خاک سالم پایه و اساس سیستم غذایی است. محصولات سالمیتولید میکند که به نوبه خود مردم را تغذیه میکند. حفظ خاک سالم نیازمند مراقبت و تلاش کشاورزان است زیرا کشاورزی مخرب است. طبق تعریف، کشاورزی فرآیندهای طبیعی خاک از جمله چرخه مواد مغذی – آزادسازی و جذب مواد مغذی را مختل میکند. گیاهان مواد مغذی را از دو منبع طبیعی بدست میآورند: مواد آلی و مواد معدنی. مواد آلی شامل هر ماده گیاهی یا حیوانی است که به خاک باز میگردد و فرآیند تجزیه را طی میکند. مواد آلی علاوه بر تامین مواد مغذی و زیستگاه برای موجودات زنده در خاک، ذرات خاک را به سنگدانه ها متصل میکند و ظرفیت نگهداری آب در خاک را بهبود میبخشد. بیشتر خاکها 2 تا 10 درصد مواد آلی دارند. با این حال، حتی در مقادیر کم، مواد آلی بسیار مهم است. خاک یک اکوسیستم زنده و پویا است. خاک سالم مملو از موجودات میکروسکوپی و ماکروسکوپی است که بسیاری از عملکردهای حیاتی از جمله تبدیل مواد مرده و پوسیده و همچنین مواد معدنی به مواد مغذی گیاه را انجام میدهند. ارگانیسم های مختلف خاک از بسترهای آلی مختلف تغذیه میکنند. فعالیت بیولوژیکی آنها به عرضه مواد آلی بستگی دارد. تبادل مواد مغذی بین مواد آلی، آب و خاک برای حاصلخیزی خاک ضروری است و برای اهداف تولید پایدار باید حفظ شود.
فهرست مطالب
- 1 عوامل موثر بر کاهش مواد آلی خاک
- 2 کشت و زرع بی رویه و تاثیر آن بر کاهش مواد آلی
- 3 راهکارهای بهبود و بازسازی مواد آلی خاک
- 4 نقش استفاده از کودهای شیمیایی و سموم در کاهش مواد آلی خاک
- 5 تاثیر تغییرات کاربری زمین بر مواد آلی خاک
- 6 اثرات چرای بیش از حد و جنگل زدایی بر کاهش مواد آلی
- 7 تاثیرات فرسایش خاک و شخم زنی بی رویه بر کیفیت مواد آلی خاک
- 8 تاثیر تکنولوژیهای جدید و روشهای نوین کشاورزی در حفظ و افزایش مواد آلی خاک
- 9 توصیه هایی برای مدیریت بهینه خاک و حفظ مواد آلی آن
عوامل موثر بر کاهش مواد آلی خاک
در جایی که خاک برای تولید محصول بدون احیای مواد آلی و محتویات مغذی و حفظ ساختار خوب مورد بهره برداری قرار میگیرد، چرخه های مواد مغذی شکسته میشود، حاصلخیزی خاک کاهش مییابد و تعادل در اکوسیستم کشاورزی از بین میرود.
مواد آلی خاک – محصول تجزیه بیولوژیکی است که بر خواص شیمیایی و فیزیکی خاک و سلامت کلی آن تأثیر میگذارد. ترکیب و سرعت تجزیه آن بر ساختار و تخلخل خاک تأثیر میگذارد. میزان نفوذ آب و ظرفیت نگهداری رطوبت در خاک؛ تنوع و فعالیت بیولوژیکی موجودات خاک؛ و در دسترس بودن مواد مغذی گیاه.
کشت و زرع بی رویه و تاثیر آن بر کاهش مواد آلی
بسیاری از شیوه های رایج کشاورزی، به ویژه شخم زدن، خاک ورزی دیسکی و سوزاندن پوشش گیاهی، تجزیه مواد آلی خاک را تسریع کرده و خاک را مستعد فرسایش بادی و آبی میکند. با این حال، شیوه های مدیریت جایگزینی وجود دارد که سلامت خاک را افزایش میدهد و بهره وری کشاورزی پایدار را امکان پذیر میکند. کشاورزی حفاظتی شامل طیف وسیعی از اقدامات از طریق ترکیب بدون خاکورزی یا حداقل خاکورزی با پوشش گیاهی حفاظتی و تناوب زراعی است. بقایای سطحی، ریشه ها و مواد آلی خاک را حفظ میکند، به کنترل علف های هرز کمک میکند، و تجمع خاک و منافذ بزرگ دست نخورده را افزایش میدهد، اجازه نفوذ آب و کاهش رواناب و فرسایش را میدهد. علاوه بر در دسترس قرار دادن مواد مغذی گیاهی، موجودات مختلف خاک که در چنین شرایطی رشد میکنند به کنترل آفات و سایر فرآیندهای زیست محیطی حیاتی کمک میکنند. از طریق ترکیب گونههای مرتع و علوفه و کود دامیبا تولید محصولات غذایی و فیبر، سیستمهای مخلوط زراعی و دامینیز باعث افزایش مواد آلی خاک و سلامت خاک میشوند. این سند نقش مرکزی مواد آلی را در بهبود بهرهوری خاک تشخیص میدهد و فناوریهای امیدوارکننده برای بهبود مدیریت مواد آلی برای تولید محصول مولد و پایدار در مناطق گرم را تشریح میکند. محتوای مواد آلی خاک تابعی از ورودی مواد آلی (بقایای و ریشه) و تجزیه بستر است. مربوط به رطوبت، دما و هوادهی، خواص فیزیکی و شیمیایی خاک ، شسته شدن توسط آب و تثبیت هوموس (کمپلکسهای آلی معدنی و سنگدانهها) است. شیوه های کاربری و مدیریت زمین نیز بر مواد آلی خاک تأثیر میگذارد.
سیستم های کشاورزی تمایل به استخراج مواد مغذی از خاک و کاهش سطح مواد آلی خاک از طریق برداشت مکرر محصولات و تلاش های ناکافی برای دوباره پر کردن مواد مغذی و بازیابی کیفیت خاک دارند. این کاهش تا زمانی که شیوه های مدیریتی بهبود یابد یا تا زمانی که دوره آیش اجازه بهبود تدریجی را از طریق فرآیندهای اکولوژیکی طبیعی بدهد ادامه مییابد. فقط سیستمهای کشت متنوع با دقت انتخاب شده یا سیستمهای مخلوط محصول و دام که به خوبی مدیریت میشوند قادر به حفظ تعادل در تامین و حذف مواد مغذی و مواد آلی هستند.
کشاورزان میتوانند اقدامات زیادی را برای حفظ، اصلاح و بازسازی خاک خود انجام دهند، به ویژه خاک هایی که برای مدت طولانی زیر کشت بوده اند. کلید احیای خاک به حداکثر رساندن حفظ و بازیافت مواد آلی و مواد مغذی گیاه و به حداقل رساندن تلفات این اجزای خاک ناشی از شستشو، رواناب و فرسایش است. با این حال، بازسازی کیفیت و سلامت خاک از طریق شیوه های کشاورزی مناسب ممکن است چندین سال طول بکشد، به خصوص در مناطق خشک که رطوبت محدود باعث کاهش تولید زیست توده و فعالیت بیولوژیکی خاک میشود. بنابراین، چالش شناسایی شیوههای مدیریت خاک است که تشکیل ماده آلی خاک و حفظ رطوبت را ترویج میکند و بهرهوری و سودآوری کشاورزان را در کوتاهمدت تضمین میکند.
راهکارهای بهبود و بازسازی مواد آلی خاک
فائو تصدیق میکند که کشاورزی حفاظتی میتواند کمک مهمیبه بخش کشاورزی از طریق مزایای متعدد زیست محیطی و اقتصادی آن داشته باشد. کشاورزی حفاظتی از سیستم های مدیریت تولید کل نگر استفاده میکند که سلامت اکوسیستم کشاورزی را ارتقا و افزایش میدهد، از جمله تنوع زیستی زیرزمینی و، چرخه های بیولوژیکی و فعالیت های بیولوژیکی. این سیستم ها استانداردهای خاص و دقیق تولید را بر اساس تکنیک های بدون خاکورزی یا حداقل خاکورزی و محصولات پوششی و تناوب زراعی انتخاب شده اعمال میکنند. هدف آنها دستیابی به اکوسیستم های کشاورزی بهینه است که از نظر اجتماعی، اکولوژیکی و اقتصادی پایدار باشد. از طریق مهار مؤثر فرآیندهای زراعی-اکولوژیکی، کشاورزی حفاظتی فرصتی را برای کاهش نیازهای ورودی خارجی و تبدیل سیستمهای کشاورزی کم نهاده به سیستمهای مولدتر فراهم میکند. درک بهتر پیوندهای بین حیات خاک و عملکرد اکوسیستم و تأثیر مداخلات انسانی باعث کاهش اثرات منفی و دریافت مؤثرتر مزایای فعالیت بیولوژیکی خاک برای کشاورزی پایدار و مولد میشود.
نقش استفاده از کودهای شیمیایی و سموم در کاهش مواد آلی خاک
مصرف بیش از حد کودهای شیمیایی منجر به آلودگی محصولات کشاورزی میشود، در برخی موارد مصرف کودها و سموم در تولیدات کشاورزی اجتناب ناپذیر است اما استفاده بیرویه از آنها در برخی محصولات کشاورزی موجب آلودگی محصولات و آلودگی خاک و آب میشود.
مصرف بیش از حد کودهای شیمیایی در مزارع و باغها تهدیدی جدی علیه سلامت انسان است، مثلا کود اوره به علت ارزان بودن به مقدار زیادی مصرف میشود بعد از استفاده در محصولاتی مانند پیاز و سیبزمینی به نیترات تبدیل شده و در آن تجمع مییابد.از جمله این آلودگیها تجمع نیترات، کادمیوم و عناصر سنگین در خاک و در بسیاری از سبزیجات بوده که در برخی از آنها این تجمع بسیار بیشتر و خطرناکتر است، همچنین میزان کود اوره مورد نیاز هر محصول متفاوت است، اما اگر به صورت بیرویه برای افزایش تولید محصولات کشاورزی از کود اوره استفاده شود، بخشی از نیترات این کود صرف تولید ترکیبهای مختلف هیدروژن از جمله اسیدهای آمینه و پروتئینها و بخش دیگری هم در گیاه به صورت نیترات ذخیره میشود. استفاده بیرویه از کودهای شیمیایی میتواند موجب افزایش املاح خاک، کاهش میکروارگانیزمهای خاک و آلودگی آبهای زیرزمینی شود، از طرفی باتوجه به نقش فعالیتهای کشاورزی در جلوگیری از فقر، افزایش امنیت غذایی مصرف کودها در حال افزایش است.
مصرف زیاد کودهای شیمیایی طی سالهای اخیر موجب ایجاد نگرانیهایی در بخش کشاورزی، محیطزیست و بهداشت شده است، میزان استفاده کود باید با توجه به نیاز گیاه باشد، از طرفی باید میزان مصرف کود و نوع آن متناسب با نوع محصول انتخاب شود.
تاثیر تغییرات کاربری زمین بر مواد آلی خاک
تغییر کاربری اراضی از قبیل تغییر جنگل به اراضی تحت کشت به طور معنیداری میتواند بر خصوصیات خاک تأثیر گذاشته و فرآیندهای تشکیل خاک را تحت تأثیر قرار دهد. تغییر کاربری زمین نمونهای مهم از تأثیرگذاری انسان بر محیط است، تغییر کاربری زمین موجب تغییر در پوشش گیاهی، هیدرولوژی و نیز بسیاری از ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاك میشود که بسته به شرایط محیطی و اقلیمی، ممکن است آثاری مثبت و یا منفی بر کیفیت خاك داشته باشد.
اثرات چرای بیش از حد و جنگل زدایی بر کاهش مواد آلی
گسترش کشاورزی و چرای بی رویه در سطح جهانی به عنوان عوامل کلیدی در تسریع تخریب خاک و فرسایش سطحی، با پیامدهای مستقیم برای بهره وری زمین و سلامت محیط شناخته شده است. تخریب زمین به دلیل ارتباط آن با رویدادهای طبیعی مشابه، مانند جنگل زدایی، بیابان زایی و فرسایش خاک، در ادبیات جغرافیایی و مطالعات زیست محیطی بوده است. در یک جمله قابل درک، تخریب زمین به عنوان کاهش کیفیت زمین و عناصر وابسته به آن به دلیل علل طبیعی یا ساخته شده توسط انسان تلقی میشود. این فرآیندی است که در آن ارزش محیط زیست بیوفیزیکی تحت تأثیر قرار میگیرد و تغییرات یا اختلالات در زمین و اجزای مرتبط با آن برای کل محیط و ساکنان آن مضر یا نامطلوب شناخته شده است.
تاثیرات فرسایش خاک و شخم زنی بی رویه بر کیفیت مواد آلی خاک
خاک اساس تولید در فعالیت های کشاورزی است. ترکیبی از فعالیتهای کشاورزی فشرده، شیوههای کشاورزی نامناسب، رژیمهای بارندگی و شرایط توپوگرافی که در زمینهای کشاورزی رخ میدهد منجر به مشکل فرسایش خاک میشود. فرسایش خاک محدودیت اصلی کشاورزی است که بر تولید محصول و پایداری زیست محیطی تخریب شده و کاهش مواد آلی خاک تأثیر میگذارد. علاوه بر این، فرسایش خاک که در منطقه کشاورزی رخ میدهد، پایداری فعالیت های کشاورزی را به خطر انداخته است.
تاثیر تکنولوژیهای جدید و روشهای نوین کشاورزی در حفظ و افزایش مواد آلی خاک
توسعه کشاورزی به دلیل رشد سریع جمعیت و ایجاد تقاضا برای مواد غذایی، ضروری است. رشد پایدار سیستم کشاورزی با استفاده از تکنیکهای جدید و نوآورانه مانند فناوری نانو، موجب افزایش مثبت در تولید محصولات کشاورزی میشود.
توصیه هایی برای مدیریت بهینه خاک و حفظ مواد آلی آن
یکی از روشهای کاهش اثرات کودهای شیمیایی، مصرف کودهای دامیاست که این نوع کودها برای افزایش ماده آلی خاک موثرند و افزودن کودهای دامیموجب کاهش نیاز آبی و نیاز به مصرف کود است. استفاده از کود سبز از دیگر روشهای موثر بر کاهش مصرف کودهای شیمیایی است. استفاده از کود سبز در اراضی کشاورزی به معنای استفاده از گیاهانی است که تثبیتکننده ازت و نیتروژن هستند و استفاده از این نوع کود موجب میشود نیاز به کودهای شیمیایی کاهش یابد که در سالهای اخیر استفاده از کود سبز مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است.استفاده از کودهای زیستی از دیگر راهکارها برای کاهش مصرف کودهای شیمیایی است. امروزه مصرف این نوع کودها با هدف افزایش باروری خاک و تولید محصولات کشاورزی پایدار به عنوان جایگزینی مناسب برای کودهای شیمیایی محسوب میشود.
از دیگر جایگزینهای مناسب برای کودهای شیمیایی استفاده از کودهای ارگانیک بوده که پایه و اساس این نوع کودها، از مواد آلی گیاهی و مواد معدنی تشکیل شده است و فاقد هرگونه ترکیبات شیمیایی و مضر هستند.