موارد هماهنگ و تعدیل کننده ی تجزیه ی کود دامی و گیاهی توسط ریز جانداران

در مقاله ی قبلی که در مورد رواناب بود،گفتیم  که : به دنبال تجزیه ی کود دامی و بقایای گیاهی توسط ریز جانداران خاکزی عناصر غذایی آزاد شده ممکن است تحت فرایندهای زیر قرار بگیرند:

و اکنون می خواهیم مواردی را که در هماهنگی و تعدیل این چهار فرایند،  نقش موثری دارند را مورد بحث قرار دهیم:

همزمانی معدنی شدن عناصر غذایی با جذب آنها به وسیله ی گیاه

گیاهان جذب عناصر غذایی حاصل از تجزیه ی مواد آلی را در زمانی که معدنی شدن مواد آلی همزمان با رشد و جذب فعال آنها روی می دهد، با بیشترین کارایی انجام می دهند. اگر مواد آلی دیر هنگام به کاربرده شوند و یا این که تجزیه ی آنها به کندی و با تاخیر انجام شود، معدنی شدن عناصر غذایی پس از این که جذب عناصر غذایی به وسیله ی گیاه متوقف شد، همچنان ادامه می یابد. این عناصر پتانسیل بالایی برای قرار گرفتن در معرض آبشویی یا رواناب دارند. برای مثال، هنگامی که کود دامی یا بقایای گیاهی در پاییز به خاک افزوده می شوند، برخی از عناصر غذایی در پاییز معدنی می شوند و برخی دیگر در بهار قبل از شدن گاهان زراعی معدنی می شوند. نیتروژنی که قبل از جذب به وسیله ی گیاه معدنی می شود، ممکن است به درون آبهای زیر زمینی شسته شود، در حالی که فسفر معدنی شده در اثر رواناب جابجا شود. همچنان که مشاهده خواهد شد، یک گیاه پوششی که در پاییز یا در اوایل بهار کشت شده است تا قبل از این که به درون خاک و قبل از گیاه اصلی شخم خورده و مخلوز شود، عناصر غذایی را جذب و حفظ می نماید.

در عوض، کاربرد بقایای چوبی یا مسن گیاهی به خاک، قبل از کاشت و یا در هنگامی که گیاهان در حال رشد فعال هستند، موجب می شود تا جانداران خاک زی عناصر غذایی را به طور فعال از خاک جذب کند تا بتوانند تعادل غذایی مناسبی در تجزیه ی این بقایای با محتوی بالای کربن داشته باشند. این امر می تواند موجب کاهش دسترسی گیاه زراعی به عناصر غذایی شده و رشد گیاه را محدود کند.

شرایط آب و هوایی نیز به طور معنی داری همزمانی بین معدنی شدن مواد آلی و رشد گیاه را تحت تاثیر قرار می دهد. آب و هوای سرد فعالیت جانداران خاکزی را کند کرده و از این طریق بر تجزیه ی مواد آلی اثر می گذارد.

مدیریت لگوم

چنانچه شرایط نامساعد محیطی مانند خشکی طولانی یا یخبندان نابهنگام روی دهد، گیاهان لگوم که به عنوان کود سبز استفاده شده اند می توانند منبع مهمی از نیتروژنی باشند که تحت اثیر آبشویی قرار می گیرد. با تمام شدن دوره ی فعالیت لگوم ها، نیتروژن موجود در بافتهای ریشه و گره های آن به درون محلول خاک آزاد می شود. اما سیستم های زراعی در مناطق خشک معمولا با این مشکل مواجه نمی شوند. آبشویی نیترات از گره های لگوم در شرایطی که یک لگوم با توانایی زیاد در تثبیت نیتروژن در تناوب با یک گیاه دیگر با نیاز کم نیتروژن قرار گیرد، محتمل خواهد بود. بنابراین رعایت این نکته نیز می تواند از آبشویی نیتروژن در خاک جلوگیری نماید.

فواید درازمدت مدیریت ارگانیک در مدیریت بقایا

   در طی زمان، روش های کشاورزی ارگانیک موجب افزایش تشکیل هوموس و ذخیره ی مواد غذایی   در بدن جانداران خاکزی و ترکیباتی از مواد آلی می شوند که به راحتی قابل تجزیه هستند. همچنان که جوامع جانداران خاکزی بزرگتر و متنوع تر می شود، تجزیه ی مواد آلی مورد استفاده افزایش می یابد و همچنین توانایی این جوامع بیولوژیک در نگهداری عناصر غذایی تقویت می شود. با افزایش توانایی خاک در نگهداری عناصر غذایی، نیاز غذایی گیاه به وسیله ی منابع غذایی ذخیره شده و به کار رفته، به طور همزمان تامین می شود.

مدیریت دقیق بقایای آلی افزودنی به خاک می تواند معدنی شدن و جابجایی عناصر را کنترل نماید. در پاییز می توان مواد آلی با محتوی کربن فراوان را به خاک افزود و یا بقایای چوبی گیاهان را در خاک باقی گذاشت. جانداران خاکزی تجزیه کننده ی این مواد عناصر غذایی زیادی را به منظور رفع نیازهایشان از خاک جذب می کنند. عناصر غذایی جای گرفته در بدن این موجودات می تواند در بهار و به واسطه ی افزودن مواد آلی با نیتروژن بالا در مدت کوتاهی قبل از آغاز فصل رشد در دسترس گیاه قرار بگیرد. این امر موجب تحریک تجزیه ی مواد آلی با محتوی کربن بالا و نیز معدنی شدن و آزادسازی عناصر غذایی موجود در بدن جانداران خاکزی می شود. بایستی در نظر داشت که شرایط آب و هوایی، زمان مورد نیاز برای جابجایی و یا معدنی شدن را تحت تاثیر قرار می دهد. در شرایط سرد و خشک، این فرایندها کندتر از آب و هوای گرم و مرطوب روی می دهد.

تناوب زراعی، گیاهان پوششی و گیاهان گیرنده

تناوب گیاهان زراعی کارایی استفاده از عناصر غذایی و همچنین چرخه عناصر غذایی را به دلیل تنوع گیاهان در نیازمندی های غذایی، توانایی در استخراج عناصر از خاک و دسترسی به اعماق مختلف خاک افزایش می دهد. برای مثال، لگوم ها از زمانی که قادر به تبدیل نیتروژن اتمسفری به یک فرم قابل دسترس تبدیل می شوند، نیازی به کاربرد کود نیتروژن ندارند، در حالیکه همچنان به مقادیر زیادی فسفر نیاز دارند. گیاهان با ریشه های عمیق می توانند عناصر غذایی را که به درون خاک آبشویی شده اند جذب و استخراج کنند، در حالی که گیاهان با ریشه های سطحی و مشعب توانایی بالاتری در جذب عناصر معدنی شده از مواد در خاک سطحی دارند. ترکیب گیاهان با نیازهای غذایی و سیستم ریشه ای متفاوت در مزرعه در یک کشت همزمان یا در یک تناوب زراعی می تواند کارایی استفاده از مواد غذایی را افزایش داده و پتانسیل آبشویی و رواناب را کاهش دهد.

گیاهان پوششی و گیاهان گیرنده مورد استفاده در تناوب های زراعی در پایان یک فصل رشد یا در طی یک فصل رشد یا در طی یک فصل رشد ثانویه مورد استفاده قرار می گیرند. نقش اولیه ی گیاهان پوششی کاهش پتانسیل فرسایش خاک به وسیله ی ایجاد پوشش گیاهی بر روی سطح خاک است. حفظ پوشش گیاهی برروی زمین و ریشه های فعال در زیرزمین رشد جانداران خاکزی و جب مواد غذایی را افزایش می دهد. در نتیجه این امر موجب کاهش آبشویی نیتروژن می گردد.

بسته به نیاز، گیاه پوششی می توانند به منظور یک هدف ثانویه همچون تثبیت نیتروژن، کنترل آللوپاتیک علف های هرز و مواردی از این دست انتخاب شوند. بایستی در نظر داشت که گیاهان پوششی و گیرنده منتخب، اثرات آللوپاتیک بر روی گیاه اصلی نداشته و نیز به عنوان مهمان ثانویه ی آفات ویژه ی گیاه اصلی عمل نکنند. با این حال مشاهده شده است که در مناطق خشک تناوب گیاهان زراعی به همراه عدم اجرای مدیریت مناسب، رطوبت قابل دسترس برای رشد گیاه اصلی را محدود نماید. گیاهانی که در جذب مقادیر زیاد عناصر غذایی کارایی بسیار بالایی دارند، به عنوان گیاهان گیرنده شناخته می شوند. این گیاهان می توانند به منظور برداشت و کاهش مقادیر اضافه ی عناصر غذایی برداشت شوند و یا به درون خاک برگردانده شوند تا مواد غذایی نگه داشته شده درون بافت این گیاهان به منظور جذب به وسیله ی گیاه اصلی به درون خاک بازگردند. بسته به نوع سیستم کشت، گیاهان گیرنده می توانند به عنوان مواردی همچون کشت دوم پاییزه، کشت زمستانه-بهاره، کشت فرعی(ثانویه) در بهار قبل از کشت گیاه اصلی، گیاه اصلی در بهار و یا به صورت مخلوط با گیاه اصلی کشت شوند. گیاهان گیرنده ی کارآمد در کنترل آبشویی نیتروژن شامل گیاهان خانواده ی براسیکا مانند خردل، کلزا و کلم و یا هر گیاه دیگری است که به سرعت مستقر شده و سیستم های ریشه ای مناسبی را در طی دوره ی سرمای اوایل پاییز یا اوایل بهار تولید کند. پژوهش ها در اورگان و جرجیای آمریکا نشان داده که رایگراس کارآمدترین گیاه پوششی برای کنترل آبشویی نیتروژن در آن مناطق است. گیاهان زراعی که نیاز بالایی به نیتروژن دارند نیز می توانند به عنوان گیاهان گیرنده ی مناسبی در نظر گرفته شوند. از جمله ی آنها می توان کلزا، ذرت و گندم را نام برد. به منظور جلوگیری از فرسایش فسفر، پژوهشگران به دنبال گیاهان پوششی یا تناوب های ویژه ای هستند که توانایی زیاد در جذب مقادیر بالای فسفر داشته باشند، به ویژه در خاکهایی با pH  خنثی با بافت شنی که توانایی کمی در جذب و نگهداری فسفر دارند. لگرم ها در این زمینه گیاهان مناسبی به شمار می آیند.  این گیاهان برای انجام فرایند تثبیت نیتروژن نیاز به انرژی زیادی دارند که به وسیله ی ترکیبات حاوی فسفر فراهم می شود. از دیگر گیاهان که فسفر زیادی را جذب می کنند، می توان به فستوک بلند، برموداگراس، ذرت، سورگوم دانه ای، سودانگراس و گیاهان خانواده براسیکا اشاره کرد. در هنگام رشد این گیاهان، پتانسیل جابجایی فسفر در آبهای سطحی به واسطه ی کاهش فرسایش خاک و نیز جذب مقادیر بالای فسفر در بافت های این گیاهان کاهش می یابد. با این حال، پایان رشد و فعالیت این گیاهان و یا مخلوط کردن آنها با خاک و تجزیه ی آنها موجب آزاد شدن فسفر در خاک و در نتیجه امکان جابجایی به وسیله ی رواناب می گردد. برای جلوگیری از این امر و کاهش پتانسیل رواناب فسفر، باید این گیاهان پس از برداشت از مزرعه خارج شوند. این روش کاملا عکس روش های مدیریتی در مورد آبشویی نیتروژن است.