Crop residue

Crop residues are waste materials generated by agriculture. The two types are:

• Field residues are materials left in an agricultural field or orchard after the crop has been harvested. These residues include stalks and stubble (stems), leaves and seed pods. Good management of field residues can increase efficiency of irrigation and control of erosion. The residue can be ploughed directly into the ground, or burned first. In contrast, no-till, strip-till or reduced-till agriculture practices are carried out to maximize crop residue cover.
• Process residues are materials left after the crop is processed into a usable resource. These residues include husks, seeds, bagasse, molasses and roots. They can be used as animal fodder and soil amendment, fertilizers and in manufacturing.

The amount of crop residue can be estimated using photographic techniques or remote sensing.^[1] Simple line-transect measurements can also be used to estimate coverage.^[2]

Crop residues can be used effectively in many ways:

• Biofertilizer: Most discussions about the economic value of crop residues focus on the equivalent fertilizer cost of the nutrients within. Although crop residues contain both macronutrients and micronutrients, only macronutrients such as nitrogen, phosphorus, potassium and sulfur are economically significant.
• Use in agronomic practice as strawbed to produce crops (e.g. in strawberry cultivation). They are widely used in mushroom cultivation. The residues after mushroom cultivation can act as good substrate for composting and biofertilizer applications.
• Particle board: Recent developments suggest potential use of crop residues in the manufacture of particle board.^[3][4]

نظراً لمحتواها العالي من الكربوهيدرات، تُعتبر مخلفات المحاصيل مادةً خاماً مناسبةً لإنتاج الوقود الحيوي. وقد طُوّرت بعض الخوارزميات لتقدير الطاقة الإنتاجية المحتملة للوقود الحيوي من المخلفات الزراعية. ^{[ 5 ] [ 6 ]} استناداً إلى البيانات التجريبية المُستقاة من دراسة استخدمت قش الأرز المُعالج مسبقاً بالإيثانول العضوي لإنتاج الهيدروجين الحيوي باستخدام بكتيريا Enterobacter aerogenes ، قُدّر إجمالي كمية قش الأرز العالمي القابل للجمع سنوياً (وليس إجمالي القش المُنتج) لإنتاج الوقود الحيوي بحوالي 249 مليون طن، والتي يُمكن أن تُنتج ما يقارب 355.78 كيلوطن من الهيدروجين و11.32 مليون طن من اللجنين باستخدام تقنية المعالجة العضوية المقترحة. وقد وُجد أن الصين تُساهم بنحو 32% من الطاقة الإنتاجية العالمية المحتملة لإنتاج الهيدروجين الحيوي من قش الأرز. ^{[ 7 ]}

لا تكون العناصر الغذائية الموجودة في معظم مخلفات المحاصيل متاحة للاستخدام المباشر من قبل المحاصيل، بل يتم إطلاقها (عملية تُسمى التمعدن ) على مدى سنوات. وتُعدّ العمليات البيولوجية التي تُشارك في دورات العناصر الغذائية في التربة معقدة. وكدليل تقريبي، يُطلق قش الحبوب ما بين 10 إلى 15% من عناصره الغذائية، بينما تُطلق مخلفات البازلاء حوالي 35% منها بحلول العام التالي.

تعتمد سرعة التمعدن على محتوى النيتروجين واللجنين (الألياف)، ورطوبة التربة، ودرجة حرارتها، ودرجة اختلاطها بالتربة. يتحرر النيتروجين بسرعة نسبية من المخلفات عندما يتجاوز محتواه 1.5% (كما هو الحال في مخلفات البازلاء). في المقابل، عندما يقل محتواه عن 1.2% (كما هو الحال في مخلفات الحبوب)، يتم تثبيت النيتروجين المتاح في التربة (وتُسمى هذه العملية بالتثبيت) بواسطة الكائنات الدقيقة أثناء تحللها للمخلفات.

وبالتالي، فإن مخلفات البازلاء تُحسّن خصوبة التربة على المدى القريب والبعيد ، بينما يُقلّل قش الحبوب من إمداد التربة بالعناصر الغذائية المتاحة في العام التالي. مع مرور الوقت، تُطلق العناصر الغذائية التي تُثبّتها ميكروبات التربة والدبال، وتُصبح متاحة للمحاصيل. لا تستعيد المحاصيل العناصر الغذائية من المخلفات بشكل كامل. ومثل العناصر الغذائية الموجودة في الأسمدة، فإن العناصر الغذائية التي تُطلقها مخلفات المحاصيل في التربة عُرضة للفقدان، مثل الغسل (النيتروجين والكبريت)، وإزالة النيتروجين (النيتروجين)، والتثبيت (النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم والكبريت)، والتثبيت (الفوسفور والبوتاسيوم).

يُعتقد عمومًا أن كفاءة امتصاص المحاصيل للعناصر الغذائية من الأسمدة أو من مخلفات المحاصيل متقاربة. فعلى سبيل المثال، يتم استرداد حوالي 50% من النيتروجين في الجزء العلوي من النبات خلال السنة الأولى. وتستمر بعض الفوائد المتبقية للأسمدة، حيث تمتص المحاصيل كمية ضئيلة من العناصر الغذائية بعد سنتين أو ثلاث سنوات. ويمكن أن يؤثر موضع السماد بشكل كبير على كفاءة امتصاص المحاصيل له. ويجري حاليًا دراسة تأثير موضع مخلفات المحاصيل (سواءً دُفنت أثناء الحراثة أو تُركت على السطح في الزراعة بدون حراثة ) على دورة العناصر الغذائية وكفاءتها.

وبالتالي، فإن ممارسة حساب القيمة المكافئة للأسمدة للعناصر الغذائية الموجودة في مخلفات المحاصيل هي دليل معقول لتقدير القيمة الجزئية لمخلفات المحاصيل.

• الحراثة التقليدية

• أليمايهو مينغيستو. 1985. موارد الأعلاف في إثيوبيا . ورقة بحثية قُدّمت في ورشة عمل حول موارد الأعلاف الحيوانية لصغار منتجي الماشية، 11-15 نوفمبر 1985، نيروبي، كينيا. 12 صفحة.
• باتروورث، إم إتش؛ موسى، إيه كيه (1986). "الاستهلاك الطوعي وهضم مزيج من مخلفات محاصيل الحبوب وقش البقوليات للأغنام". نشرة ILCA . 24 : 14-17 .

• فوائد إدارة مخلفات الحقول