تحقيق مسبار
يُستخدم في تسميد التربة نوعان أساسيان من الأسمدة هما السماد الطبيعي والسماد الكيميائي (المُصنَّع)، ونطرًا لكثرة الأبحاث والدراسات عن المحاذير والأضرار البيئية التي تنتج من الإفراط في استخدام السماد الكيميائي؛ والتوصيات العالمية بخصوص استخدام الأسمدة الطبيعية العضوية بدلًا منها، قد يتساءل البعض أيضًا هل السماد الطبيعي للنباتات مَضر بالبيئة أم أنّه آمنٌ للاستخدام تمامًا.
تُجيب هذه المقالة عن السؤال أعلاه، وتًوضّح ما هو السماد الطبيعي ومكوناته وأنواع السماد الطبيعي المختلفة.
السماد الطبيعي للنبات
منذ زمنٍ بعيدٍ، بات مؤكدًا أنَّ إضافة السماد الطبيعي للنبات، والذي يدعى أيضًا بالسماد العضوي، يزيد من غلّة المحاصيل وإنتاجيتها ويُحسّن خصوبة الأراضي. حيث أنّه يَزيد من محتوى المادة العضوية في التربة، خصوصًا إذا كان السماد الطبيعي للنبات ناتجًا عن المواد العضوية مثل الروث الحيواني. وبالتالي لتوضيح هل السماد الطبيعي للنباتات مُضر بالبيئة، ينبغي التأكيد على أنّ السماد الطبيعي للنبات بديلٌ أكثر أمانًا من السماد الكيمائي، لكنَّ الاستخدام غير السليم للأسمدة الطبيعية يؤدي إلى فرط التسميد أو نقص المغذيات في التربة. ومن ثمَّ، فإنَّ التحكم في تحلل الأسمدة الطبيعية هو وسيلةٌ فعالةٌ ومتقدمة للتغلب على هذه الآثار والحفاظ على إنتاجية الزراعة المستدامة.
وبشكلٍ عام، تُعرف الأسمدة أو المُخصِّبات الزراعية بأنّها موادٌ طبيعيةٌ أو صناعية تُزوّد النبات بعناصرٍ غذائيةٍ ضروريةٍ لنموه وتطوره وزيادة إنتاجه. وحسب الكمية التي يحتاجها النبات من العناصر المغذية المختلفة، تقسم هذه العناصر الغذائية إلى عناصرٍ رئيسيةٍ (كبرى)، وهي التي يحتاجها النبات بكمياتٍ كبيرةٍ، وعناصرٍ ثانويةٍ (صغرى)، وهي التي يحتاجها النبات بكمياتٍ أقل ولكنّها في الوقت ذاته ضروريةٌ أيضًا.
وتضمّ العناصر المغذية الرئيسية الضرورية للنبات تسع مركباتٍ هي: الكربون والأوكسجين والهيدروجين والنتروجين والفوسفور والبوتاسيوم والكبريت والمغنيزيوم والكالسيوم. أمّا العناصر الصغرى، فتضم الحديد والمنغنيز والبورون والكلور النحاس والزنك والمولبيديوم. حيث يحصل النبات على حاجته من الكربون والأكسجين والهيدروجين من الهواء والماء، بينما هناك ضرورةٌ ملحةٌ لتوفير بقية العناصر في التربة (خاصةً النتروجين والفوسفور والبوتاسيوم).
وتبعًا لمصدرها، فإنَّ الأسمدة تُصنّف ضمن نوعين رئيسيين هما: الأسمدة الطبيعية (العضوية)، والأسمدة الكيميائية (صناعية). حيث تضمّ الأسمدة الطبيعية جميع المخلفات الحيوانية والنباتية، بينما تُحضَّر الأسمدة الكيميائية من موادٍ معدنيةٍ وكيميائيةٍ في مصانعٍ متخصصةٍ مُعدّةٍ لهذا الغرض. وتصنف الأسمدة الكيميائية بدورها إلى أسمدةٍ بسيطةٍ تحوي عنصرًا واحدًا فقط (كالنيتروجين مثلًا)، أو أسمدةٍ مركبةٍ تحوي على أكثر من عنصرٍ في آنٍ واحدٍ، كالنتروجين والفوسفور (NP)، أو النتروجين والبوتاسيوم (NK)، أو النتروجين والفوسفور والبوتاسيوم معًا (NPK) وهي الأشهر والأكثر استخدامًا في الزراعة. كما يمكن أن تكون هذه الأسمدة بصورةٍ سائلةٍ أو صلبةٍ أو غازيةٍ.
ما هو السماد الطبيعي؟
إنَّ السماد الطبيعي، والمعروف أيضًا باسم السماد العضوي، هو السماد المشتقّ من المنتجات الحيوانية ومخلفات النباتات التي تحوي على كميةٍ كافيةٍ من النيتروجين. وبالتالي فإنَّ السماد الطبيعي هو مصدرٌ معدنيٌّ متوفرٌ بشكلٍ طبيعيٍ، ويحوي على كميةٍ معتدلةٍ من العناصر الغذائية الأساسية للنبات.
ويمكن القول أنّ السماد الطبيعي قادرٌ على التقليل من المشكلات المرتبطة باستخدام الأسمدة الاصطناعية، حيث أنَّ استخدام السماد الطبيعي يقلل من ضرورة الاستخدام المتكرر للأسمدة الاصطناعية للحفاظ على خصوبة التربة. فالسماد الطبيعي يمنح المغذيات تدريجيًا في محلول التربة ويحافظ على توازن المغذيات للنمو الصحي للنباتات والمحاصيل والأشجار المختلفة، كما أنَّ السماد العضوي يعمل كمصدرٍ فعّالٍ للطاقة لميكروبات التربة، التي بدورها تعمل على تحسين بنية التربة ونمو النباتات. ويُعتقد عمومًا أنَّ الأسمدة الطبيعية بطيئة التحلل وتمدّ التربة بالمغذيات الضرورية بصورةٍ بطيئةٍ.
ولفهم ما هو السماد الطبيعي ينبغي الأخذ بعين الاعتبار أنّ السماد الطبيعي الذي يتم الحصول عليه من المزرعة يعدّ من أفضل الأسمدة الطبيعية الذي يمكن أن يُضاف للتربة، وذلك بهدف زيادة خصوبة التربة وتحسين خواصها الطبيعية والكيماوية والحيوية. ويكون السماد الطبيعي في الأساس عبارة عن خليطٍ من مخلفات الحيوانات المجترة وحيوانات النقل أو الدواجن.
ويمكن أن يُستعمل السماد الطبيعي بصورته الطازجة أو بعد تخزينه في أكوامٍ، وأحيانًا يتمّ فصل البول فيه عن المخلفات الصلبة (الروث). وعادةً ما يتم وضع الفرشة تحت حيوانات المزرعة بهدف امتصاص المخلفات وسهولة نقلها.
مكونات السماد الطبيعي
للتعرّف على مكونات السماد الطبيعي، ينبغي أولًا إدراك وجود اختلافٍ في القيمة التغذوية بالنسبة للنبات والمكونات ونسبتها بين السماد الطبيعي النباتي فقط أو الحيواني فقط أو المُختلط. على سبيل المثال يُعدّ السماد الطبيعي الناتج من مخلفات حيوانات المزرعة غنيًا بمحتواه من العناصر المغذية، وعمومًا فإنَّ حوالي 80-95% من العناصر المغذية الموجودة في عليقة الحيوان يتم طرحها في الروث والبول، كما أنَّ المواد العضوية تمثل نسبة 40% من المواد الموجودة في العليقة.
وأثناء تحضير وتخزين السماد الطبيعي الحيواني تحدث تغيرات وتحليلات نتيجة نشاط الكائنات الدقيقة، ويختلف النشاط الحيوي ونتائجه بناءً على عواملٍ عدةٍ مثل نوع وكمية الفرشة، وطبيعة الخليط (مندمجٍ أو يتخلله الهواء)، وطول فترة بقاء السماد في الحظائر، وطريقة التخزين.
وبشكلٍ عام لمعرفة مكونات السماد الطبيعي، فإنَّ الطن الواحد من السماد الطبيعي (روث الحيوانات) يحتوي على حوالي 12 رطلًا من النيتروجين، ويكون حوالي 25 ٪ من هذا النيتروجين متاحًا على الفور للمحصول.
سماد النيتروجين الطبيعي
يمكن القول أنَّ سماد النيتروجين الطبيعي هو أيّ سمادٍ طبيعيٍّ يحوي نسبة جيدة من النيتروجين. حيث يكون السماد الطبيعي غنيًّا بالعناصر الغذائية، بما في ذلك العناصر الصغرى اللازمة لنمو المحاصيل، ويتم طرح ما يقارب 70-80٪ من النيتروجين (N)، و60-85٪ من الفوسفور (P)، و80-90٪ من البوتاسيوم (K) الموجود في الأعلاف في الروث.
ويحوي سماد النيتروجين الطبيعي بالمقارنة مع الأسمدة الكيميائية المصنعة على الكربون العضوي الذي يُعدّ أساسًا لصحة التربة، بما في ذلك قدرتها على التبادل الكاتيوني وخصوبتها، وقدرتها على الاحتفاظ بالمياه.
ويحتوي السماد الطبيعي على أشكالٍ غير مستقرةٍ (غير عضويةٍ) ومستقرةٍ (عضويةٍ) من النيتروجين، حيث يوجد النيتروجين غير العضوي في البداية في البول وعلى هيئة يوريا في روث الحيوانات، وقد يمثل ما يصل إلى 50٪ (70٪ في الدواجن) من إجمالي محتوى النيتروجين في السماد. وتتحول اليوريا بسرعةٍ إلى أمونيوم NH4 ثم إلى غاز الأمونيا NH3 مع زيادة الرقم الهيدروجيني، ثم يبدأ السماد في الجفاف. وإذا لم يحصل له هدرٌ أو تطايرٌ، فإنّ الأمونيوم من اليوريا في السماد يكون متاحًا بسهولةٍ لنمو النبات. ومع ذلك، فإنّ الأمونيا شديدة التقلب ممّا يؤدي إلى فقدان النيتروجين، ويمكن فقدان كل نيتروجين الأمونيوم تقريبًا من السماد المرشوش على سطح التربة إذا لم يتم دمجه وقلبه بالتربة في غضون ساعاتٍ قليلةٍ.
وتجدر الإشارة إلى أنَّ النيتروجين الموجود في السماد لا يكون متاحًا للنبات دفعةً واحدةً، حيث قد يتم تقييد الكثير منه في أشكالٍ عضويةٍ، ويصبح سماد النيتروجين الطبيعي متاحًا للنباتات فقط بعد أن تقوم الكائنات الحية الدقيقة في التربة بتحليل المركبات العضوية، وتحويل النيتروجين المُنطلق إلى أمونيوم NH4، الأمر الذي يحدث على مدى سنواتٍ.
أنواع السماد الطبيعي
تختلف أنواع السماد الطبيعي تبعًا لعدة اعتباراتٍ، فهي تقسم بشكلٍ رئيسيٍّ إلى أسمدةٍ نباتيةٍ وأسمدةٍ حيوانيةٍ، ومنها ما هو مختلطٌ. أمّا من ناحية منشأ السماد أو الأصل فهي بذلك تنقسم إلى:
- سماد روث المزرعة (FYM)، أو سماد مخلفات الحيوانات (الزبل البلدي).
- السماد الأخضر (GM)، وهي الأسمدة العضوية النباتية المكوّنة من نباتاتٍ خضراء أو أوراق الأشجار المتساقطة والأغصان ومخلفات الحدائق.
- سماد بقايا المحاصيل الحقلية.
- سماد الدبال العضوي – الكومبوست (Compost)، وهو السماد الذي يتم تحضيره من نواتج تحلّل المواد العضوية تحت تأثير نشاط الميكروبات في بيئةٍ رطبةٍ، ممّا يزيد من محتوى الفوسفور والنيتروجين والمواد الغذائية الأخرى ويجعلها قابلةً للامتصاص من قبل النبات. مثل كومبوست مخلفات قطاف الزيتون مثلًا، ويمكن أيضًا صنع سماد شاي الكومبوست بصورةٍ سائلةٍ.
- السماد المنزلي من بقايا الأطعمة.
- الأسمدة الطبيعية المركزة، مثل تفل الزيتون، وبقايا معاصر الزيوت.
- الأسمدة الطبيعية المكوّنة من المنتجات الثانوية للحيوانات، حوافر الحيوانات وقرونها ودمها وصوفها ولحمها وعظمها.
- الأسمدة الطبيعية الناجمة عن معالجة مخلفات الصرف الصحي، والتي تستعمل في تسميد المزروعات وري الأشجار، أو الناجمة عن إعادة استخدام المخلفات وتدويرها.
ونتيجة اختلاف أنواع السماد الطبيعي، فإنَّ التحاليل المخبرية تفيد أنّ تركيبة السماد الطبيعي تعتمد أساسًا على مصدره (نوع الحيوان) وعلى نوع الغذاء الذي يُعطى له. أمّا من حيث تركيبته الكيميائية فإن السماد العضوي لا يختلف كثيرًا من حيوان لآخر، وهو يحتوي بشكل عام على نسبة 0.3 - 0.6٪ من الآزوت ونسبة 0.1 - 0.4٪ من الفوسفور ونسبة 0.3 - 1٪ من البوتاس.
وبشكلٍ عام، تتكون جميع أنواع السماد الطبيعي من مجموعةٍ متنوعةٍ من المواد المشتقة من النباتات، التي تتراوح من المواد النباتية الطازجة أو المجففة إلى الأسمدة الحيوانية والفضلات إلى المنتجات الثانوية الزراعية. ويختلف المحتوى الغذائي للسماد الطبيعي اختلافًا كبيرًا تبعًا لمصدره، وتجعل المواد القابلة للتحلل بسهولة مصادر المغذيات أفضل.
سماد طبيعي للنباتات
حتى يتم استخدام سماد طبيعي للنباتات بشكلٍ مثالي وبكميةٍ كافيةٍ، لا بدّ من تحديد محتواه من العناصر الغذائية المتاحة للنباتات بشكلٍ تحليليٍّ، حيث يكون محتوى النيتروجين والفوسفور أقل، وغالبًا ما يكون أقل بشكلٍ كبيرٍ في الأسمدة الطبيعية العضوية مقارنةً بالأسمدة الكيماوية. وكذلك فإنَّ محتوى الرطوبة هو عاملٌ آخر يقلل أو يخفف تركيزات النيتروجين والفوسفور للأسمدة الطبيعية.
ويُعد استخدام المصادر المتاحة محليًا أمرًا معقولًا إذا كان استخدامه متوافقًا مع استراتيجية الإنتاج، وتكون القيمة الغذائية لروث الحيوانات أكثر تنوعًا من قيمة المنتجات الثانوية الزراعية (النباتية).
ويمكن أن يكون محتوى الكربون العضوي للأسمدة الطبيعية مساويًا أو أكبر من محتوياته من النيتروجين والفوسفور، لذلك فإنَّ استخدام أيّ سماد طبيعي للنباتات وخصوصًا الروث الحيواني يُعزز زيادة الكتلة الحيوية البكتيرية غيرية التغذية، ممّا يحفز الإنتاجية الثانوية الأخرى، ويُمعدن المغذيات لتحفيز الإنتاجية الأولية. ومع ذلك، فإنَّ تحلل المادة العضوية وتمعدن المغذيات يحدث على مدار أيامٍ، على عكس التوفر الفوري للمغذيات من الأسمدة الكيماوية. كما يعتمد تطبيق الأسمدة الطبيعية على الأحواض على شكل السماد (صلب، سائل، بودرة، حبيبات) ومحتوى الرطوبة.
وفي معظم الحالات، يعتمد استخدام أيّ سماد طبيعي للنباتات على محتواه من النيتروجين والتوافر التقديري لموسم النمو الأول، لكن يجب الأخذ بعين الاعتبار أنّ بعض السماد طبيعي للنباتات يحوي على مستوياتٍ عاليةٍ من الفوسفور.
ومن المهم أيضًا أن يتم اختبار التربة للمساعدة في تحديد ما إذا كان مستوى الفوسفور في التربة يتراكم أكثر من اللازم، في هذه الحالة ربما يجب استخدام نوعٍ مختلفٍ من الأسمدة الطبيعية التي تحتوي على نسبةٍ منخفضةٍ من الفوسفور أو لا تحتوي على فوسفورٍ لفترة من الوقت، كذلك لمعرفة ما إذا كان يتم تلبية احتياجات المغذيات النباتية الأخرى بهذا السماد الطبيعي وحده.
هل السماد الطبيعي للنباتات مَضر بالبيئة؟
يمكن القول أنّ الأسمدة الطبيعية بالمجمل لا تسبب الضرر للبيئة على عكس الأسمدة الكيميائية. وبحسب الإرشادات بشأن البيئة والصحة والسلامة الخاصة بإنتاج المحاصيل الزراعية الصادرة عن مجموعة البنك الدولي عام 2007، فإنَّ التوصيات العالمية لحماية البيئة هي باستعمال المواد العضوية، مثل السماد الطبيعي بدلًا من الأسمدة الصناعية، إلى أقصى حد ممكن لزيادة محتوى المادة العضوية في التربة وحمايتها فيزيائيًا من الشمس والمطر والرياح وتغذية الكائنات الحية بها؛ مع الانتباه في جميع الأحوال لحالات فرط الاستخدام التي تنتج من استخدامها انبعاثات غازات الدفيئة GHG، مثل أوكسيد النيتروز (N2O) والميثان (CH4) والأمونيا (NH3)، أو من ظروف التربة المصاحبة لبعض المحاصيل كالأرز. حيث يتطاير الأمونيا وأوكسيد النيتروز في ظروف الرياح العالية والحرارة المرتفعة.
وينبغي دراسة إمكانية نشر الآفات قبل اللجوء لتطبيق السماد الطبيعي؛ ومن أجل تجنب التعرض المحتمل لمسببات الأمراض والروائح الضارة المصاحبة لاستخدام السماد الطبيعي. كما يجب تخزين السماد الطبيعي بعيدًا عن الأماكن السكنية على قدر الإمكان، مع ضرورة استخدام بعض الإجراءات مثل تغطية السماد الطبيعي، لتقليل الرائحة والانبعاثات الهوائية، ومن أجل ألّا يتسبب في روائحٍ كريهةٍ، وبالتالي حتّى لا يُعدَّ السماد الطبيعي للنباتات مَضرًا بالبيئة.
إقرأ/ي أيضًا:
هل يمكن الحد من مصادر تلوّث المياه؟
