Transcript اثر الأسمدة العضوية علي خصوبة التربة

‫أثر األسمدة العضوية علي خصوبة التربة‬
‫‪Effect of organic fertilizers on soil‬‬
‫‪fertility‬‬
‫إعداد‬
‫دكتور ‪ /‬محمد إبراهيم دسوقي هالل‬
‫استاذ التربة بكلية الزراعة و الطب البيطري‬
‫جامعة القصيم‬
‫ما هو تعريف التربة الخصبة؟ أو‬
‫ما هي محددات خصوبة التربة ؟‬
‫تقاس خصوبة التربة بمدى مقدرتها علي إمداد‬
‫النبات‪:‬‬
‫بالماء‬
‫و الغذاء‬
‫و الهواء‬
‫الالزم لحياته‪.‬‬
‫هذا الدور تقوم به الغرويات المعدنية و‬
‫العضوية ‪ ،‬وهي‪:‬‬
‫الطين‬
‫و الدبال (مادة التربة العضوية)‬
‫و تقدر خصوبة التربة بقدر احتوائها علي‬
‫هذه الغرويات‬
‫ما المقصود باألسمدة العضوية؟‬
‫جميع مخلفات الكائنات الحية‪:‬‬
‫بقايا النباتات ( األوراق – السيقان – الجذور)‬
‫مخلفات الحيوانات ( األبقار– اإلبل – األغنام )‬
‫مخلفات الدواجن ( دجاج – بط – اإلوز)‬
‫مخلفات المدن ( القمامة)‬
‫مخلفات الصرف الصحي‬
‫نظرة سريعة علي التركيب الكيماوي لهذه المخلفات‬
‫يتضح األتي‪:‬‬
‫‪ %75‬من وزن هذه المخلفات ماء‬
‫‪ %25‬مادة جافة وتتكون من ‪ %11 :‬كربون‬
‫‪ %10‬هيدروجين‬
‫‪ %2‬اكسجين‬
‫‪ %2‬رماد‬
‫و الرماد يتكون من العناصر المعدنية التي امتصها‬
‫النبات أثناء فترة حياته ومنها‪،‬‬
‫النيتروجين ‪ ،‬الفوسفور ‪ ،‬الكالسيوم ‪ ،‬المغنيسيوم‬
‫‪ ،‬الكبريت ‪ ،‬الحديد ‪ ،‬المنجنيز ‪ ،‬النحاس ‪ ،‬الزنك ‪،‬‬
‫البورون ‪ ،‬وغيرها من العناصر‬
‫هذه العناصر تتحد مع بعضها بنسب مختلقة لتكون‬
‫المركبات العضوية الداخلة في تكوين األنسجة النباتية‪:‬‬
‫وتختلف هذه المركبات من نبات ألخر‪:‬‬
‫كربوهيدرات (سكريات‪ ،‬نشويات‪ ،‬هيميسليولوزات‪،‬‬
‫سليلوز)‬
‫دهون ‪ ،‬شموع ‪ ،‬زيوت‬
‫لجنينات‬
‫بر وتينات‬
‫هذه المخلفات ال تضاف للتربة مباشرة ‪ ،‬و لكن يجب أن‬
‫يتم وضعها في كومات أوال لتحللها ألن إضافتها مباشرة‬
‫للتربة تضر بالنباتات النامية و ذلك ألن نسبة الكربون ‪:‬‬
‫النيتروجين بها واسعة و خاصة البقايا النباتية‬
‫‪ C : N ratio = 100 : 1‬في البقايا النباتية‬
‫‪C : N ratio = 25 : 1‬‬
‫في المخلفات الحيوانية‬
‫نسبة الكربون‪ :‬النيتروجين في البقايا العضوية‬
‫و مدي مالءمتها لالضافة‬
‫مدي مالءمتها لالضافة‬
‫‪C:N Ratio‬‬
‫غير مالئمة لالضافة‬
‫‪> 33: 1‬‬
‫يمكن اضافتها‬
‫‪33 : 1‬‬
‫مناسبة جدا لالضافة‬
‫‪18 : 1‬‬
‫مناسبة‬
‫‪12 : 1‬‬
‫يتم وضع هذه البقايا في كومات لمدة ‪ 5 – 3‬أشهر حتى‬
‫يتم تحللها بعيدا عن التربة و النباتات النامية فيها ‪ ،‬و‬
‫يستحسن أن ال تضاف اال بعد انخفاض نسبة ‪C : N‬‬
‫‪ ratio‬إلي أقل من (‪ )33 : 1‬حتى ال تعاني النباتات‬
‫النامية من نقص النيتروجين‬
‫تحلل البقايا العضوية يتم ميكروبيا بواسطة الكائنات‬
‫الحية الدقيقة (البكتيريا ‪ ،‬الفطريات ‪ ،‬األكتينوميستات)‬
‫الدور الذي تقوم به األسمدة العضوية في تحسين‬
‫خصوبة التربة‬
‫لتوضيح هذا اادور يجب اإللمام بصور تواجد المادة‬
‫العضوية في التربة ‪،‬‬
‫وهي توجد في صورتين هما‪:‬‬
‫‪ - 1‬البقايا الطازجة‪ :‬أي المضافة حديثا للتربة‬
‫‪ -2‬البال ‪ :‬و هو الناتج النهائي لعملية التحلل ‪ ،‬و هو‬
‫في حالة ارتباط مع الغرويات المعدنية ‪ ،‬و في حالة‬
‫اتزان مع الوسط ‪.‬‬
‫باالضافة للصورتين السابقتين ‪ ،‬هناك العديد من‬
‫المركبات التي تنتج اثناء تحلل المادة العضوية ‪ ،‬و‬
‫هذة المركبات هي ‪:‬‬
‫– األحماض العضوية منخفضة الوزن الجزيئى مثل‬
‫حامض االكساليك ‪ ،‬الستريك ‪ ،‬الفورميك ‪،‬‬
‫ ثاني اكسيد الكربون ‪CO2‬‬‫‪ -‬العناصر المعدنية‬
‫بقايا عضوية‬
‫بقايا عضوية‪:‬‬
‫كربوهيدرات‬
‫أيونات معدنية بسيطة‬
‫‪NH4, NO3, SO4,‬‬
‫‪Fe, Mn, H2PO4‬‬
‫بروتينات‬
‫كربوهيدرات‬
‫بروتينات‬
‫لجنين‬
‫لجنين‬
‫زيوت ‪،‬‬
‫دهون ‪،‬‬
‫شموع‬
‫زيوت‪,‬‬
‫دهون‪,‬‬
‫شموع‬
‫تحللميكروبي‬
‫تحلل‬
‫ميكروبي تحلل ميكروبي‬
‫أحماض عضوية منخفضة‬
‫الوزن الجزئيء‪,‬‬
‫‪Oxalic, Citric‬‬
‫‪CO2‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪H2CO3‬‬
‫دبال‬
‫‪Humus‬‬
‫أوال ‪ :‬البقايا الطازجة‪ :‬أي المضافة حديثا للتربة‬
‫و هذه تقوم بدور مهم في ‪:‬‬
‫‪ : 1‬إمداد الكائنات الحية الدقيقة بحاجتها من الطاقة و الغذاء‬
‫حيث إن هذه البقايا تحتوي علي نسبة عالية من‬
‫العضوي تتراوح بين ‪%78 – 42‬‬
‫الكربون‬
‫و يعتبر الكربون العضوي مصدر طاقة للكائنات الحية‬
‫الدقيق التي تعيش في التربة و خاصة الكائنات الغير ذاتية‬
‫التغذية‪:‬‬
‫حيث تقوم بأكسدة الكربون العضوي إلى ثاني أكسيد كربون و‬
‫ينفرد من هذه العملية طاقة تستفيد بها هذه الكائنات ‪:‬‬
‫‪Energy‬‬
‫‪+‬‬
‫‪CO2 + 4e-‬‬
‫‪C0‬‬
‫تستفيد الكائنات من الطاقة المنفردة من هذا التفاعل و من‬
‫النيتروجين المنفرد من تحلل المادة العضوية في بناء‬
‫أجسامها‬
‫تتكاثر الكائنات و تتزايد أعدادها تزايدا هائال و خاصة‬
‫في الفترة التي تعقب إضافة البقايا العضوية للتربة‪،‬‬
‫و تستمر في الزيادة و التكاثر حتى تنخفض نسبة‬
‫‪ C : N ratio‬إلي أقل‬
‫من ‪12 : 1‬‬
‫و هذه الكائنات تقوم بدور هام جدا في خصوبة التربة ‪--‬‬
‫تثبيت النيتروجين الجوى تكافليا و ال تكافليا‬
‫ إ ذابة و تيسر العناصر من المركبات الحاملة لها‬‫ إنتاج مواد ذات تأثير منشط و أخري ذات‬‫مثبط ‪ ،‬و عدد كبير جدا من الفيتامينات و‬
‫تأثير‬
‫األحماض و هي ذات تأثير علي النبات و الكائنات الحية‬
‫األخرى‬
‫تحليل المادة العضوية و انفراد المغذيات منها‬
‫‬‫في صورة ميسرة للنبات‬
‫‪ –2‬تعتبر البقايا الطازجة مصدر غذاء جيد للديدان‬
‫األرضية وغيرها من الكائنات كبيرة الحجم التي‬
‫تعيش في التربة و تقوم بدور هام في تحسين‬
‫نفاذية التربة من خالل عمل األنفاق وأيضا تقوم‬
‫بخلط هذه البقايا في التربة‬
‫‪ – 3‬تحمي سطح التربة من االنجراف بالرياح أو‬
‫الماء‬
‫ثانيا – المركبات التي تنتج اثناء تحلل المادة‬
‫العضوية ‪ ،‬و منها‪:‬‬
‫ األحماض العضوية مثل حامض االكساليك ‪،‬‬‫الستريك ‪ ،‬الفورميك التي تنتج من تحلل البقايا ‪،‬‬
‫وأيضا تنتجها الميكروبات التي تقوم بتحليل المادة‬
‫العضوية‬
‫حمض الكربونيك ‪H2CO3‬‬‫الذي يتكون من ذوبان ثاني أكسيد الكربون‪،‬‬
‫الناتج من تحلل المادة العضوية‪ ،‬في الماء‬
‫هذه األحماض تلعب دورا هاما في ‪:‬‬‫‪ -1‬معادلة قلوية التربة الناتجة من عملية التجوية ‪ ،‬و‬
‫تخفيض رقم ‪ pH‬قليال و لو لفترة قصيرة بعد إضافة‬
‫السماد العضوي‬
‫‪ -2‬تقوم هذه األحماض بتكوين معقدات مع‬
‫المغذيات الصغرى مثل الحديد ‪ ،‬النحاس ‪،‬‬
‫الزنك ‪ ،‬و بالتالي تزيد من تيسرها للنبات و‬
‫تحميها من أن تترسب علي صورة غير‬
‫ذائبة و غير ميسرة للنبات‬
‫‬‫‪OH‬‬
‫‪3‬‬
‫‪+‬‬
‫‪3+‬‬
‫‪Fe‬‬
‫‪Fe(OH)3‬‬
‫وهذا التفاعل يتم في غياب األحماض العضوية‬
‫في وجود األحماض العضوية تتكون العديد من المخلبيات و‬
‫المعقدات ‪ ،‬و منها‪:‬‬
‫مركب مخلبي (سترات الحديد)‬
‫خلب الحديد بواسطة مجموعات الكربونيل و‬
‫األمين الفعالة في الدبال‬
‫معقد األمونيا و النحاس‬
‫ أيضا هذه المعقدات المتكونة بين الحامض‬‫العضوي و العناصر الصغرى سهلة الحركة و‬
‫االنتشار مما يسهل من وصولها إلى جذور‬
‫النباتات و امتصاصها بسهولة‬
‫ثالثا ‪ -‬إمداد النباتات بالمغذيات الكبرى و الصغرى‬
‫الضرورية و التي تنفرد أثناء تحلل المادة العضوية‬
‫في صورة ميسرة للنبات‪.‬‬
‫و نظرة سريعة على التركيب الكيميائي لبعض‬
‫األسمدة العضوية يتضح مدى مساهمته في إمداد‬
‫النبات بالمغذيات‪.‬‬
‫محتوي البقايا النباتية و المخلفات الحيوانية من‬
‫المغذيات الكبرى‬
‫‪Mg‬‬
‫‪Ca‬‬
‫‪K‬‬
‫‪P‬‬
‫‪N‬‬
‫‪C:N‬‬
‫‪0.29‬‬
‫‪0.25‬‬
‫‪1.34‬‬
‫‪0.16‬‬
‫‪0.91‬‬
‫‪61‬‬
‫‪Corn‬‬
‫‪0.69‬‬
‫‪1.41‬‬
‫‪1.09‬‬
‫‪0.16‬‬
‫‪1.36‬‬
‫‪39‬‬
‫‪Soybean‬‬
‫‪0.88‬‬
‫‪0.87‬‬
‫‪2.1‬‬
‫‪1.1‬‬
‫‪1.5‬‬
‫‪24‬‬
‫‪Cattle‬‬
‫‪0.63‬‬
‫‪2.4‬‬
‫‪2.4‬‬
‫‪1.45‬‬
‫‪2‬‬
‫‪19‬‬
‫‪Goat‬‬
‫‪0.6‬‬
‫‪3.5‬‬
‫‪2.1‬‬
‫‪1.87‬‬
‫‪2.2‬‬
‫‪20‬‬
‫‪Chicken‬‬
‫محتوي البقايا النباتية و المخلفات الحيوانية من‬
‫المغذيات الصغرى‬
‫‪Mn Zn‬‬
‫‪Fe‬‬
‫‪Cu‬‬
‫‪6‬‬
‫‪35‬‬
‫‪23‬‬
‫‪183‬‬
‫‪Corn‬‬
‫‪15‬‬
‫‪33‬‬
‫‪45‬‬
‫‪672‬‬
‫‪Soybean‬‬
‫‪20‬‬
‫‪4080 250 122‬‬
‫‪Cattle‬‬
‫‪80‬‬
‫‪Chicken 2844 481 724‬‬
‫‪ - 1‬يتميز الدبال بالسعة التبادلية الكاتيونية العالية‬
‫و التي تترواح بين ‪ 400 – 200‬ملليمكافىء‬
‫‪100/‬جم ‪ ،‬وهي أكبر بعدة مرات عن مثيالتها‬
‫لمعادن الطين الثانوية و التي تترواح بين ‪– 5‬‬
‫‪ 150‬ملليمكافىء ‪ 100 /‬جم‬
‫السعة التبادلية الكاتيونية لمعادن الطين‬
‫الثانوية‬
‫المعدن‬
‫كاؤولنيت‬
‫السعة التبادلية (ملليمكافىء‬
‫‪100 /‬حم)‬
‫‪15 - 3‬‬
‫مونتموريللونيت‬
‫‪100 - 60‬‬
‫فيرميكوليت‬
‫‪150 - 100‬‬
‫مواد معدنية غير‬
‫متبلورة( األلوفين)‬
‫‪50 - 30‬‬
‫و هذا يعني أن وجود نسبة و لو ضئيلة من المادة‬
‫العضوية في التربة تساهم مساهمة فعالة في زيادة‬
‫سعتها التبادلية الكاتيونية ‪ ،‬و الذي يعني زيادة‬
‫مقدرتها علي االحتفاظ بالمغذيات و حمايتها من‬
‫الفقد في ماء الصرف‬
‫‪ - 2‬يتميز الدبال أيضا بمقدرته العالية علي‬
‫االحتفاظ بالماء حيث يمتص الدبال ‪ 10‬أمثال وزنه‬
‫ماء ‪،‬‬
‫و بالتالي يزيد من قدرة التربة علي إمداد النبات‬
‫بالماء‬
‫‪ – 3‬مساحة األسطح النوعية عالية جدا و تترواح‬
‫بين ‪ 1000– 500‬م‪ /2‬جم ‪ ،‬و هي اكبر من جميع‬
‫معادن الطين‬
‫مساحة األسطح النوعية لبعض معادن الطين‬
‫المعدن‬
‫السطح النوعي (م‪ / 2‬جم)‬
‫كاوؤلنيت‬
‫‪50 – 30‬‬
‫مونتموريللونيت‬
‫‪700- 600‬‬
‫مواد معدنية غير متبلورة(‬
‫األلوفين)‬
‫‪500 - 300‬‬
‫‪ - 4‬يحتوي الدبال علي عدد كبير من المجاميع‬
‫الفعالة ‪ ،‬مثل الكربوكسيل ‪ ،‬مجا ميع ‪ OH‬الكحولية‬
‫و الفينولية ‪ ،‬و الكربونيل ‪ ،‬و غيرها‬
‫– هذه المجموعات الفعالة يمكنها عمل معقدات مع‬
‫الفلزات الثقيلة و مع بقايا المبيدات و بالتالي تعطي‬
‫الدبال المقدرة علي القيام بدور فعال في حماية‬
‫التربة من التلوث بالفلزات الثقيلة ‪،‬‬
‫و أيضا حمايتها من التلوث ببقايا المبيدات‬
‫أد مصاص الفلزات الثقيلة مثل الرصاص ‪ ،‬الكادميوم ‪،‬‬
‫الزئبق‬
‫و بالتالي يقلل من تركيزها في المحلول‬
‫وأيضا تقل حركته في المحلول ‪،‬‬
‫و هذا يقلل من سميتها‬
‫أيضا هذه المجموعات الفعالة لها قدره عالية علي أد مصاص‬
‫مبيدات اآلفات ‪ ،‬وبالتالي ينخفض نشاطها الحيوي ‪ ،‬و سميتها‬
‫‪ - 5‬تكوين المجمعات األرضية الثابتة‬
‫‪stable aggregates‬‬
‫و تحسين بناء التربة‬
‫‪water‬‬
‫‪ - 5‬الدبال أيضا يمكنه االرتباط مع معادن الطين‬
‫الثانوية من خالل البوليمرات الكبيرة الحجم الداخلة‬
‫في تكوينه ‪ ،‬و هذا يؤدى إلى تكوين المجمعات‬
‫الثابتة ‪ water stable aggregates‬وهذه‬
‫المجمعات تحافظ علي غرويات التربة من الفقد‬
‫بالغسيل‬
‫و هذه الغرويات هامة جدا لخصوبة التربة‬
‫أيضا هذه المجمعات تحافظ علي التحبب الجيد‬
‫للتربة و الذي يوفر تهوية جيدة للتربة و هذا‬
‫التجمع هام جدا للتربة الثقيلة (الطينية) و أيضا‬
‫التربة الخفيفة (الرملية)‬
‫ففي التربة الطينية يزيد من حجم المسام حيث‬
‫يخلق بناء مفكك مفتوح مما يتيح نفاذية جيدة للماء‬
‫و الهواء‬
‫و في التربة الخفيفة (الرملية) يزيد التماسك فتقل‬
‫مسا ميتها و تزداد قدرتها علي االحتفاظ بالماء‬
‫يمكن ايجاز الدور الذي تقوم به المادة العضوية‬
‫في‪:‬‬
‫ دوران العناصر المغذية‪cycling of nutrients‬‬‫ ضبط حموضة التربة ‪control of soil acidity‬‬‫ ازالة سمية المركبات الخطرة ‪detoxification of‬‬‫‪hazardous compound‬‬
‫‪ --‬تكوين مجمعات التربة‪formation of soil aggregates‬‬
‫شكرا لحسن االستماع‬
‫شكرا لحسن االستماع‬
‫ثالثا‪ -‬الدبال‬
‫و هو الناتج النهائي لعملية التحلل‬
‫و هو عبارة بوليمر يتكون من تكاثف المواد‬
‫العضوية المقاومة للتحلل مثل اللجنين مع البروتين‬
‫الميكروبي الذي تكون في داخل أجسام البكتيريا و‬
‫الذي ينفرد بعد موت البكتيريا عند انخفاض نسبة‬
‫الكربون ‪ :‬النيتروجين‪ ، ،‬و هو في حالة ارتباط مع‬
‫الغرويات المعدنية ‪ ،‬و في حالة اتزان مع الوسط ‪.‬‬
C:N
N
P
K
Ca
Mg
Corn
61
0.91
0.16
1.34
0.25
0.29
Soybean
39
1.36
0.16
1.09
1.41
0.69
Cattle
19 - 28
0.89-2.1
1.1
2.1
0.87
0.88
Goat
16-21
–0.89
2.1
1.45
2.4
2.4
0.63
Chicken
11-28
1.8-2.5
1.87
2.1
3.5
0.6
Thank You