ماده‌آلی، كودهای دامی و نحوه فرآوری (پوساندن) آنها

ماده آلي چيست؟

ماده‌آلی تركيبی از بقايای حيوانی و بازمانده‌های گياهی است و شامل تركيباتی است كه معمولاً در مراحل مختلف تجزيه يعنی از مواد تازه اضافه شده تا هوموس كاملاً تجزيه شده هستند. اين مواد از ابتدای ورود به خاك تحت تأثير مستقيم موجودات زنده و مجموعه گروه‌های ميكروبی موجود در خاک قرار می‌گيرند و تغييرات زيادی می‌يابند. بخش اعظم موادآلی خاك از بافت‌های گياهی و حيوانی بوجود می‌آيد كه بافت‌های حيوانی نيز از فراورده‌های گياهی حاصل شده‌اند. 60 تا 90 درصد بقايای گياهی رطوبت و بقيه مواد خشك است. بيشتر وزن ماده خشك از كربن و اكسيژن (حدود 40 تا 50 درصد از هركدام) و كمتر از 10 درصد هيدروژن و عناصر معدنی (خاكستر) تشكيل شده است. بنابراين كربن، هيدروژن و اكسيژن، عناصر غالب در ماده آلی خاك می‌باشند. ساير عناصر اگر چه به مقدار كمتر در اين مواد هستند ولی از نظر مديريت حاصلخيزی خاك حائز اهميت میباشند. موادآلی خاك منبع اصلی عناصرغذايی بومی در خاك می‌باشند و حتی گاهی دارای هورمون‌های رشد مانند اكسين‌ها هستند كه در رشد و نمو گياه كارايی دارند. در برخی موارد فيتوتوكسين‌های گوناگون مانند فتوليك اسيد‌ها است كه بازدارنده رشد گياه می‌باشند نيز در اين مواد يافت می‌شوند. بسته به منبع، درجه پوسيدگی و شرايط پوسيدگی موادآلی، كيفيت و مواد آن‌ها متفاوت است.  

با ورود موادآلی به خاك، تركيبات آلی مختلف آن تجزيه می‌گردد. قند، نشاسته و تركيبات پروتئينی به سرعت تجزيه می‌شوند در حاليكه تركيبات سلولزی، چربی، موم به كندی تجزيه گشته و تجزيه ليگنين بسيار كند انجام می‌پذيرد. فراورده‌های حاصل از تجزيه موادآلی عبارتند از:

1. دی‌اكسيد كربن: اندازه‌گيری سرعت توليد اين گاز به عنوان معياری جهت بررسی سرعت تجزيه ماده‌آلی ارزيابی می2گردد.
2. گرما يا انرژی: انرژی آزاد شده به وسيله ميكرواورگانيسم‌های خاك مورد استفاده قرار می‌گيرد. ارزش گرمايی بافت گياهی تقريبا 4 تا 5 كالری در هر گرم از ماده هوا خشك است.
3. آب: آب به عنوان فراورده تعدادی اكسايش‌های آنزيمی از تركيبات كربن‌دار آلی آزاد می‌گردد.
4. عناصر غذايی: آزاد شدن عناصری مانند نيتروژن، فسفر، كلسيم، منيزيم، پتاسيم و غيره يكی از اهداف اصلی استفاده از ماده‌آلی در خاك است. برخی از عناصر آزاد شده ممكن است مجدداً توسط ميكروب‌ها يا واكنش‌های شيميايی تثبيت يا غيرمتحرك شوند و به مرور در خاك آزاد گشته يا به مصرف بخش بيولوژی خاك برسند.
5. هوموس: هوموس تركيبی از بقايای اضافه شده موادآلی و مواد حاصل از سنتز دوباره ميكروبی بوده و در مقابل تجزيه ميكروبی مقاوم است. اين ماده جزء مهمی از خاك بوده و نقش اساس در تعيين خواص فيزيكی و فيزيكوشيميايی خاك دارد.

اشكال گوناگون مواد آلی

مواد آلی با اشكال مختلف، نقش متفاوتی در خاك ايفا می‌نمايند. اين مواد را ممكن است بتوان به 3 دسته تقسيم كرد:

• بقايای تازه و نيمه تجزيه شده گياهی و حيوانی يا به عبارتی ماده آلی فعال.
• تركيبات حاصل از تجزيه كامل بقايای آلی و تركيباتی كه توسط ميكروارگانيسم‌ها مجددا ساخته می‌شوند (موادی شبيه پروتئين‌ها، اسيدهای آلی، كربوهيدرات‌ها، صمغ‌ها، موم‌ها، چربی‌ها، تانن‌ها ليگنين‌ها و غيره).
• مواد هوموسی با وزن مولكولی بالا كه شامل سه جزء اسيدهای فولويك، اسيدهای هيوميك و هيومين می‌باشند.

هيومين نسبت به تجزيه بسيار مقاوم بوده و نقش چندانی در تغذيه گياهان ندارد. سنگين‌ترين ملكول‌ها از نظر وزن مولكولی، با ثبات‌ترين تركيبات بوده و از اين‌رو نقش كمتری ايفا می‌كنند.

ماده آلي فعال شامل مقادير قابل توجهی از مواد گياهی بوده كه در حال تجزيه و تبديل شدن به هوموس و مواد ميكروبی می‌باشند. بنابراين جهت اطمينان از تداوم فعاليت‌های بيولوژيكی خاك، لازم است مواد آلی جديد بصورت مرتب در فواصل زمانی منظم به خاك اضافه شوند.

خصوصيات هوموس بطور مشخص از بافت‌های گياهی اوليه آن متفاوت است و به عنوان يك توده طبيعی خاص در ميان انواع تركيبات مختلف و ناهمگون مشخص می‌شود. بعضي از خصوصيات ذكر شده برای هوموس خاك بخوبی شناخته شده هستند و از نظر مديريت حاصلخيزی خاك دارای اهميت زيادی هستند. اين خواص عبارتند از:

• ذرات هوموس با سطح رس يا ديگر سيليكات‌ها پيوند برقرار كرده و منتج به تشكيل كمپلكس هوموس-رس می‌گردد.
• هوموس نيتروژن خاك را ذخيره و آزاد می‌سازد.
• هوموس ظرفيت بافری خاك را افزايش می‌دهد.
• هوموس ظرفيت تبادل كاتيونی و آنيونی را افزايش می‌دهد.
• هوموس آفت‌كش‌ها و ديگر تركيبات شيميايی در كشاورزی را در سطح خود جذب می‌نمايد.

ماده اصلی در هوموس ليگنين است كه در واحدهای اصلی حلقه بنزنی 6 كربنی با 3 زنجيره كربن در اطراف آن كه به آن متصل می‌باشد تشكيل شده است. ساختمان ماكرومولكولی هوموس بسيار پيچيده و متفاوت است. در واقع علت افزايش ظرفيت تبادل كاتيونی و همچنين آنيونی مواد آلی خاك با افزايش pH خاك همين ساختمان پيچيده و دايمرهای موجود در آن است كه علاوه بر تبادل كاتيونی، گروه‌هاي كربوكسيل (COOH) و هيدروكسيل (OH) همراه، باعث كلاته شدن يون‌های فلزات سنگين می‌شوند. بطور مشابه مولكول‌های آلی، علف‌كش‌ها و آفت‌كش‌ها به اين راديكال‌ها متصل می‌شوند.

نقش مواد آلی درخاك

به جز بافت خاك، همه خواص شيميايی، فيزيكی و بيولوژی خاك از مواد آلی تأثير می‌پذيرند.

تأثير ماده آلي بر خواص شيميايي خاك

• تأثير ماده آلي بر خواص شيميايي خاك
• تأثير بر ظرفيت تبادل كاتيونی و آنيونی
• افزايش توان بافری خاك
• تأثير بر كاهش اثرات شوری و قليائيت خاك
• اثر بر تعادلات شيميايی
• رهاسازی كند عناصر پرمصرف و كم‌مصرف
• كلاته كردن فلزات آهن، مس، روی، منگنز
• كاهش آلودگی فلزات سنگين.

يكی از خواص بسيار مهم خاك بويژه در بحث حاصلخيزی ظرفيت تبادل كاتيونی يا CEC می‌باشد و عبارت است از حداكثر مقدار كاتيونی كه وزن معينی از خاك، قادر است جذب سطحی يا نگهداری نمايد. رس‌ها و مواد آلی خاك به علت دارا بودن سطح ويژه زياد و باردار بودن نقش مهمی در ظرفيت تبادل كاتيونی دارند و با افزايش مقدار رس و مواد آلی خاك مقدار ظرفيت تبادل كاتيونی آن افزايش می‌يابد. pH  خاك نيز در خاك‌های دارای بار وابسته به pH با تأثير بر گروه‌های عامل در مقدار  CECمؤثر می‌باشد. محدوده تغييرات ظرفيت تبادل كاتيونی در خاك‌ها از كمتر از يك سانتی‌مول بر كيلوگرم برای خاك‌های شنی با موادآلی كم تا بيش از 25 سانتی‌مول بر كيلوگرم برای خاك‌های رسی با مواد آلی زياد متغير می‌باشد. اين شاخص توانايی خاک برای تأمين سه ماده غذايی مهم ( کلسيم، منيزيم، پتاسيم) را نشان می‌دهد. در واقع اين شاخص توانايی خاک برای حفظ کاتيون‌ها از طريق جذب الکتريکی می‌باشد. ظرفيت تبادل كاتيونی در جذب و رهاسازی عناصر غذايی مورد نياز گياه و برآورد پتانسيل خطر فلزات سنگين و برخی آلاينده‌های آلی كاتيونی نقش مؤثری دارد. اين ويژگی شاخص خوبی برای تعيين كيفيت و بهره‌آوری خاك بوده و مقدار آن بسته به ميزان مواد آلی، مقدار و نوع رس و شرايط خاك متغير است. ظرفيت تبادل كاتيونی عمومأ بر اساس بافت و مواد آلی خاك بر آورد می‌شود. pH خاك نيز در خاك‌های دارای بار وابسته به pH با تأثير برگروه‌های عامل، در مقدار CECمؤثر می‌باشد. از طرفی CEC با تأثير بر جذب و واجذب يون‌های OH و H تأثير به‌سزايی بر ظرفيت بافری خاك دارد. افزايش جذب و نگهداری يون‌های سديم در خاك‌های قليايی و يون‌های شوركننده مانند كلسيم، منيزيم، پتاسيم، بی‌كربنات‌ها و غيره در خاك‌های شور كه منجر به افزايش فشار اسمزی محلول خاك، ايجاد سميت يون‌ها، بر هم خوردن تعادل عناصر و در نهايت كاهش رشد گياه می‌شود. در خاك‌های با مواد آلی زياد بواسطه سطح ويژه زياد و ظرفيت تبادل كاتيونی و آنيونی بالا اين يون‌ها جذب سطوح مواد آلی گشته و دسترسی گياه به اين عناصر كاهش می‌يابد.

يون‌های فلزی از جمله آهن، مس، روی و غيره با جايگزينی بر روی سطوح باردار مواد آلی، ايجاد پيوند هيدروژنی يا محبوس شدن در ساختار حلقوی آنها كلاته شده و در طی مراحل مختلف پوسيدگی مواد آلی به آهستگی آزاد شده و در اختيار گياه قرار می‌گيرند. همچنين موادآلی با جذب و نگهداری يون‌های آلوده كننده فلزات سنگين نقش بسزايی در كاهش آلودگی خاك دارند.

تأثير ماده آلی بر خواص فيزيكی خاك

• ايجاد ساختمان در خاك
• افزايش خلل و فرج در خاك
• كاهش وزن مخصوص ظاهری
• افزايش نفوذپذيری خاك
• افزايش تهويه خاك
• افزايش جذب و نگهداری آب
• استحكام و پايداری
• مقاومت در برابر فرسايش
• تأثير بر رنگ خاك
• ايجاد تعادل دمايی در خاك

ساختمان خاک بيان كننده شکل و نوع قرارگيری ذرات و اجزاء متشکله خاک است که منجر به تشکيل توده‌های خاکی به هم پيوسته ريز و درشت (خاکدانه‌ها) می‌گردد. ساختمان خاک به اتصال ذرات اصلي خاک و تشکيل ذرات ثانوي اشاره دارد. اگر ذرات ريز رس و سيلت به هم متصل شوند، خاکدانه يا ساختمان ثانوي را تشکيل می‌دهند، چنين خاکی دارای ساختمان مناسبی خواهد بود. ساختمان خاک اثرات بافت (شامل ذرات تشكيل دهنده خاك، شن، سيلت و رس) را در رابطه با آب و هوای خاک اصلاح می‌کند. اندازه بزرگ خاکدانه‌ها باعث پيدايش فضای خالی در بين آن‌ها می‌گردد که به مراتب بزرگتر از خلل و فرجی است که در فواصل ذرات شن، سيلت و رس موجود در درون خاکدانه‌ها می‌باشد و در حقيقت همين تأثير ساختمان خاک بر روی خلل و فرج خاک است که آن را در زمره يکی از خصوصيات مهم قرار می‌دهد. وزن مخصوص ظاهری خاك كه جرم يك گرم خاك در واحد حجم را نشان می‌دهد و يكی از فاكتورهای فيزيكی كيفيت خاك است با افزايش ماده آلی و ايجاد خاكدانه در خاك كاهش می‌يابد. افزايش و بزرگ شدن خلل و فرج خاك بواسطه تشكيل ساختمان منجر به بهبود شرايط تهويه، نفوذپذيری، استحكام و پايداری در برابر شخم و مقاومت در برابر فرسايش می‌شود. مواد آلی، بواسطه تشكيل پيوند با ذرات معدنی خاك و همچنين وجود ساختمان‌های پيچيده درشت و احاطه كننده ذرات ريز موجود در خاك كمك بسزايی در تشكيل خاكدانه و ايجاد ساختمان در خاك می‌نمايند. نفوذ آب در خاك با ساختمان خوب كه دارای خلل و فرج مناسب است به راحتی انجام گرفته و به دليل كاهش فشار اسمزی اين آب به راحتی در اختيار گياه قرار می‌گيرد، از طرفی موادآلی موجود در خاك با ايجاد پيوندهای هيدروژنی با آب، آن را جذب و نگهداری كرده و در شرايط افزايش فشار اسمزی آن را در اختيار گياه قرار می‌دهند. موادآلی بطور متوسط تا 20 برابر وزن خود آب جذب می‌كنند. بنابراين يكی از راه‌های فراهمی آب برای گياه در مناطق خشك، افزايش مواد آلی به خاك است.

تأثير ماده آلی بر خواص بيولوژيكی خاك

تغييراتی که در خاک‌ها انجام می‌پذيرد بوسيله موجودات زنده در خاک انجام می‌گيرد. قبل از همه ريشه گياهان، باکتری‌ها، قارچ‌ها، کرم‌ها و غيره در اين تغييرات شرکت دارند. ماده آلي بر افزايش فراوانی و كاركرد جانداران و ريزجانداران سودمند خاك تأثير به‌سزايی دارد. كاركرد سودمند جانورانی مانند كرم‌های خاكی، تثبيت‌كنندگان ازت آزادزی و هتروتروف، حل‌كننده‌های فسفر، سازندگان سيدروفور و مانند آن‌ها همه وابسته به ماده‌آلی است كه به بهبود توان بارآوری خاك و تغذيه بهتر گياه می‌انجامد. ماده آلی انرژی لازم برای افزايش فعاليت‌های بيولوژيك خاك را فراهم می‌كنند.از مهمترين اثرات ماده‌آلی در خاك عبارتند از:

• منبع كربن و انرژی برای موجودات خاك
• افزايش كنش و كاركرد زيستی خاك
• افزايش زيتوده و فراوانی خاكزيان
• افزايش تنوع زيستی در خاك.

فرايند پوسيدگی (تجزيه) مواد آلی در خاك

بطور كلي مواد آلی ابتدا بواسطه استفاده از ادوات كشاورزی و وجود موجودات بزرگتر مانند كرم‌ها در خاك خرد می‌شوند و سپس بواسطه وجود باكتری، قارچ، اكتينوميست و غيره در خاك تجزيه می‌گردند.

هنگامی كه فرايند پوسيدن موادآلی شروع می‌شود، كربن آلی موجود در بقايای گياهی، جانوری ريزجانداران تحت واكنش‌های بيوشيميايی به اشكال مختلف در می‌آيد. بخشی به‌صورت دی‌اكسيدكربن به هوا بر می‌گردد، بخشی به شكل كربن ميكروبی در بدن ميكروارگانيسم‌های تجزيه كننده قرار می‌گيرد و بخش سوم به اندوخته كربنی هوموسی خاك افزوده می‌شود. اين‌گونه مواد، با مواد معدنی خاك (رس‌ها و نمك‌ها) به هم آميخته و به پيدايش خاكدانه‌های پايدارتر كمك می‌نمايند. شكل هوموسی ماده‌آلی هم با گذشت زمان به آهستگی تجزيه شده و وارد بخش معدنی خاك می‌گردد.

در طی فرايند پوسيدگی كه توسط ميكروارگانيسم‌ها انجام می‌پذيرد، مواد غيرهيوميكی كه دارای ساختار ساده شيميايی با زنجيره‌های كوتاه كربنی مانند پروتئين‌ها، اسيدهای آمينه، نشاسته، قندهای ساده و غيره به‌راحتی و بسيار سريع تجزيه شده و بعنوان منبع كربن و انرژی در اختيار ميكروب‌ها قرار می‌گيرند. در مرحله بعد ساختارهای پيچيده‌تر متشكل از زنجيره‌های طولانی با شاخه‌های جانبی مانند سلولز، موم، چربی، رزين و غيره به كندی توسط ميكروارگانيسم‌ها تجزيه می‌گردند. تجزيه موادی مانند ليگنين كه دارای حلقه‌های بسيار زياد كربنی و ساختار آمورف است، زمان‌بر بوده و بسيار كند انجام می‌گيرد. تجزيه موادآلی منجر به شكستن زنجيره‌های كربنی و آزادسازی كربن، هيدروژن، اكسيژن، نيتروژن، فسفر و گوگرد كه پايه اصلی قندهای ساده، آمينواسيدها و تركيبات پيچيده‌تر متشكل از زنجيره‌های طولانی و يا حلقوی كربنی هستند، می‌گردد. بيشترين عنصر موجود در ماده‌آلی كربن است (حدود 45 تا 55 درصد) اما نسبت كربن به نيتروژن در موادآلی اوليه كم است و دليل اين امر عدم دسترسی به كربن به دليل پيوندهای موجود در زنجيره‌ها و حلقه‌های موجود است. از طرفی حدود 5 درصد ماده آلی را نيتروژن تشكيل می‌دهد، شايان ذكر است كه بيشتر نيتروژن خاك به شكل آلی است. اين نيتروژن يا ازت آلی بسيار ارزشمند است چرا كه قابليت شستشوی آن پايين بوده و برای زمان‌های طولانی می‌تواند در خاك باقی بماند و به آرامی در خاك آزاد شود. در طی فرايند پوسيدگی ماده‌آلی كربن آزاد می‌گردد و نسبت كربن به نيتروژن افزايش می‌يابد. ميكرواورگانيسم‌ها بخشی از تركيبات آزاد شده را به صورت آلی و معدنی به مصرف رسانده و بقيه بصورت تركيبات معدنی به خاك بر‌ می‌گردند كه به اين عمل اصطلاحاً معدني شدن گويند. از آنجا كه ميزان نيتروژن موجود در تركيبات آلی بسيار كمتر از كربن است و موجودات خاك جهت تجزيه موادآلی به اين عنصر نياز دارند بنابراين افزودن نيتروژن به موادآلی اوليه كمك به‌سزايی در افزايش سرعت پوسيدگی و فراهمی نيتروژن مورد نياز ميكروارگانيسم‌های موجود می‌كند. چنانچه نيتروژن مورد نياز ميكروارگانيسم‌ها كافی نباشد، آن‌ها از نيتروژن موجود در موادآلی استفاده كرده و آن را به فرم آلی در بدن خود ذخيره كرده و از دسترس گياه خارج می‌نمايند، كه اصطلاحا به اين عمل آلی شدن (بی حركت شدن) گويند. ماده آلی گذشته از عناصر ساختمانی كربن، نيتروژن، فسفر و گوگرد دارای عناصر فلزی مانند كلسيم، پتاسيم، آهن، منگنز، روی، مس و عناصر ديگر است كه با كانی شدن مايه آزادسازی بسياری از عناصر كم مصرف هم می‌شود.

انواع موادآلی

كودهای سبز، كودهاي دامی شامل كودهای اسبي، گاوي، گوسفندي و مرغي، انواع كمپوست‌هاي گياهي و شهري، لجن فاضلاب و خلاصه هرآنچه كه مربوط به بقاياي گياهان و جانوران و يا مواد دفعي آنهاست مي‌تواند به عنوان موادآلي محسوب گردد. به دليل اهميت كودهاي دامي و استفاده فراوان آن‌ها در كشاورزي، توضيحاتي در مورد اين كودها داده خواهد شد.   

كودهای دامی

نقش دام در يك سيستم ارگانيگ را مي‌توان بسيار اثرگذار دانست. برگشت عناصر غذايي به سيستم از طريق كودهاي دامي با سهولت صورت مي‌گيرد. پتانسيل برگشت عناصر غذايي به سيستم از طريق كاربرد كودهاي آلي بالاست. عناصر غذايي چه در اثر چرا از يك سطح وسيع و چه از طريق تغذيه علوفه ذخيره‌اي يا خريداري شده توسط دام دريافت شده باشند در نهايت در فضولات دامي تمركز يافته و براي پخش مجدد در سطح زمين قابل استفاده خواهند بود. دام‌ها تنها0 تا 50 درصد ازت موجود در علوفه مصرفي را در خود نگه مي‌دارند و 70 درصد ازت باقي ‌مانده را از طريق ادرار و 30 درصد ديگر را از طريق مدفوع دفع مي‌نمايند. گاوهاي شيري مي‌توانند روزانه تا 250 گرم ازت دفع كنند. كود بستر دام و مدفوع آبكي، تنها با مديريت دقيق مي‌توانند ذخيره عناصر غذايي خود را مجدداً به خاك باز گردانند. تلفات عناصر غذايي از طريق تبخير، رواناب، نشت كردن از محل‌هاي ذخيره مدفوع آبكي و آبشويي صورت مي‌پذيرد. تلفات ازت در هواي گرم به همراه باد مي‌تواند تا 44 درصد افزايش يابد در حالي‌كه در هواي سرد و خنك اين تلفات در حدود 9 درصد مي‌باشد. ادرار دام سبب سوختگي و از بين رفتن گياه مي‌شود و از اين طريق سبب تلفات ازت معدني مي‌گردد. در ابتدا تمامي ازت موجود در فضولات قابل جذب گياه و برداشت به صورت علوفه خشك نمي‌باشد. اين ازت ممكن است در بخش‌هاي زيرزميني علوفه (ريشه‌ها) نگهداري شود يا طي فرايند آلي شدن توسط ميكروارگانيسم‌هاي خاك به فرم آلي درآيد يا از طريق آبشويي و دنيتريفيكاسيون به هدر رود. مديريت صحيح كودهاي دامي، نقش مهمي در سيستم‌هاي ارگانيك به عهده دارد. اين مواد منابع با ارزشي هستند كه چرخه عناصر غذايي را كامل مي‌كنند. به‌علاوه بيشتر ازت تثبيت شده توسط بقولات علوفه‌اي از طريق اين مواد دوباره به خاك باز مي‌گردند. كودهاي دامي از مهمترين منابع انرژي و مواد غذايي اكوسيستم خاك محسوب مي‌شوند و هدف از كاربرد آن‌ها بهبود خصوصيات بيولوژيكي، فيزيكي و شيميايي خاك است. معمولاً انواع مختلفي از فضولات دامي در مزارع يافت مي‌شود كه مي‌توان آن‌ها را به چند دسته اصلي تقسيم نمود:

• كود بستر دام (بصورت تازه يا انبار شده)كه مخلوطي از مدفوع، ادرار و مواد تشكيل دهنده بستر دام است.
• مدفوع آبكي دام‌ها
• ادرار كه جداگانه جمع‌آوري شده است.

ميزان عناصر اين كودها در جدول 1 و 2 مقايسه گرديده است. بايد توجه داشت كه كليه عناصر غذايي موجود در اين كودها هنگام مصرف در اختيار گياه قرار نمي‌گيرد و بخشي از آن‌ها در طي ذخيره‌سازي در اثر آبشويي و تبخير تلف مي‌شوند. ميزان تلفات ناشي از آبشويي براي ازت، فسفات و پتاس از كود بستر دام به ترتيب 20%، 7% و 35% است. هر چه كودهاي جمع‌آوري شده در مساحت كمتري بر روي هم انباشته شوند و سطح تماس كمتري با خارج داشته باشند، ميزان تلفات آن‌ها كمتر خواهد بود. پوشاندن كود با پلاستيك از تلفات ناشي از آبشويي جلوگيري مي‌كند و سود حاصل از اين عمل هزينه اضافي پوشش پلاستيكي را توجيه مي‌نمايد. ميزان تلفات ازت از كود بستر دام به صورت آمونياك يا گاز نيتروژن زماني كه كود فشرده شود حدود 10 درصد و چنانچه فقط بر روي هم انبار شده و زير و رو شود تا 40 درصد افزايش مي‌يابد.

جدول 1: تركيب كود بستر دام و مدفوع آبكي تازه و رقيق نشده (براساس وزن تازه).

در حاليكه ميزان تلفات به صورت گاز از مدفوع آبكي بين 10 تا 20 درصد است. پخش كردن كود در سطح وسيع نيز باعث تلفات از طريق آبشويي و تبخير مي‌گردد. كارايي كاربرد در بهار به دليل آبشويي كمتر ازت در اين فصل بيشتر از پاييزه و زمستان است.  

جدول 2: نسبتي از عناصر غذايي قابل دسترس در فصل كاربرد كود (a).

• مقادير قابل دسترس در بهار، اين مقادير در پاييز و زمستان براي ازت كمتر است.
• چنانچه كود با خاك مخلوط گردد، مقدار فوق 50% خواهد بود.

انواع كودهای حيوانی

کود اسبی

اين كود نسبتأ خشک است ، از ازت غنی بوده ، به سرعت تخمير شده و حرارت زياد توليد می‌کند به آن کود گرم نيز می‌گويند. در اراضی سرد و مرطوب مصرف کود اسبی بر ساير کودها ترجيح دارد، اين کود برای گياهان گلدار، صيفی، گياهان ريشه‌ای و غده‌ای و برای سبزي‌هايی که رشد سريع و عمر کوتاه دارند و همچنين برای گياهان اسيد دوست، توصيه مي‌شود. قابليت استفاده عناصر غذايی آن متوسط مي‌باشد. اسب مقدار زيادی علف هرز می‌خورد و غذای خود را نرم و پودر نمی‌کند و در نتيجه تعدادی از بذور علف هرز سالم از دستگاه گوارش آن عبور می‌کنند و به همين علت کود اسبی بذر علف هرز زيادی دارد.

کود گوسفندی

 بسيار خشک است و به جهت نداشتن بستر، نسبتاً زود تجزيه شده و جزء كودهاي تند رها محسوب مي شود. در طي فرايند پوسيدگي حرارت كمي توليد مي‌كند. بسيار خشك بوده و از نظر ارزش عناصر مغذي مشابه كود گاوي و در برخي موارد بالاتر است.  كود مربوط به گوسفنداني كه از يونجه و غلات استفاده ميكنند غني تر از آنهايي است كه از مرتع تغذيه مي كنند.

کود پرندگان

 از نظر مواد غذايی بويژه ازت و فسفر غنی است و مقدار مصرف آن بايستی به مقدار کم و با احتياط صورت گيرد، بهتر است برای جلوگيری از سوختگی گياه آن را با ساير کودها مخلوط کرد. به خاطر بستر خاک اره که دارند نسبت کربن در اين کوها بالاست. معمولا شوري (EC) بالايي دارد و براي زمين هاي داراي خاك و آب شور مناسب نيست. سرعت تجزيه زياد و حرارت بالايي توليد مي شود.

كود ماهی

ميزان فسفر و ازت كود ماهي بالاتر از بقيه كودهاي حيواني است.  شوري متغير و بسته به منبع ماهي مي باشد. تجزيه كود ماهي سريع و جذب آن به دليل اسديديته نزديك به خنثي بالاست.

کود گاوی

 يکی از كودهاي قديمی است كه ميزان عناصر غذايي كمتر از ساير كودهاست و مي‌تواند شور باشد. ميزان آب كود دامي بيشتر از کود اسبی و گوسفندي است (کود تازه توليد شده در گاوداري‌ها، دارای رطوبتی 80 درصد است) و به خاطر بستری که از کاه دارد به کندی تجزيه می شود بعنوان يك كود كندرها شناخته مي شود. حرارت آن به تنهايي در حين تجزيه به سرعت بالا نمی رود. گاو مقدار زيادی علف می‌خورد که آن‌ها را خوب جويده و خرد می‌کند، سيستم گوارش گاو کارايی بيشتری در هضم غذا دارد و در نتيجه کود گاوی بذر علف هرز کمتری دارد اما جهت استفاده بايد كمپوست شود. به دليل سيستم گوارشي و هضم پيچيده گاو، می تواند منبع خوبی از باکتری های مفيد باشد. آزاد سازی عناصر غذايی از کود گاوی تا ميزان 50 درصد ممکن است بيش از 18 هفته طول بکشد. برگشت عناصر غذايي به خاك با سهولت صورت مي‌گيرد. جهت اصلاح خاك ميتوان آن را مستقيم وارد زمين كرد.

كود بستر دام

اين نوع كود، شامل مدفوع و مواد بستر دام (كاه و كلش) است كه متناوبا بر روي هم انباشته شده و در حال تجزيه هستند. گاهي ايم مواد بر روي هم انباشته نگرديده و هر روز از بستر دام تخليه مي‌شوند. در بيشتر مرغداري‌ها معمولا از تراشه چوب براي تهيه بستر استفاده مي‌شود كه به سختي تجزيه مي‌گردد (مانند بستر جوجه گوشتي). يكي از انواع مهم كودهاي مرغي جامد، كودهاي مرغي خانگي است. اين كودها، معمولا فاقد لاشبرگ و بقاياي ديگر هستند كه بر روي تخته‌هاي نازك يا گودال‌هاي زير قفس‌ها جمع‌آوري مي‌گردند و در معرض هوا به آرامي خشك مي‌شوند.

نحوه استفاده از كود بستر دام

به دليل دسترسي سريع و آسان به عناصرغذايي موجود دركود بستر دام، مديريت مناسب و توجه به شرايط آب و هوايي و زمان مصرفي كود بسيار حائز اهميت است. بطور كلي مديريت اين نوع كود، به دو طريق انجام مي‌شود:

• پخش لايه نازكي از كود تازه در سطح خاك (20 تن در هكتار)

در اين روش فعاليت‌هاي ميكروبي و بيولوژيكي و فرايند تجزيه عمدتاً در داخل خاك انجام مي‌شود و اين امر باعث آزاد شدن بيشتر عناصر غذايي از موادآلي موجود در خاك مي‌گردد. به‌علاوه در اين روش كود به عنوان مالچ عمل مي‌كند و همچنين باعث افزايش پتانسيل مقاومت به بيماري‌ها در خاك مي‌گردد.

• استفاده از كود انبار شده

در اين حالت مدت ذخيره كود نبايد بيش از شش ماه باشد. انبار كردن كود باعث ايجاد تغييرات شيميايي مهمي در آن مي‌گردد كه از جمله مي‌نوان به موارد زير اشاره نمود:

• تبديل اوره به تركيبات آمونيوم
• تخمير كربوهيدرات‌هاي موجود در مواد بستر و در نتيجه توليد گرما، گازهاي مختلف (مانند دي‌اكسيد كربن، متان و هيدروژن) و همچنين توده پوسيده‌اي از موا آلي كه تيره‌تر از مواد اوليه بوده و غني از ازت مي‌باشد.
• تجزيه پروتئين‌هاي موجود در فضولات و مواد بستر به تركيبات ساده ازت‌دار، مانند آمونياك
• تثبيت ازت به صورت پروتئين در باكتري‌ها.

كودها مي‌توانند با توجه به ميزان اكسيژن تحت شرايط مختلفي انبار شوند. انبار كردن كود در شرايط مناسب باعث تلفات ناشي از آبشويي و توليد مواد سمي و همچنين بوي نامطبوع مي‌گردد.

بهترين روش فرآوری كود دامی

كمپوست‌سازيبهترين روش فرآوري كود دامي و ساير مواد آلي است. در فرايند تهيه كمپوست، تجزيه كود دامي معمولاً در شرايط هوازي انجام مي‌شود. با افزايش فعاليت ميكروبي و بيولوژيكي دماي داخل توده كمپوست به بيش از 60 درجه سانتيگراد مي‌رسد و بعد از چند هفته باز هم افزايش مي‌يابد. پايداري بيشتر و كاهش حجم تا حدود 50 درصد هوموس حاصل از اين فرايند باعث حفظ مواد آلي خاك براي مدت طولاني‌تر و سهولت پخش آن در مزرعه مي‌شود. در اين حالت سرعت معدني شدن كاهش مي‌يابد و عناصرغذايي با سرعت كمتري رها شده و به تدريج در اختيار گياه قرار مي‌گيرند. علت اين امر كاهش منابع انرژي مورد نياز براي فعاليت موجودات زنده خاك است كه با افزودن برخي عناصر غذايي كم محلول مثل فسفات معدني و پودر سنگ به كمپوست مرتفع مي‌گردد. بالا بودن درجه حرارت در توده كمپوست و وجود برخي آنتي‌بيوتيك‌ها و حشرات باعث از بين رفتن بذور علف‌هاي هرز، عوامل بيماري‌زا و آفات مي‌شوند.

نحوه كمپوست‌سازی كود دامی

1. كودهاي حيواني را بصورت توده هاي نواري با عرض حدود 2 متر، طول دلخواه (بسته به مكان) و ارتفاع 1 تا 5/1 متر جهت دسترسي آسان روي يك محل مناسب ترجيحا سيماني يا خاك كوبيده شده و غير قابل نفوذ دپو كنيد.
2. رطوبت كود را با چندين بار آب پاشي بر روي آنها و سپس برداشتن نمونه از قسمت‌هاي مختلف توده، فشرده سازي با دست اندازه‌گيري كنيد و بر اساس يكي از 3 حالت زير تصميم‌گيري نماييد.
3. اگر نمونه برداشته شده مرطوب بود ولي با فشردن پودر شد و يا شكست، نياز به آب‌پاشي بيشتر دارد.
4. اگر نمونه برداشته شده مرطوب بود و پس از فشرده شدن حالت اسفنجي خود را حفظ كرد ولي آب زيادي از آن خارج شد، آبياري زياد بوده پس اجازه دهيد توده در هواي آزاد به تعادل رطوبتي برسد.
5. اگر نمونه برداشته شده مرطوب بود و با فشرده شدن حالت اسفنجي خود را حفظ كرد و در عين حال تنها چند قطره آب از آن خارج شد، رطوبت مناسب است.

• به ازاي هر تن كودحيواني ميزان 5 كيلوگرم كود اوره بصورت محلول در آخرين آب آبپاشي عمليات آماده سازي كود استفاده كنيد.
• چنانچه از كود مرغي به عنوان منبع ازت يا مكمل كود حيواني استفاده مي كنيد، از200 كيلوگرم كود مرغي براي هر تن كود حيواني گاوي (نسبت 1 به 5) استفاده كنيد.
• جهت افزايش سرعت پوسيدگي و كيفيت كود نهايي از باكتريهاي مخصوص فرآوري به ميزان 3 تا 5 ليتر براي هر تن كود دامي استفاده نماييد (باكتري را در تانك سم‌پاش با ميزان آب مورد نياز مخلوط كنيد)، محلول‌پاشي باكتري با سم‌پاش طوري انجام شود كه كل توده كود حيواني را پوشش داده و كاملا در آن پخش شود. در حين پاشش يا بعد از آن، توده را با بيل يا ادوات كشاورزي كاملا هم بزنيد تا باكتري‌هاي موجود در كل توده بصورت يكنواخت پخش شوند.
• روي توده كود را با پلاستيك ضخيم يا شيد با مش بسيار ريز بپوشانيد.

• هر دو هفته يكبار توده را هوادهي كنيد، رطوبت و دماي آن را كنترل كنيد.                                                                  

• دماي توده بعد از استفاده از باكتري بالا رفته و در انتهاي عمليات كمپوست‌سازي كاهش مي‌يابد.

• بعد از حدود 4 تا 5 هفته كود پوسيده شده، آماده استفاده مي‌گردد.

مهمترين شاخص‌های پوسيدگی كودهای آلی

• نسبت كربن به نيتروژن (C/N)

نسبت كربن به نيتروژن بيانگر تعادل بين مواد غذايي و انرژي موجود در كود است و در حالت مطلوب بايد بين 15:1 تا 25:1 بسته به كود آلي مورد استفاده باشد. در صورت پايين بودن بيش از حد اين نسبت، كربن كافي براي ميكرواورگانيسم‌ها وجود ندارد و بنابراين نيتروژن موجود طي فرايند تصعيد تلف مي‌گردد. چنانچه ميزان اين نسبت زيادتر از حد تعادل گفته شده باشد اين امر باعث كاهش مواد غذايي به ويژه ازت قابل دسترس براي ادامه فعاليت ميكروارگانيسم‌ها مي‌شود. جدول 3 به نسبت كربن به نيتروژن برخي مواد آلي اشاره مي‌نمايد.

جدول 3: تركيب تقريبي مواد مناسب براي تهيه كودآلي.

• رنگ

رنگ كودآلي تهيه شده از رنگ موادآلي اوليه تيره مي‌باشد و اين امر به دليل تبديل تركيبات آلي اوليه به تركيبات هوموسي با رنگ تيره‌تر، درجه پليمريزاسيون بيشتر، وزن مولكولي بيشتر، ميزان اكسيژن كمتر، ميزان كربن بيشتر، ميزان اسيديته قابل تبادل كمتر و درجه حلاليت كمتر مي‌باشد. تركيبات ساده موجود در مواد اوليه به راحتي در طي فرايند پوسيدگي شكسته شده و به مصرف ميكروارگانيسم‌هاي خاك مي‌رسند.

• بو

تركيب كود نهايي بعد از فرايند پوسيدگي، بوهاي نامطبوع تركيبات اوليه و تركيبات ميانه دوره پوسيدگي را ندارد، زيرا در طول فرايند بر اثر واكنش‌هاي بيوشيميايي، تركيبات فرار گازي از موادآلي خارج شده و تركيبات نهايي از ثبات بيشتري برخوردارند. بنابراين از ميزان بوي تركيبات كاسته خواهد شد.

• چگالي

همانطور كه در بالا اشاره شد بخشي از تركيبات ساده آلي در طي فرايند پوسيدگي به گازهاي فرار تبديل شده و از ماده خارج مي‌شوند و بخشي بصورت تركيبات پيچيده‌تر با درجه پليمريزاسيون بالاتر و وزن مولكولي بيشترتبديل مي‌گردند و در نهايت چگالي يا جرم حجمي موادآلي نهايي بيشتر از مواد اوليه خواهد بود.

استفاده از ماده آلي در كشاورزي پايدار

با توجه به مشكلات عديده‌اي كه براي اكوسيستم خاك در مناطق مختلف، بويژه خاك‌هاي كشاورزي بوجود آمده، استفاده از موادآلي در كشاورزي و نيل به كشاورزي پايدار امري ضروري است. در واقع كشاورزي پايدار رويگرد به سمت طبيعت و استفاده از پتانسيل ‌هاي طبيعي خاك است و مواد آلي به عنوان ركن اصلي كشاورزي پايدار به حساب مي‌آيند. استفاده ناصحيح از خاك و كودهاي شيميايي منجر به تخريب هرچه بيشتر طبيعت و خاك گشته و خسارت‌هاي هنگفتي از نظر زيست محيطي، كشاورزي و به دنبال آن اقتصادي و اجتماعي را در پي داشته است. استفاده از موادآلي در كشاورزي پايدار به طرق مختلف اثرگذار است از جمله:

• كاهش فرسايش‌پذيري خاك
• افزايش حاصلخيزي خاك 
• كاهش تراكم‌پذيري خاك
• اصلاح فاكتور كربن به نيتروژن در خاك
• افزايش فعاليت‌هاي جانداران خاك
• افزايش ظرفيت تبادل كاتيوني خاك
• افزايش ظرفيت نگهداري خاك
• كاهش تبخير و تعرق
• بهبود قابليت نفوذ آب در خاك
• افزايش پايداري خاكدانه‌هاي خاك

منابع

1. ن. لامپكين. ترجمه. ع.كوچكي، ع. نخ‌فروش، ح. ظريف كتابي. 1376. كشاورزي ارگانيك، انتشارات دانشگاه فردوسي مشهد.
2. ع. الف. صفري سنجاني. تاليف. 1394. موادآلي خاك، انتشارات دانشگاه بوعلي‌سينا.
3. ر. پراساد، ج. پاور. ترجمه. م. معزاردلان، غ. ثواقبي فيروزآبادي. 1381. مديريت حاصلخيزي خاك براي كشاورزي پايدار، انتشارات دانشگاه تهران.
4. و. تسيشمن. ترجمه. پ. عزيزي، ع. جعفري صيادي. 1384. مواد هوموسي، انتشارات دانشگاه گيلان.
5. م. نادي. 1384. بررسي تاثير سطوح مختلف چند نوع ورمي‌كمپوست بر رشد و تركيب شيميايي نهال پسته. پايان‌نامه كارشناسي ارشد. دانشگاه زنجان.