السماد الأخضر

في الزراعة ، يُعدّ السماد الأخضر محصولًا يُزرع خصيصًا ليُدمج في التربة وهو لا يزال أخضر. ^{[ 1 ]} عادةً ما تُدمج الكتلة الحيوية للسماد الأخضر باستخدام المحراث أو القرص، كما هو الحال غالبًا مع السماد البني . والهدف الأساسي هو إضافة مواد عضوية إلى التربة للاستفادة منها. يُستخدم السماد الأخضر غالبًا مع محاصيل البقوليات لإضافة النيتروجين إلى التربة للمحاصيل اللاحقة، لا سيما في الزراعة العضوية ، ولكنه يُستخدم أيضًا في الزراعة التقليدية . ^{[ 2 ]}

تُستخدم الأسمدة الخضراء على نطاق واسع في البستنة على نطاق صغير مثل الحدائق المنزلية . ^{[ 3 ]}

يستخدم المزارعون السماد الأخضر عن طريق خلط مخلفات النباتات المتاحة بالتربة. ^{[ 4 ]} يبدأ المزارعون عملية التسميد الأخضر بزراعة البقوليات أو جمع قصاصات الأشجار والشجيرات. يقوم الحصادون بجمع محاصيل السماد الأخضر وخلط المواد النباتية بالتربة. تُهيئ النباتات غير المتحللة الأرض للمحاصيل النقدية عن طريق إطلاق العناصر الغذائية، مثل النيتروجين، ببطء في التربة. ^{[ 4 ]}

قد يقرر المزارعون إضافة السماد الأخضر إلى التربة قبل أو بعد زراعة المحاصيل النقدية. ويمكن ملاحظة هذا التنوع في مواعيد الزراعة في زراعة الأرز. ^{[ 5 ]}

تؤدي الأسمدة الخضراء عادةً وظائف متعددة تشمل تحسين التربة وحمايتها:

تحتوي الأسمدة الخضراء البقولية ، مثل البرسيم والبيقية ، على بكتيريا تكافلية مثبتة للنيتروجين في عُقيدات الجذور ، والتي تثبت النيتروجين الجوي في صورة يمكن للنباتات استخدامها. وهذا يؤدي وظيفة التسميد الحيوية .

بحسب نوع المحصول المزروع ، تتراوح كمية النيتروجين المنطلقة في التربة بين 45 و224 كيلوغرامًا للهكتار (40 و200 رطل للفدان) . عند استخدام السماد الأخضر، تتراوح كمية النيتروجين المتاحة للمحصول اللاحق عادةً بين 40 و60% من إجمالي كمية النيتروجين الموجودة في محصول السماد الأخضر. ^{[ 6 ]}  

يعمل السماد الأخضر بشكل أساسي كمادة حمضية للتربة لتقليل قلوية/درجة حموضة التربة القلوية عن طريق توليد حمض الهيوميك .

يُتيح دمج المحاصيل الغطائية في التربة إطلاق العناصر الغذائية الموجودة في السماد الأخضر، مما يجعلها متاحة للمحاصيل اللاحقة. وينتج هذا مباشرةً عن زيادة وفرة الكائنات الحية الدقيقة في التربة نتيجة تحلل المواد النباتية، والتي تُساعد في تحلل هذه المواد الطازجة. كما يُتيح هذا التحلل الإضافي إعادة دمج العناصر الغذائية الموجودة في التربة بأشكال معينة، مثل النيتروجين (N)، والبوتاسيوم (K)، والفوسفور (P)، والكالسيوم (Ca)، والمغنيسيوم (Mg)، والكبريت (S).

يؤدي النشاط الميكروبي الناتج عن دمج المحاصيل الغطائية في التربة إلى تكوين الفطريات والمواد اللزجة التي تُحسّن صحة التربة من خلال زيادة بنيتها (أي عن طريق التجميع). ^{[ 6 ]} كما تُحسّن النسبة المتزايدة من المادة العضوية ( الكتلة الحيوية ) من تسرب الماء واحتفاظ التربة به، والتهوية، وغيرها من خصائص التربة. وتُصبح التربة أسهل في التقليب أو الحراثة من التربة غير المُجمّعة. وتنتج تهوية التربة الإضافية عن قدرة أنظمة جذور العديد من محاصيل التسميد الأخضر على اختراق التربة المتماسكة بكفاءة. كما تزداد كمية الدبال الموجودة في التربة مع ارتفاع معدلات التحلل، وهو ما يُفيد نمو المحصول الذي يلي محصول التسميد الأخضر. وتُستخدم المحاصيل غير البقولية بشكل أساسي لزيادة الكتلة الحيوية.

تنمو جذور بعض أنواع السماد الأخضر عميقاً في التربة وتجلب موارد غذائية غير متاحة للمحاصيل ذات الجذور الضحلة .

من الوظائف الشائعة للمحاصيل الغطائية مكافحة الأعشاب الضارة . تُستخدم المحاصيل غير البقولية بشكل أساسي (مثل الحنطة السوداء ). ^{[ 7 ]} خصائص الجذور العميقة للعديد من محاصيل التسميد الأخضر تجعلها فعالة في مكافحة الأعشاب الضارة . ^{[ 8 ]}

توفر بعض محاصيل التسميد الأخضر، عند السماح لها بالإزهار ، غذاءً للحشرات الملقحة . كما توفر هذه المحاصيل في كثير من الأحيان موطناً للحشرات المفترسة المفيدة، مما يسمح بتقليل استخدام المبيدات الحشرية في المناطق المزروعة بالمحاصيل الغطائية.

يمكن أيضاً استخدام بعض محاصيل التسميد الأخضر (مثل القمح الشتوي والجاودار الشتوي ) للرعي. ^{[ 7 ]}

غالباً ما يؤخذ التحكم في التعرية في الاعتبار عند اختيار نوع المحصول الأخضر المستخدم كغطاء للتربة المراد زراعته.

تساهم بعض المحاصيل الخضراء في الحد من آفات الحشرات والأمراض التي تصيب النباتات . ويُلاحظ انخفاض ملحوظ في ذبول الفيرتيسيليوم في نباتات البطاطس. ^{[ 9 ]}

إن دمج الأسمدة الخضراء في النظام الزراعي يمكن أن يقلل بشكل كبير من الحاجة إلى منتجات إضافية مثل الأسمدة التكميلية والمبيدات الحشرية.

تشمل القيود التي يجب مراعاتها عند استخدام السماد الأخضر الوقت والطاقة والموارد (المالية والطبيعية) اللازمة لزراعة هذه المحاصيل الغطائية واستخدامها بنجاح. لذا، من المهم اختيار محاصيل السماد الأخضر بناءً على منطقة الزراعة وكمية الأمطار السنوية لضمان نمو المحاصيل الغطائية واستخدامها بكفاءة.

يتحلل السماد الأخضر إلى مكونات مغذية للنباتات بواسطة بكتيريا غيرية التغذية تستهلك المواد العضوية. وتساهم الحرارة والرطوبة في هذه العملية، على غرار عملية إنتاج سماد الكمبوست . تطلق المواد النباتية كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون وأحماض ضعيفة تتفاعل مع المعادن غير القابلة للذوبان في التربة لإطلاق مغذيات مفيدة. فعلى سبيل المثال، يمكن تسميد التربة الغنية بالكالسيوم بالسماد الأخضر لزيادة محتواها من الفوسفات ، الذي يعمل بدوره كسماد. ^{[ 7 ]}

تُعدّ نسبة الكربون إلى النيتروجين في النبات عاملاً بالغ الأهمية، إذ تؤثر على محتوى التربة من العناصر الغذائية، وقد تُؤدي إلى نقص النيتروجين في المحصول إذا استُخدمت نباتات غير مناسبة لصنع السماد الأخضر. وتختلف هذه النسبة من نوع نباتي لآخر، وتعتمد أيضاً على عمر النبات. ويُشار إلى هذه النسبة بـ C:N. قيمة النيتروجين ثابتة عند 1، بينما تتراوح قيمة الكربون أو الكربوهيدرات بين 10 و90 تقريباً؛ ويجب أن تكون النسبة أقل من 30:1 لمنع بكتيريا السماد من استنزاف النيتروجين الموجود في التربة. تُعدّ بكتيريا الريزوبيوم كائنات حية دقيقة تعيش في التربة وتتفاعل مع السماد الأخضر للاحتفاظ بالنيتروجين الجوي فيها. ^{[ 10 ]} تتميز البقوليات ، مثل الفاصوليا والبرسيم والقرنفل والترمس، بجذور غنية ببكتيريا الريزوبيوم، مما يجعلها غالباً المصدر المُفضّل لمواد السماد الأخضر.

تُزرع العديد من الأسمدة الخضراء في الخريف أو الشتاء لتغطية الأرض قبل زراعة الربيع أو الصيف. ^{[ 11 ]}

• البرسيم ، الذي يرسل جذوره إلى أعماق التربة لجلب العناصر الغذائية إلى السطح. ^{[ ملاحظة 1 ]}
• الحنطة السوداء ^{[ ملاحظة 2 ]} في المناطق المعتدلة
• اللوبيا ^{[ ملاحظة 1 ]}
• البرسيم (مثل البرسيم الحلو السنوي ) ^{[ ملاحظة 1 ]}
• الفول ^{[ ملاحظة 1 ]}
• الحلبة
• استُخدمت السرخسيات من جنس أزولا كسماد أخضر في جنوب شرق آسيا .
• الترمس
• الدخن ^{[ ملاحظة 2 ]}
• الخردل
• الفول السوداني
• Phacelia tanacetifolia ^{[ 12 ]}
• الفجل مثل فجل الحراثة أو الفجل الأبيض.
• سيسبانيا ^{[ ملاحظة 1 ]}
• الذرة الرفيعة
• فول الصويا ^{[ ملاحظة 1 ]}
• عشب السودان ^{[ ملاحظة 2 ]}
• القنب الشمسي ، وهو نوع من البقوليات يزرع على نطاق واسع في جميع أنحاء المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية
• الفاصوليا المخملية ^{[ ملاحظة 1 ]} ( Mucuna pruriens )، كانت شائعة في جنوب الولايات المتحدة خلال أوائل القرن العشرين، قبل أن تحل محلها فول الصويا، وهي شائعة اليوم في معظم البلدان الاستوائية، وخاصة في أمريكا الوسطى، حيث تُعد السماد الأخضر الرئيسي المستخدم في ممارسات الزراعة القائمة على مخلفات الأشجار/التغطية.
• البيقية ( Vicia sativa , Vicia villosa ) ^{[ الملاحظة 1 ] [ 13 ]}
• فول الحقل الشتوي ^{[ 12 ]}

استُخدمت الأسمدة الخضراء منذ القدم. قبل اختراع الأسمدة النيتروجينية الكيميائية، كان المزارعون يعتمدون فقط على الأسمدة العضوية. تشير الأدلة إلى أن الإغريق كانوا يحرثون الفول والفاصولياء في التربة حوالي عام 300 قبل الميلاد. كما استخدم الرومان الأسمدة الخضراء، مثل الفول والترمس، لزيادة خصوبة تربتهم. ^{[ 4 ]} وتشير النصوص الزراعية الصينية، التي يعود تاريخها إلى مئات السنين، إلى أهمية الأعشاب الضارة في توفير العناصر الغذائية لتربة المزارع. وكان هذا الأمر معروفًا أيضًا للمستوطنين الأوائل في أمريكا الشمالية القادمين من أوروبا. ومن محاصيل الأسمدة الخضراء الشائعة في تلك الحقبة: الجاودار، والحنطة السوداء، والشوفان. ^{[ 7 ]}

تقليديًا، يُعرف دمج السماد الأخضر في التربة بدورة التناوب الزراعي ، والتي كانت تستخدم للسماح للتربة باستعادة خصوبتها بعد الحصاد.

قد يؤدي سوء إدارة السماد الأخضر أو ​​عدم استخدام مدخلات كيميائية إضافية إلى الحد من إنتاج المحاصيل. فخلط السماد الأخضر بالتربة قبل الزراعة بوقت كافٍ قد يوقف تدفق النيتروجين (تثبيت النيتروجين). وعندما يتوقف تدفق النيتروجين، لن تتوفر العناصر الغذائية الكافية لزراعة المحصول التالي. ^{[ 4 ]} لا تُعدّ أنظمة الزراعة التي تعتمد على دورات نمو قصيرة للسماد الأخضر فعّالة عادةً. لذا، يجب على المزارعين الموازنة بين تكلفة السماد الأخضر وإنتاجيته لتحديد مدى ملاءمته. ^{[ 5 ]}

• لمحة عامة عن المحاصيل الغطائية والأسمدة الخضراء
• أساليب التسميد الأخضر
• استخدام السماد الأخضر لزراعة الأرز
• قاعدة بيانات المحاصيل الغطائية بجامعة كاليفورنيا