أهم فوائد الأسمدة الخضراء ومحاصيل التغطية في الزراعة العضوية

The Most Important Benefits of Cover Crops and Green Manures in Organic Agriculture

كما سبق أن هناك أنواع عديدة من الأسمدة الخضراء ومحاصيل التغطية يمكن استخدامها في الزراعة العضوية ولهذه المحاصيل فوائد عديدة، ويمكن تلخيص أهم هذه الفوائد في النقاط التالية:

* زيادة محتوي التربة من المادة العضوية وتحسين تركيبها البنائي

الفائدة العظمي من زراعة الأسمدة الخضراء هو إضافة المادة العضوية للتربة. وأثناء تحلل المادة العضوية بواسطة الكائنات الحية الدقيقة بالتربة فإنه تتكون مواد مقاومة للتحلل مثل: بعض المواد الصمغية والشمعية والراتينجية، وهذه المواد مع هيفات فطريات التربة والمواد المخاطية والرغوية التي تفرزها الكائنات الحية الدقيقة بالتربة تساعد على تماسك والتحام جزيئات التربة لتصبح كالحبيبات أو في كتل متجمعة. وهذه التربة الجيدة التكتل تكون سهلة الحرث، وجيدة التهوية، ومعدل ترشح الماء منها عالي بمعنى أنها جيدة الصرف.

وجدير بالذكر أن زيادة مستويات المادة العضوية بالتربة ومن ثم تحللها وفي النهاية زيادة نسب المواد الدبالية Humus بالتربة فإن ذلك يؤثر على نمو المحصول الرئيسي وعلى إنتاجيته حيث يؤثر ذلك على مدى توفر وامتصاص العناصر الغذائية. ومن المعروف أن المواد الدبالية تتكون أساسا من أحماض عضوية مثل: حامض الهيوميك Humic acid وحامض الفولفيك Fulvic acid والهيومين Humin حيث تمثل هذه المواد من 85 إلى 90% من الدبال في التربة.

أما خصائص المواد الدبالية في التربة فتتوقف على طبيعة المخلفات التي تضاف إلى التربة سواء كانت نباتية أو حيوانية التي تتحلل تحت ظروف مناسبة من الرطوبة والحرارة بواسطة الكائنات الحية الدقيقة بالتربة (البكتيريا والأكتينوميسيس والفطريات). وفي البداية تفقد المواد المضافة للتربة تماسكها وتنقص في الحجم حيث تتكون مواد وسطية ثم تتكون مواد جديدة وفي نهاية تحلل المواد المضافة تتكون مواد بسيطة مثل: ثاني أكسيد الكربون والماء والأكسجين وأيونات أخرى مثل: النترات والأمونيوم، وخلال عملية التحلل هذه تصبح المخلفات ذات لون بني وبعد وقت معين وتوفر رطوبة مناسبة يتكون سائل بني يحتوي على المواد الدبالية والأسمدة الخضراء مهمة من خلال الدورة الزراعية حيث إنها تعمل على سد النقص وتزويد التربة بالمادة العضوية التي فقدت أثناء الزراعات السنوية في الدورة الزراعية. وهنا ينبغي ألا تخل زراعة الأسمدة الخضراء بنظام الدورة الزراعية وألا تكلف زراعتها نفقات كثيرة. وجدير بالذكر أننا قد نحتاج إلى عدة سنوات لإعادة تكوين الطبقة العليا من التربة المشتملة على المواد الدبالية وذلك قبل حدوث تحول معنوي في مستوى المواد الدبالية في التربة وبالمقارنة فإن الأسمدة الخضراء التي تزرع سنوياً قد يكون لها تأثير غير ملموس أو غير معنوي على مستوى المواد الدبالية بالتربة وذلك يعود إلى عمليات حرث وزراعة التربة سنوياً، حيث إن المادة العضوية التي تزود بها التربة يتم تحللها سريعاً واستهلاكها أو خلطها واختفائها في طبقات التربة العميقة.

وعموماً لقد ذكر (1984) Schmid and Klay بأن ما يضيفه محصول السماد الأخضر للفدان من المادة العضوية للتربة يعادل ما يتم إضافته من المادة العضوية عند إضافة 9 - 13 طن من سماد المزرعة Farm yard manure للفدان أو عند إضافة 1.8 - 2.2 طن من المادة الجافة للفدان.

* تثبيت النيتروجين

يعتبر تثبيت النيتروجين عند زراعة المحاصيل البقولية من أهم فوائد أو هو مفتاح الفائدة من زراعة محاصيل التغطية والأسمدة الخضراء البقولية. ومن أساسيات الزراعة العضوية أن نقوم بزراعة أحد المحاصيل البقولية مرة واحدة على الأقل كل 5 سنوات، أي لكي يتم تغطية سطح المزرعة العضوية بالمحاصيل البقولية فإنه لابد من زراعة 20 % من مساحة المزرعة سنوياً بأحد المحاصيل البقولية.

وجدير بالذكر أن نسبة النيتروجين المتراكم بالتربة من زراعة محاصيل التغطية والأسمدة الخضراء البقولية يتراوح بين 40 إلى 200 وحدة نيتروجين للفدان وتعتمد كمية النيتروجين التي تنتجها المحاصيل البقولية على عدة عوامل، من أهمها:

نوع المحصول البقولي والكمية الكلية من المادة العضوية المنتجة، ونسبة النيتروجين في أنسجة النبات، بالإضافة إلى الظروف البيئية والزراعية التي تحد من نمو المحاصيل البقولية مثل: التأخر في الميعاد المناسب للزراعة والجفاف. أما العوامل التي تشجع على زيادة كمية النيتروجين المنتجة فهي: أن يكون المحصول البقولي جيد النمو والتربة مثالية من حيث احتوائها على مستوى جيد من العناصر الغذائية ومعدل pH مناسب ووجود عقد بكتيرية جيدة في المحصول البقولي مع توفر رطوبة مناسبة بالتربة.

وقد ذكر (2003) Sullivan أن كمية النيتروجين المضافة للتربة والمتوفرة للمحصول التالي (الرئيسي) بعد زراعة محصول السماد الأخضر البقولي تتراوح عادة بين 40 - 60 % من الكمية الكلية من النيتروجين بالمحصول البقولي، وكمثال على ذلك: أنه في حالة زراعة المحصول البقولي Hairy vetch فإنه سوف يتراكم حوالي 81.65 كجم نيتروجين بالنباتات بالفدان وذلك قبل حرث المحصول البقولي بالتربة، ثم بعد حرثه في التربة فإن ذلك سوف يسهم أو يوفر حوالي 49.90 كجم نيتروجين للفدان يمكن أن يستفيد منها المحصول الرئيسي الذي سيتم زراعته من الخضار أو الحبوب. ولقد ذكر (1980) .Rasmussen et al أن بعض المحاصيل البقولية التي تزرع في جنوب الولايات المتحدة كغطاء سنوي في الشتاء تنتج ما يقرب من 2.2 طن للفدان الواحد سنوياً من مخلفات المحاصيل (من المادة (الجافة وهي تعتبر كافية للحفاظ على المواد العضوية في التربة عند مستويات ثابتة في التربة التي تزرع بشكل مستمر. ويوضح جدول (24) كمية النيتروجين والمادة العضوية التي تضيفها بعض محاصيل الأسمدة الخضراء البقولية للتربة، مع الوضع في الاعتبار أن هذه الأرقام تختلف باختلاف المناخ، والمنطقة، ونظام الزراعة.

جدول يبين متوسط كمية المادة العضوية والنيتروجين التي تضيفها بعض محاصيل التغطية والاسمدة الخضراء البقولية للتربة.

* تشجيع نشاط ميكروبات التربة

تعمل الأسمدة الخضراء على تشجيع نمو وتكاثر الكائنات الحية الدقيقة بالتربة (ميكروبات التربة) التي تسرع من تحلل المخلفات الزراعية الجافة بالتربة، وقد وجد أن ميكروبات التربة تزداد أعدادها بسرعة بعد حرث أحد محاصيل الأسمدة الخضراء وخلطها بالتربة حيث تتضاعف أعدادها وتهاجم المواد النباتية وتحللها وبذلك تنطلق العناصر الغذائية وتصبح متاحة بحيث يمكن أن يستفيد منها المحصول الرئيسي المستهدف. وهناك بعض العوامل التي قد تؤثر على قدرة ميكروبات التربة على تحليل المادة العضوية ومن أهم هذه العوامل:

درجة حرارة التربة: حيث يزداد نشاط ميكروبات التربة بارتفاع درجة حرارتها والدرجة المثلى هي 30 درجة مئوية.

رطوبة التربة: حيث يجب توفر الرطوبة المناسبة لضمان تكاثر ميكروبات التربة وقيامها بدورها في تحليل المادة العضوية، حيث إن الجفاف يقتل العديد من ميكروبات التربة.

نسبة (الكربون : النيتروجين) في المادة النباتية : حيث إن نسبة (ك : ن) في أنسجة بقايا النباتات (لمحاصيل الأسمدة الخضراء أو محاصيل التغطية) نستدل منها على نوع وعمر النباتات التي جاءت منها، فمن المعروف أن بتقدم النبات في العمر فإن نسبة الألياف (الكربون) تزداد بالأنسجة النباتية، كما أنه تقل نسبة البروتينات (النيتروجين) بها.

ولقد وجد أنه لسرعة انحلال المادة العضوية فإن النسبة المثلى (الكربون : النيتروجين) يجب أن تكون بين (1:15) ، (1:25). وفي الحقيقة أن نسبة (ك : ن) في المواد النباتية تكون مرتبطة بمحتوي النبات من النيتروجين أكثر من ارتباطها بمحتواه من الكربون حيث إن أغلب المواد النباتية يكون نسبة الكربون بها حوالي 40 % وبذلك فإنه لكي يتم تقدير نسبة (ك: ن) لأي مادة نباتية فإننا نقوم بقسمة  40% على نسبة ما تحتويه من نيتروجين.

* مقاومة الحشائش

من المعروف أن الحشائش تنمو وتزدهر في التربة المكشوفة، وحيث إن محاصيل التغطية والأسمدة الخضراء تعمل على تظليل التربة ومنع وصول الضوء للتربة فإن ذلك يحد أو يمنع من فرصة نمو الحشائش، وعموما فإن محاصيل التغطية الحية تقوم بشكل واضح على مقاومة نمو الحشائش في حالة عدم حراثة التربة، حيث إنها تتنافس معها في الحصول على الضوء والرطوبة والعناصر الغذائية. كما أن تفكيك التربة بواسطة الجذور العميقة لمحاصيل الأسمدة الخضراء يعمل أيضاً على الحد من نمو الحشائش التي تنمو وتزدهر في التربة المدكوكة.

وجدير بالذكر أن الغرض الأساسي من زراعة محاصيل الأسمدة الخضراء غير البقولية مثل الشعير أو الدخن أو حشيشة السودان هو توفير فرصة جيدة لمقاومة نمو الحشائش، وكذلك إضافة المادة العضوية للتربة وتحسين حرث التربة. وفي الزراعة العضوية يمكن أن تقوم محاصيل التغطية بمقاومة الحشائش عن طريق تثبيط نموها ويطلق على مثل هذه المحاصيل نباتات علاجية Allelopathic plants" حيث إن مثل هذه النباتات تقوم بتثبيط أو إبطاء نمو النباتات القريبة منها (مثل: الحشائش) عن طريق إطلاق سموم طبيعية أو كيماويات Allelochemicals تثبط من نمو النباتات القريبة منها، ومن هذه المحاصيل محاصيل الحبوب الصغيرة مثل الشعير ومحاصيل الأعلاف الصيفية مثل: الذرة الرفيعة وحشيشة السودان.

* توفير العناصر الغذائية وحماية التربة من التعرية

بالإضافة إلى قيام محاصيل التغطية والأسمدة الخضراء البقولية بتوفير النيتروجين فإنها تساعد أيضاً على توفير وإعادة تدوير العناصر الغذائية الأخرى. فالنيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم والكالسيوم والمغنسيوم والكبريت وغيرها من العناصر الغذائية تتراكم في محاصيل التغطية والأسمدة الخضراء أثناء موسم نموها. وعندما يتم حرث وخلط هذه المحاصيل بالتربة فإن هذه العناصر الغذائية تصبح متوفرة في التربة وتنطلق ببطء أثناء عملية التحلل. كما تعمل محاصيل التغطية على صيانة التربة، حيث توفر غطاء للتربة خلال فصلي الخريف والشتاء وهي الفترة التي تتعرض فيها التربة للتآكل وزراعة خليط من المحاصيل البقولية ومحاصيل التغطية الأخرى يعمل على زيادة تغطية سطح التربة مع توفير بعض النيتروجين للمحصول الرئيسي وفوائد محاصيل التغطية تتجاوز حماية التربة العارية أي غير المزروعة، حيث تعمل هذه المحاصيل على تقليل تبخر المياه من سطح التربة وتعمل كغطاء يقلل من تقشر سطح التربة وغسيل العناصر الغذائية بواسطة مياه الأمطار الغزيرة خلال الفترات الممطرة.

* تعزيز برامج إدارة الآفات

جدير بالذكر أنه يمكن لمحاصيل التغطية أن تقوم بتعزيز العديد من برامج إدارة الآفات الزراعية. فمن المعروف أن النظم الطبيعية المستقرة تكون متنوعة عادة، حيث إنها تحتوي على العديد من أنواع مختلفة من النباتات ومفصليات الأرجل والثدييات والطيور والكائنات الحية الدقيقة وغيرها. ومما لا شك فيه أن زراعة محاصيل التغطية يضيف التنوع Diversity إلى نظام الزراعة، ولقد لاحظ العديد من العلماء أن البيئة الزراعية التي بها تنوع نادرا ما يحدث بها انتشار للآفات الزراعية، حيث إن التنوع يؤدي إلى حدوث توازن طبيعي في هذه البيئة.

وتساهم محاصيل التغطية مساهمة فعالة في مجال المكافحة الحيوية للآفات، فهي توفر المسكن للحشرات النافعة من مفترسات وطفيليات حيث توفر المسكن المناسب لعوائلها من الآفات التي تفترسها أو تتطفل عليها، كما أنها تمدها بحبوب اللقاح والرحيق وبذلك فإنها تعطى فرصة لهذه الحشرات النافعة في التكاثر والبقاء والمحافظة على أعدادها في البيئة الزراعية، وبالتالي عند زراعة المحصول الرئيسي وإصابته بالآفات ستكون هناك أعداد كافية من هذه الحشرات النافعة (مفترسات وطفيليات) التي ستقوم بمكافحة الآفات الزراعية والسيطرة عليها. وجدير بالذكر أن هناك بعض من محاصيل الأسمدة الخضراء لها القدرة على مكافحة أو تثبيط الآفات النيماتودية ومثال ذلك نبات من البقوليات معروف باسم القنب البني أو القنب الهندي أو القنب المشمس:

Brown hemp, Indian hemp, Madras hemp or Sunn hemp.

والاسم العلمي له هو Crotalaria juncea الشكل التالي، حيث يتم حرث المحصول في التربة بعد 10 - 12 أسبوع من الزراعة فيعمل كسماد أخضر ويمد المحصول التالي بالنيتروجين بالإضافة إلى مكافحة آفات الديدان الثعبانية Nematodes (النيماتودا) في المحصول التالي، وقد ذكر (2009) Wang and McSorley أن .. C.juncea ينتج مركبات الأليلوباثي allelopathic compounds التي تقمع وتثبط Inhibition الديدان الثعبانية (النيماتودا) المنتشرة بالتربة مثل:

نيماتودا تعقد الجذور

Meloidogyne sp. (Root-Knot Nematodes)

نيماتودا حوصلات فول الصويا

Heterodera glycines (Soybean Cyst Nematode)

النيماتودا الكلوية

Rotylenchulus reniformis (Reniform Nematodes)

شكل يبين نبات القنب الهندي Crotalaria juncea يستخدم كسماد اخضر ويعمل على مكافحة الديدان الثعبانية (النيماتودا) بالتربة.