[frame="3 80"]
مقدمـة :

تعتبر التسميد العضوي حجر الأساس الذي يجب وضعه لرفع القيمة الإنتاجية للأراضي الزراعية والإقلال من التلوث البيئي الناتج من الإسراف في استخدام الأسمدة المعدنية (الكيماوية) ولذا فإن إعادة تدوير المخلفات العضوية أحد العوامل الهامة التي تؤدي إلى توفير كميات من الأسمدة العضوية التي تفي باحتياجات الأراضي الزراعية.

تعتبر المادة العضوية ذات تأثير غير مباشر على الخواص الطبيعية والكيميائية والحيوية فهي المسئولة من أي عامل فردي آخر عن ثبات التجمعات الأرضية كما أنها مسئولة عن حوالي 50% من السعة التبادلية الكاتيونية للأراضي إلى جانب تأثيرها على حموضة التربة وقدرتها التنظيمية وعلى خصوبة التربة وإمداد النبات بالعناصر الغذائية المنطلقة من المركبات العضوية أثناء تحللها وإمداد الكائنات الدقيقة بالطاقة وعناصر بناء أجسامها.تساهم المادة العضوية في زيادة النشاط البيولوجي داخل منطقة انتشار الجذور لاحتوائها على بعض الميكروبات المفيدة والمنشطة للعمليات الحيوية فضلاً على أنها تعتبر أحد المحسنات الطبيعية التي تقوم بدور هام وفعال في تحسين الخواص الطبيعية.

الاهتمام بالتسميد العضوي يعتبر من الأمور الهامة في الزراعة الحديثة لاسيما في الأراضي الرملية الفقيرة في احتوائها على المادة العضوية حيث تعتبر الميزان الغذائي لسد المتطلبات الأساسية من العناصر الغذائية للنبات طوال مراحل النمو فضلاً عن أنها تقلل من الاحتياجات المكثفة من التسميد المعدني والتي يصل أقصى معدل استفادة منها حوالي 60% بالإضافة إلى تقليل صور الفقد من العناصر الغذائية تحت ظروف الري المكثف حيث تمتاز المادة العضوية بخاصية الادمصاص بالعناصر الغذائية الكبرى والصغرى مما يجعلها متواجدة بصورة ميسرة ودائمة في منطقة انتشار الجذور.إلا أنه قد يلجأ بعض المزارعين في استخدام مخلفات الصرف الصحي الصلب وكذلك مخلفات المدن وكلاهما يحتوي على عناصر ثقيلة قد تتراكم بالتربة وتؤدي إلى الإضرار بالتربة والنبات والحيوان لأن استخدام تلك المخلفات يجب ألا تبنى على قواعد عامة بل على اعتبارات خاصة بتلك المخلفات والتربة والمحاصيل.

الزراعة العضوية :

لقد عرفت منظمة الأغذية والزراعة للأمم المتحدة FAO في اجتماعها الذي عقد في نوفمبر 1969 الزراعة المستدامة على أنها نظم الخدمة والصيانة والمحافظة على المصادر الطبيعية مع الاستفادة من تطويع وسائل التكنولوجيا الصناعية لتحقيق احتياجات الإنسان الحالية والأجيال القادمة من الغذاء والألياف. والتنمية المستدامة تتضمن المحافظة على المصادر الأرضية والمائية مع المحافظة على المصادر الجينية النباتية والحيوانية لضمان عدم تدهور البيئة مع الاستفادة من التقدم التكنولوجي لتحقيق نهضة اقتصادية تتمشى مع احتياجات ومتطلبات المجتمع. والحركة العضوية من أوائل من أدخل تعبير الزراعة المستدامة وذلك منذ 22 عام في مؤتمرها الأول IFOAM بسويسرا بعنوان نحو زراعة مستدامة.وفي هذا النظام تعتبر خصوبة التربة مفتاح النجاح مع الأخذ في الاعتبار القدرة الطبيعية للتربة والنبات والحيوان كأساس لإنتاج غذاء آمن. والزراعة العضوية تحد من الإضافات الخارجية بمعنى عدم استعمال الأسمدة الكيماوية والمبيدات والهرمونات ولذلك التغيرات الجينية باستخدام الهندسة الوراثية ومن جهة أخرى تشجع الاعتماد على القدرة الطبيعية المكتسبة في مقاومة الأمراض والآفات والزراعة العضوية تتمشى مع الطبيعة السائدة في مكان ما والتي تحكمها عوامل المناخ والنواحي الاقتصادية والاجتماعية.

الوضع الحالي للزراعة العضوية في العالم :

الزراعة العضوية لا تلقى قبول فقط في الدول المتقدمة بل تنمو بسرعة في جميع دول العالم وبإعطاء بيانات عن الإنتاج العضوي في بعض الدول يعطي بطبيعة الحال مؤشراً على مدى انتشار الزراعة العضوية ففي ألمانيا توجد حوالي 80.000 مزرعة رغم الضغوط التي تمارسها شركات الكيماويات الزراعية ومجمل المساحة حولي 2% من إجمالي الأراضي الزراعية. وفي سويسرا وصلت نسبة المساحة المنزرعة عضوياً بحوالي 7% وخاصة في مناطق كانتون وفي النمسا يوجد حوالي 20.000 مزرعة تمثل 10% من المساحة المنزرعة الكلية وفي بعض مناطق مثل Salzburg وصلت النسبة إلى حوالي 50%. وبالنسبة للسويد وفلندا وصلت نسبة الأراضي المنزرعة عضوياً إلى مستوى سويسرا 7% وفي إيطاليا زاد عدد المزارع من 18.000 إلى 30.000 في العامين الماضين. وفي أوغندا توجد برامج للزراعة العضوية للقطن بدأت بعدة فئات من المزارع وحالياً وصلت إلى حوالي 7.00 مزرعة وفي المكسيك يوجد حوالي 10.000 مزرعة تنتج أغذية عضوية للتصدير وفي مصر توجد حوالي 15.000 فدان.

تنقسم الأسمدة العضوية إلى الآتي :

سماد المزرعة (السماد البلدي) :

يعتبر سماد المزرعة من أفضل الأسمدة العضوية الذي يضاف للتربة في جميع دول العالم وذلك بهدف زيادة خصوبة التربة وتحسين خواصها الطبيعية والكيماوية والحيوية. وهو في الأساس خليط من مخلفات الحيوانات المجترة وحيوانات النقل أو الدواجن مع الفرشة. حيث يستعمل طازج أو بعد تخزينه في أكوام وأحياناً يتم فصل البول Slurry عن المخلفات الصلبة. وعادة توضع فرشة Bedding تحت الحيوانات لامتصاص المخلفات وسهولة نقلها. تعتبر مخلفات حيوانات المزرعة غنية بمحتواها من العناصر الغذائية وعموماً وجد أن حوالي 80-95% من العناصر الغذائية الموجودة في عليقة الحيوان تفرز في الروث والبول. وجد أن حيوانات اللبن تفرز 80% في حين التسمين تفرز 95% من العناصر الموجودة في العليقة كما تمثل المواد العضوية 40% من المواد الموجودة في العليقة أثناء تحضير وتخزين السماد البلدي تحدث تغيرات وتحليلات نتيجة نشاط الكائنات الدقيقة ويختلف النشاط الحيوي ونتائجه على عوامل عدة مثل نوع وكمية الفرشة، طبيعة الخليط (مندمج أو يتخلله الهواء) طوال فترة بقاء السماد في الحظائر وطريقة التخزين.

تحدث بالسماد البلدي بعض التغيرات الكيماوية حيث تتحول المركبات الكربوهيدراتية والبروتينيات إلى مركبات بسيطة ثم إلى مركبات وسطية. ومن أهم التغيرات التي تحدث في السماد البلدي المحضر والمخزن هو تعرض النتروجين للفقد في صورة نشاد أو نتروجين أو أكاسيد نيتروجينية حيث تقوم الكائنات الدقيقة المتخصصة في تحويل اليوريا الموجودة في البول إلى كربونات الأمونيوم والتي بدورها يتحلل بسهولة إلى نشادر وثاني أكسيد الكربون كما يتحول حامض اليوريك إلى يوريا وحمض الخليك كما أنه تحت الظروف اللاهوائية تتحول النترات إلى نتروجين وأكاسيد نتروجينية. بالإضافة إلى الفقد عن طريق الغسيل.

قدر الفقد بالتطاير في الكومة الغير مغطاة بحوالي 12% من النتروجين، بينما 4% فقط في حالة الكومة المغطاة. وفي دراسة أخرى وجد أن الفقد قد يصل إلى 20% للنتروجين و7% للفوسفور و35% للبوتاسيوم في حالة التخزين في الهواء المفتوح ولتوضيح القيمة السمادية لسماد المزرعة بنظيره في مناطق أخرى بجدول رقم (1).

جدول رقم (1) : القيمة السمادية للسماد البلدي مقارنة بأسمدة المزرعة في بعض الدول الأخرى (Dahama 1999)


مصدر سماد المزرعة
المحتوى الكلي من العناصر الغذائية (%)
ملاحظـات

N
P2O5
K2O

مصر (خليط من مخلفات صلبة + سائلة)
0.48
0.32
0.53
فرشة تراب

الهند (خليط)
0.30
0.15
0.30
50% من الروث يفقد

أوروبا مخلفات صلبة
0.60
0.60
0.70
25% مادة جافة بالروث

أوروبا مخلفات سائلة
0.50
0.20
0.50
10% مادة جافة بالبول


يتضح من البيانات افتقار السماد البلدي (فرشة تراب) من العناصر الغذائية نتيجة لسوء التحضير والتخزين. هذا وقد حدد القرار الوزاري رقم 100 لعام 1967 مواصفات السماد البلدي كالتالي :

نسبة النتروجين الكلي
لا تقل 0.25
±0.02%

المادة العضوية
لا تقل
16
± 0.04%

نسبة الرطوبة
لا تزيد عن
20%
± 1%

كلوريد الصوديوم
لا تزيد عن
5%
± 0.5%

وزن المتر المكعب
لا تقل عن
700 كيلو جرام
± 40 كجم



الطرق السليمة لإنتاج وتخزين السماد البلدي :

يمكن تحضير سماد بلدي جيد باتباع الأسس السليمة للتحضير كما يلي :

بناء حظائر الحيوانات بحيث تكون مرتفعة السقوف ومنخفضة الأرضية على أن تكون أرضية الحظائر أسمنتية وغير منفذة للسوائل.
الفرشة المستعملة تكون خليط من التربة الغير ملحية ومخلفات المزرعة النباتية (قش الأرز أو التبن أو حطب الذرة والقطن بعد تكسيره) وتوضع الفرشة متجانسة التوزيع تحت الحيوانات بمعدل لا يزيد عن 0.5م3 تربة بالإضافة إلى ما لا يقل عن 20كجم من المخلفات النباتية لكل عشر حيوانات يومياً (حوالي 75كجم تربة و2 كجم مخلفات نباتية لكل حيوان يومياً).
يفضل إضافة الجبس الزراعي أو صخر الفوسفات مع الفرشة بمعدل 20 كجم لكل حيوان أسبوعياً حيث أن كبريتات الكالسيوم تحد من فقد الأمونيوم كما أن الفوسفات تنفرد وترتبط في صورة عضوية سهلة تيسرها للنبات.
يفضل إبقاء السماد أطول فترة ممكنة بالحظائر حتى يمكن تقليل صور فقد العناصر الغذائية.
وبالنسبة لمزارع إنتاج الألبان يفضل استعمال فرشة محتوية على نسبة عالية من المخلفات النباتية (قش الأرز) ونسبة قليلة من التربة.
الطرق المتبعة لتخزين سماد المزرعة :

السماد البارد Cold Manure يتبع في وسط أوروبا حيث يتم تخزين السماد يومياً ووضعه في كومة تدك لتوفر ظروف لاهوائية لتبقى درجة الحرارة في الكومة حوالي 30مْ. فائدة هذه الطريقة تقلل الفقد في الأمونيا بالتطاير. ولكن نتيجة سيادة الظروف اللاهوائية تتكون في الكومة مواد سامة مما يستلزم عند إضافة السماد للحقل أن يترك فترة بعد نشره على السطح حتى لا تؤثر المواد السامة على نمو الجذور ونشاط الكائنات الحية بالتربة. وتحت هذه الظروف يتم التخلص من بذور الحشائش وكذلك الميكروبات الممرضة لارتفاع تركيز الأمونيا بها.
السماد الحامي Warm Manure وفيها يتم الاستفادة من مميزات الظروف الهوائية واللاهوائية عند تخزين السماد حيث يتم إضافة طبقات السماد إلى الكومة تدريجياً فتترك الطبقة الأولى من 2-4 أيام قبل إضافة الطبقة التالية حيث تصل درجة الحرارة إلى حوالي 40-50مْ وبذلك فإن الطبقات السفلى يتوفر فيها الظروف اللاهوائية فتنخفض الحرارة إلى 30مْ. وفي هذه الطريقة تحتوي الكومة على نسبة عالية من المادة العضوية بالإضافة إلى ميزة التخلص من معظم بذور الحشائش والمسببات المرضية.
السماد الناضج Composted Manure وفيه يتم توفير ظروف متوازنة من هواء ورطوبة لكي تتم عملية التحلل بواسطة الميكروبات وتصل درجة الحرارة إلى 60مْ وبعد عدة أسابيع يتم تقليب الكومة لتنشيط عملية التحلل وتكون الدبال حيث تؤدي هذه العملية إلى توفر مادة عضوية فعالة بجانب انخفاض كثافة المادة العضوية إلى النصف (50%) مما تسهل من عملية التوزيع. كما أن الحالة الغذائية مرتفعة وميسرة للنبات. وخلال مراحل إنتاج هذا السماد يفضل إضافة صخر الفوسفات حيث يتحول الفوسفور من الصورة غير الميسرة إلى الصورة الميسرة عند إتمام نضج السماد. هذا بالإضافة إلى موت كثير من بذور الحشائش والميكروبات المرضية واحتوائه على المواد الهامة والنشطة مثل المضادات الحيوية والهرمونات بجانب إن وجدت بقايا بعض المبيدات يتم تكسيرها قبل إضافتها إلى الحقل. ولهذا فإن أهمية إنضاج سماد المزرعة في الزراعة العضوية، (الأشكال من 1 إلى 7).

شكل (1) يوضح تجهيز كومات المادة العضوية
نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي

شكل (2) يوضح نثر مواد التخصيب على المادة العضوية
نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي

شكل (3) يوضح الإضافات المتتالية للمخصبات وتجهيز الكومات لعملية الكمر البيولوجي
نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي

شكل (4) يوضح الخلط الجيد لمكونات التخصيب وتجانسها مع المادة العضوية
نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي

شكل (5) يوضح ترطيب المادة العضوية حتى يتم تجانس مكوناتها ويتم توافر وسط رطب لبداية التحولات الكيميائية
نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي

شكل (6) يوضح تحضير المنشطات ورشها على المادة العضوية للإسراع من النشاط الحيوي أثناء عملية الكمر البيولوجي
نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي

شكل (7) يوضح حقن الأمونيا ن يد4 لزيادة المحتوى النيتروجيني للإسراع من عملية الكمر البيولوجي
نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي

تأثير إضافة السماد العضوي :

يعتبر محتوى التربة من المواد العضوية من العوامل الأساسية الهامة في تحديد إنتاجيتها ومنذ زمن بعيد فقد بات مؤكداً أن السماد العضوي يزيد من المحصول وخصوبة الأراضي والشكل رقم (8) يوضح المنظومة المتكاملة للمادة العضوية وتأثيرها على الأرض والنبات.

شكل رقم (8) المنظومة المتكاملة للمادة العضوية وأثرها على الأرض والنبات
نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي

والتأثير المباشر يتلخص في انطلاق العناصر الغذائية مثل النتروجين، الفوسفور والبوتاسيوم وبعض العناصر الغذائية الأخرى بجانب المواد المنشطة للنمو وبعض المواد المثبطة للمسببات المرضية التي تصيب النبات أما التأثير غير المباشر فهو تأثير المواد الدبالية وبعض المواد الوسطية على الخواص الطبيعية والكيماوية والحيوية والتي بدورها تؤثر على النباتات النامية وبفرض أن السماد البلدي يحتوي على (0.5% N، 0.3% P2O5 ، 0.5% K2O) فإن إضافة 20م3/فدان سوف يضيف 50 كيلو جرام N، 30 كيلو جرام P2O5 50 كيلو جرام K2O بفرض أن كثافة المادة العضوية ½ جم /سم3 وعلماً بأن معدل الاستفادة للنتروجين 35-40% في سنة الإضافة، 60% من الفوسفور و75% للبوتاسيوم من العام الأول للإضافة أو المحصول الأول مما يؤكد دور وفائدة التسميد العضوي إذا ما قورن بالتسميد الكيماوي. وفي دراسات مقارنة للأسمدة العضوية والكيماوية في الأراضي الرملية والجيرية أوضحت النتائج ضرورة استخدام السماد البلدي عند زراعة مثل هذه الأراضي حيث أن إضافة المادة العضوية تعمل كمادة لاحمة للحبيبات الأولية (الرملية) وتكون ما يسمى التجمعات الثابتة حيث تعمل هذه التجمعات على سهولة حركة الماء والهواء داخل القطاع الأرضي وفي التربة الجيرية وجد أن إضافة السماد البلدي أدى إلى تحسين الخواص الطبيعية وانعدام تكون القشرة الأرضية الصلبة التي تتصف بها تلك الأراضي وبالتالي زيادة نسبة الإنبات وانخفاض قيم الكثافة الظاهرية وزيادة التوصل الهيدروليكي للأراضي .

وفي الأراضي الرسوبية ظهرت أهمية سماد المزرعة كعامل هام وفعال في تحسين إنتاجية التربة (والشكل رقم 9) يوضح جانب من الزراعات العضوية ودور الدوبال في زيادة قدرة التربة للاحتفاظ بالماء وكذلك سرعة الرشح وتحرك الأملاح إلى أسفل مع مياه الصرف. كما وجد أن السماد البلدي يؤدي إلى تفكك التربة نتيجة تكون التجمعات الثابتة.

قد يحدث زيادة طفيفة في قيم الأملاح الكلية الذائبة بعد الإضافة مباشرة وخاصة في الأسمدة الغنية في محتواها من العناصر الغذائية أو نتيجة استعمال فرشة تراب (عملية التتريب) من أرض ملحية (تطهير الترع) إلا أنه بعد فترة تقل قيم الملوحة نتيجة لتحسين البناء الأرضي.

وعن التغير الذي يحدث في قيم الحموضة (pH) في التربة مع إضافة سماد المزرعة فإنه يتوقف على طبيعة المخلفات المضافة ورقم حموضتها وكذلك رقم حموضة التربة وقدرتها التنظيمية ويمكن القول إلى أن التربة الحساسة لإضافة المادة العضوية، يرجع إلى قلة قدرتها التنظيمية كما هو الحال في الأراضي الرملية.

وإن كان الاتجاه الحديث هو استخدام مركبات مخلبية صناعية من خلال مياه الري أو رشا على المحاصيل لحل مشاكل أعراض نقص العناصر الغذائية الصغرى إلا أن تلك المركبات (EDTA, EDDHA) تعتبر غالية الثمن وفي الزراعة العضوية فإن استخدام هذه المركبات غير مسموح بها ومن هذا بدا واضحاً دور التسميد العضوي في تحسين الحالة الغذائية بالنسبة لتلك العناصر الصغرى في التربة وتكوينها لمركبات مخلبية طبيعية مع المواد الدبالية El-Gala et al 1976, Abou-Seeda 1987, Abou Seeda and Verloo 1986, Abou Seeda et al., 1992. .

وفعالية التسميد العضوي تختلف باختلاف المحصول، طبيعة التربة، المناخ، الخدمة المتبعة خلال فترة النمو، وطبيعة السماد العضوي المضاف، كما يتضح أن إضافة السماد العضوي ليست علاقة خطية بمعنى زيادة التسميد لا يتبعه زيادة في المحصول فالزيادة تكون كبيرة في الإضافات الأولى حيث يقل التأثير بزيادة معدل الإضافة والمعروف أن معدل الاستفادة من النتروجين يتراوح بين 35-40% ومن الفوسفور 60% والبوتاسيوم 75% في العام الأول من الإضافة.

فالتسميد العضوي ليس معناه هو إضافة معدلات من المادة العضوية ولكن تحويل الكميات المضافة من المادة العضوية إلى وحدات غذائية من النتروجين والفوسفور والبوتاسيوم.

سماد المكمورة (Compost) :

سماد المكمورة هو السماد العضوي الذي يصنع من التحلل الهوائي لمخلفات المزرعة مثل قش الأرز، حطب الذرة، حطب القطن، عروش الخضروات، أوراق الأشجار المتساقطة ـ نواتج تقليل الأشجار وبتحضير المخلفات وإعداد الكومة وتحت ظروف التهوية الجيدة والرطوبة المناسبة والمواد المنشطة للكائنات الحية الدقيقة حيث يتكون الدبال.

وحيث أن هذه المخلفات تتميز بنسبة عالية من الكربون : النتروجين
(C/N) ratio أكثر من (40: 1 وقد تصل إلى 90 : 1) فإنه من الصعب إضافتها مباشرة وتقليبها مع الطبقة السطحية للتربة حيث يؤدي ذلك إلى استنفاذ محتوى التربة من النتروجين الميسر (ن ا-3، ن يد+4) نتيجة نشاط الكائنات الدقيقة في تحليل تلك المخلفات وبناء أجسامها ويؤثر ذلك على محتوى التربة من النتروجين الميسر مؤقتاً والذي ينعكس بطبيعة الحال على المحصول النامي. كذلك يفضل عمل المكمورات لتحويل المخلفات إلى سماد عضوي حيث أنه بعد النضج تكون فيه نسبة الكربون: النتروجين 10 : 1 وتشير الدراسات إلى أنه يفضل أن تكون النسبة تتراوح من (18-20) : 1 مما يزيد من فعاليتها في التربة.

المخلفات العضوية التي يمكن وضعها في الكومة يفضل أن تكون خليط من مواد صعبة التحلل مع مواد سهلة التحلل فالمخلفات العضوية عموماً تختلف في نسب ما تحتويه من الكربون والنتروجين فالنباتات الخضراء تحتوي على نسبة قليلة من الكربون ونسبة عالية من النتروجين فتحللها يكون سريع بالمقارنة بالمواد التامة النضج التي تحتوي على نسبة عالية من الكربون ونسبة قليلة من النتروجين فتحللها يكون بطئ مثل قش الأرز وحطب القطن يفضل تقطيع هذه المخلفات حتى لا تجف قبل وضعها في الكومة.

كما يلزم بناء الكومة في مكان يسهل نقل المخلفات إليه وكذلك أن تكون قريبة من الحقل وفي منطقة ظليلة قريبة من مصدر مياه كما يفضل أن تكون بعرض حوالي 2م وارتفاع حوالي 1.5م.

بناء الكومة والعناية بها :

مع الأخذ في الاعتبار الأسس والطرق المستخدمة Henry Doubleday Research Association (1998) والطريقة التالية تتناسب وتلائم ظروفنا.
اختيار المساحة المناسبة في الحقل قريبة من مصدر ري ويحتاج 1 طن من المخلفات مساحة حوالي 2×3م بارتفاع 1.5م مع ميل بسيط لاستقبال الراشح بحيث يمكن إعادة استعماله مرة أخرى.
تجهيز المخلفات بتقطيعها وتكسيرها إلى أطوال مناسبة وقد تستعمل آلات الدرس في ذلك حيث أن التقطيع يساعد على سهولة الترطيب والتقليب وبالتالي سرعة التحلل.
يحضر المخلوط المنشط : حوالي 150 كجم سماد المزرعة المحسن الناضج أو كموست ناضج + مصدر غني بالنتروجين مثل مخلفات الدواجن ومخلفات الأغنام وروث الماشية أو الدم المخفف ـ وتحسب الكمية اللازمة من المنشط النتروجيني تبعاً لمحتوى المخلفات من النتروجين.
ينصح إضافة صخر الفوسفات إلى الخليط حيث يقلل من فقد الأمونيا بتفاعل الأمونيا مع الكبريتات وتكوين كبريتات الأمونيوم في الكومة.
قد يضاف إلى الكومة بعض المعادن والصخور Rock dusts وهي صخور حامضية أو قاعدية للسليكات ومثل هذه الصخور والمعادن تساعد على امتصاص الأمونيا بالإضافة إلى زيادة محتوى الكومة من العناصر الغذائية وقد يضاف في صورة خشنة أو ناعمة وتختلف الصخور والمعادن في محتواها من العناصر ومدى ذوبانها وانطلاق العناصر ومن أمثلة ذلك الكالسيت كمصدر للكالسيوم والدولوميت كمصدر للمغنسيوم والفلسبارات كمصدر للبوتاسيوم. كما تضاف الطفلة وهي تحتوي على نسبة من معادن الطين التي تساعد على حفظ العناصر كما تضاف بعض المعادن الطبيعية الحاملة للعناصر الدقيقة مثل خامات الحديد، المنجنيز، الزنك والنحاس إلى الكومة حيث تتفاعل الأحماض العضوية المنطلقة من عمليات التحلل مكونة مركبات مخلبية من العناصر الغذائية المضافة.
توضع طبقة من سيقان الذرة أو حطب القطن حوالي 10سم في القاعدة حيث أن ذلك قد يسهل من عملية التهوية ثم توضع طبقة من المخلفات ويتم وضع المخلوط المنشط والمواد المضافة ثم يتم ترطيبها بالماء وتضغط قليلاً لتقليل حجم الكومة وتكرر هذه العملية بعمل الطبقات التالية.
ضرورة وضع طبقة من التراب على السطح ثم تغطي الكومة بالبلاستيك مع مداومة ترطيبها وإعادة تغطيتها للحفاظ على الرطوبة، يتم نضج المخلفات في فترة تتراوح ما بين 1.5 ـ 5 أشهر تبعاً لما تحتويه الكومة حيث يعطي الطن الواحد من الكمبوست حوالي 2ـ2.5م3 سماد المكمورة ويستدل على نضج الكومة بانخفاض درجة الحرارة مع قلة انبعاث الأمونيا المتطايرة كما أن نسبة الكربون:النتروجين تكون (15-20): 1.
حفظ وتخزين الكومة :

في حالة عدم وجود الكومة تحت السقف لحفظها من الأمطار والتقلبات الجوية والشمس المباشرة فإن تغطية الكومة بالبلاستيك يلزم رفعه بعد فترة حتى يسمح بدخول الهواء للكومة كما يمكن تغطية الكومة بالتربة أو سماد بلدي قديم ويلزم أن تكون بعيدة عن المياه الجارية خاصة بالمناطق التي يكثر فيها الأمطار حتى لا تفقد العناصر الغذائية يفضل خلال فترة التخزين يجب أن تبقى الكومة رطبة ولا تحتوي على نسبة عالية من المياه.

استخدام الكمبوست في الزراعة :

الاستخدام الأساسي لسماد الكمبوست هو زيادة المحصول نتيجة لزيادة قدرته على الاحتفاظ بالماء والعناصر الغذائية أي المحافظة على التربة وخصوبتها كما أن سماد الكمبوست يساعد على صيانة التربة من عوامل التعرية سواء بالماء أو الرياح وعادة ما يستخدم في الحدائق المنزلية بخلطه بالطبقة السطحية للتربة وفي المناطق الجافة وفي نظم الري بالتنقيط عادة ما يضاف إلى الجورة وفي نظم الري السطحي يضاف بين الخطوط أو قد يضاف حول الأشجار أو كغطاء للتربة (Mulch) لتدفئتها والمحافظة على النباتات من الصقيع كما أن الكمبوست قد يخلط بجزء من التربة ويمكن أن يستعمل فهو مناسب لإتمام بادرات الأشجار والخضروات.
وحتى لا يكون لاستخدام الكمبوست أثر سلبي بإحداث تلوث للتربة بالعناصر الثقيلة تراعى الحدود المذكورة بالجدولين رقما 2،3.

جدول رقم (2) : أقصى حدود لمحتوى التربة من العناصر الغذائية الصغرى والثقيلة نتيجة لإضافة
سماد الكمبوست ملجرام / كجرام تربة)

العنصر
اتحاد الأراضي
إنجلترا
الاتحاد الأوروبي
ألمانيا

الزنك
150
300
300
300

النحاس
50
135
140
100

النيكل
50
75
75
50

الكاديميوم
2
3
3
3

الرصاص
100
300
300
100

الزئبق
1
4
4.5
2

الكروم
150
_
_
100





جدول رقم (3) : يوضح الحدود القصوى للإضافات

العنصر
اتحاد الأراضي ملليجرام / كيلوجرام تربة (جزء / مليون1)
المملكة المتحدةكيلو جرام / هكتار(

2)

الزنك
1000
560

النحاس
400
280

النيكل
100
70

الكاديميوم
10
50

الرصاص
250
1000

الزئبق
2
2

الكروم
_
1000




وفي جمهورية مصر العربية حدد القرار الوزاري رقم 100 لعام 1967 مواصفات السماد العضوي الصناعي (Compost) كالتالي :

نسبة النتروجين
لا تقل عن
0.5%
±0.04%

المادة العضوية
لا تقل عن
16%
± 1%

نسبة الرطوبة
لا تزيد عن
30%
3%

كلوريد الصوديوم
لا تزيد عن
5%
± 0.5%

وزن المتر المكعب
لا تقل عن
250 كيلو جرام
± 15 كجم



سماد الحمأة :

إعادة مخلفات الصرف الصحي في الزراعة :

في أعقاب مؤتمر ريودي جانيرو في البرازيل عام 1992، تزايد الوعي بقضايا حماية البيئة من التلوث وترشيد استغلال الموارد الطبيعية وتحركت القضايا البيئية إلى دائرة الأضواء ومازالت مشاريع مياه الشرب والصرف الصحي وحماية البيئة تحتل رأس أولويات السياسة المائية في مؤتمر القمة العالمي للتنمية المستدامة والذي انعقد بجوهانسبرج في الفترة من 26 أغسطس إلى 4 سبتمبر 2002. ولم يقتصر الاهتمام بها على الأجهزة السياسية والتشريعية والتنفيذية بل امتدت إلى أروقة البحث العلمي والإعلام والمؤسسات غير الحكومية. وأصبح الجميع يطالب بالحفاظ على البيئة حتى يتسنى للإنسان أن يعيش فيها وأن يورثها لأبنائه في حالة تلبي احتياجات حياتهم، ولا ريب أن التصدي للمشكلات البيئية في إطار المنهاج العلمي هو الحد الأدنى لإصحاح البيئة الذي يكفل تحقيق أهداف التنمية الاجتماعية والاقتصادية في إطار حضاري متكامل.

يتخلف عن استخدام مياه الشرب حجوم ضخمة من الصرف الصحي تستقبلها شبكات الصرف يومياً تقوم بمعالجتها إلا أن معالجة الصرف الصحي قد لا تستطيع محطات المعالجة القيام بهذه المشكلة على ما يرام خصوصاً إزاء ما تواجهه من اختلاط المياه بالصرف الصحي الصناعي الذي يزيد من تركيز العناصر الثقيلة كما يعرقل معالجة مياه الصرف الصحي ومع التوسع في الإسكان وإنشاء المدن الحديثة وتوفير الخدمات والبنية الأساسية للمناطق العمرانية تزداد حجوم الصرف الصحي المتولدة من النشاط السكاني وقد أدخلت هذه النفايات السائلة في السياسة المائية الثابتة وبنى على استخدامها للري والإنتاج الزراعي مشروعات متعددة في بلدان كثيرة.

وفي الوقت الراهن بدأت ممارسات إعادة استخدام مياه الصرف الصحي المعالجة تجذب الأنظار والاهتمام لدواعي بيئية كان ولا يزال هدفها سلامة الإنسان من أخطار النفايات السائلة في العراء أو لتلوث مجاري وتجمعات المياه النظيفة حيثما وجدت وحماية البيئة بوجه عام يتم معالجتها لإنتاج سلع زراعية مأمونة الاستخدام بواسطة الإنسان والحيوان وبما يحقق عائداً اقتصاديا مجزياً وتطور هذا المفهوم في بعض الدول لسد النقص في موارد المياه قبل توظيفه لمصلحة الإنتاج.

ومع تزايد الوعي البيئي في غضون الربع الأخير من القرن العشرين الذي يشهد تطوراً ملموساً في تكنولوجيات الإنتاج والخدمات من جانب وارتفاعاً كبيراً في معدلات الزيادة السكانية وتحسناً ملحوظاً في مستوى المعيشة ومعدلات استهلاك المياه وبالتالي تولد مياه الصرف الصحي الأمر الذي أفضى إلى اتساع الفجوة بين المتاح من الموارد المائية وبين الطب عليها في كثير من الدول لاسيما دول العالم الثالث مما حول ممارسات إعادة استخدام المياه العادمة إلى سياسات محورية للمياه في عدة دول ومن هنا يظهر المستفيد النهائي وهو وزارتي الأشغال العامة والموارد المائية ووزارة الزراعة واستصلاح الأراضي بنوعية هذه المياه قبل وبعد معالجتها حتى يمكن وضع خطة استغلالها بأمان دون الإضرار بالأراضي الزراعية أو المحاصيل والأهم من ذلك سلامة الحيوان والإنسان الذي يتغذى عليها في النهاية.

قد يلجأ بعض المزارعين في استخدام مخلفات الصرف الصحي الصلب (الحمأة) في العمليات الزراعية دون الرجوع إلى إجراء بعض التحليلات لدراسة الخواص الكيميائية لها إذ تحتوي على عناصر ثقيلة يؤدي استغلالها زراعياً إلى تراكم العناصر الثقيلة في التربة مما تسبب أضراراً بالأراضي الزراعية والمحاصيل.

Abou Seeda. et al., (1992), Abou Seeda (1995), Abou Seeda (1997).

استخدام تلك المخلفات يجب ألا يبنى على قواعد عامة بل على اعتبارات خاصة بالمخلف ونوعية الأرض المستقبلة لتلك المخلفات ونوعية المحاصيل (حقلية ـ خضروات ـ فاكهة) ومن هنا كان لابد أن نستند على حدود التراكم المسموح به من العناصر الثقيلة والمضافة إلى الأرض الزراعية وكذلك معدل إضافة الحمأة المقدرة على أساس الوزن الجاف لمختلف الاستخدامات طبقاً لمعايير دولية جداول أرقام (4،5،6،7) توضح معدلات الإضافة السنوية من الحمأة المعالجة الجافة طبقاً للائحة وزارة الإسكان والمرافق، حدود التراكم المسموح به من العناصر الثقيلة المضافة إلى الأرض الزراعية USEPA (1997)، معدل الحمأة المقدرة على أساس الوزن الجاف لمختلف الاستخدامات طبقاً للمعايير الأمريكية وكذلك معايير استخدام الحمأة في الزراعة طبقاً للدول التالية (المعايير الألمانية (1992)، وكالة البيئة الأمريكية USEPA (1993) والمعايير طبقاً للائحة وزارة الإسكان والمرافق والمجتمعات العمرانية المصرية (1997).

جدول رقم (4) : معدلات الإضافة السنوية من الحمأة المعالجة الجافة طبقاً للائحة وزارة الإسكان والمرافق


نوع الأرض
قوام الأرض
م3/فدان

أراضي ثقيلة القوام
(طينية جيرية)
8-14

أراضي متوسطة القوام
(رملية طينية ـ جيرية)
10-16

أراضي خفيفة القوام
(رملية)
12-20


يلاحظ أن المعدلات الموصي بها طبقاً للائحة وزارة الإسكان والمرافق لم تأخذ في الاعتبار الحمل المسموح به للأراضي الرملية من العناصر الثقيلة وهو يقل كثيراً عن الأراضي الطينية.



جدول رقم (5) : حدود التراكم المسموح به من العناصر الثقيلة المضافة إلى الأرض الزراعية (USEPA)


العنصر السعة التبادلية الكاتيونية (ملليمكافئ/100 جرام تربة)


<5.0
5-15
> 15

ملليجرام
كجم تربة

رصاص
120
245
930

زنك
115
230
245

نحاس
55
115
230

نيكل
55
115
260

كادميوم
2.1
4.2
8.3


USEPA Municipal Sludge Management
Environment Factors. EPA 430/9-77-004 US
Environment Protection Agency, Washington, D.C., October, 1997.



جدول رقم (6) : معدل إضافة الحمأة المقدرة على أساس الوزن الجاف لمختلف
الاستخدامات طبقاً للمعايير الأمريكية

الاستخدامات
وقت الإضافة
طن/فدان

الاستخدام الزراعي
سنوي
5

في الغابات
مرة واحدة أو مرة من 3-5 سنوات
20

استصلاح الأراضي
مرة واحدة
50





جدول رقم (7) : جدول معايير استخدام الحمأة في الزراعة طبقاً للدول التالية :


العنصر
التركز المسموح به في الحمأة ملليجرام/كجم
معدل الحمل السنوي كجم للفدان
الحد التراكمي طبقاً لوكالة البيئة الأمريكية

كجم للفدان

(1)
(2)، (3)

الزنك
2500
2800
56
1120

النحاس
800
1500
30
600

النيكل
200
420
8.4
168

الكادميوم
10
39
0.76
15.6

الرصاص
900
300
6.00
120.0

الزئبق
8
17
0.34
6.8

الكروميوم
900
1200
60
1200

الموليبدنم
_
18
0.36
7.2

السيلينيوم
_
36
2.00
40.00

الزرنيخ
_
41
0.8
16.4



(1) يسمح باستخدام الحمأة المحتوية على هذه التركيزات في تسميد المحاصيل الزراعية لمدة ثلاث سنوات على التوالي بمعدل 5طن حمأة / فدان.

C.F. Benckiser Gand T. Simarmata (1994) Environmental impact of fertilizing soils by using sewage and animal wastes. Fertilizer Research : 37: 1-22.

المعايير الألمانية German Sewage Sludge regulation (1992).
وكالة البيئة الأمريكية US regulation for sewage sludge use on Agricultural land (USEPA, 1993).
المعايير طبقاً للائحة وزارة الإسكان والمرافق والمجتمعات العمرانية المصرية 14/8/1997.
تلعب المادة العضوية دوراً حيوياً في تقليل تراكم عناصر قد تؤدي إلى حدوث أضرار جسيمة للإنسان حيث أثبتت أن زيادة التسميد النيتروجيني لا يؤدي فقط إلى زيادة نسبة النترات الحرة في النبات بل أيضاً إلى زيادة نسبة الأحماض الأمينية الحرة والإكسالات ومواد أخرى غير مرغوبة فيها بالإضافة إلى انخفاض نسبة فيتامين C. والجدول المرفق (8) يوضح نسبة انخفاض المحصول ونسبة الزيادة أو الانخفاض في بعض المكونات المنتجة بسماد عضوي بالمقارنة بمثيلتها المنتجة بالطرق التقليدية (أسمدة معدنية) في دراسة أجريت خلال ثلاثة عشر عاماً على محاصيل عديدة.



جدول رقم (8) : نسبة انخفاض المحصول ونسبة الزيادة أو الانخفاض في بعض
مكونات الخضر العضوية بالمقارنة بالحضر التقليدية.(After Schuphan 1975).

المادة
% للزيادة أو النقص
المادة
% للزيادة أو النقص

المحصول
-24
البوتاسيوم
+18

المادة الجافة
+23
كالسيوم
+10

البروتين
+18
فوسفور
+13

فيتامين C
+28
الصوديوم
-12

السكريات الكلية
+19
النترات
-93

حمض الأميني ميثايونين
+13
الأحماض الحرة
-42

الحديد
+77



وفي دراسة حقلية أجريت لدراسة إضافة مخلفات الصرف الصحي الصلب (سمادالحمأة) ونوعية المعالجات المختلفة (الهوائية، لا هوائية والحرق) على بعض محاصيل الخضر (الفجل الأحمر، السبانخ، الخس) وأثر ذلك على الوزن الطازج والمحتوى الكلي من العناصر الغذائية الكبرى (ن، فو، بو) والصغرى (حديد، منجنيز، زنك، نحاس) والعناصر الثقيلة (كوبلت، نيكل، كادميوم، رصاص). حيث تشير النتائج أن إضافة مخلفات الصرف الصحي ومعالجاتها أدت إلى زيادة في الوزن الطازج للنباتات حيث كانت معالجة مخلفات الصرف الصحي بالحرق أعطت أعلى محصول والشكل رقم (10) يوضح تأثير إضافة مخلفات الصرف الصحي ونوعية المعالجة على الوزن الطازج لكل من نباتات الفجل الأحمر، السبانخ، (كم/ وحدة تجريبية).

كذلك كان لإضافة تلك المخلفات أثر في زيادة المحتوى الكلي من النتروجين والفوسفور والبوتاسيوم حيث تشير النتائج أن إضافة مخلفات الصرف الصحي المعالج هوائياً أدت إلى زيادة النتروجين، البوتاسيوم والفوسفور إلا أن المعالجة بالحرق أدت إلى زيادة المحتوى الكلي من البوتاسيوم والفوسفور وذلك بمقارنتها بالمخلف الصلب شكل (11) يوضح تأثير إضافة مخلفات الصرف الصحي ونوعية المعالجة على المحتوى الكلي من النتروجين، الفوسفور والبوتاسيوم بنباتات الفجل الأحمر، السبانخ، والخس.

كذلك أدت إضافة المعالجات المختلفة إلى انخفاض تراكم النترات بنباتات الخس والسبانخ (شكل 12) حيث لوحظ انخفاض ملحوظ في المحتوى الكلي من النترات وذلك بمقارنتها بالمخلف الصلب حيث من المعروف أن النبات يمتص النترات من التربة وأن لم يتم تمثيلها داخله في تكوين البروتينات فإنه يتم تخزينها في الخلايا في صورة نترات والضرر من ذلك أن عند إجراء عمليات الطهي (في حالة نبات السبانخ) فإن النترات تتحول إلى نيتريت حيث قد ترتبط بمركبات أمينية أخرى مكونة مواد مسببة للسرطان أما في حالة نباتات الخس التي قد تؤكل طازجة فإن الإنسان يأخذ من يحتاجه من النترات من مصدرين هامين الخضروات الطازجة وهي تمثل حوالي 70% من الاحتياجات الكلية له وأن حوالي 20% فقط يأخذه من مياه الشرب وبذلك فتتراكم النترات في الخضروات التي تؤكل طازجة سوف تسبب أضراراً للإنسان. كما أنه أظهرت النتائج أيضا أن المعالجات المختلفة لمخلفات الصرف الصحي الصلب (الحمأة) أدت إلى نقص المحتوى من النترات لكل من نباتات السبانخ والخس والشكل رقم (12) يوضح تأثير إضافة مخلفات الصرف الصحي الصلب ونوعية المعالجات على تراكم النترات في السبانخ والخس (ملليجرام ن ا3/كجم نبات طازج).

كذلك تشير النتائج أن إضافة مخلفات الصرف الصحي المعالج أدت إلى انخفاض العناصر الصغرى والثقيلة الممتصة بواسطة النباتات تحت الدراسة حيث نجد أن زيادة تراكم العناصر الصغرى والثقيلة بالمجموع الخضري لنبات الفجل الأحمر وذلك بالمقارنة بالمجموع الجذري (ثمار)، هذا وتشير النتائج أيضاً إلى أن المعالجات المختلفة (الهوائية ـ لاهوائية ـ الحرق) أدت إلى انخفاض العناصر الغذائية الصغرى والثقيلة الممتصة بواسطة النبات.

المراجــع

الندوة العلمية حول استخدام الأسمدة وتغذية النبات
في الفترة من 17-18 فبراير 2004م
دولة الإمارات العربية المتحدة
Abou Seeda, M. (1995) Potential benefits and hazards of land application of sludges : A review proc. Seminar production and use of chemical fertilizers and environment 17-21 Dec. 301-323.
Abou Seeda, M. and M. Verloo (1986), the chemical characterization of Polluted Egyptian soil Environ. Contam. Inter. Conf. Amst. 321-324.
Abou Seeda, M. (1987). Chemical and environmental aspect of sewage sludge application on Egyptian soils ph.D. Thesis Belgium Gent.
Abou Seeda M, A Khater, N. Salem and M. Rasheed (1992), Sorption studies of arsenic by soils irrigated with sewage sludge Egypt. J soil Sci 32, 3, 331-341,
Abou Seeda M. (1997), Use of sewage sludge for sustainable agriculture and pollution preservation. III treatment of sewage sludge and its effect on chemical characteristics of sludge, soil and some nutrients uptake by radish Spanish and lettuce plants J. Agric. Sci. Mansoura Univ. 22 (10) 3424-3450.
Abou Seeda M. S. soliman, A. Khater and N. salem (1992) Movement and distribution of Fe, Mn, Zn and Cu on sandy soil as affected by the application of sewage sludge Egyptian J. of soil Sci. 32, 3, 319-330.
Dahama. A., K. (1999) Organic farming for sustainable agriculture. Agro Bolanice, Daryagun, New Delhi 110002.
Elgala, A. M; El Damaty, A. Abdel Latif (1976), Comparative ability of natural humus material and synthetic chelates is extracting Fe, Mn, Zn and Ca from soil. Scitschrift. Pflanzenernahrung W. Boden Kunde helf 3 : 301-307.
Henry Doubleday Research Association (1998), For Organic Excellence HDERA-bublication UK.
Schuphan W, (1975), Yield maximization versus biological value. Qual plant 24 : 281-310.
[/frame]