خاک بهعنوان بستر اصلی کشت و کار، یک سیستم زنده و پویا است. یکی از مؤلفههای کلیدی در سلامت خاک، مواد آلی آن است؛ چون نقش مهمی در ایجاد ساختار مناسب، تأمین عناصر غذایی، ذخیره آب و حتی تعدیل دما ایفا میکنند. در واقع، بدون وجود این مواد، پایداری طولانیمدت تولیدات کشاورزی امکانپذیر نخواهد بود. متأسفانه در ایران، میزان مواد آلی خاکها در بسیاری از مناطق زیر مقدار مطلوب قرار دارد و به کاهش باروری خاک و افت عملکرد محصولات منجر میشود.
در این مقاله میکوشیم مفهوم ماده آلی خاک، اهمیت و نقش آن در کشاورزی، عوامل مؤثر بر کمبود و این موضوع که چگونه مواد آلی خاک را افزایش دهیم را بررسی کنیم.
ماده آلی چیست؟
وقتی صحبت از ماده آلی خاک میشود، اغلب بقایای گیاهی، برگهای در حال پوسیدگی، کودهای حیوانی یا حتی لاشه جانوران به ذهن میآید. این موارد همگی مواد آلی خام (Organic Material) یا کود آلی هستند؛ اما برای آنکه واقعاً به ماده آلی (Organic Matter) تبدیل شوند، باید دستخوش یک سلسله فرایندهای تجزیه و تبدیل به هوموس شوند. هوموس همان بخش پایدار و مقاوم در برابر تجزیه است که توسط میکروارگانیسمها ایجاد میشود. بخش ناپایدار مواد الی خام غالباً سرعت بالایی در تجزیه دارد و ممکن است تا ۹۰ درصد آن به سرعت از بین برود. بنابراین، آنچه در آزمایشهای خاک بهعنوان «ماده آلی خاک» سنجیده میشود، بیشتر به هوموس اشاره دارد که جزئی مهم و پایدار از ساختار خاک را تشکیل میدهد.
منبع: dpi.nsw.gov.au
اهمیت و نقش مواد آلی در خاک
این ماده برای خاک نقش چندجانبهای دارد. ازیکسو، منبع تأمین عناصر غذایی موردنیاز گیاهان است و ازسویدیگر، بهبوددهنده خصوصیات فیزیکی خاک محسوب میشود. زمانی که این ماده در خاک حضور دارد، ضمن افزایش ظرفیت نگهداری آب، منجر به بهبود تهویه و نفوذپذیری میشود. همچنین این مواد بهصورت «پلیمرهای طبیعی» یا «سیمان بیولوژیک» عمل میکنند و خاکدانهها را پایدار میکنند که نتیجه آن، حفظ ساختار مطلوب و کاهش پدیده فرسایش است. ضمن اینکه در شرایطی که هوا و رطوبت مناسب باشد، فعالیت میکروارگانیسمهای مفید هم به مراتب بیشتر میشود و چرخههای غذایی سریعتر و کاملتر به گردش درمیآیند.
وظایف و کارکردهای ماده آلی در خاک
این ماده آلی مجموعهای از وظایف متعدد را در خاک برعهده دارد. نخست آنکه بهصورت مخزن عناصر غذایی (نیتروژن، فسفر، گوگرد و غیره) عمل میکند و با معدنیشدن تدریجی، این عناصر را در طول فصل رشد در اختیار گیاهان قرار میدهد. دومین کارکرد کلیدی، افزایش ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC) است؛ بدینترتیب که هوموس به دلیل بار منفی بالا، توانایی جذب و نگهداری یونهای مثبت نظیر پتاسیم، کلسیم و منیزیم را دارد. وظیفه سومی که نباید از نظر دور داشت، ظرفیت بالای نگهداری آب است؛ بهطوریکه میتواند تا حدود ۸۰ تا ۹۰ درصد وزن خود، آب ذخیره کند و در دسترس ریشهها قرار دهد.
فواید ماده آلی برای خاک کشاورزی
این مواد بهدلیل تأمین پیوسته عناصر ضروری، نیاز به کودهای شیمیایی را کاهش میدهد و سلامت گیاهان را افزایش میبخشد. ازسویدیگر، در دورههای کمآبی یا تنش خشکی، رطوبت ذخیرهشده توسط ماده آلی میتواند مانند سپری ارزشمند عمل کند و مانع از واردشدن تنش شدید به گیاهان شود. همچنین ساختار مطلوبی که در نتیجه بالابودن این مواد ایجاد میشود، اجازه میدهد ریشهها بهراحتی رشد کند و به منابع آب و مواد غذایی دسترسی بهتری داشته باشند.
ترکیبات و آنالیز مواد آلی خاک
این ماده از ترکیبات گوناگونی همچون کربوهیدراتها، لیپیدها، پروتئینها و ترکیبات آروماتیک (نظیر لیگنین) تشکیل شده است؛ اما آنچه در ارزیابی آزمایشگاهی اهمیت دارد، تعیین درصد کربن آلی و نیتروژن کل بههمراه نسبت کربن آلی خاک به نیتروژن (C:N) است. هرچه نسبت C:N بزرگتر باشد، نشاندهنده حضور بیشتر ترکیبات سختتجزیهپذیری مثل سلولز و لیگنین است؛ درحالیکه نسبتهای پایینتر حاکی از قابلیت سریعتر تجزیه و آزادسازی نیتروژن در خاک هستند.
اندازهگیری ماده آلی خاک معمولاً از طریق روشهای مختلف (مانند روش اکسیداسیون والکلی-بلاک یا روشهای مدرنتر) انجام میشود. در این آزمونها، بخش پایدار ماده آلی (عمدتاً هوموس) سنجیده میشود و برای کشاورزان یا کارشناسان، تصویری از وضعیت حاصلخیزی و سلامت خاک فراهم میآورد.
منابع مواد آلی خاک
ریشهها و بقایای گیاهی پساز برداشت، سهم چشمگیری در تأمین ماده آلی دارند؛ خصوصاً اگر بهصورت بقایا روی زمین باقی بمانند یا به خاک برگردانده شوند. همچنین کودهای حیوانی و فضولات دامی، کمپوست، بقایای جنگلی، پسماندهای کشاورزی و صنعتیِ فرآوریشده (مانند تفاله چغندر یا حتی بقایای صنایع غذایی) از دیگر منابع عمده به شمار میروند.
عوامل موثر در میزان مواد آلی خاک
عوامل محیطی و مدیریتی گوناگونی در تعیین سطح ماده آلی خاک نقش دارند.
- شرایط اقلیمی: در آبوهوای گرم و مرطوب، تجزیه مواد آلی سریعتر صورت میگیرد و لذا حفظ سطح بالای ماده آلی دشوارتر است.
- بافت خاک: خاکهای رسی پتانسیل حفظ ماده آلی بیشتری دارند؛ زیرا ذرات رس با تشکیل کمپلکسهای پایدار از تجزیه سریع هوموس جلوگیری میکنند.
- پوشش گیاهی: مراتع و علفزارها بهدلیل ریشههای گسترده و سالانه، عموماً مواد آلی بیشتری نسبت به جنگلها در لایه سطحی خاک ذخیره میکنند.
- توپوگرافی: در پاییندست شیبها معمولاً انباشت مواد آلی بیشتر است.
عوامل کاهشدهنده ماده آلی در خاک
از مهمترین عوامل افت ماده آلی خاک میتوان به اقلیم گرم و خشک اشاره کرد که فرایند تجزیه را سرعت میبخشد. علاوهبراین، شخم و خاکورزی بیشازحد باعث تهویه زیاد و افزایش فعالیت میکروبها و در نتیجه تسریع تجزیه هوموس میشود. حذف بقایای گیاهی از مزرعه یا سوزاندن آنها نیز منبع بالقوه تأمین مواد آلی را از بین میبرد. استفاده بیرویه از کودهای شیمیایی بدون افزودن کودهای آلی، فرسایش خاک در شیبها، و چرای مفرط دامها نیز از دیگر عوامل اصلی کاهش مواد آلی در خاک محسوب میشوند.
روشهای افزایش ماده آلی در خاک و مدیریت آن
برای تقویت ماده آلی خاک باید به یک رویکرد بلندمدت و پایدار روی آورد.
- نخستین گام، بازگرداندن بقایای گیاهی و حذف روشهایی نظیر سوزاندن آنهاست؛
- دوم، استفاده از کودهای حیوانی و کمپوست بهعنوان غنیکننده طبیعی خاک؛
- سوم، مدیریت صحیح تناوبهای زراعی، بهویژه کاشت گیاهانی که ریشه عمیق دارند یا سریع تجزیه نمیشوند و به انباشت هوموس کمک میکنند؛
- چهارم، کاهش خاکورزی (روشهایی مانند کمخاکورزی یا بیخاکورزی) که از تجزیه سریع ماده آلی جلوگیری میکند؛
- پنجم، کاشت گیاهان پوششی یا کود سبز. این گیاهان در طول دوره رشد و پساز برگرداندن به خاک، نقش بسزایی در حفظ یا افزایش مواد آلی ایفا میکنند.
راههای اندازهگیری ماده آلی خاک
تعیین دقیق سطح مواد آلی از طریق آزمونهای خاک انجام میشود. روش رایج، اکسیداسیون شیمیایی ماده آلی توسط یک عامل اکسیدکننده قوی (مانند بیکرومات پتاسیم) است که به روش والکلی-بلاک یا اصلاحشده آن معروف است. در این روش، مقدار کربن آلی محاسبه و با استفاده از ضریب تبدیل، به درصد ماده آلی تبدیل میشود. در سالهای اخیر، استفاده از دستگاههای پیشرفتهتر نظیر طیفسنجی مادون قرمز نیز رایج شده است که سرعت و دقت بالاتری دارد.
ملاحظات و محدودیتهای استفاده از مواد آلی
با وجود فواید فراوان، استفاده از منابع آلی نیز باید با رعایت اصول انجام شود. برای مثال، افزودن حجم بالایی از کود دامی یا کمپوست با تجزیه سریع میتواند موقتاً سبب کمبود نیتروژن دردسترس گیاه شود (چون میکروبها برای تجزیه کربن از نیتروژن خاک استفاده میکنند). همچنین درصورتیکه خاک بیشازحد مرطوب باشد و بقایای آلی در این شرایط مدفون شود، محیط بیهوازی ایجاد شده و فعالیت میکروارگانیسمهای مفید کاهش مییابد.
برخی پسماندهای شهری یا صنعتی ممکن است حاوی فلزات سنگین یا ترکیبات سمی باشند که در صورت تصفیه نامناسب، به خاک آسیب میرسانند.
وضعیت مواد آلی خاک در ایران
بر اساس پژوهشهای انجامشده، وضعیت مواد آلی در خاکهای کشور چندان رضایتبخش نیست. در بسیاری از مناطق ایران، میزان مواد آلی زیر ۱ درصد گزارش شده است، درحالیکه استاندارد جهانی در بازه ۱٫۵ تا ۲ درصد یا حتی بالاتر قرار دارد. طبق آمار منتشرشده توسط وزارت جهاد کشاورزی، حدود ۶۰ درصد خاکهای زراعی کشور دارای کمتر از ۱ درصد ماده آلی خاک هستند. کاهش منابع آبی، فرسایش شدید، عدم بازگشت بقایای گیاهی به خاک و استفاده مفرط از کودهای شیمیایی همگی از جمله دلایل اصلی این معضل بهشمار میروند. این کاهش مواد آلی، آثار نامطلوبی چون کاهش حاصلخیزی، افت عملکرد محصول، تشدید فرسایش و کاهش ظرفیت نگهداری آب را در پی داشته است.
کودهای آلی
کودهای آلی ازجمله مهمترین و اثرگذارترین منابع تأمین مواد آلی در خاکهای کشاورزی به شمار میروند. این کودها که از بقایای گیاهی، فضولات حیوانی یا ترکیبات طبیعی دیگر به دست میآیند، نهتنها عناصر غذایی کلیدی مانند نیتروژن، فسفر و پتاسیم را وارد خاک میکنند، بلکه بافت خاک را بهبود بخشیده، فعالیت میکروبهای مفید را تحریک میکنند و باعث تقویت چرخههای طبیعی تجزیه و معدنیشدن میشوند. بهعنوانمثال، هیومیک اسید (که از مواد هیومیکی محسوب میشود) و کودهای آمینواسید، ازجمله محصولات پرطرفدار در این دستهاند که علاوه بر تأمین بخشی از مواد آلی، عملکرد ریشهزایی و رشد رویشی گیاهان را هم ارتقا میبخشند.
استفاده از کودهای آلی مثل کود آمینو اسید همواره باید با درنظرگرفتن شرایط اقلیمی، نوع خاک و نیازهای گیاه انجام شود. بسیاری از کودهای آلی مثل کود دامی یا کمپوست، چنانچه خوب فرآوری نشوند یا به مقدار زیاد و در زمان نامناسب به کار روند، میتوانند مشکلاتی مانند آلودگی میکروبی یا کمبود موقت نیتروژن را ایجاد کنند.
سخن پایانی
خاک حاصلخیز، سنگبنای کشاورزی پایدار است و مواد آلی خاک، قلب تپنده این خاک حاصلخیزند. با رعایت اصولی همچون افزودن کودهای آلی، مدیریت بهینه کشت و حفظ پوشش گیاهی، میتوان خاکی زنده و سرشار از مواد آلی داشت.
هیومیک اسید آبادیس: تأمین کننده مواد آلی خاک
شرکت دانشبنیان اکسیر دانش آبادیس، با تکیه بر دانش بهروز و فناوریهای پیشرفته، تولیدکننده برتر هیومیک اسید در ایران شناخته میشود. رویکرد نوآورانه آبادیس در تولید کودهای آلی همچون هیومیک اسید و آمینواسید، پاسخی به نیاز کشاورزی پایدار است؛ کشاورزیای که در آن، حفظ سلامت خاک و محیطزیست در کنار افزایش عملکرد محصولات قرار میگیرد. اگر بهدنبال ارتقای سطح مواد آلی خاک خود و دستیابی به بازدهی پایدار هستید، هیومیک اسید آبادیس میتواند یکی از بهترین گزینهها در سبد کودی شما باشد.
سوالات متداول
۱. آیا امکان دارد افزودن زیاد مواد آلی به خاک باعث شورشدن آن شود؟
بهطورکلی ماده آلی خاک به کاهش اثرات شوری کمک میکند؛ اما اگر منبع آلی حاوی نمک باشد (مثلاً برخی کودهای دامی فرآورینشده)، ممکن است موقتاً شوری را افزایش دهد.
۲. آیا ترکیب خاکهای خیلی شنی با کمپوست برای احداث باغهای زیتون توصیه میشود؟
استفاده از کمپوست در خاکهای شنی میتواند ظرفیت نگهداری آب و عناصر غذایی را بهبود بخشد؛ هرچند لازم است با توجه به اقلیم، نیاز زیتون و آزمون خاک، مقدار و زمان مصرف تعیین شود تا در اوایل رشد ریشهها بتوانند بیشترین بهره را از مواد آلی و عناصر مغذی ببرند.