تويت
#محتوى الأرض من المادة العضوية وعلاقته بالخصوبة
يختلف مقدار ما تحتويه أرض ما من مادة عضوية تبعا لعوامل عديدة نذكر منها على سبيل المثال:
- نوع النباتات الموجودة.
- طبيعة الأحياء الموجودة في الأرض.
- حالة الصرف والتهوية بالأرض.
- كميات الأمطار المتساقطة.
- درجة الحرارة.
- نوع وطبيعة عمليات الخدمة.
فمثلا الأراضي الواقعة تحت أشجار متساقطة الأوراق في جو بارد تستقبل مادتها العضوية من تلك الأوراق المتساقطة والتي تتركز في الطبقات العليا أو في السنتمترات الأولى من القطاع الأرضي، أما الأراضي الواقعة تحت الحشائش الطبيعية -Grass land نجدها تستمد مادتها العضوية من جذور ليفية كثيفة موزعة بانتظام في قطاع الأرض وبعمق كبير جدا إلى حد ما. ومحتوى المناطق الجافة من المادة العضوية منخفض ويزداد عادة بعد إدخال الأرض تحت نظام الزراعة والري وقد أوضح كثير من العلماء علاقة عكسية بين محتوى الأرض من المادة العضوي وبين متوسط الحرارة السنوي ذلك لأن ارتفاع الحرارة يسهل ويسرع من تحلل المادة العضوية.
وللمادة العضوية فوائد عديدة بالإضافة إلى فوائد الدبال منها أن المادة العضوية تحافظ على القدرة التنظيمية للأراضي Buffering Capacity من خلال الهيدروجين المنطلق من المجاميع الكربوكسيلية كما وتؤثر على صلاحية الكثير من العناصر الغذائية عن طريق تغيير الخواص الطبيعية والحيوية والكيميائية خصوصا التغير في حالات الأكسدة والاختزال كما هو الحال في الحديد والمنجنيز وغيرهما.
هذا وتختلف كمية المادة العضوية اختلافا كبيرا بين أنواع الأتربة المختلفة فبينما قد لا تتجاوز الآثار في الطبقة السطحية لبعض الأراضي المعدنية قد تصل إلى 15٪ في الأراضي وتحت ظروف خاصة.
فبصورة عامة نجد أن الأراضي خشنة القوام تحتوي على كمية من المادة العضوية أقل من الأراضي الناعم القوام نظرا لأن كثافة النباتات النامية في الأراضي خشنة القوام أقل وتهويتها أحسن لأكسدة المادة العضوية السريعة ورشحها أسرع كما هو عليه في الأراضي ناعمة القوام.
ومن ناحية أخرى تزداد كمية المادة العضوية كلما زاد معدل الأمطار السنوي في المنطقة وذلك لزيادة النمو النباتي بزيادة معدل الأمطار لهذا فكمية المادة العضوية تكون قليلة في أراضي المنطقة الرطبة. كما أن انخفاض درجة الحرارة يساعد على تراكم المادة العضوية في حين أن ارتفاع متوسط الحرارة يقلل كميتها في التربة. ويرجع ذلك إلى أثر الحرارة في زيادة سرعة التفاعلات الكيماوية والبيولوجية الحادثة عند تحلل المادة العضوية. إلى جانب ذلك فإن الأراضي سيئة الصرف تكون بصورة عامة عالية الاحتواء على المادة العضوية والنتروجين إذا ما قورنت لأراضي جيدة الصرف ولاشك أن قلة التهوية في الأراضي السيئة الصرف هي المسئولة عن تراكم المادة العضوية والنتروجين فيها. ولابد هنا من ذكر أثر الحراثة وانجراف الطبقة السطحية سواء بالماء أو الرياح على كمية المادة العضوية إذ تقل المادة العضوية في الأراضي المحروثة بحوالي 30-6٪ منها في الأراضي غير المعرضة لعمليات الحراثة كأراضي المراعي والغابات كما أن انجراف التربة السطحية من شأنه أن يزيل نسبة كبيرة من المادة العضوية المتراكمة في هذه الطبقة.
فالمادة العضوية تشكل جزء رئيسية من الأراضي الخصبة Productive soils فهي إلى جانب تحسينها للخواص الطبيعية للأرض فإنها كمخزن لكثير من العناصر الغذائية اللازمة للنبات وخاصة عناصر الكربون والنتروجين إلى درجة كبيرة والفوسفور والحديد والكبريت بدرجة أقل.
وتتأثر صلاحية كثير من هذه العناصر في صورتها غير العضوية بالمادة العضوية نظرا للتفاعلات الكثيرة التي تتم بينهما، عموما فإن الأراضي الموجودة في ساحة معينة تزداد خصوبتها بزيادة محتواها من المادة العضوية إلا أن الأراضي المنخفضة في محتواها العضوي ليست دائما غير خصبة بدليل أن كثير من الأراضي الصحراوية المنخفضة في محتواها من المادة العضوية تكون ذات خصوبة عالية عند وضعها تحت نظام الزراعة إلا أنه يجب مراعاة المحافظة على محتوى مثل هذه الأراضي من المادة العضوية نظرا لانخفاضه المستمر مع الزراعة مالم يضاف النتروجين والمادة العضوية لها.
وتعتبر المادة العضوية مصدرا رئيسيا للنتروجين الذي ينطلق من المادة العضوية على صورة أمونيا ثم تتم أكسدته إلى نترات. ومن المرغوب فيه أن تتم هذه التغيرات بالسرعة المناسبة حتى يظل مستوى النترات مرتفع أثناء أطوار نمو النبات المختلفة وتتوقف صلاحية النتروجين العضوي للنبات على نسبة الكربون إلى النتروجين N Ratio/C في المادة العضوية على معدل تحللها. فالكائنات الحية الدقيقة تعتمد على الكربون كمصدر للطاقة اللازمة لها وعلى النتروجين وعناصر أخرى لبناء أجسامها- هذه النسبة تكون كبيرة جدا في المواد النباتية الطازجة وأكبر من تلك التي في خلايا الكائنات الدقيقة - عموما فإن الأحياء الدقيقة تؤقلم نشاطها بسهولة على المواد النباتية ذات النسبة ۳۰: ۱ أو أقل. وعندما تكون هناك موارد ذات نسب أكبر من ذلك فإن الكائنات الدقيقة تبحث عن مصدر آخر للنتروجين في البيئة النامية بها أو أن تكاثرها يتحدد بمستوي النتروجين الموجود وبالتالي فإن نشاطها يقل حتى يتم تحلل بعض الخلايا الميكروبية لتشكل مصدرة إضافية للنتروجين. ولذلك فإن قش الحبوب ذو النسبة ۱:۸۰ يتحلل ببطء في المراحل الأولى ويستهلك نتيجة لذلك كل النتروجين الصالح بالأرض وعندما يتحول الكربون الزائد إلى ثانية أكسيد الكربون وبالتالي تقل نسبة N / C فإن بعض النتروجين غير العضوي ينطلق إلى النبات للاستعمال. كما أن للمادة العضوية تأثيرا على تحبب الأراضي وتكوين البناء الثابت Stable Structure ومن ثم خدمة تلك الأراضي وتهويتها وقدرتها على حفظ الماء وكذلك مقاومتها للتعرية كلها تتحسن بفضل تأثير المادة العضوية.
ولا تحتوي جميع الأراضي على نفس النسبة من المادة العضوية فمع تحلل المادة العضوية فإن الدبال يتكون وجزء من الدبال القديم يكون في مراحل مختلفة من المعدنة ويحدد التوازن بين هاتين العمليتين كمية الدبال الموجودة بالأرض عند أي وقت من الأوقات. ويتساوى معدل تكوين الدبال مع معدل معدنته عندما تقترب الأرض من النضج Maturity إلا إذا تغيرت الظروف البيئية. ولأن الأراضي تتكون تحت ظروف بيئية مختلفة وكذلك توجد أراضي عند مراحل متعددة من النضج فإن ذلك يؤدي إلى اختلاف محتواها من المادة العضوية ويتحدد الاتزان السابق الإشارة إليه بواسطة العوامل الأتية:-
- قوام الأرض.
- الطبوغرافيا التي تؤثر على التعرية والصرف.
- المناخ شاملا لمعدلات الأمطار ودرجة الحرارة.
- طبيعة وكمية النباتات الطبيعية التي تتكون الأرض تحتها.
ففي الأراضي المستوية يحدث تجمع للمادة العضوي أكثر من تلك الموجودة على المنحدرات نظرا لتأثير التعرية في إزاحة الطبقة السطحية من الأراضي الموجودة على المنحدرات. وفي المنخفضات Depressions حيث يكون الصرف محددة فإن معدل التحلل يكون بطيئا ومن ثم يزداد التجمع Accumulation ويزداد التجمع تحت ظروف البرودة والرطوبة حيث تكون معدلات النمو مرتفعة والظروف غير مشجعة على التحلل مما يترتب عليه تجمع كميات كبيرة من الدبال، أما في الأجواء الرطبة الحارة فإن التجمع يكون قليلا نظرا لزيادة معدلات التحلل ويلاحظ عمومة أنه بزيادة الحرارة 10 درجات مئوية فإن محتوى الأرض من المادة العضوية ينخفض بمعدل النصف أو الثلث، ويجب ملاحظة أن كمية من المادة العضوية بالأرض ذات أهمية أقل من نشاط تلك المادة العضوية، نتيجة لتحلل المادة العضوية، فإن ثاني أكسيد الكربون ينطلق منها باستمرار مكونا لحمض الكربونيك الذي يعمل على إذابة الكثير من الصخور والمعادن بالأرض. كذلك فإن المادة النباتية الخضراء سريعة التحلل بالأرض وربما تعمل على تحلل المادة العضوية الموجودة طبيعية بها ويزيد السماد الحيواني من محتوى الأرض من المادة العضوية عن السماد الأخض
يختلف مقدار ما تحتويه أرض ما من مادة عضوية تبعا لعوامل عديدة نذكر منها على سبيل المثال:
- نوع النباتات الموجودة.
- طبيعة الأحياء الموجودة في الأرض.
- حالة الصرف والتهوية بالأرض.
- كميات الأمطار المتساقطة.
- درجة الحرارة.
- نوع وطبيعة عمليات الخدمة.
فمثلا الأراضي الواقعة تحت أشجار متساقطة الأوراق في جو بارد تستقبل مادتها العضوية من تلك الأوراق المتساقطة والتي تتركز في الطبقات العليا أو في السنتمترات الأولى من القطاع الأرضي، أما الأراضي الواقعة تحت الحشائش الطبيعية -Grass land نجدها تستمد مادتها العضوية من جذور ليفية كثيفة موزعة بانتظام في قطاع الأرض وبعمق كبير جدا إلى حد ما. ومحتوى المناطق الجافة من المادة العضوية منخفض ويزداد عادة بعد إدخال الأرض تحت نظام الزراعة والري وقد أوضح كثير من العلماء علاقة عكسية بين محتوى الأرض من المادة العضوي وبين متوسط الحرارة السنوي ذلك لأن ارتفاع الحرارة يسهل ويسرع من تحلل المادة العضوية.
وللمادة العضوية فوائد عديدة بالإضافة إلى فوائد الدبال منها أن المادة العضوية تحافظ على القدرة التنظيمية للأراضي Buffering Capacity من خلال الهيدروجين المنطلق من المجاميع الكربوكسيلية كما وتؤثر على صلاحية الكثير من العناصر الغذائية عن طريق تغيير الخواص الطبيعية والحيوية والكيميائية خصوصا التغير في حالات الأكسدة والاختزال كما هو الحال في الحديد والمنجنيز وغيرهما.
هذا وتختلف كمية المادة العضوية اختلافا كبيرا بين أنواع الأتربة المختلفة فبينما قد لا تتجاوز الآثار في الطبقة السطحية لبعض الأراضي المعدنية قد تصل إلى 15٪ في الأراضي وتحت ظروف خاصة.
فبصورة عامة نجد أن الأراضي خشنة القوام تحتوي على كمية من المادة العضوية أقل من الأراضي الناعم القوام نظرا لأن كثافة النباتات النامية في الأراضي خشنة القوام أقل وتهويتها أحسن لأكسدة المادة العضوية السريعة ورشحها أسرع كما هو عليه في الأراضي ناعمة القوام.
ومن ناحية أخرى تزداد كمية المادة العضوية كلما زاد معدل الأمطار السنوي في المنطقة وذلك لزيادة النمو النباتي بزيادة معدل الأمطار لهذا فكمية المادة العضوية تكون قليلة في أراضي المنطقة الرطبة. كما أن انخفاض درجة الحرارة يساعد على تراكم المادة العضوية في حين أن ارتفاع متوسط الحرارة يقلل كميتها في التربة. ويرجع ذلك إلى أثر الحرارة في زيادة سرعة التفاعلات الكيماوية والبيولوجية الحادثة عند تحلل المادة العضوية. إلى جانب ذلك فإن الأراضي سيئة الصرف تكون بصورة عامة عالية الاحتواء على المادة العضوية والنتروجين إذا ما قورنت لأراضي جيدة الصرف ولاشك أن قلة التهوية في الأراضي السيئة الصرف هي المسئولة عن تراكم المادة العضوية والنتروجين فيها. ولابد هنا من ذكر أثر الحراثة وانجراف الطبقة السطحية سواء بالماء أو الرياح على كمية المادة العضوية إذ تقل المادة العضوية في الأراضي المحروثة بحوالي 30-6٪ منها في الأراضي غير المعرضة لعمليات الحراثة كأراضي المراعي والغابات كما أن انجراف التربة السطحية من شأنه أن يزيل نسبة كبيرة من المادة العضوية المتراكمة في هذه الطبقة.
فالمادة العضوية تشكل جزء رئيسية من الأراضي الخصبة Productive soils فهي إلى جانب تحسينها للخواص الطبيعية للأرض فإنها كمخزن لكثير من العناصر الغذائية اللازمة للنبات وخاصة عناصر الكربون والنتروجين إلى درجة كبيرة والفوسفور والحديد والكبريت بدرجة أقل.
وتتأثر صلاحية كثير من هذه العناصر في صورتها غير العضوية بالمادة العضوية نظرا للتفاعلات الكثيرة التي تتم بينهما، عموما فإن الأراضي الموجودة في ساحة معينة تزداد خصوبتها بزيادة محتواها من المادة العضوية إلا أن الأراضي المنخفضة في محتواها العضوي ليست دائما غير خصبة بدليل أن كثير من الأراضي الصحراوية المنخفضة في محتواها من المادة العضوية تكون ذات خصوبة عالية عند وضعها تحت نظام الزراعة إلا أنه يجب مراعاة المحافظة على محتوى مثل هذه الأراضي من المادة العضوية نظرا لانخفاضه المستمر مع الزراعة مالم يضاف النتروجين والمادة العضوية لها.
وتعتبر المادة العضوية مصدرا رئيسيا للنتروجين الذي ينطلق من المادة العضوية على صورة أمونيا ثم تتم أكسدته إلى نترات. ومن المرغوب فيه أن تتم هذه التغيرات بالسرعة المناسبة حتى يظل مستوى النترات مرتفع أثناء أطوار نمو النبات المختلفة وتتوقف صلاحية النتروجين العضوي للنبات على نسبة الكربون إلى النتروجين N Ratio/C في المادة العضوية على معدل تحللها. فالكائنات الحية الدقيقة تعتمد على الكربون كمصدر للطاقة اللازمة لها وعلى النتروجين وعناصر أخرى لبناء أجسامها- هذه النسبة تكون كبيرة جدا في المواد النباتية الطازجة وأكبر من تلك التي في خلايا الكائنات الدقيقة - عموما فإن الأحياء الدقيقة تؤقلم نشاطها بسهولة على المواد النباتية ذات النسبة ۳۰: ۱ أو أقل. وعندما تكون هناك موارد ذات نسب أكبر من ذلك فإن الكائنات الدقيقة تبحث عن مصدر آخر للنتروجين في البيئة النامية بها أو أن تكاثرها يتحدد بمستوي النتروجين الموجود وبالتالي فإن نشاطها يقل حتى يتم تحلل بعض الخلايا الميكروبية لتشكل مصدرة إضافية للنتروجين. ولذلك فإن قش الحبوب ذو النسبة ۱:۸۰ يتحلل ببطء في المراحل الأولى ويستهلك نتيجة لذلك كل النتروجين الصالح بالأرض وعندما يتحول الكربون الزائد إلى ثانية أكسيد الكربون وبالتالي تقل نسبة N / C فإن بعض النتروجين غير العضوي ينطلق إلى النبات للاستعمال. كما أن للمادة العضوية تأثيرا على تحبب الأراضي وتكوين البناء الثابت Stable Structure ومن ثم خدمة تلك الأراضي وتهويتها وقدرتها على حفظ الماء وكذلك مقاومتها للتعرية كلها تتحسن بفضل تأثير المادة العضوية.
ولا تحتوي جميع الأراضي على نفس النسبة من المادة العضوية فمع تحلل المادة العضوية فإن الدبال يتكون وجزء من الدبال القديم يكون في مراحل مختلفة من المعدنة ويحدد التوازن بين هاتين العمليتين كمية الدبال الموجودة بالأرض عند أي وقت من الأوقات. ويتساوى معدل تكوين الدبال مع معدل معدنته عندما تقترب الأرض من النضج Maturity إلا إذا تغيرت الظروف البيئية. ولأن الأراضي تتكون تحت ظروف بيئية مختلفة وكذلك توجد أراضي عند مراحل متعددة من النضج فإن ذلك يؤدي إلى اختلاف محتواها من المادة العضوية ويتحدد الاتزان السابق الإشارة إليه بواسطة العوامل الأتية:-
- قوام الأرض.
- الطبوغرافيا التي تؤثر على التعرية والصرف.
- المناخ شاملا لمعدلات الأمطار ودرجة الحرارة.
- طبيعة وكمية النباتات الطبيعية التي تتكون الأرض تحتها.
ففي الأراضي المستوية يحدث تجمع للمادة العضوي أكثر من تلك الموجودة على المنحدرات نظرا لتأثير التعرية في إزاحة الطبقة السطحية من الأراضي الموجودة على المنحدرات. وفي المنخفضات Depressions حيث يكون الصرف محددة فإن معدل التحلل يكون بطيئا ومن ثم يزداد التجمع Accumulation ويزداد التجمع تحت ظروف البرودة والرطوبة حيث تكون معدلات النمو مرتفعة والظروف غير مشجعة على التحلل مما يترتب عليه تجمع كميات كبيرة من الدبال، أما في الأجواء الرطبة الحارة فإن التجمع يكون قليلا نظرا لزيادة معدلات التحلل ويلاحظ عمومة أنه بزيادة الحرارة 10 درجات مئوية فإن محتوى الأرض من المادة العضوية ينخفض بمعدل النصف أو الثلث، ويجب ملاحظة أن كمية من المادة العضوية بالأرض ذات أهمية أقل من نشاط تلك المادة العضوية، نتيجة لتحلل المادة العضوية، فإن ثاني أكسيد الكربون ينطلق منها باستمرار مكونا لحمض الكربونيك الذي يعمل على إذابة الكثير من الصخور والمعادن بالأرض. كذلك فإن المادة النباتية الخضراء سريعة التحلل بالأرض وربما تعمل على تحلل المادة العضوية الموجودة طبيعية بها ويزيد السماد الحيواني من محتوى الأرض من المادة العضوية عن السماد الأخض