کیفیت آب در مزارع ارگانیک

مزارع ارگانیک با مدیریت مطلوب بررروی یک محصول منفرد تمرکز نمی کند، بلکه مجموعه ای متنوع از محصولات را در بردارد که موجب بروز تنوع در استراتژی های مصرف عناصر غذایی، نیازهای آبی و مدیریتی افات می گردد. تناوب گیاهان زراعی و سیستم های چند کشتی از حرکت مواد غذایی به درون منابع آبی به واسطه ی بازچرخ و نگهداری آنها در سیستم خاک- گیاه جلوگیری می کند. بسیاری کشاورزان ارگانیک از این رویکرد استقبال می کنند، اما در برخی مواقع موارد همچون فشار  اقتصادی، کمبود نیروی کار، دانش ناکافی در چگونگی استفاده از این روش ها، شرایط اقلیمی غیر قابل پیش بینی، فشار آفات از مزارع اطراف یا دیگر فاکتورها موجب می شود تا روش هایی به نام روش های ارگانیک به کار بروند که در ویژگی های اصلی پایداری را بروز نمی دهند. در این میان پنج دسته مشکلات زیست محیطی که ممکن است در سیستم های کشاورزی بروز کند شامل آبشویی و رواناب مواد غذایی، فرسایش خاک، انتقال عوامل بیماری زا به درون منابع آبی، شستشو و رواناب آفت کش ها و تجمع عناصر سنگین در خاک ها است. در این مقاله اثرات اکولوژیک سیستم های ارگانیک در بروز این مسایل مورد بحث قرار گرفته و راهکارهایی برای بروز آنها معرفی خواهد شد.

آبشویی و رواناب مواد غذایی

نیترات و فسفر دو ماده ی مهم غذایی در مبحث کیفیت آب و سلامت انسان به شمار می روند. نیترات فرم عمده ی نیتروژن خاک ها است که در معرض شستشوی زیادی قرار دارد. بر خلاف پتاسیم، کلسیم و منیزیم، یون نیترات دارای بار منفی است. یونهای دارای بار مثبت به دلیل بار منفی ذرات خاک ناشی از وجود مواد آلی، در میان آنها تثبیت می شوند (جذب سطحی). در حالیکه یون های دارای بار منفی به وسیله بار منفی ذرات خاک دفع می شوند. بنابراین امکان انتقال به سمت پایین در نیمرخ خاک و نفوذ به آب های زیرزمینی در آنها افزایش می یابد. در مقابل فسفر عمده ترین ماده غذایی است که در رواناب و تلفات ناشی از فرسایش مورد توجه قرار دارد. افزایش فسفر در دریاچه ها و رودخانه ها تعادل مواد غذایی را برهم زده و موجب تحریک رشد آلگ ها شده و در عوض دستیابی ماهی ا به مواد غذایی و اکسیژن را کاهش می دهد.

گیاهان نمی توانند به طور مستقیم از مواد غذایی موجود در کود دامی یا بقایای گیاهی استفاده کنند. در نتیجه لازم است تا این مواد به وسیله ی موجودات خاکزی شامل کرم های خاکی ، سوسک ها، قارچ ها، باکتری ها و نماتد ها تجزیه شوند. فعالیت جانداران خاک زی عناصر غذایی را به وسیله معدنی کردن مواد آلی به درون محلول خاک آزاد می کنند. دما، رطوبت، نوع مواد آلی و روش های کاربرد آنها بر زمان مورد نیاز این موجودات به منظر تجزیه ی مواد آلی و همچنین مقادیر عناصر غذایی آزاد شده اثر می گذارد. موجودات خاک زی مواد آلی تازه تر و جوان ر را سریع تر از مواد چوبی و مسن تجزیه می کنند. در کنار آن گیاهان جوان و فعال می توانند مواد غذایی معدنی شده را جذب کرده و مورد استفاده قرار دهند. هنگامی که مواد غذایی معدنی می شوند، اگر گیاهان کشت شده ی موجود در مزرعه جوان و فعال نباشند، این عناصر غذایی ممکن است به واسطه ی آبشویی در خاک جابجا شده و یا در اثر رواناب از مزرعه خارج شوند.

آبشویی

آبشویی، عناصر غذایی را از ریشه ی گیاه دور کرده و رشد گیاه را تحت تاثیر قرار می دهد. این امر موجب کاهش کیفیت آب های زیرزمینی نیز می گردد. برخی گزارش ها نشان می دهد که آبشویی نیترات  در سیستم های رایج در مقایسه با سیستم های ارگانیک به مراتب بیشتر است. سیستم های کشت ارگانیک به واسطه ی تثبیت نیتروژن در تناوب های زراعی شامل لگوم ها آبشویی نیتروژن را کاهش می دهد. افزورن مواد آلی به خاک رشد و تکثیر جانداران خاکزی را افزایش داده و همچنین نیتروژن خاک را در یک فرم نسبتا پایدار حفظ می کند. در این روند، روش های کارآمد در تثبیت نیتروژن شامل استفاده از یک لگوم و علوفه ی گراس در تناوب با یکدیگر یا استفاده از گیاهان غیر لگوم به عنوان گیاهان پوششی خواهد بود.

 روش های کارآمد در کاهش آبشویی عناصر غذایی

در هر دو سیستم ارگانیک و مرسوم، ریسک آبشویی نیتروژن هنگامی افزایش می یابد که اولا گیاهان در حال رشد و جذب مواد غذایی نباشند و ثانیا آب فراوانی برای انتقال توده ای نیتروژن به لایه های پایینی نیمرخ خاک در دسترس باشد. در نتیجه کشاورزان در این زمینه بایستی از موارد زیر اجتناب کنند:

کاربرد کود دامی یا دیگر مواد آلی بیش از نیاز گیاه

افزودن مواد غذایی به خاک در زمانی که گیاهان فعال نیستند.

شخم پاییزه یا اوایل بهار که معدنی شدن نیتروژن از ماده آلی خاک را در زمان هایی که گیاهان فعال نیستند تحریک می کند.

تکرار بیش از اندازه ی کشت لگوم ها در تناوب محصولات زراعی

آبیاری بیش از اندازه پس از کاربرد کود دامی

 علاوه بر مدیریت نادرست زراعی، شرایط آب وهوایی نیز می توانند موجب افزایش آبشویی نیتروژن گردد. این شرایط شامل موارد زیر است:

شزایط آب وهوایی مساعد که رشد و گره بندی لگوم ها را افزایش داده و به دنبال شرایطی مانند یخبندان نابهنگام که موجب مرگ زود هنگام گیاهان و در نتیجه آزاد شدن نیتروژن از ریشه های گیاه به محلول خاک می شود.

افزودن کودهای دامی یا ماده آلی در طی فصولی که شرایط برای تجزیه ی آنها مساعد بوده و به دنبال آن شرایط آب وهوایی که رشد گیاه را متوقف کرده و جذب نیتروژن را به وسیله گیاه کاهش ی دهد.

بارندگی سنگین و غیر منتظره پس از کاربرد کود دامی