السماد العضوي

يمكن استخراج المعادن من نواتج النشاط الحيواني الأحفورية، مثل الرمال الخضراء (الرواسب البحرية اللاهوائية)، وبعض أنواع الحجر الجيري (رواسب الأصداف الأحفورية)، ^{[ 6 ]} وبعض أنواع فوسفات الصخور (الذرق الأحفوري). ^{[ 7 ]} تُعد إضافة الحجر الجيري أو "تكليس" التربة طريقة لرفع درجة حموضتها. ^{[ 8 ]} من خلال رفع درجة حموضة التربة، يمكن تحفيز نمو الكائنات الحية الدقيقة، مما يزيد بدوره من العمليات البيولوجية، ويُمكّن العناصر الغذائية من التدفق بحرية أكبر عبر التربة. ^{[ 9 ]} عندما تتدفق العناصر الغذائية بحرية، تصبح أكثر سهولة في الوصول إليها من قِبل النباتات، وبالتالي يمكن أن تُحسّن صحة النبات وكتلته. إذا كانت التربة متوازنة الحموضة بالفعل، فإن تكليسها لن يكون فعالاً.

• فوسفات الصخور
• لانغبينيت خام
• غبار الصخور
• كبريتات البوتاسيوم الطبيعية غير المعالجة

تشمل المواد ذات المصدر الحيواني كلاً من روث الحيوانات ومخلفات ذبح الحيوانات. ^{[ 2 ]}

تُستخلص الأسمدة العضوية من حيوانات الألبان المنتجة للحليب ، والدواجن المنتجة للبيض ، والحيوانات التي تُربى لإنتاج اللحوم والجلود، أو لأغراض الرياضة والترفيه. يُعدّ السماد العضوي مورداً وفيراً، إذ تُقدّر كمية سماد الماشية في الولايات المتحدة وحدها بملياري طن سنوياً، ^{[ 10 ]} وتستطيع الدجاجة الواحدة إنتاج قدم مكعب من السماد كل ستة أشهر. ^{[ 11 ]} يُضيف السماد العضوي إلى المحاصيل النيتروجين والبوتاسيوم والفوسفور والكبريت والمغنيسيوم والكالسيوم. ^{[ 12 ]} كما يُحسّن استقرار التربة بزيادة المواد العضوية، ويُحسّن نفاذية الماء، ويُعزّز تنوّع البكتيريا، ويُقلّل مع مرور الوقت من آثار تآكل التربة. ^{[ 12 ]}

مع ذلك، يوجد سماد عضوي وسماد غير عضوي. لكي يُعتبر السماد عضويًا، يجب أن يكون مصدره ماشية عضوية أو مزارعين عضويين معتمدين. ^{[ 13 ]} في حال عدم توفر السماد العضوي، يُسمح باستخدام السماد غير العضوي شريطة أن تتوفر للحيوانات مساحة كافية للتجول، وألا تُحفظ في الظلام، وأن يمتنع المزارعون عن استخدام الأعلاف المعدلة وراثيًا. ^{[ 13 ]}

قد يُسبب السماد الطازج، مباشرةً من الحظيرة، مشاكلَ لاحتوائه على نسبة عالية من الأمونيا، أو بكتيريا من أمعاء الحيوان. وهذا بدوره قد يُؤثر سلبًا على النباتات، إذ يُمكن للأمونيا أن تُحرق الجذور، كما يُمكن للميكروبات الموجودة في أمعاء الحيوان أن تُلحق الضرر بالكائنات الدقيقة في التربة، فتقتلها، أو تُلوث المحاصيل، مثل بكتيريا الإشريكية القولونية والسالمونيلا . ^{[ 14 ]} وهناك أيضًا خطر انتشار الأعشاب الضارة، إذ يُمكن للبذور أن تمر عبر أمعاء الحيوان دون أن تُصاب بأذى يُذكر، أو قد توجد بذور في فرش الماشية، الذي غالبًا ما يختلط بالسماد. لذلك، يُنصح بتخمير السماد، وهو ما يُفترض أن يقضي على أي بذور أو مسببات أمراض ويُقلل من نسبة الأمونيا. ^{[ 10 ]}

يُعدّ سماد الدجاج ، الذي يتكون من روث الدجاج وفراشه، سمادًا عضويًا يُعتقد أنه أفضل من الأسمدة الكيميائية في تحسين التربة قبل الحصاد. ^{[ 15 ]} يحتوي هذا السماد على معادن مشابهة لتلك الموجودة في أنواع السماد الأخرى، بالإضافة إلى كميات ضئيلة من النحاس والزنك والمغنيسيوم والبورون والكلوريد. ^{[ 14 ]} قد يحتوي سماد الدجاج، بحسب نوعه، على بقايا طيور. لا يُنصح بنثر هذا النوع من السماد على المحاصيل، إذ يُمكن أن يُشكّل خطرًا على الماشية الرعوية بسبب التسمم الوشيقي ، وهو مرض تسببه بكتيريا تعيش في الطيور النافقة. ^{[ 14 ]}

يحتوي روث الخيل على نسبة مثالية من الكربون إلى النيتروجين (30:1) تُعدّ مثالية للتسميد العضوي، ويُستخدم تقليديًا لتحسين تربة الحدائق. مع ذلك، يُعدّ اختيار المصادر العضوية بعناية أمرًا بالغ الأهمية، لأنّ الأعلاف (ومواد الفرش) من الحقول المُعالجة بمبيدات الأعشاب من عائلة حمض البيكولينيك ، بما في ذلك أمينوبيراليد ، وكلوبيراليد ، وبيكلورام (المُسوّقة في الولايات المتحدة تحت اسمي مايلستون وغرازون)، قد تمرّ عبر الجهاز الهضمي للخيل، وتبقى دون تغيير في الروث وأكوام السماد العضوي لفترات طويلة. تُؤثّر هذه المواد الكيميائية عادةً على البطاطس والطماطم والفاصوليا، مُسبّبةً تشوّه النباتات وضعف المحصول أو انعدامه. كما يُمكن الكشف عن مُضادات الديدان الخاصة بالخيول، مثل الإيفرمكتين، في الروث بمستويات ضارة بالحشرات والكائنات الحية النافعة لمدة تصل إلى 45 يومًا. لا يقتصر تأثير السماد العضوي الملوث على قتل النباتات والكائنات الحية النافعة فحسب، بل يُمكن أن يُسبّب أيضًا مشاكل قانونية لأصحاب المزارع. ^{[ 16 ]}

استُخدم ذرق الخفافيش كسماد لآلاف السنين، وخاصةً من قِبل الإنكا ، الذين كانوا يُقدّرون الخفافيش وذرقها لدرجة أن عقوبة قتل الخفاش كانت الإعدام. يتميز ذرق الخفافيش بغناه بعناصر مثل الكربون والنيتروجين والكبريت والفوسفور. يحتوي الذرق عادةً على حوالي 10% من النيتروجين، مما يُساعد النباتات على الحفاظ على لونها الأخضر الزاهي ويُعزز نموها السريع. يُعدّ الذرق، مقارنةً بالأسمدة المُصنّعة، آمنًا للاستخدام داخل المنزل وخارجه، سواءً في الحدائق الكبيرة أو النباتات الصغيرة، ولا يتسرب من التربة بل يبقى فيها ويُغذي النباتات ببطء ويُحسّن التربة. كما أن الذرق غنيٌّ بالكائنات الحية الدقيقة المُعالجة بيولوجيًا، والتي تُساعد على تنظيف التربة من السموم غير الطبيعية التي قد تُعيق نمو النباتات وتُسبب تعفنها السريع. ^{[ 17 ]}

يُعدّ البول ، سواءً من الإنسان أو الحيوان، سمادًا: فاليوريا الموجودة فيه مركب نيتروجيني، كما يحتوي البول على الفوسفور والبوتاسيوم. ^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]} يحتوي بول الإنسان عادةً على نيتروجين أكثر بثلاث مرات من البوتاسيوم، وأكثر من عشرين مرة من الفوسفور. ^{[ 22 ] [ 23 ]} وتختلف كمية البوتاسيوم في البول تبعًا لكمية البوتاسيوم في النظام الغذائي للشخص. ^{[ 22 ] [ 24 ]} في حين يُستخدم بول الحيوانات، كالأبقار والخنازير، على نطاق واسع في حقول المزارعين، فإن استخدام بول الإنسان، باستثناء استخدامه كجزء من حمأة الصرف الصحي، غير مسموح به حاليًا في أي عمليات زراعية تجارية. ومع ذلك، تُشير دراسات جارية إلى أن تخزين البول في حاويات مغلقة لمدة 12-16 شهرًا يُزيل 99% من البكتيريا الضارة، وذلك بفضل زيادة محتوى اليوريا وبالتالي ارتفاع درجة الحموضة. ^{[ 18 ]}

المنتجات الثانوية الحيوانية . عند ذبح أي حيوان، يُحوّل ما بين 40% إلى 60% فقط من الحيوان الحي إلى منتجات تُباع في السوق ، بينما تُصنّف النسبة المتبقية (40% إلى 60%) كمنتجات ثانوية. هذه المنتجات الثانوية لذبح الحيوانات، والتي يكون معظمها غير صالح للأكل - كالدم والعظام والريش والجلود والحوافر والقرون - يُمكن تكريرها وتحويلها إلى أسمدة زراعية، بما في ذلك مسحوق الدم ومسحوق العظام ^{[ 4 ]} ومسحوق السمك ومسحوق الريش.

تشمل الأسمدة العضوية المُعالجة السماد العضوي ، والأسمدة النباتية السائلة ، وحمض الهيوميك ، ومسحوق الحبوب، والأحماض الأمينية، ومستخلصات الأعشاب البحرية . ومن الأمثلة الأخرى البروتينات الطبيعية المُهضّمة بالإنزيمات. كما يُعدّ تحلل مخلفات المحاصيل ( السماد الأخضر ) من السنوات السابقة مصدراً آخر للخصوبة.

لا يُوفّر السماد العضوي الكثير من العناصر الغذائية للنباتات، ولكنه يُساهم في استقرار التربة من خلال زيادة المادة العضوية. كما يُساعد السماد العضوي على تكاثر الكائنات الدقيقة التي بدورها تُحلّل المواد النباتية المُتحللة إلى عناصر غذائية مُتاحة بيولوجيًا يسهل على النبات امتصاصها. ^{[ 28 ]} لا يشترط أن يكون السماد العضوي نباتيًا بالكامل، إذ غالبًا ما يُصنع من مزيج من مخلفات نباتية غنية بالكربون ومخلفات حيوانية غنية بالنيتروجين، بما في ذلك فضلات الإنسان، وذلك للتخلص من مسببات الأمراض والروائح الكريهة. ^{[ 29 ]}

يمكن تحضير وجبات الحبوب من جلوتين الذرة، أو البرسيم، أو بذور القطن، أو فول الصويا. توفر معظمها النيتروجين والبوتاسيوم، بينما توفر وجبة فول الصويا النيتروجين والفوسفور. ^{[ 28 ]}   عند نثرها في البداية، قد تتسبب في زيادة نسبة الأمونيا في التربة وحرق البذور، لذا يُنصح باستخدامها بعد نمو النباتات لضمان نجاح المحصول.

أظهرت دراسات أخرى أجرتها خدمة البحوث الزراعية (ARS) أن الطحالب المستخدمة في امتصاص النيتروجين والفوسفور المتسرب من الحقول الزراعية لا تمنع تلوث المياه بهذه العناصر الغذائية فحسب، بل يمكن استخدامها أيضًا كسماد عضوي. وقد طوّر علماء خدمة البحوث الزراعية في الأصل "منظف الطحالب العشبي" للحد من جريان العناصر الغذائية وتحسين جودة المياه المتدفقة إلى الجداول والأنهار والبحيرات. ووجدوا أن هذه الطحالب الغنية بالعناصر الغذائية، بعد تجفيفها، يمكن استخدامها لتسميد شتلات الخيار والذرة، مما يؤدي إلى نمو مماثل للنمو الناتج عن استخدام الأسمدة الكيميائية. ^{[ 30 ]}

يُعد الرماد الناتج عن احتراق النباتات سمادًا مهمًا للبوتاسيوم. ^{[ 31 ]}

تُعرف حمأة الصرف الصحي ، أو المواد الصلبة الحيوية ، بأنها مياه صرف معالجة ومخلوطة ومُسمّدة، وأحيانًا مجففة حتى تُصبح آمنة بيولوجيًا. وتُستخدم كسماد في الغالب في المحاصيل غير الزراعية، مثل زراعة الغابات أو معالجة التربة . أما استخدامها في الإنتاج الزراعي فهو أقل شيوعًا، وقد قرر البرنامج الوطني للمنتجات العضوية التابع لوزارة الزراعة الأمريكية (NOP) عدم السماح باستخدامها في إنتاج الأغذية العضوية في الولايات المتحدة؛ فرغم أن الحمأة ذات أصل بيولوجي (وليست معدنية)، إلا أنها غير مقبولة بسبب تراكم المعادن السامة والمستحضرات الصيدلانية والهرمونات وعوامل أخرى. ^{[ 33 ]}

مع تزايد المخاوف بشأن مسببات الأمراض التي تنتقل عن طريق الإنسان، بالإضافة إلى تزايد تفضيل المراحيض ذات نظام الشطف ومعالجة مياه الصرف الصحي المركزية، أصبحت المواد الصلبة الحيوية تحل محل السماد الليلي (من فضلات الإنسان)، وهو سماد عضوي تقليدي يتم معالجته بشكل طفيف.

بشكل عام، تكون العناصر الغذائية في الأسمدة العضوية أكثر تخفيفًا وأقل سهولة في امتصاصها من قبل النباتات. مع ذلك، قد يكون هذا مرغوبًا فيه كشكل من أشكال الأسمدة بطيئة الإطلاق التي تحتوي على نيتروجين غير قابل للذوبان. بطبيعتها، تزيد الأسمدة العضوية من آليات تخزين العناصر الغذائية الفيزيائية والبيولوجية في التربة، مما يقلل من مخاطر الإفراط في التسميد. عادةً ما يكون محتوى العناصر الغذائية في الأسمدة العضوية، وذوبانها، ومعدلات إطلاقها أقل بكثير من الأسمدة المعدنية (غير العضوية). ^{[ 39 ] [ 40 ]} وجدت دراسة أجرتها جامعة نورث كارولينا أن النيتروجين المعدني المحتمل (PMN) في التربة كان أعلى بنسبة 182-285% في أنظمة التغطية العضوية مقارنةً بالتحكم باستخدام الأسمدة الكيميائية. ^{[ 41 ]}

توجد بالفعل أسمدة عضوية "سريعة الإطلاق" تنطوي على خطر احتراق التربة . وتشمل هذه الأسمدة روث الحيوانات غير المعالج، ومستحلبات الأسماك، ومسحوق الدم، والبول. وتحوّل عملية التسميد النيتروجين الموجود في هذه المصادر إلى أشكال أكثر استقرارًا (مع بعض الفقد). ^{[ 42 ]}

من المعروف أن الأسمدة العضوية تُحسّن التنوع البيولوجي ( حياة التربة ) وإنتاجية التربة على المدى الطويل، ^{[ 43 ] [ 44 ]} وقد تُشكّل مخزناً كبيراً لثاني أكسيد الكربون الزائد . ^{[ 45 ] [ 46 ] [ 47 ]}

تزيد المغذيات العضوية من وفرة الكائنات الحية في التربة من خلال توفير المواد العضوية والمغذيات ^{الدقيقة للعلاقات بين الكائنات الحية مثل الفطريات الجذرية [48]} ( التي تساعد النباتات ^{على امتصاص} العناصر الغذائية)، ويمكنها أن تقلل بشكل كبير من المدخلات الخارجية للمبيدات الحشرية والطاقة والأسمدة، على حساب انخفاض المحصول. ^{[ 49 ]}

قد تختلف الأسمدة العضوية المُستخلصة من السماد العضوي ومصادر أخرى اختلافًا كبيرًا من دفعة إلى أخرى. ^{[ 50 ]} وبدون إجراء اختبارات على كل دفعة، لا يمكن معرفة كميات العناصر الغذائية المُضافة بدقة. ومع ذلك، فقد أظهرت دراسة أو أكثر أنها لا تقل فعالية عن الأسمدة الكيميائية على المدى الطويل. ^{[ 51 ]}