سماد الكمبوست المستخدم في الزراعة العضوية Compost

تعود كلمة كمبوست Compost في الأصل إلى الكلمة اللاتينية "Compositum" وتعنى أشياء تخلط معاً. ومن هذا المعنى يتضح أن المقصود بسماد الكمبوست هو خلط عديد من المواد معاً، بمعنى خلط المخلفات النباتية والمخلفات الحيوانية معاً. ويعتبر السماد العضوي «سماد الكمبوست» Compost أحد الركائز التي تعتمد عليها المزارع العضوية في تغذية النباتات، ونجاح الزراعة العضوية يعتمد في الأساس على إنتاج سماد الكمبوست الجيد الذي يعمل على تحسين خواص التربة وإمداد النباتات باحتياجاتها من العناصر الغذائية الضرورية لنموها.

ويعتبر الكمبوست بديل عن الأسمدة المعدنية المستخدمة في نظم الزراعة السائدة الآن، ويتم إنتاج سماد الكمبوست عن طريق التحلل الهوائي لخليط من المخلفات النباتية والحيوانية بالمزارع العضوية ويتم هذا التحلل بواسطة الكائنات الحية الدقيقة، وبمعنى آخر فإن عملية إنتاج سماد الكمبوست هي عملية بيولوجية طبيعية تتم تحت ظروف هوائية كاملة من توفر الهواء (الأوكسجين) والرطوبة (الماء). وسماد الكمبوست غني بالكائنات الحية الدقيقة النافعة فضلاً عن محتواه من العناصر الغذائية الضرورية لنمو النباتات.

وجدير بالذكر أن عملية إنتاج سماد الكمبوست يمكن تنفيذها وبسهولة في المزارع العضوية عند توفر المعلومات والتقنيات الفنية لطريقة إنتاج سماد الكمبوست مع توفر المواد الأولية Raw materials اللازمة لإنتاج سماد الكمبوست بالمزرعة وبكميات كافية. ويتكون سماد الكمبوست من المخلفات النباتية التي يشترط أن تكون غير معاملة بالمبيدات والمخلفات الحيوانية مثل: مخلفات حظائر الحيوانات والدواجن ومخلفات الأسماك والمجازر، وبعض الإضافات الأخرى المسموح باستخدامها مثل الأعشاب البحرية Seaweeds والطحالب Algae وصخر الفوسفات والفلسبار والدلوميت والجبس الزراعي وغيرها.

ويوجد نظامين لإنتاج سماد الكمبوست وهو النظام الثابت Static والنظام المتحرك Dynamic ويفضل استخدام النظام الأول لإنتاج الكمبوست في المزارع الصغيرة التي تتراوح مساحتها من 5 - 12 فدان وتعتمد عملية إنتاج وتصنيع الكمبوست هنا على العمالة اليدوية، أما النظام الثاني فيستخدم لإنتاج الكمبوست في المزارع ذات المساحات الكبيرة وهنا تستخدم آلات متخصصة في عملية إنتاج وتصنيع سماد الكمبوست.

1. المواد الأولية المستخدمة في إنتاج سماد الكمبوست

* المخلفات الزراعية Agricultural Residues

وهذه تشمل جميع المخلفات الزراعية بالمزارع العضوية، كمخلفات المحاصيل كالقش والتبن والأحطاب وكذلك عروش محاصيل الخضر مثل: عروش الطماطم والبطاطس، وأيضاً نواتج تقليم أشجار الفاكهة مثل: مخلفات تقليم نخيل التمر والأشجار المتساقطة الأوراق وأمهات أشجار الموز، وكذلك الأوراق المتساقطة من الأشجار والحشائش بأنواعها وغيرها من المخلفات النباتية.

وبالنسبة لمخلفات سعف وبقايا نخيل التمر فلقد وجد أن استخدامها في عملية إنتاج الكمبوست تحتاج إلى فترة زمنية قد تصل إلى 6 شهور للحصول على كمبوست ناضج يمكن استخدامه في المزارع العضوية، ويعود السبب في ذلك أن سعف وبقايا نخيل التمر يحتوي على مادة اللجنين التي تتحلل ببطء بسبب قلة الميكروبات التي لها القدرة على تحليل مادة اللجنين. ويوضح الجدول التالي محتوى بعض المخلفات النباتية من العناصر الغذائية الأساسية (النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم) ونسبة الكربون إلى النيتروجين.

جدول يبين محتوى بعض المخلفات النباتية من العناصر الغذائية الأساسية (النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم) ونسبة الكربون إلى النيتروجين.

* المخلفات الحيوانية Animal Residues

وهذه تشمل روث الحيوانات المجترة مثل: روث الأبقار والجاموس والأغنام والجمال، وغير المجترة مثل الخيول وذلك كمصدر للنيتروجين اللازم لعمل الكائنات الحية الدقيقة وأيضاً كمصدر للبكتيريا المحللة للسليلوز، كما يمكن استخدام مخلفات الطيور الداجنة كمخلفات في إنتاج سماد الكمبوست. ويوضح الجدول التالي محتوى بعض المخلفات الحيوانية من العناصر الغذائية الأساسية للنباتات ونسبة المادة العضوية والرطوبة.

جدول يوضح محتوى بعض المخلفات الحيوانية من العناصر الغذائية الأساسية (النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم) ونسبة المادة العضوية والرطوبة.

ويجب التنويه بأننا يجب عدم استخدام المخلفات الجافة القديمة لسماد الدواجن في كومة سماد الكمبوست والناتجة من عملية تنظيف عنابر الدواجن، حيث إنها قد تحتوي على بعض مسببات أمراض الجهاز التنفسي للإنسان. كما يجب التنويه أيضاً بأننا يجب أن نستخدم المخلفات النباتية والحيوانية الناتجة من المزارع العضوية في إنتاج سماد الكمبوست، وفي حالة عدم توفر هذه المواد الأولية بكميات كافية يمكن الحصول عليها من مصادر معلومة لنا أي من مزرعة أو مزارع محددة لم يستخدم بها المواد الكيميائية خاصة مبيدات الآفات الكيميائية (سواء المبيدات الحشرية والفطرية ومبيدات الحشائش والمبيدات النيماتودية)، وذلك بالطبع بعد الحصول على موافقة الجهة المانحة للشهادات العضوية.

وجدير بالذكر أننا إذا نظرنا حولنا فسنجد العديد من المخلفات النباتية غير التقليدية التي يمكن استخدامها في تحضير سماد الكمبوست سواء على مستوى المزارع الكبيرة أو المزارع الصغيرة أو الحدائق المنزلية. وقد ذكر (1992) Martin and Gershuny بعض من هذه المخلفات التي يمكن أن تتواجد بالقرب من مزارعنا ويمكن اضافتها لكومة سماد الكمبوست فتغنيه بالعناصر الغذائية اللازمة لنمو النباتات، وهنا يجب التأكد من المصادر الأولية لهذه المخلفات المستخدمة حيث يجب أن تكون من مزارع عضوية أو أماكن تقوم بالإنتاج العضوي. ويوضح الجدول التالي قائمة ببعض من المخلفات النباتية والحيوانية غير التقليدية التي يمكن أن تستخدم في كومة الكمبوست مع توضيح نسبة تواجد العناصر الرئيسية (النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم) وكذلك تأثيرها في الكمبوست كمواد غنية بالنيتروجين أم غنية بالكربون.

جدول يبين محتوى بعض المخلفات النباتية والحيوانية غير التقليدية من العناصر الغذائية الاساسية وتأثيرها في الكمبوست كمادة غنية بالنيتروجين (N) او بالكاربون (C).

* مخلفات يجب تجنب استخدامها في سماد الكمبوست

من المعروف أنه غير مسموح في الزراعة العضوية استخدام مخلفات الإنسان Human faeces ومياه الصرف الصحي المعالج حتى لا يحدث تلوث للتربة بالعناصر الثقيلة التي يمكن أن تنتقل بدورها إلى النباتات والثمار، وبالنسبة لمحاصيل الخضر التي تؤكل طازجة وخاصة محاصيل الخضر الورقية التي تلامس التربة يمكن أن يحدث تلوث ميكروبي لها من سماد الكمبوست غير الناضج والمستخدم في تحضيره، مخلفات الصرف الصحي، حيث يمكن أن يحتوي على بكتيريا التسمم الغذائي Escherichia coli وبالتالي تتسبب في مشاكل صحية للإنسان عند استهلاكها.

ومن أهم المخلفات الحيوانية التي يجب تجنب استخدامها عند تحضير سماد الكمبوست خاصة على مستوى المزارع الصغيرة أو الحدائق مخلفات الحيوانات المنزلية الأليفة كالقطط والكلاب، حيث يجب عدم استخدام هذه المخلفات في كومة الكمبوست وبالرغم من أن بعض من هذه المخلفات تعتبر غنية بالعناصر الغذائية إلا أنه من الصعب تجميعها وتداولها واستخدامها في كومة الكمبوست كما أنها قد تكون حاملة لبعض الكائنات الدقيقة الممرضة التي يمكن أن تتطفل على الإنسان ومثال على ذلك: مخلفات القطط التي تعتبر خطرة خصوصاً على النساء الحوامل والأطفال الصغار، حيث يحتوي براز القطط على نوع من الكائنات الأولية وحيدة الخلية وهي Toxoplasma gondii وهذه عند انتقالها إلى المرأة الحامل يمكن أن تنتقل إلى الجنين في بطن الأم مسببة أمراض بالمخ والأعين حيث قد تتسبب في فقدان البصر.

بالإضافة إلى ما سبق فمن الشائع أن يحتوي براز القطط والكلاب على نوع من الديدان الاسطوانية الطفيلية (النيماتودية) Roundwom التي تتسبب في أمراض مشابهة للأطفال ففي القطط يوجد النوع Toxocara cati أما الكلاب فيوجد بها النوع Toxocara canis أما براز الطيور المنزلية فيمكن أن يكون حامل للعديد من الأمراض الكامنة التي يمكن أن تنتقل للإنسان، كما قد يكون مخلوط بالبذور التي تتساقط من أقفاص تربية الطيور وهذه تحتوي على بذور الحشائش غير المرغوب فيها في كومة الكمبوست.

2. المعدات المستخدمة لبناء كومة سماد الكمبوست

يجب توفر بعض المعدات والأجهزة المعملية بموقع إنتاج سماد الكمبوست، وذلك لتجهيز المواد الأولية ومراقبة عملية التخمر والإنضاج واختبار جودة الكمبوست المنتج، وفيما يلي وصف لهذه المعدات والأجهزة:

* آلة فرم المخلفات النباتية

يجب تقطيع المخلفات النباتية إلى قطع صغيرة جداً بواسطة آلة فرم المخلفات النباتية Grinders and Shredders الشكل ادناه، بحيث لا يزيد طول القطعة عن 5 سنتيمترات وقطرها عن واحد سنتيمتر حيث تؤدي عملية تقطيع وطحن المخلفات إلى زيادة عملية التحلل الميكروبي نتيجة لزيادة الأسطح المعرضة لهذه الكائنات، كما يساعد ذلك أيضاً على زيادة معدل التهوية وحفظ الرطوبة بكومة السماد بالإضافة إلى سهولة تقليبها ونقلها .

شكل يبين الة فرم المخلفات النباتية

* آلة تقليب أو تدوير كومة سماد الكمبوست

يستخدم لتقليب وتدوير كومة الكمبوست آلة معدة لذلك وهي Windrow Turner الشكل التالي، حيث إن درجة حرارة كومة الكمبوست تستمر فوق 55 م لمدة أسبوعين عند إعداد الكمبوست الجيد ويتم تقليب كومة الكمبوست بمعدل خمس مرات خلال هذه المدة أي مرة كل ثلاثة أيام، وتعتبر عملية التقليب هذه ذات أهمية قصوى حيث توجد مواد على طرف كومة الكمبوست أو في القمة لم يتم تحللها بعد وعند التقليب تنتقل هذه المواد إلى مركز الكومة فتتحلل. كما أن عملية تقليب كومة الكمبوست تعمل على وصول الحرارة في جميع أجزاء الكومة إلى درجة الحرارة القاتلة للميكروبات والنيماتودا والطفيليات الممرضة للإنسان والنبات، بالإضافة إلى القضاء على بذور وريزومات الحشائش الضارة التي قد توجد في المخلفات النباتية أو الحيوانية المستخدمة في تحضير الكمبوست. وهنا يجب ملاحظة أن تقليب كومة الكمبوست يعمل على عدم رفع حرارة الكومة عن 70 م لأن ارتفاعها أكثر من ذلك يؤدي إلى قتل العديد من الميكروبات النافعة.

شكل يبين آلة تدوير كومة الكمبوست

ولبناء كومة أو خطوط سماد الكمبوست windrow يجب اختيار مكان مناسب بالمزرعة على أن يكون هذا المكان بعيد نسبياً عن الأماكن السكنية بالمزرعة وقريب من مصدر للمياه أو توضع خزانات مليئة بالمياه بالقرب من الكومة وحجم كومة الكمبوست يجب أن يتراوح في العرض من 2.3 إلى 2.5 متر أما الارتفاع فيجب أن يتراوح من 1.2 إلى 1.5 متر، مع الوضع في الاعتبار أن حجم الكومة يجب ألا يزيد عن الحد الأقصى ولذلك يمكن القول بأن حجم كومة الكمبوست المثالي يكون بعرض 2 متر وارتفاع 1.5 متر ، أما الطول فيكون تبعاً لكميات المواد الأولية (المخلفات النباتية والحيوانية) المتوفرة بالمزرعة.

شكل يبين خطوط سماد الكمبوست.

وعملية إنتاج سماد الكمبوست يتم من خلال تحلل بيولوجي بفعل الكائنات الحية الدقيقة (الميكروبات) السائدة بالكومة السمادية لذلك لابد من توفير الظروف المثالية لهذه الكائنات لكي تقوم بدورها على الوجه الأكمل في تحليل الكومة السمادية التي تتكون من المخلفات النباتية والمخلفات الحيوانية إلى سماد كمبوست ذو مواصفات عالية الجودة من حيث ارتفاع محتواه من المادة العضوية والعناصر الغذائية. وعموماً المكونات الميكروبيولوجية لكومة السماد تتكون من البكتيريا والفطريات الشعاعية actinomycetes (وإن كان في واقع الأمر الفطريات الشعاعية هي نوع معين من البكتيريا) وغالبية الكائنات الحية الدقيقة المسؤولة عن تشكيل السماد هي هوائية النشاط aerobes لأنها تتطلب أو تعمل بشكل أفضل في وجود الأكسجين. والعديد من الصعوبات المرتبطة بتحلل المواد المكونة للكومة السمادية يمكن ارجاعها إلى مستويات الأوكسجين غير الكافية لدعم تحلل هذه المواد. كما تتطلب هذه الميكروبات بيئة رطبة حيث إنها تعيش في أفلام المياه المحيطة بجزيئات المواد العضوية، ومحتوى الرطوبة الأمثل لنشاط هذه الكائنات الحية الدقيقة هو 50-60%.

وجدير بالذكر أنه نتيجة لعمليات التحلل التي تحدث في كومة الكمبوست بواسطة الكائنات الحية الدقيقة ينطلق غاز ثاني أكسيد الكربون وهو غاز ثقيل ولذلك يبقى في مركز كومة الكمبوست، ولذلك يجب عدم زيادة حجم كومة الكمبوست عن المدى المسموح به حيث يؤدي ذلك وجود تركيز عالي من غاز ثاني أكسيد الكربون في مركز الكومة، وهذا بدوره يتسبب في ضرر كبير من حيث قتل العديد من الكائنات الحية الدقيقة هوائية التنفس التي يعتمد عليها في عمليات تحلل مكونات كومة الكمبوست، حيث تقوم هذه الكائنات الدقيقة ( الميكروبات) بتحويل العناصر المختلفة من الصور السامة وغير القابلة للامتصاص بواسطة النباتات إلى صور متاحة يمكن أن تتحصل عليها النباتات وتمتصها بسهولة من سماد الكمبوست.

ونبدأ في بناء كومة الكمبوست بوضع طبقة بارتفاع 20 سنتيمتراً من المخلفات النباتية الغنية بالكربون مثل: الأوراق والتبن والقش ونشارة الخشب وقطع الأخشاب الصغيرة وسيقان نباتات الذرة وحطب شجيرات القطن. بعد ذلك توضع طبقة بسمك 10 سنتيمتر من المواد الغنية بالنيتروجين مثل: النجيل الأخضر حديث القص والحشائش الخضراء ومخلفات الحدائق وروث الحيوانات (الأبقار والجاموس) وتكرر هذه العملية (20 سنتيمتر من المواد الغنية بالكربون ثم 10 سنتيمتر من المواد الغنية بالنيتروجين) حتى يصل ارتفاع الكومة إلى 1.5 مترا، مع ملاحظة الترطيب بالماء في كل مرة يتم فيها إضافة طبقة من هذه الطبقات، ثم يتم تغطية الكومة بتراب المزرعة ثم بالقش أو أوراق الموز أو الحشائش وذلك للمحافظة على حرارة الكومة. وهذه الكومة يتم رشها بالماء كل أسبوع على الأقل في الشتاء ومرتين أسبوعيا في الصيف مع تقليبها أو تدويرها بانتظام أو عند الحاجة. ويستدل على نضج كومة سماد الكمبوست بانخفاض درجة حرارة الكومة واختفاء رائحة الأمونيا وتحول سماد الكمبوست إلى اللون البني وكذلك وصول نسبة الكربون النيتروجين عند مستوى (15-20) : 1 مما يدل على نضج سماد الكمبوست.

3. مراحل نضج سماد الكمبوست

Phases of Maturity Compost

هناك أربعة مراحل يمر بها سماد الكمبوست حتى يصل لمرحلة النضج ويصبح صالح للاستخدام في المزارع العضوية كما هو موضح في الشكل التالي، وهذه المراحل الأربعة تستغرق من 45 إلى 60 يوم وهي كما يلي:

* مرحلة متوسطة الحرارة Mesophilic phase

عندما نبدأ في تحضير كومة سماد الكمبوست العضوي تبدأ أعداد الفطريات والأكتينوميسيتات والبكتيريا التي تناسبها درجات الحرارة المعتدلة في التكاثر في درجات الحرارة المتوسطة ويطلق على هذه الكائنات الحية الدقيقة الميزوفيلية Mesophilic Microorganisms ، ويتسبب ذلك في رفع درجة حرارة كتلة سماد الكمبوست لتصل إلى 40 - 44 م، وتعمل هذه الكائنات الدقيقة عند تحضير سماد الكمبوست على دمج الكربون مع الأكسجين لإنتاج غاز ثاني أكسيد الكربون والطاقة، حيث يستهلك جزء من الطاقة من قبل الكائنات الحية الدقيقة للتكاثر والنمو، وتنطلق بقية الطاقة في صورة حرارة، وهذا يحدث في المرحلة الأولى من عملية تحضير سماد الكمبوست حيث يبدأ تحلل المخلفات العضوية البسيطة سهلة التحلل.

* مرحلة الحرارة Thermophilic phase

بعد ذلك تبدأ المرحلة الثانية حيث ترتفع درجة حرارة كومة سماد الكمبوست ويبدأ نشاط الكائنات الحية الدقيقة المحبة للحرارة المرتفعة التي يطلق عليها Thermophilic Microorganisms حيث تنمو وتنشط البكتيريا والأكتينوميسيتات المتحوصلة، وتتم هذه المرحلة بسرعة إلى حد ما وخلال هذه المرحلة تتحلل المواد ذات الوزن الجزيئي الكبير مثل: النشا والدهون والبروتين وينتج عن ذلك ارتفاع رقم الـ pH نتيجة انطلاق الأمونيا من البروتينات. ويمكن لهذه المرحلة أن تستمر لأيام قليلة فقط أو أسابيع وقد تصل درجة الحرارة خلال هذه المرحلة إلى 60 - 70 م. وخلال هذه المرحلة يجب ألا ترتفع درجة حرارة كومة سماد الكمبوست عن 70 م لأن ارتفاعها أكثر من ذلك يؤدى إلى قتل العديد من الكائنات الحية الدقيقة النافعة، وهنا تأتي أهمية عملية تقليب وترطيب كومة سماد الكمبوست أثناء عملية التحضير.

* مرحلة البرودة Cooling phase

بعد حوالي ثلاثة أسابيع من إعداد كومة سماد الكمبوست تبدأ درجة حرارة الكومة في الانخفاض حتى تصل إلى درجة حرارة الجو من 20 - 30 م وتزداد الكائنات الحية الدقيقة الميزوفيلية تدريجيا حتى تظل ثابتة، ويبدأ نشاط الفطريات التي تهاجم المواد السليولوزية وبالتالي إعادة نشاط الكائنات الحية الدقيقة المحبة للحرارة المعتدلة وخلال هذه المرحلة تنخفض سرعة التحلل حيث يبدأ تحلل المواد الصعبة التحلل كاللجنين، ويطلق على هذه المرحلة مرحلة البرودة أو مرحلة هبوط النشاط.

شكل يبين مراحل نضج سماد الكمبوست

* مرحلة النضج Maturing phase

وهذه هي المرحلة النهائية في عملية تحضير سماد الكمبوست ويطلق عليها مرحلة النضج، كما قد تسمى مرحلة المعالجة Curing stage وخلال هذه المرحلة يتكون الدبال والأحماض الدبالية مثل حمض الهيوميك وحمض الفولفيك وتنشط الكائنات الحية الدقيقة المكونة للمضادات الحيوية. وللإسراع من عملية التحلل البيولوجي هذه يمكن إضافة جزء من تربة زراعية خصبة أو معدن البنتونيت (الطفلة) Bentonite بنسبة تتراوح ما بين 4-10% من المواد المستخدمة في إعداد كومة السماد ، حيث يشجع ذلك على زيادة نمو ونشاط الكائنات الحية الدقيقة وسرعة تكوين المواد الدبالية التي تكون مركباً معقداً مع معادن الطين، كما يمكن إضافة 10% من كمبوست ناضج للإسراع من عملية التحلل لما يحتويه من ميكروبات نشطة. بالإضافة إلى ما سبق فقد يضاف صخر الفوسفات Rock Phosphate كمصدر للفوسفور، كما أن إضافة صخر الفوسفات يقلل من فقد الأمونيا بتفاعل الأمونيوم مع الكبريتات وتكوين كبريتات الأمونيوم في الكومة، كما يمكن إضافة صخر الفلسبار المطحون Feldspar كمصدر للبوتاسيوم، الدولوميت المطحون Dolomite كمصدر للكالسيوم والمغنسيوم.

4. العوامل المؤثرة على سرعة تحلل المخلفات في الكمبوست

هناك العديد من العوامل التي تؤثر على سرعة تحلل المخلفات المكونة لكومة الكمبوست، وفيما يلي سوف نستعرض أهم هذه العوامل والأجهزة المستخدمة لمراقبة تحلل المخلفات في الكمبوست:

* حجم المخلفات النباتية

كما سبق القول بأن حجم المخلفات النباتية يجب ألا يزيد طول القطعة بها عن خمسة سنتيمترات وقطرها عن واحد سنتيمتر، وذلك باستخدام آلة فرم وتقطيع المخلفات النباتية، حيث تؤدي عملية تقطيع وطحن المخلفات إلى زيادة عملية التحلل الميكروبي نتيجة لزيادة الأسطح المعرضة لفعل الكائنات الحية الدقيقة بكومة الكمبوست، كما يساعد ذلك أيضاً على زيادة معدل التهوية وحفظ الرطوبة بكومة السماد بالإضافة إلى سهولة تقليبها ونقلها.

* نسبة الكربون إلى النيتروجين في المخلفات الزراعية (ك / ن)

المقصود هنا هو نسبة الكربون / النيتروجين (ك : ن) C/N ratio في المخلفات المستخدمة في تكوين كومة الكمبوست، ومن المعروف أن هذه النسبة تتراوح من (5 : 1) إلى (500 : 1) وذلك تبعاً لنوعية المخلفات النباتية المستخدمة. وتلعب نسبة الكربون إلى النيتروجين دوراً مهماً في عملية تحلل المادة العضوية بواسطة الكائنات الحية الدقيقة، وتحول النيتروجين العضوي بها إلى نيتروجين معدني وهو ما يسمي بمعدنة النيتروجين العضوي Nitrogen Mineralization، فكلما كانت نسبة الكربون إلى النيتروجين واسعة بمعنى أن المادة العضوية تحتوي على نسبة عالية من الكربون ونسبة منخفضة من النيتروجين فإن الكائنات الحية الدقيقة لن تجد النيتروجين الكافي لنموها وسيكون تحلل المادة العضوية بطيئاً، كما أن ذلك يعني اختفاء المعظم النيتروجين المعدني في المادة العضوية وتحوله إلى نيتروجين عضوي بداخل أجسام الكائنات الحية الدقيقة، وبالتالي لا يكون هناك تحرر للأمونيا NH₃.

وجدير بالذكر أن زيادة الكربون في المادة العضوية أكبر من (33 : 1)، سواء تلك الموجودة بالتربة أو المضافة من خلال التسميد العضوي للنباتات قد يدفع الكائنات الدقيقة في التربة إلى استهلاك النيتروجين المعدني المتحلل من معادن التربة أو النيتروجين المعدني المضاف إلى التربة من خلال تحلل المواد العضوية وبالتالي سوف تعاني النباتات النامية تحت هذه الظروف من نقص النيتروجين الصالح للامتصاص، أما إذا انخفضت نسبة الكربون إلى النيتروجين في المادة العضوية عن (8.5 : 1) فإن تحلل المادة العضوية سوف يتوقف.

وعلى سبيل المثال نجد أن مخلفات محاصيل النجيليات مثل: القمح والشعير وغيرها تحتوي على نسبة عالية من الكربون ونسبة منخفضة من النيتروجين تصل إلى (100-200) : 1 أي أن نسبة الكربون إلى النيتروجين تكون متسعة، وعليه فإن الكائنات الحية الدقيقة لن تجد النيتروجين الكافي لنموها وبناء أنسجتها وسيكون تحلل المخلفات بكومة سماد الكمبوست بطيئاً جداً، أما في حالة مخلفات محاصيل البقوليات فإن نسبة الكربون إلى النيتروجين تكون ضيقة حيث تصل إلى (1:20) وبالتالي ستجد الكائنات الحية الدقيقة احتياجاتها من النيتروجين اللازم لنموها مما يسرع من تحلل المخلفات وسرعة إعداد سماد الكمبوست، وبالتالي يؤدي ذلك إلى الإسراع في عملية معدنة النيتروجين العضوي وتحوله إلى نيتروجين معدني صالح للامتصاص بواسطة النباتات.

وقد وجد أن نسبة الكربون إلى النيتروجين (ك : ن) في المخلفات الزراعية المستخدمة في كومة الكمبوست يجب أن تتراوح بين (25 - 30): 1 وذلك لتوفير معيشة جيدة للكائنات الحية الدقيقة لتقوم بدورها في تحليل المواد العضوية المعقدة إلى مواد بسيطة وفي وقت قصير نسبياً، حيث يزداد نشاط هذه الكائنات الحية الدقيقة عندما تحتوي هذه المخلفات على نسبة نتروجين عالية، حيث يعتبر النيتروجين ضرورياً لنمو هذه الكائنات في حين أن الكربون هو مصدر الطاقة لها لذا فإن نسبة الكربون للنيتروجين مهمة.

وجدير بالذكر أن نسبة الكربون إلى النيتروجين (ك : ن) في كومة الكمبوست تقل أثناء عملية التحلل ولابد من أن نحافظ على هذه النسبة أثناء تلك العملية، ومن مواصفات الكمبوست الجيد الناضج ألا تزيد نسبة الكربون إلى النيتروجين به عن (18 - 20): 1. وفي حالة استخدام مخلفات نباتية بها نسبة عالية من الكربون مثل: قش الأرز أو القمح أو نشارة الخشب يفضل إضافة مخلفات بقولية ومخلفات حظائر حيوانية حتى يتم رفع نسبة النيتروجين في الكومة.

* درجة الحرارة

أثناء عملية التحلل لمكونات كومة الكمبوست تنطلق الحرارة مما يؤدى إلى رفع درجة حرارة الكومة، ولقد وجد أن المواد الخام التي تتكون منها كومة الكمبوست لها قدرة عالية على الاحتفاظ بالحرارة والحرارة المناسبة أثناء عملية تحلل هذه المكونات يجب أن تتراوح بين 55 إلى 60 درجة مئوية وهذه الدرجة يجب أن تستمر على طول الكومة خلال مرحلة النشاط والتي يطلق عليها The active composting stage ويجب الاحتفاظ بها لمدة أسبوعين حيث يؤدي ذلك إلى نشاط البكتيريا المحبة للحرارة كما أن هذه الدرجة تؤدي إلى قتل بذور الحشائش إن وجدت بالكومة السمادية وكذلك القضاء على الديدان الثعبانية (النيماتودا ) ومسببات الأمراض النباتية (سواء البكتيرية أو الفطرية)، وبالتالي فإن الكمبوست الناتج يكون خالياً من المسببات المرضية والطفيليات وبذور الحشائش. ودرجة الحرارة المناسبة هذه يمكن الحصول عليها أثناء عملية إنتاج سماد الكمبوست عن طريق عملية تقليب كومة السماد كل 4 أيام وكذلك توفير نسبة الكربون إلى النيتروجين (ك : ن) المناسبة وهي (25 : 1) . ويجب أن نقوم بقياس درجة الحرارة بكومة سماد الكمبوست باستمرار وذلك باستخدام جهاز Long Stem Dial Thermometer الموضح في شكل التالي، وهو جهاز لقياس درجة الحرارة ذو ذراع معدنية طويلة (طولها حوالي متر) ويجب أن يتم قياس درجة الحرارة بطول كومة الكمبوست كل 15 متر حيث يعكس هذا مدى النشاط الفعلي بكل الكومة السمادية ويمكن أن نقوم بتعديل درجة الحرارة عند الحاجة لذلك عن طريق ترطيب كومة الكمبوست بإضافة الماء للكومة.

شكل  Long Stem Dial Thermometer

وبعد أن تبدأ درجة حرارة الكومة في الانخفاض يجب أن يتم أخذ عينة عشوائية وممثلة لكومة الكمبوست لمعرفة ما تحتويه من العناصر، حيث إنه بإمكاننا أن نقوم بتعديل نسبة الفوسفور أو البوتاسيوم أو رقم الحموضة (pH) أو المغنسيوم وذلك بإضافة بعض المواد الطبيعية التي سيأتي الحديث عنها لاحقاً والمسموح باستخدامها في الزراعة العضوية. ويتم إضافة هذه المواد إلى كومة الكمبوست بمعدلات ثابتة، ثم يتم تقليبها في الكومة على أن يتم رش الكومة بالماء ثم تترك الكومة لحوالي شهر حتى تنضج، حيث تقوم الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في الكمبوست بتيسير هذه العناصر المضافة وجعلها صالحة للامتصاص بواسطة النباتات.

* التهوية

من المعروف أن إنتاج الكمبوست يتم تحت الظروف الهوائية، وعليه فإن توفر الأوكسجين بكومة الكمبوست يعتبر عامل هام ومؤثر على نشاط الكائنات الحية الدقيقة التي تقوم بعملية التحلل. ولقد وجد أن نسبة الأوكسجين بالكومة يجب ألا تقل عن 5 %، لذلك يجب تقليب الكومة السمادية كل 4 أيام تقريباً وذلك لتهويتها وتوفير الأوكسجين اللازم لعملية تحلل المخلفات. ويجب توفر جهاز لقياس نسبة الأوكسجين بالكومة Oxygen meter الموضح في الشكل التالي.

شكل جهاز Oxygen meter

* الرطوبة

يجب توفير رطوبة مناسبة في كومة سماد الكمبوست حيث إنها عامل هام لنمو ونشاط الكائنات الحية الدقيقة بالكومة لتقوم بعملية تحليل المخلفات، حيث يؤدى انخفاض الرطوبة بكومة الكمبوست إلى تثبيط نمو البكتيريا المسؤولة عن التحلل وزيادة نمو الفطريات على سطح الكومة وليس داخلها وبالتالي تقل سرعة تحلل المخلفات كما يحدث فقد لنواتج التحلل. هذا ويجب توفر جهاز لقياس نسبة الرطوبة بالكومة لكي نحافظ على الدرجة المثلى للرطوبة اللازمة لإتمام عملية تحلل المخلفات.

ويوضح الشكل التالي جهاز قياس نسبة الرطوبة بالكمبوست Moisture detection equipment وقد وجد أن النسبة المئوية المثلى للرطوبة الواجب توفرها بالكومة يجب أن تتراوح ما بين 40 - 60 %، حيث إن انخفاض الرطوبة عن 40% يؤدى إلى تقليل نشاط الكائنات الحية الدقيقة بالكومة وكذلك زيادتها عن 65 % يؤدى إلى قلة الأوكسجين المتوفر بالكومة وبالتالي قلة نشاط الكائنات المسؤولة عن التحلل، ويمكن توفير هذه الرطوبة المناسبة عن طريق رش كومة المخلفات عند بنائها لإنتاج سماد الكمبوست ثم نعاود ترطيب الكومة برشها بالماء على الأقل مرة كل أسبوع مع ملاحظة عدم إغراق الكومة بالماء حتى لا يتسبب ذلك في قلة الأوكسجين بالكومة مما يتسبب في توفر الظروف اللاهوائية غير المناسبة لإتمام عملية تحلل المخلفات بالكومة، كما أن إغراق الكومة بالماء يؤدى إلى إذابة وفقد العناصر الغذائية المتكونة بالكومة ويمكن قياس الرطوبة في كومة الكمبوست باستخدام جهاز Moisture Meter الموضح في شكل التالي.

شكل جهاز Moisture Meter

كما يمكن إجراء اختبار حقلي بسيط لمعرفة إذا ما كانت الرطوبة الموجودة بالكومة عند الدرجة المثلى، وذلك عن طريق أخذ كمية من كومة الكمبوست في كف اليد والضغط عليها فإذا ما أبتل باطن كف اليد بالماء فهذا يعنى توفر الرطوبة المناسبة لإتمام عملية التحلل ولكن إذا لم يبتل فهذا معناه أن الكومة جافة والرطوبة الموجودة بها غير كافية، وهنا يجب ترطيب الكومة برشها بالماء لرفع نسبة الرطوبة بها.

شكل يبين: اختبار حقلي يوضح مدى توفر الرطوبة المناسبة في سماد الكمبوست لإتمام عملية التحلل

* درجة الحموضة (pH)

درجة الحموضة (تركيز أيون الهيدروجين pH) من العوامل المؤثرة على عملية التحلل في كومة الكمبوست، وعلى الرغم من أن الكائنات الحية الدقيقة المسئولة عن تحليل المخلفات في كومة الكمبوست تعمل في مدى واسع من الحموضة (pH) 5.5 - 9.0 إلا أنه يفضل أن يتراوح رقم (pH) بين 6.5 - 8.0 وإذا انخفض رقم (pH) عن ذلك يفضل إضافة كربونات الكالسيوم إلى الكومة أما إذا ارتفع رقم (pH) عن ذلك فيمكن إضافة الكبريت الزراعي إلى كومة الكمبوست. وعموماً فإن درجة الحموضة (pH) تنخفض في كومة الكمبوست في الأيام الأولى لعملية تصنيع سماد الكمبوست ثم ترتفع بارتفاع درجة الحرارة، ثم يعود رقم (pH) في الانخفاض مع نضج سماد الكمبوست. ويمكن قياس ذلك بواسطة جهاز pH Meter الموضح في الشكل التالي.

شكل يبين جهاز pH Meter

* التلقيح بالكائنات الحية الدقيقة

لكي نسرع من عملية إنتاج سماد الكمبوست، يمكن إضافة 2 % من الكمبوست القديم المتحلل الذي يعمل كخميرة بما يحتويه من كائنات حية دقيقة لازمة للإسراع من عملية تحلل مكونات كومة الكمبوست.

* نسبة اللجنين في المكونات

وجد أن المخلفات المستخدمة في كومة الكمبوست التي تحتوي على نسبة عالية من اللجنين مثل: مخلفات فروع الأشجار والناتجة من عملية التقليم، تحتاج إلى إضافة Ligninolytic fungi للإسراع من تحللها وضمان تحلل اللجنين. بالإضافة إلى ذلك فإنه يمكن إضافة مخلوط من الطحالب البنية التي تساعد على سرعة التحلل مع احتواء مادة الطحالب على عناصر كبرى وصغرى وفيتامينات ومنشطات نمو، مما يرفع من قيمة الكمبوست الناتج. ويوضح الجدول التالي ملخص للعوامل التي يجب توفرها لسرعة إتمام عملية إنضاج سماد الكمبوست.

جدول يبين: أهم العوامل التي يجب توفرها في كومة سماد الكمبوست لسرعة إتمام عملية إنضاج الكمبوست

5. معايير التأكد من نضج سماد الكمبوست

Maturity of Compost

التأكد من نضج سماد الكمبوست أمر بالغ الأهمية وهناك معايير مهمة تساعدنا على التأكد من إنتاج كمبوست ناضج لتحقيق الهدف من استعماله. وقد ذكر (1990) Haga أنه يمكن التأكد من ذلك من خلال دراسة عدة مؤشرات مثل معدل استهلاك الأوكسجين الحيوي (Biological Oxygen Demand (BOD، والأحماض الدهنية المتطايرة (Volatile Fatty Acids (FA، ونسبة النيتريت ونسبة السكريات المختزلة، ونسبة (C/N) الكربون / نيتروجين واختبار الإنبات. وجدير بالذكر أنه عند استخدام المنتج النهائي من الكمبوست الناضج يجب أن نعرف محتواه من العناصر الغذائية ونسبة وجود المعادن الثقيلة أو المواد السامة للنباتات. ومحتـوي السماد من المادة العضوية (الدبال) يمكن أن يكون من المعايير الهامة للحكم على نضج سماد الكمبوست. وعموماً فإن وضع معايير ثابتة للتأكد من خصائص السماد العضوي (الكمبوست) في معظم الحالات لا تتوفر بالرغم من الاهتمام الذي يوليه الجميع لذلك. وقد أقترح (1994) Anthonis بعض المعايير الدالة على نضج سماد الكمبوست كما هو موضح في الجدول التالي.

جدول يبين: المعايير المقترحة والدالة على نضج سماد الكمبوست.

كما اقترح (2006) Gaur بعض المعايير للتقييم السريع لنضج ومراقبة جودة سماد الكمبوست كما هو موضح في جدول التالي .

جدول يبين: بعض المعايير السريعة لتقييم نضج ومراقبة جودة سماد الكمبوست.

ويشمل ذلك رصد الرقم الهيدروجيني، ودرجة الحرارة، والرطوبة والرائحة وغيرها، وذلك في جميع مراحل عملية تحضير الكمبوست وعلى فترات دورية. بالإضافة إلى ذلك ينبغي تحديد نسبة الكربون العضوي والدبال والنيتروجين، وكذلك يجب معرفة تأثير السماد الناضج على نمو النبات.

وبناء على ما سبق فإنه لمراقبة إنتاج وجودة تصنيع سماد الكمبوست يجب توفر الأجهزة التالية:

• جهاز قياس درجة الحرارة بكومة الكمبوست Long Stem Dial Thermometer

• جهاز قياس درجة الرطوبة Moisture Detection Equipment

• جهاز قياس الأس الهيدروجيني ( الحموضة ) pH Meter

• جهاز قياس نسبة الأوكسجين Oxygen Meter

• جهاز قياس نسبة النيتروجين Nitrogen Meter

وتستخدم هذه الأجهزة لمراقبة كفاءة وسرعة اتمام عملية تصنيع الكمبوست حيث إنه لابد من توفر ظروف بيئية مناسبة لنحصل على كمبوست ناضج وجيد، وهذه الظروف البيئية يجب تثبيتها ولذلك علينا أن نستمر في مراقبتها طوال عملية تحضير وإنضاج سماد الكمبوست، وهنا يأتي الحديث عن مراقبة الجودة لسماد الكمبوست.

6. مراقبة الجودة لسماد الكمبوست

Quality Control of Compost

المواصفات القياسية لسماد الكمبوست تمر على أساس إمداد التربة بالمادة العضوية. ولا توجد معايير ثابتة أو قواعد لمحتوي الكمبوست من العناصر الغذائية سماد الكمبوست المستخدم في الزراعة العضوية لابد أن يكون معلوم المصدر وتشير المواصفات إلى المنشأ، والتركيب الكيميائي له، والمواد الخام المستخدمة في إنتاجه يجب تحديد مصدرها. كما أن الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية للسماد تختلف تبعاً لنوع المواد الخام المستخدمة في عملية إنتاج الكمبوست مثل المخلفات الزراعية أو البلدية أو الصناعية. وقد اقترحت العديد من الأساليب والطرق التي سبق ذكرها، لتقييم نضج ومراقبة الجودة لسماد الكمبوست التي يمكن توضيحها في الطرق التالية:

* الطرق الكيميائية

والطرق الكيميائية في كثير من الأحيان يمكن اجرائها بسرعة وفي وقت قليل نسبياً، وتتضمن ما يلي:

نسبة الكربون / النيتروجين

كما سبق القول بأن نسبة الكربون / النيتروجين هي لبنات بناء الخلايا النباتية والحيوانية وأنها مهمة في النشاط الميكروبي، وبالتالي فإنها هي المعايير الأكثر دراسة خلال عملية إنضاج الكمبوست . وعندما تكون نسبة الكربون / النيتروجين 20 : 1 يدل ذلك على أن سماد الكمبوست ناضج ومستقر.

النيتروجين

وهنا لا يجب أن نراقب نسبة النيتروجين الكلي فقط ولكن أيضاً التغييرات في الأمونيا والنتريت والنترات كمؤشرات لنضج سماد الكمبوست، أن وجود الأمونيا يدل أن السماد لم يتم انضاجه بعد، بينما وجود النترات يدل أن سماد الكمبوست ناضج بشكل جيد.

درجة الحموضة pH

يحدث تغير في الرقم الهيدروجيني pH أثناء فترة إنضاج سماد الكمبوست، وقد اعتبر ذلك كمؤشر محتمل لنضج السماد. عموما، تنخفض درجة الحموضة خلال الفترة الأولى من إعداد سماد الكمبوست ثم تزيد حتى تصل من 6.5 إلى 8، وقد وجد أن قيم الرقم الهيدروجيني الحامضي تشير إلى عدم النضج بسبب قصر الوقت في الإعداد أو حدوث ظروف لا هوائية. ولو أنه غالباً عند إعداد الكمبوست باستخدام مواد أولية ذات درجة حموضة عالية (pH) منخفض مثل (العنب، تفل التفاح، التوت البري)، نجد أنه خلال فترة الإعداد يبقى الكمبوست حامضي حتى في ظل الظروف الهوائية لفترة طويلة من الزمن، ويستخدم هنا جهاز قياس الأس الهيدروجيني (الحموضة) pH Meter.

* الطرق الفيزيائية

درجات الحرارة

لابد من تسجيل درجة الحرارة خلال إعداد سماد الكمبوست في المراحل المختلفة من تحلل مكونات كومة الكمبوست. وعند نضج سماد الكمبوست يجب ألا تزيد درجة حرارة الكمبوست عن 5 م أعلى من درجة حرارة الجو المحيط بكومة الكمبوست وكما ذكرنا سابقاً يتم قياس درجة الحرارة بكومة الكمبوست باستخدام جهاز قياس درجة الحرارة بكومة الكمبوست Long Stem Dial Thermometer.

اللون والرائحة

اللون والرائحة والثقل النوعي وهيكل وبنية حبيبات الكمبوست وكثافة الكمبوست من أهم الطرق الفزيائية لتقييم نضج سماد الكمبوست. وعموماً يجب أن يكون السماد الناضج غير متبلور، ولونه بين البني الداكن إلى اللون الأسود بغض النظر عن المواد الخام المستخدمة في تحضير سماد الكمبوست والسماد الناضج يجب أن يكون ذات رائحة مقبولة وغير منفرة، مثل رائحة التربة في الغابات، وهذه الرائحة النموذجية يكتسبها الكمبوست من الفطريات والفطريات الشعاعية actinomycetes، ورائحة التربة هي في المقام الأول نتيجة لاثنين من الغازات هما 2-methylisoborneal geosmin الناتجة كمنتجات ثانوية من الفطريات والفطريات الشعاعية. وبناء عليه إذا وجد هاذين الغازين في السماد فمن الممكن أن تستخدم لتحديد نضج سماد الكمبوست.

ويعتبر معيار الرائحة واللون من المعايير الهامة والسهلة للتقييم الدقيق لنضج سماد الكمبوست أما معيار الثقل النوعي فقد وجد أنه يزيد خلال عملية تحضير سماد الكمبوست وعليه يكون من الصعب قياسه بدقة، وقد وجد أن الثقل النوعي في الكمبوست الناضج يتراوح بين 0.5-0.9 جرام / سم3 ويعتبر هذا مدى واسع، وبناء عليه فإن هذا المعيار لا يمكن الاعتماد عليه لتقييم نضج سماد الكمبوست أما بالنسبة لحجم الحبيبات فإن الكمبوست الناضج ذو الجودة العالية يتراوح حجم الحبيبات به من 1-15 ملليمتر وتمثل الحبيبات الكبيرة به أي أكبر من 40 جم أقل من 5 %.

* الاختبارات الميكروبيولوجية

هناك بعض الاختبارات ذات العلاقة بنشاط الميكروبات في كومة سماد الكمبوست ومن هذه الاختبارات نسبة ثاني أكسيد الكربون والأوكسجين، والتغيرات التي تحدث في تعداد الميكروبات المختلفة مثل: الفطريات والفطريات الشعاعية، والبكتيريا وغيرها، وكذلك اختبارات النشاط الإنزيمي.

وسماد الكمبوست الناضج يجب ألا يحتوي على أي من الميكروبات الممرضة للإنسان أو الحيوان ولقد وجد أن أغلب الميكروبات الممرضة للإنسان والحيوان تموت عند تعريضها لدرجة حرارة أعلى من 55 م. لمدة ثلاثة أيام، فيما عدا بعض الميكروبات المقاومة للحرارة مثل Clostridium perfringens and C. botulinum وكذلك حويصلات وبيض البروتوزوا والديدان الطفيلية.

ويوضح الجدول التالي درجات الحرارة اللازمة للقضاء على العديد من الميكروبات الممرضة للإنسان والتي قد تتواجد في كومة سماد الكمبوست. وعموماً يجب أن تتحقق الشروط التالية في سماد الكمبوست:

* يجب أن تكون بكتيريا القولون البرازية أقل من 1000 MPN لكل جرام من المواد الصلبة محسوبة على أساس الوزن الجاف، ويستخدم طريقة أكبر عدد محتمل Most Probable Number.

* السالمونيلا .Salmonella sp يجب أن تكون أقل من 3 MPN لكل 4 جرام من المواد الصلبة محسوبة على أساس الوزن الجاف.

جدل يبين: درجة الحرارة والمدة اللازمة للقضاء على الكائنات الممرضة في كومة سماد الكمبوست.

* اختبارات الإنبات

أوضح العالم (1982) Gaur أن إجراء اختبارات الإنبات لتقييم نضج سماد الكمبوست تعطي الجواب النهائي على نضج سماد الكمبوست من عدمه، ويمكن إجراء هذه الاختبارات على نباتات مناسبة وكاشفة مثل: نبات الخردل الذي يعطي النتائج في غضون خمسة أيام من الزراعة ولقد أقترح (2006) Gaur بعض المواصفات القياسية لتقييم جودة ونضج سماد الكمبوست، كما هو موضح في الجدول التالي.

جدول يبين: معايير نضج وجودة سماد الكمبوست

وجدير بالذكر أن هناك طرق عديدة لتقييم نضج سماد الكمبوست ويوضح الجدول التالي المواصفات القياسية الدالة على نضج سماد الكمبوست ويمكن اختيار الأساليب الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية السابق ذكرها للحكم على نضج سماد الكمبوست.

جدول يبين: المواصفات القياسية الدالة على نضج سماد الكمبوست

7. تخزين سماد الكمبوست الناضج

Storage of Mature Compost

يجب تخزين الكمبوست الناضج في أماكن مظللة ذات سقف وذلك للمحافظة على الكمبوست وحمايته من جميع التقلبات الجوية كالأمطار وأشعة الشمس حتى لا تفقد العناصر الغذائية الموجودة بالكمبوست، وفي حالة عدم توفر مكان مظلل في المزرعة لحفظ الكمبوست الناضج، يمكن أن يتم تغطية كومة الكمبوست الناضج بالبلاستيك أو القش وذلك يعتبر كافي بالنسبة للمزارع المتواجدة بالمناطق الجافة. وعند استخدام البلاستيك لتغطية كومة الكمبوست الناضج لابد من القيام بتهوية الكومة عن طريق رفع غطاء البلاستيك من وقت لآخر لكي نسمح للأكسجين أن يدخل إلى كومة الكمبوست وبمعنى آخر لكي يتنفس الكمبوست كما يمكن أن نقوم بتخزين كومة الكمبوست الناضج عن طريق تغطيتها بالتربة.

وجدير بالذكر أنه خلال فترة تخزين الكمبوست الناضج للاستعمال لابد من أن تبقى كومة الكمبوست رطبة ولكن لا تحتوي على نسبة عالية من الماء. وعموماً فإنه من الأفضل عدم تخزين الكمبوست لفترة طويلة حتى لا تفقد العناصر الغذائية الذائبة به خاصة النيتروجين وحتى لا تكون مأوى للآفات الضارة.

8. تعديل نسبة النيتروجين في الكمبوست

Amendment of Nitrogen in the Compost

من المعروف أن نسبة النيتروجين في سماد الكمبوست الناضج تكون في حدود 1.2 إلى 1.5% ولكن هناك بعض المحاصيل تحتاج إلى نسبة عالية من النيتروجين في بداية حياتها مثل محاصيل الخضروات بالصوب والبطاطس والفراولة ولذلك فإننا نحتاج لتعديل ورفع هذه النسبة من النيتروجين وهنا يمكن إضافة بعض المواد الغنية بالنيتروجين مثل: كمبوست زرق سبلة الدواجن (يحتوي على 2 إلى 2.5% نيتروجين) أو مسحوق ريش الدواجن (يحتوي على 10 نيتروجين) وتضاف هذه المواد لسماد الكمبوست قبل استعمال الكمبوست مباشرة. كما قد يضاف السماد العضوي أجروبيوسول Agrobiosol بمعدل 5 - 10 كجم/م3 من الكمبوست، حيث يحتوي هذا السماد العضوي من 6 - 8 % نيتروجين.

9- معدلات استخدام سماد الكمبوست

Compost Usage Rates

يستخدم سماد الكمبوست الناضج بمعدل 10 - 20 متر مكعب (حوالي 5 - 10 طن) للفدان سنويا في حاله المحاصيل الحقلية أو الخضروات الكثيفة أثناء خدمة الارض وقبل الحرثة الأخيرة ويجب أن يتم تقليب سماد الكمبوست مباشره بالتربة وعدم تركه معرضاً للشمس. أما بالنسبة لأشجار الفاكهة فمعدلات إضافة سماد الكمبوست سنوياً تختلف من نوع لآخر، ففي أشجار التفاح والكمثري والخوخ يستخدم بمعدل 10 م3 / فدان ( حوالي 5 طن) للأشجار من عمر 1 - 3 سنوات ثم تزداد هذه الكمية حتى 20 م3 / فدان (حوالي 10 طن) للأشجار التي عمرها أكبر من 6 سنوات، أما أشجار التين فيستخدم بمعدل 30 م3 /فدان، أما أشجار الزيتون فيستخدم بمعدل 7 م3 / فدان للأشجار من عمر 1 - 3 سنوات ثم تزداد هذه الكمية حتى 12 م3 / فدان للأشجار التي عمرها أكبر من 6 سنوات، أما أشجار العنب فيستخدم بمعدل 5 م3 / فدان للأشجار من عمر 1 - 2 سنوات ثم تزداد هذه الكمية حتى 10 م3 / فدان للأشجار التي عمرها أكبر من 5 سنوات، أما أشجار المانجو فيستخدم بمعدل 8 م3 / فدان للأشجار من عمر 1 - 4 سنوات ثم تزداد هذه الكمية حتى 15 م3 / فدان للأشجار التي عمرها أكبر من 10 سنوات، أما أشجار الموز فيستخدم بمعدل 60 م3 / فدان.

10. الإضافات المعدنية المسموح باستخدامها مع سماد الكمبوست في الزراعة العضوية

تسمح نظم الزراعة العضوية باستخدام الكثير من الصخور والمعادن الطبيعية، حيث تتميز هذه الصخور والمعادن باحتوائها غالباً: على تركيز عالي من بعض العناصر الكبرى مع وجود كميات مختلفة من العناصر الصغرى، وتستخدم هذه الصخور أو المعادن كإضافات عند تحضير سماد الكمبوست أو مباشرة في التربة عند الزراعة. واستعمال هذه الصخور يكون لتحسين خواص التربة الطبيعية والكيميائية وزيادة محتواها من العناصر الغذائية حيث إن مثل هذه الخامات الطبيعية التي يتم إضافتها في صورة مسحوق ناعم للتربة أو إلى كومة سماد الكمبوست وبوجود المادة العضوية والنشاط الحيوي ودرجة الحرارة العالية والرطوبة يسرع من التحلل وانطلاق العناصر الغذائية منها في صورة صالحة وميسرة للامتصاص بواسطة النباتات. ومن المعروف أن الصخور والمعادن تختلف في محتواها من العناصر ومدى ذوبانها وانطلاق العناصر منها. وجدير بالذكر أن نسبة الإضافات المختلفة من المعادن والصخور الطبيعية مثل: صخر الفوسفات والفلسبارات والكبريت الزراعي وغيرها إلى كومة الكمبوست تمثل حوالي 5% ويوضح الجدول التالي النسبة المئوية لمكونات كومة الكمبوست من المخلفات النباتية والمخلفات الحيوانية والإضافات المختلفة.

جدول يبين النسبة المئوية من المخلفات النباتية والمخلفات الحيوانية والإضافات المختلفة في كومة الكمبوست

• صخر الفوسفات Rock Phosphate

يستخدم صخر الفوسفات كمصدر لعنصر الفوسفور، وهو مركب فوسفاتي ثلاثي صعب الذوبان في الماء خاصة في الأرض القلوية. ويمكن أن يستخدم صخر الفوسفات مباشرة في التربة ولكن يفضل إضافته إلى كومة سماد الكمبوست وخلطه مع كمية من الكبريت وذلك لتغيير وسط كومة الكمبوست إلى الوسط الحامضي أو المتعادل وهذه الظروف مناسبة لتيسير الفوسفور الذي يمتص بواسطة النباتات.

كما أن الفوسفات يساعد على تقليل الفقد في النيتروجين المنفرد في صورة الأمونيا وذلك بتفاعل الأمونيوم مع الكبريتات وتكوين كبريتات الأمونيوم في كومة الكمبوست ولا يشترط الحصول على موافقة جهة التفتيش ومنح الشهادات العضوية عند استخدام صخر الفوسفات في الزراعة العضوية، ولكن يلزم التأكد من عدم احتواءه على نسبة عالية من العناصر الثقيلة، حيث يجب ألا يحتوي على أكثر من 90 ملليجرام كادميوم لكل كجم من خامس أكسيد الفوسفوريك (P₂O₅). ويضاف صخر الفوسفات لكومة الكمبوست بمعدل (7 - 10 كجم / م3 كمبوست).

* الفلسبارات Feldspar

تستخدم الفلسبارات كمصدر لعناصر البوتاسيوم والكالسيوم والمغنسيوم والفلسبارات هي مجموعة كبيرة من المعادن تتكون أساساً من سلكيات الألمونيوم وهي ترسيبات طبيعية تحتوي على نسبة عالية من البوتاسيوم بالإضافة إلى عناصر أخرى وهي بطيئة التحلل في التربة. ويمكن إضافة صخور الفلسبارات المطحون إلى كومة الكمبوست لزيادة معدلات البوتاسيوم في الكمبوست المنتج. وتضاف صخور الفلسبارات لكومة الكمبوست بمعدل (7 - 10 كجم / م3 كمبوست).

* الدولوميت Dolomite

يستخدم الدولوميت كمصدر لعنصري الكالسيوم والمغنسيوم. والدولوميت صخور رسوبية من كربونات الكالسيوم والمغنسيوم ₂CaMg(CO₃)، ويختلف الدولوميت عن أحجار الجير بوجود المغنسيوم. ويستخدم صخر الدولوميت المطحون بإضافته إلى كومة الكمبوست كمصدر للكالسيوم والمغنسيوم هذا إلى جانب احتواء هذه الصخور الطبيعية على بعض العناصر الأخرى الضرورية للنباتات، ويضاف الدولوميت لكومة الكمبوست بمعدل ( 1 - 2 كجم / م3 كمبوست ).

* الجبس الزراعي  (Gypsum (calcium sulfate

يستخدم الجبس الزراعي كمحسن للتربة ومصدر للكالسيوم والكبريت وهو منتج طبيعي نقي من كبريتات الكالسيوم المائية CaSO₄.2H₂O)) قد تصل نقاوته إلى 99% وذو نعومة عالية جداً ويتميز بأنه أبيض اللون وجاف تماماً، ويعتبر مصدر أساسي ورئيسي للكالسيوم الذائب المستخدم في استصلاح وتحسين صفات التربة في الأراضي القلوية سيئة الصرف ويحول دون تدهور صفات الأرض الملحية أثناء استصلاحها.

وجدير بالذكر أنه غالباً ما يخلط الجبس الزراعي مع التربة أو يضاف من خلال مياه الري وهذا يتم لإصلاح التربة القلوية حيث يتحلل الجبس الزراعي إلى ⁺⁺ So4⁼ + Ca وبذلك يزداد تركيز الكالسيوم فيطرد الصوديوم المتبادل على الغرويات فتنخفض نسبة الصوديوم المتبادل، ويعمل الجبس الزراعي على خفض رقم الحموضة (pH) لتيسير حصول النباتات على العناصر الغذائية، والجبس الزراعي لا يحتوي على أملاح ضارة بالنباتات أو سامة لها ويشترط في الجبس الزراعي أن يحتوي على 70% بالوزن كبريتات كالسيوم، ويجب ألا تزيد نسبة كلوريد الصوديوم عن 2%. ويتميز الجبس الزراعي بخلوه من العناصر الثقيلة السامة كما يحتوي على نسبة عالية من الكبريت ويحتوي أيضاً على نسبة طفيفة من العناصر الصغرى في صورة عضوية مفيدة للنباتات. وتبلغ معدلات إضافة الجبس الزراعي للفدان في المتوسط ما بين 3 - 5 طن للفدان لجميع أنواع الأراضي الزراعية. ويضاف الجبس الزراعي لكومة الكمبوست بمعدل (3 - 5 كجم / م3 كمبوست).

* الكبريت الزراعي Sulfur

يستخدم الكبريت الزراعي كمحسن للتربة في الأراضي القلوية بدلاً من الجبس الزراعي، بالإضافة لكونه له دور في تعديل قلوية التربة وكمصدر للكبريت، حيث إن أكسدة الكبريت بواسطة الكائنات الحية الدقيقة يتكون حامض الكبريتيك وفي وجود كربونات الكالسيوم طبيعياً في التربة يتكون الجبس ومعدل استخدام الكبريت يتراوح من 150 - 250 كجم / فدان، ويفضل أن يخلط الكبريت في كومة الكمبوست بمعدل 3 - 5 كجم / م كمبوست حتى يمكن تحوله بواسطة بكتيريا الكبريت Thiobacteria إلى صورة قابلة للامتصاص بواسطة النباتات. ويستخدم أيضاً الكبريت القابل للبلل رشا على المجموع الخضري لأشجار الفاكهة المقاومة فطريات البياض الدقيقي على العنب وكذلك لمكافحة الأكاروسات النباتية على أشجار الفاكهة والخضروات وهنا يجب التأكد من أن درجات الحرارة أقل من 32 م حتى لا يسبب استخدام الكبريت حروق على المجموع الخضري ويسمح باستخدام الكبريت الزراعي في الزراعة العضوية ولكن يتطلب ذلك اخذ الإذن من جهة التفتيش ومنح الشهادات العضوية.

* الطفلة Clay

يمكن استخدام الطفلة حيث إنها تحتوي على نسبة من معادن الطين Clay minerals التي تساعد على حفظ العناصر، وهي ترسيبات طبيعية يمكن إضافتها للتربة الرملية لتحسين قوامها وزيادة قدرتها على الاحتفاظ بالماء والعناصر الغذائية حيث إن الطفلة تحتوي على نسبة عالية من معدن البنتونيت Bentonite ذو القدرة التبادلية العالية مما يساعد على احتفاظ التربة بالعناصر وعدم فقدها بالغسيل ويجب التأكد من عدم احتواء الطفلة على نسبة عالية من الأملاح الضارة مثل كلوريد الصوديوم. وتضاف الطفلة إلى كومة الكمبوست بنسبة 5% من المواد الأولية المستخدمة لتحضير الكمبوست.

* محلول كلوريد الكالسيوم Calcium chloride

هناك بعض المحاصيل تحتاج إلى كميات إضافية من الكالسيوم وخاصة خلال فترة نمو الثمار، مثل أشجار التفاح والكمثري التي يجب أن ترش من 6-8 مرات بالكالسيوم خلال فترة نمو الثمار. وتسمح الزراعة العضوية باستخدام محاليل كلوريد الكالسيوم بعد أخذ الإذن من جهة التفتيش ومنح الشهادات العضوية.

* كبريتات المغنسيوم Magnesium sulfate

تستخدم كبريتات المغنسيوم منفردة أو مخلوطة مع كبريتات البوتاسيوم، ويحتاج عند استخدامها في الزراعة العضوية إلى الحصول على إذن وموافقة من الجهة المانحة للشهادات العضوية ويمكن أن تضاف كبريتات المغنسيوم مع الكمبوست قبل إضافته للتربة الزراعية أو قد تضاف بعد الزراعة كما في حالة الأشجار المستديمة وخاصة أشجار الموالح والمانجو والتي يتحسن إنتاجها بإضافة هذا العنصر، علاوة على ذلك فإن أملاح البوتاسيوم الأخرى أو مركباته مسموح باستخدامها في الزراعة العضوية.

* خبث الحديد Iron slag

من المعروف أن خبث الحديد يعتبر منتج ثانوي يتم الحصول عليه أثناء استخلاص الحديد من خاماته. ويمكن استخدام خبث الحديد في الزراعة العضوية بعد أخذ الإذن من جهة التفتيش ومنح الشهادات العضوية.

11. المعادن الثقيلة في سماد الكمبوست

Heavy Metals in Compost

من المعروف أن المعادن أو العناصر الثقيلة Heavy Metals عبارة عن عناصر معدنية ذات وزن جزيئي عالي وكثافتها عالية جداً، حيث إن كثافتها أكبر من كثافة الماء بخمسة مرات على الأقل. ويوجد أكثر من 20 عنصر من المعادن الثقيلة والتي تعتبر سامة للإنسان مثل: الرصاص النيكل، الزئبق الكروم، الزرنيخ الكوبلت الكادميوم. ولكن يوجد أربعة عناصر ثقيلة ذات سمية عالية للإنسان ويمكن أن تسبب له أمراض وآثار خطيرة على صحته، حتى لو كانت موجودة بتركيزات منخفضة جداً، وهذه العناصر الأربعة هي:

الرصاص (Lead (Pb الكادميوم (Cadmium (Cd، الزئبق Mercury (Hg) الزرنيخ (Arsenic (As.

ومن المعروف أيضاً أن المصدر الأساسي لهذه العناصر السامة أو المعادن الثقيلة هو الصرف الصناعي ومياه الصرف الصحي والتي تصل إلى التربة الزراعية أو تكون موجودة مع أحد المكونات المستخدمة في تحضير سماد الكمبوست وهذه العناصر إذا وصلت للتربة الزراعية فإنها تنتقل بالتالي إلى النباتات ثم على الإنسان والحيوان من خلال السلسلة الغذائية وتسبب العديد من الأمراض التي تفتك بصحة الإنسان إذا كانت بتركيزات عالية عن المعدلات المسموح بها عالمياً.

وهذه المعادن أو العناصر الثقيلة يمكن أن يتم تخزينها وتراكمها في الأنسجة الرخوة مثل: الكلى أو الأنسجة الصلبة مثل: العظام وبما أننا نضيف سماد الكمبوست إلى التربة الزراعية قبل الزراعة فإن محتواها من هذه العناصر الثقيلة لابد وأن يكون موضع اهتمام حتى لا يتم تلويث التربة وبالتالي تلويث المنتجات الزراعية بهذه العناصر الثقيلة التي تنتقل إلى الإنسان (المستهلك لهذه المنتجات الزراعية) بدورها وتسبب له أخطار صحية جسيمة، حتى لو كانت بتركيزات منخفضة جداً. وبناءً عليه، فقد تم وضع الحدود القصوى المسموح بها من العناصر الثقيلة في سماد الكمبوست ويوضح الجدول التالي الحدود القصوى المسموح بها من العناصر الثقيلة في سماد الكمبوست في الدول المختلفة.

جدول يبين: الحدود القصوى المسموح بها من العناصر الثقيلة في سماد الكمبوست في الدول المختلفة.