنوان مخزنی از مواد مغذی، حاصلخیزی خاک را بهبود می‌بخشد و ظرفیت نگهداری آب (توسط خاک) را افزایش می‌دهد. همچنین گیاخاک موجب بهبود ساختار خاک و بهبود شکنندگی آن می‌شود و برای ارگانیسم‌های زنده‌ی خاک یک منبع انرژی فراهم می‌کند.

مزایای مواد ارگانیک

افزایش میزان مواد ارگانیک خاک موجب بهبود عملکردهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک می‌شود. در ادامه بطور خلاصه برخی مزایای ماده‌ی ارگانیک را در پنج قسمت بررسی می‌کنیم:

۱- عملکرد بیولوژیکی

ماده‌ی ارگانیک مزایای زیادی دارد که از جمله مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به افزایش تنوع و فعالیت بیولوژیکی خاک اشاره کرد. با افزایش ماده‌ی ارگانیک فعالیت میکروبی خاک نیز افزایش می‌یابد. ماده‌ی ارگانیک متشکل از 58% کربن است و کربن ماده‌ای است که برای فعالیت میکروبی با سایر مواد مغذی ترکیب می‌شود و وجود آن برای این فعالیت‌ها لازم است. مواد دفعی میکروارگانیسم‌ها به‌عنوان عامل اتصال ذرات خاک به یکدیگر عمل می‌کنند. درنتیجه پایداری تراکمی، تصفیه‌ی آب و ظرفیت نگهداری آب افزایش می‌یابد.

۲- ذخیره‌ی مواد مغذی

ماده‌ی ارگانیک منبعی ارزشمند از مواد مغذی برای گیاهان و ارگانیسم‌های زنده است. با افزایش دما در فصل بهار و تابستان فعالیت میکروارگانیسم‌ها در هوای گرم افزایش می‌یابد و میزان بیشتری از مواد مغذی از شکل ارگانیک به اشکال غیرارگانیک تبدیل می‌شوند و در دسترس گیاهان قرار می‌گیرند. سالانه در هر آکر (معادل 4047 متر مربع) زمین زراعی، برای هر درصد ماده‌ی ارگانیک بالای 15 سانتی‌متری خاک با بافت متوسط (خاک لوم و سیلت) 20-10 پوند نیتروژن، 2-1 پوند فسفر و 0.8-0.4 پوند سولفور آزاد می‌شود. علاوه بر این، ذرات ماده‌ی ارگانیک دارای بارهای منفی (ظرفیت تبادل کاتیونی CEC) هستند و یون‌های مثبت مانند کلسیم، پتاسیم، منیزیم و آمونیوم-نیتروژن را جذب می‌کنند.

۳- ساختار خاک

ماده‌ی ارگانیک موجب اتصال ذرات خاک به یکدیگر می‌شود و تراکم خاک تثبیت شده و ساختار خاک بهتر می‌شود. با افزایش کیفیت ساختار خاک، تصفیه‌ی آب (ازطریق خاک) افزایش می‌یابد و همانطور که عوامل بالقوه برای پوسته شدن سطحی خاک کاهش می‌یابد توانایی خاک برای جذب و حفظ آب افزایش می‌یابد.

۴- ظرفیت نگهداری آب

خاک‌های دارای مقادیر بالای ماده‌ی ارگانیک می‌توانند میزان بیشتری از آب موجود در خاک را تصفیه کنند و گنجایش زیادی برای نگهداشتن آب دارند. ماده‌ی ارگانیک مانند اسفنج عمل می‌کند و توانایی جذب و نگهداری آب تا 90% وزن خود را دارد. یکی از مزایای عالی ماده‌ی ارگانیک در رابطه با ظرفیت نگهداری آب این است که ماده‌ی ارگانیک مقادیر زیادی از آب جذب‎شده را آزاد می‌کند. در شکل 2 سه نوع خاک متفاوت می‌بینید که در آن‌ها افزایش ماده‌ی ارگانیک موجب افزایش جذب آبِ در دسترس گیاه می‌شود. افزایش یک درصدی ماده‌ی ارگانیکِ خاک سطحی موجب کاهش چگالی توده‌ای خاک و افزایش ظرفیت آب در دسترس تا حدود 0.75-0.5 سانتیمتر می‌شود. این میزان می‌تواند بسیار ارزشمند باشد و به گیاه کمک می‌کند تا در طول دوره‌های کمبود رطوبت، آب موردنیاز خود را مدیریت کند.

شکل 2. رابطه‌ی بین ماده‌ی ارگانیک (درصد) و ظرفیت آب در دسترس (اینچ) در ارتفاع 15 سانتی‌متری سه نوع خاک متفاوت

۵- کنترل فرسایش

یکی از نتایج حاصل از کاربرد خاک حاوی ماده‌ی ارگانیک افزایش پایداری تراکمی خاک است که می‌تواند میزان تصفیه‌ی آب را به میزان زیادی افزایش دهد و منجر به کاهش فرسایش خاک، آب و مواد مغذی ‌شود. داده‌های مورداستفاده در معادله‌ی جهانی فرسایش خاک نشان می‌دهد که افزایش ماده‌ی ارگانیک خاک از یک درصد به سه درصد می‌تواند فرسایش خاک را 20 تا 33% کاهش دهد که این امر بدلیل افزایش تصفیه‌ی آب و تشکیل خاکدانه‌ی پایدار است.

شیوه‌های مدیریتی برای افزایش ماده‌ی ارگانیک خاک

عوامل متعددی همچون اقلیم، نوع خاک، محصول رشدکرده و روش‌های خاص مدیریتی می‌توانند میزان ماده‌ی ارگانیک خاک را بصورت منطقه‌ای یا در زمین‌های خاص تحت تأثیر قرار دهند. بنابراین، هنگام اجرای روش‌هایی برای افزایش ماده‌ی ارگانیک خاک باید شرایط محلی به‌عنوان معیارهای سنجش بکار گرفته شوند.

در خاک‌های چمنزار و مرغزار که دارای میزان بیشتری ماده‌ی ارگانیک هستند سالانه بقایای گیاهی و جانوری به خاک اضافه می‌شود ولی، در مورد خاک جنگل‌ها مدت زمان بیشتری طول می‌کشد تا مواد و بقایای جنگل تجزیه شده و به خاک بازگردند. به همین دلیل میزان ماده‌ی ارگانیک خاک جنگل کمتر است. تشکیل خاک حاوی ماده‌ی ارگانیک فرایندی آهسته است و این فرایند سال‌ها یا دهه‌ها طول می‌کشد. زیرا تشکیل خاک نیازمند افزوده‌شدن زیست‌توده‌های گیاهی ضروری و همچنین حفاظت در برابر فرسایش است. فهرستی که در ادامه می‌آید شامل استراتژی‌های مدیریتی لازم برای تشکیل و حفظ خاک دارای ماده‌ی ارگانیک است. این استراتژی‌ها شامل سه بخش است:

1. به حداقل رساندن خاکورزی یا اتخاذ عدم خاکورزی: این استراتژی موجب کندشدن روند تجزیه‌ی بقایای آلی خاک می‌شود و خاک در معرض فرسایش کمتری قرار می‌گیرد.
2. افزودن بقایای محصول شامل افزودن پوشش گیاهی، مواد ارگانیک (مانند بقایا و کودهای کشاورزی و ...)، افزایش زیست‌توده یا کشت تناوبی: بقایای محصول برداشت‌شده نقش محافظ را بازی می‌کند و از خاک دربرابر برخورد قطرات باران و فرسایش محافظت می‌کند و موجب بازگشت کربن به خاک می‌شود.
3. آزمایش خاک و استفاده از مواد مغذی پیشرفته: شناسایی و تصحیح عوامل محدودکننده‌ی بازدهی محصول برای رشد و پرورش محصولاتی که می‌توانند به خاک بازگردند. افزودن بقایای گیاهی که به ساخت یا حفظ مواد ارگانیک کمک می‌کند و شامل محصولات ابتکاری و جدید مانند کود وطن بیو (Vatan BIO) است. این کود که حاوی مواد ارگانیک و سایر مواد مغذی ضروری و بالقوه محدودکننده است می‌تواند سیستم‌های مقاوم برای کشت و سیستم‌هایی حاصلخیز ایجاد کند.