اکوسیستم خاک از چهار بخش کلی هوا، آب، مواد معدنی و مواد آلی تشکیل شده است. مواد آلی نقش اساسی در ساختار و سلامت خاک، در دسترس بودن مواد غذایی و حفظ آب دارد. در این مقاله به اهمیت مواد آلی در خاک، منابع آن و نکاتی برای افزایش و حفظ سطوح آن خواهیم پرداخت.
ماده آلی چیست؟
ماده آلی در خاک به بقایای تجزیه شده گیاهان، حیوانات و میکروارگانیسم‌ها گفته می‌شود و جزء حیاتیِ خاک است که نقش مهمی در سلامت و پویایی اکوسیستم خاک دارد. مواد آلی از ترکیبات حاوی کربن و مقادیری عناصر غذایی تشکیل شده‌اند.
ترکیبات مواد آلی
مواد آلی خاک بیشتر از بافت گیاهی منشاء می‌گیرد. بقایای گیاهی حاوی 90-60 درصد رطوبت هستند و ماده خشک باقیمانده، از کربن، اکسیژن، هیدروژن و مقادیر کمی گوگرد، نیتروژن، فسفر، پتاسیم، کلسیم و منیزیم تشکیل شده است. برخی از ترکیبات موجود در مواد آلی عبارتند از:
- کربوهیدرات‌ها
- پروتئین‌ها
- لیپیدها
- لیگنین
- مواد هیومیکی
- آنزیم‌ها
اهمیت ماده آلی در خاک
ماده آلی خاک به دلایل مختلف از اهمیت حیاتی برخوردار است، این مواد نقش کلیدی در حمایت از سلامت خاک، حاصلخیزی و عملکرد کلی اکوسیستم خاک دارد.
- افزایش ظرفیت نگهداری آب و زهکشی خاک: مواد آلی ساختار خاک را با تشکیل خاکدانه‌ها بهبود می‌دهد که باعث افزایش نگهداری آب و زهکشی می‌شود. خاکهایی با محتوای مواد آلی کافی می‌توانند آب بیشتری را در خود نگه دارند و خطر تنش خشکی را برای گیاهان کاهش دهند. علاوه بر این، با ایجاد زهکشی و تهویه مناسب باعث جلوگیری از غرقاب شدن و تنفس بهتر ریشه می‌شوند.
- بهبود ساختار و تخلل خاک: مواد آلی نقش مهمی در تشکیل خاکدانه‌ها دارند. این خاکدانه‌ها فضاهای منفذی را در خاک ایجاد می‌کنند که باعث بهبود تهویه و نفوذ ریشه می‌شود. بهبود ساختار خاک باعث رشد بهتر ریشه، جذب مواد غذایی و فعالیت میکروبی می‌شود.
- افزایش فعالیت میکروبی: مواد آلی خاک یک زیستگاه و منبع انرژی برای جامعه متنوعی از میکروارگانیسم‌ها از جمله باکتری‌ها، قارچ‌ها و سایر جانداران خاک ایجاد می‌کنند. حضور میکروارگانیسم‌ها برای چرخه عناصر غذایی، تجزیه مواد آلی و سرکوب پاتوژن‌های مضر، ضروری هستند. جمعیت میکروبیِ سالم به حاصلخیزی کلیِ خاک و انعطاف‌پذیری اکوسیستم کمک می‌کند.
- بافر pH: حضور مواد آلی در خاک به جلوگیری از تغییرات ناگهانی pH خاک کمک می‌کند که اصطلاحا به این حالت “خاصیت بافری” گفته می‌شود. تعدیل pH باعث ایجاد محیطی پایدار و مطلوب برای رشد گیاهان می‌شود.
- سرکوب بیماری‌ها: ترکیبات خاصی که در طی تجزیه مواد آلی تشکیل می‌شوند، می‌توانند بیماری‌های خاک را سرکوب کنند. این خواص طبیعی سرکوب‌کننده بیماری به سلامت گیاه کمک می‌کند و نیاز به سموم شیمیایی را کاهش می‌دهد.
- جلوگیری از فرسایش: ماده آلی علاوه بر تأثیر آن بر حاصلخیزی و ساختار خاک، نقش مهمی در جلوگیری از فرسایش آن دارد. وجود مواد آلی به اتصال ذرات خاک به یکدیگر کمک می‌کند و خطر فرسایش ناشی از باد یا آب را کاهش می‌دهد. این کنترل فرسایش برای حفظ یکپارچگی خاک سطحی، حفظ مواد ارزشمند و تعادل اکوسیستم خاک حیاتی است.
- حاوی عناصر غذایی: مواد آلی در ساختار خود مقادیر جزئی از عناصر غذایی مثل نیتروژن، فسفر، گوگرد و ریزمغذی‌ها را دارد. با تجزیه مواد آلی این عناصر غذایی آزاد شده و جذب گیاهان می‌شود.
توجه شود که کودهای آلی مثل کمپوست‌ها، ورمی‌کمپوست‌ها، هیومیک اسیدها و کودهای دامی ارزش تغذیه‌ای معنی‌داری نداشته و نمی‌توانند تمام نیاز غذایی گیاهان را تامین کنند و بیشتر با هدف اصلاح و افزودن مواد آلی به خاک استفاده می‌شوند.
منابع مواد آلی خاک
مواد آلی خاک می‌تواند از منابع مختلف تامین شود.
- بقایای گیاهی
- بقایای حیوانی
- بقایای میکروبی
- کودهای آلی
راهکارهای افزایش ماده آلی خاک
افزایش محتوای مواد آلی خاک برای افزایش حاصلخیزی، ساختار و سلامت کلی خاک بسیار مهم است. در اینجا چندین عامل و روشی وجود دارد که در افزایش مواد آلی خاک نقش دارند:
کاشت گیاهان پوششی
کاشت گیاهان پوششی، مانند حبوبات یا گیاهان زراعی دیگر، در طول دوره آیش می‌تواند مواد آلی را به خاک اضافه کند. این گیاهان به جلوگیری از فرسایش و کنترل علف‌های هرز کمک می‌کنند و بقایای آنها زمانی‌که به خاک وارد می‌شود، به افزایش مواد آلی خاک کمک می‌کند.
مدیریت بقایای محصول
باقی ماندن بقایای گیاهی در مزرعه پس از برداشت یا ترکیب آنها در خاک می‌تواند باعث افزایش مواد آلی شود. این عملیات، منبع کربن و مواد مغذی را برای میکروارگانیسم‌های خاک فراهم می‌کند.
توجه شود که برگرداندن حجم زیادی از بقایای گیاهی به خاک باعث افزایش نسبت کربن به نیتروژن و افزایش احتمال کمبود نیتروژن در خاک و بروز بیماری‌ها می‌شود.
تناوب زراعی
تناوب زراعی و کاشت محصولات زراعیِ متنوع، به تنوع مواد آلی برگشتی به خاک کمک می‌کند.
افزودن مواد آلی به خاک
افزودن مواد آلی مانند هیومیک اسیدها، کمپوست‌ها، ورمی‌کمپوست‌ها، کودهای دامیِ کاملا فرآوری شده یا کودهای سبز باعث افزایش محتوای مواد آلی خاک می‌شود.
همانطورکه در بالا گفتیم مصرف کودهای دامی فرآوری نشده باعث ورود انواع آفات و بیماری‌ها به خاک و بروز پوسیدگی‌های طوقه و ریشه و زردی در گیاهان می‌شود. بنابراین در مصرف این کودها باید احتیاط و از نوع کاملا فرآوری شده استفاده کنید.
کاهش خاکورزی
کم خاکورزی یا شخم‌های حداقلی باعث بهبود ساختار خاک و حفظ مواد آلی خاک می‌شوند.
استفاده از بیوچار
بیوچار نوعی زغال چوب است که از حرارت دادن مواد آلی مانند چوب، بقایای محصول یا سایر مواد گیاهی در محیطی با اکسیژن کم تولید می‌شود. این فرآیند مواد آلی را به یک ماده جامد غنی از کربن، که بیوچار است، تجزیه می‌کند. بیوچار دارای ساختاری متخلخل و غنی از کربن است که به افزایش میزان ماده آلی خاک کمک می‌کند.
استفاده از کودهای میکروبی-باکتریایی
مصرف برخی کودهای زیستی باکتریایی نیز به افزایش میزان ماده آلی خاک کمک می‌کند. میکروارگانیسم‌های موجود در این کودها از طریق تولید برخی ترکیبات آلی به افزایش میزان ماده آلی خاک می‌کنند. ازطرفی بعد از مرگ باکتری، بازگشت لاشه آنها به عنوان یک منبع آلی به افزایش میزان ماده آلی خاک کمک می‌کند.