ادارة اسمدة المزرعة

الإنتاج السنوي من سماد الماشية في مزارع الولايات المتحدة هو نحو 1.2 بيليون طن رطب (نحو 175 مليون طن جاف). إنتاج أسمدة المزارع يتجاوز بكثير طين مياه المجاري (يقدر بنحو 5.4 مليون طن جاف سنوياً) وهو يكفي لتوفير المواد الغذائية لإنتاج المحاصيل على 60 مليون فدان من الأراضي الزراعية إذا استخدمت بالكامل. ومع ذلك، لم ينتج فعلاً سوى جزء صغير من القيمة المحتملة لأسمدة المزارع، حيث إن الكثير من السماد العضوي يتم تداوله بدون فعالية وفائدة. والتعامل مع كميات كبيرة من سماد المزارع يعرض منتجات الألبان وتربية الماشية، ودواجن المزارعين في البلاد إلى مشاكل رئيسية. غالباً، لا يمتلك هؤلاء المزارعون مساحات كافية من الأراضي التي يمكن وضع السماد فيها. في بعض الحالات، تكون الأرض مشبعة بالسماد بشكل مفرط، ولكن في كثير من الأحيان، يؤدي التعامل السيء إلى خسائر كبيرة بالمواد الغذائية والعضوية من السماد.

إذا كان يمكن تطبيق كل الأسمدة الزراعية المنتجة في البلاد على الأراضي الزراعية، فسوف تتحقق فوائد كثيرة. تكتسب الفوائد التي يتلقاها المزارعون مزارعو الحدائق من تطبيق أسمدة المزارع للأراضي: (1) من طريق المواد الغذائية التي تُنقل في السماد العضوي، (2) من خلال تأثير الأسمدة في زيادة محتويات المواد العضوية للتربة، (3) من خلال استخدام السماد كنشارة المهاد Mulches) (، و(4) في حالة المزارعين أصحاب حيوانات المزرعة، إحدى الفوائد وجود الأراضي التي يمكن التخلص من السماد فيها. بسبب التطبيقات الليبرالية للسماد على محاصيل أراضيهم، يحافظ مزارعو منتجات الألبان، والماشية، ومربو الدواجن عادةً على خصوبة أراضيهم بسهولة أكثر بكثير من المزارعين الذين يزرعون المحاصيل الزراعية التجارية فقط. وتشير التقديرات إلى أن مجموع إنتاج أسمدة المزارع يحتوي على نحو 7.7 مليون طن من النيتروجين،

ونحو 1.9 مليون طن من الفوسفور ( P₂O₅ )، ونحو 4.2 مليون طن من البوتاسيوم (K₂O). إذا كان يمكن أن يطبق كل هذه المواد الغذائية على الأراضي الصالحة للفلاحة، فلعله يمكن تلبية نحو 25 % من الاحتياجات من المواد الغذائية [ الزراعية] في أسمدة المزارع. ويقدر أيضاً أن يتجاوز محتوى المواد العضوية في أسمدة المزارع ضعف إجمالي المواد العضوية في التربة على الأقل التي يتم فقدانها بإنتاج محاصيل الغذاء والعلف والألياف في البلاد.

يتم استرداد جزء فقط من قيمة أسمدة المزارع في إنتاج المحاصيل وتحسين التربة في أراضي المحاصيل. يفرز نحو 60 % من أسمدة المزارع مباشرة في المراعي. لا تتحقق القيمة الكاملة للسماد الطبيعي الذي يفرز على الأرض بسبب سوء توزيع السماد على الأرض وبسبب خسائر كبيرة في النيتروجين من الأسمدة التي يتم تركها على سطح التربة. وبالتالي، سوف تنخفض خصوبة تربة المراعي إذا اقتصر ما يضاف إلى التربة على السماد الذي يُفرز من حيوانات المراعي في الأراضي فقط، وفي حال لم يتم جلب الأعلاف من مصادر خارج المزرعة.

نحو 10 % من السماد العضوي يتم فقدانه مادياً أثناء النقل، بإسقاطه على الطرق والممرات، أو في الأكوام التي لا تطبق أبداً على الأرض. تحدث خسائر هائلة من القيمة الغذائية من خلال فشل استرداد الجزء السائل، والخسائر في الأمونيا بالتطاير، والخسائر في الأمونيوم والنترات والبوتاسيوم والمواد العضوية عن طريق الرشح في أكوام السماد. خسائر الفوسفور في السماد أقل بكثير من خسائر النيتروجين والبوتاسيوم بسبب طبيعة مركبات الفوسفور غير القابلة للذوبان نسبياً، والانخفاض النسبي لكميات الفوسفور في البول. خلافاً لوجهات النظر التي يحتفظ بها كثير من الناس، تعفن السماد في الأكوام غالباً ما يؤدي إلى نضوب غير ضروري في المواد الغذائية والكربون. عموماً، يجب أن يكون التخمير للأسمدة التي تكون عالية جداً في المهاد. تخمير سماد هو ما أوصت به منظمات إصدار العضوية بما يسمح للعوامل المُمْرِضة بالموت، ويمنع انتشار مسببات الأمراض في السماد الجديد على الأرض.

نسبة سماد المزارع الذي يصل إلى الأراضي التي تنمو عليها المحاصيل المحصودة هي 25 % إلى 30 % فقط من إنتاج سماد المزارع الكلي، والكثير من سماد المزارع الذي يصل إلى الأرض المزروعة يكون فيه استنزاف حاد للمواد الغذائية. الغرض.

تركيب أسمدة المزرعة

تختلف قيمة أسمدة المزرعة تبعاً لمحتوياتها من المواد الغذائية بحسب المصدر وتداول الأسمدة. يتكون طن من متوسط السماد الجديد، من دون المهاد (التبن، والقش، ونشارة الخشب، ورقاقات الخشب، وبقايا شعر الحيوانات والورق)، من حيوانات المزرعة الكبيرة (الأبقار، والخنازير، والخيول)، من نفس كمية النيتروجين، والفوسفور، والبوتاسيوم التي يحتويها 100 رطل من 10-5-10 من الأسمدة التجارية (جدول 1 ). سيخفف مهاد السماد العضوي محتواه من المواد الغذائية. قد تتضمن بعض أسمدة المزرعة الكثير من المهاد، مثل رقائق الخشب، وكشط شعر الحيوانات، أو القش، بحيث ينبغي أن يخمر السماد قبل تطبيقه على الأرض، أو يجب أن تضاف كمية إضافية من النيتروجين لتجنب إمكانية عدم تحركه إذا تم إدراج الروث وفرشه مباشرة في التربة. قد يحتوي السماد الجديد من الأغنام ضعف النيتروجين والبوتاسيوم الموجود في روث الحيوانات الكبيرة الأخرى. قد يحتوي روث الدواجن الجديد ثلاثةَ أضعاف النيتروجين وضعفين أو ثلاثة أضعاف الفوسفور الموجود في الروث من الخنازير أو الأبقار أو الخيول. سماد حيوانات المزرعة الكبيرة يحتوي على 3 إلى 5 رطل من الكالسيوم، و 1.5 إلى 2 رطل من المغنيسيوم لكل طن من الوزن الرطب من السماد الطبيعي. الدواجن قد تحتوي على كميات عالية جداً من الكالسيوم والمغنيسيوم تبعاً لما إذا كان النظام الغذائي للطيور الداجنة يتضمن الكلس أو أصداف المحار، كما هي الحال بالنسبة للدجاج البياض. قد تكون هذه الأسمدة قلوية بسبب المستويات العالية من كربونات الكالسيوم التي تفرز في براز الدواجن. ويجب الحرص إلى أقصى الحدود من تطبيق هذه الأسمدة لتجنب التكليس المفرط للأراضي الزراعية.

جدول 1

متوسط تركيب المواد الغذائية الأساسية الكبيرة والمياه في أسمدة المزرعة (على أساس الوزن الرطب للأسمدة المخزنة)

غالباً ما يتم تسويق أسمدة المزرعة كمنتجات مجففة أو مخمرة في مراكز المزارع والحدائق. ويتم تسويق هذه المواد عادة في أكياس ال «50 رطلاً ». السماد المجفف هو الذي أزيلت منه المياه من دون أي تعفن للروث. أسمدة الحيوانات الكبيرة المجففة والمسوقة تملك تكويناً جافاً من 2-1-2 , K₂O) % ، P₂O₂% %N,  ) سماد الدجاج المجفف هو نحو 3- 1- 2. أسمدة المزرعة المخمرة التي تعفنت قبل التعبئة سوف يكون تكوينها من 1- 1- 1 أو 0.5 - 0.5 - 0.5 . أسمدة المزرعة التجارية المخمرة تحتوي أيضاً على قدر كبير من الماء، ما يوازي 25 % من الوزن. بصفة عامة، السماد المجفف هو المنتج الأعلى. لديه محتوى مواد غذائية أعلى ومعدل تمعدن أسرع من أسمدة المزرعة المخمرة. عشرون في المئة من نيتروجين سماد الدواجن الجديد قد يكون أمونياكال نيتروجين (Ammoniacal Nitrogen).

كلما كانت تغذية الماشية أفضل، كانت نوعية السماد العضوي أفضل.

كقاعدة عامة، نحو 75 % من النيتروجين، و 75 % من الفوسفور ونحو 85 % من البوتاسيوم و 50 % من المواد العضوية في العلف تُفرز في سماد المزرعة. إذا تم تمرير طعام خشن في أحشاء الحيوانات، سيتم تحسين نوعية السماد، وتعمل الحيوانات كمخبرة تدوير بإزالة الكربون أكثر من النيتروجين. يزيل هضم الماشية الكربون من العلف أكثر مما يزيل النيتروجين، والفوسفور، والبوتاسيوم.

أسمدة المزرعة تحتوي على بعض من العناصر التي لا غنى عنها لنمو النبات، ولكن محتوى سماد المزرعة من النيتروجين يحكم كمية السماد الطبيعي التي يتم تطبيقها على الأرض. بشكل عام، إذا تم تطبيق النيتروجين بما يكفي لتلبية احتياجات المحاصيل، سوف تكون الاحتياجات لمعظم المواد الغذائية الأخرى قد تأمنت (الجدول 2 ). تركيز الفوسفور في أسمدة المزرعة منخفض، ولذا لا تعتبر هذه الأسمدة ملائمة لتوفير الفوسفور بالكميات الكافية ضمن الكمية المتاحة عبر تطبيق واحد للمحاصيل، ولا سيما في الأراضي التي تفتقر إلى الفوسفور. وينطبق المنطق نفسه على العناصر الثانوية.

الجدول 2

نسبة مجموع الاحتياجات الغذائية التي سوف تتحقق إذا تم تطبيق ما يكفي من سماد المزرعة ليفي بمتطلبات المحصول للنيتروجين.

متطلبات المحصول

بوجه عام، ينبغي استخدام أسمدة أخرى لتكملة الفوسفور الموجود في سماد المزرعة. في كثير من الأحيان، يتم إدراج الأسمدة التكميلية مباشرة في سماد المزرعة قبل تطبيقه على الأرض. ممارسة خلط الأسمدة الفوسفاتية مع سماد المزرعة يعطي فوائد أعلى من تطبيق المواد بشكل منفصل. صخور الفوسفات الممزوجة بقدر 50 رطلاً للطن الواحد من سماد المزرعة تُغني هذا السماد بالفوسفور، وسماد المزرعة يساعد على حل الصخور، ويزيد من فاعليتها. نقصُ عنصر ثانوي ما نادر بحيث تكون عملية مزج السماد مع عناصر ثانوية ليست ممارسة. التطبيق المتكرر لأسمدة المزرعة على الأرض يُغني التربة بالفوسفور والعناصر الثانوية؛ لأنه سيتم الاحتفاظ بهذه العناصر في المواد العضوية في التربة التي أُضيفت بالأسمدة، وفي المواد المعدنية في التربة؛ ولأن الفوسفور والعناصر الثانوية ليست عرضة للرشح. تطبيق سماد المزرعة على فترات طويلة أو بمعدلات تطبيق تتخطى الاحتياجات الزراعية للمحاصيل قد يؤدي إلى تراكم كبير للفوسفور في التربة. يشكل رشح الفوسفور مصدر قلق في بعض أنواع التربة الرملية، ولكن الرشح لا يكاد يذكر في التربة ذات المكونات الصغيرة. في التربة التي قد يرشح فيها الفوسفور، من المستحسن غالباً أن يكون مقدار الفوسفور المضاف هو العامل الذي يحد من تطبيق السماد على الأرض بدلاً من استخدام كمية تطبيق النيتروجين كمبدأ محدد [للكمية المطبقة].

إنتاج أسمدة المزرعة

كميات الأسمدة التي تنتجها مزرعة الحيوانات تعتمدُ على نوع الماشية ونظامها الغذائي. يرِد في الجدول 3 الإنتاج التقريبي للأسمدة من الماشية. سينتج حصان واحد، وبقرة واحدة، وخمسة خنازير، أو 200 دجاجة، نحو رطل من السماد لكل 1000 رطل من وزن جسم الحيوان الحي.

ينبغي إدماج سماد المزرعة في التربة سريعاً بعد تطبيقها على الأرض. إذا بقي السماد على السطح حتى لساعات قليلة بعد تطبيقه، سيفقد النيتروجين بتطاير الأمونيا (الشكل 1 )، وتقل قيمة الأسمدة في زيادة غلة المحاصيل إلى حد كبير (الجدول 4). عموماً، بعد فترة أسبوعين أو أكثر على سطح الأرض، تنخفض قيمة السماد إلى النصف. إذا لم يدمج السماد أبداً، تكون قيمته صفراً عملياً إلا إذا كان التطبيق كبير جداً، بحدود 1 بوصة أو أكثر من الطبقات أو المهاد فوق سطح التربة.

الجدول 3

إنتاج أسمدة المزرعة بالثروة الحيوانية

اليومية (رطل لكل 1000 رطل من وزن جسم الحيوان)

الشكل 1. (أ) خسارة الأمونيا (NH3) من أسمدة المزرعة المطبقة على السطح و(ب) الاحتفاظ بالأمونيا في السماد المدمج في التربة.

تخزين السماد

لدى مزارعي تربية الماشية [الذين هم في نفس الوقت] منتجون للمحاصيل، تكون أفضل معالجة للمحافظة على المواد الغذائية في الروث هو تطبيق السماد الجديد يومياً على الحقول ودمج السماد في التربة بعد التطبيق مباشرة. هذه الممارسات ليست دائماً ممكنة. فالتربة المجمدة أو المغطاة بالثلج قد تقطع أو تحد من التطبيقات. قد لا تكون العمالة متاحة للتطبيقات اليومية. ينبغي تكديس الأسمدة التي يجب تخزينها أو تركها في الحظيرة. وفي الهواء الطلق، يجب تخزين السماد على سطح صلب إذا كان متوافراً. وينبغي حمايتها من الجريان ويجب أن تبقى بعيدة عن مِزراب الحظيرة.

الجدول 4

تأثير الوقت الذي يكمن السماد به على السطح حتى يُدمج في التربة على القيمة النسبية للأسمدة لزيادة غلة المحاصيل

يحتمل أن يُفقد 6% من المواد العضوية، و 50 % من النيتروجين، و 50 % من الفوسفور، و 95 % من البوتاسيوم بواسطة الرشح الكثيف من الأكوام. ويمكن أن تكون هذه الخسائر محدودةً إذا قُيدت حركة المياه عبر الأكوام. غطاء من البلاستيك، والتربة، والقش سيساعد على حماية سماد المزرعة من الرشح.

بعض مزارعي الدواجن والخنازير يقومون بتسييل السماد بالكثير من المياه وتخزينه في حفر مبطنة (بحيرات) أو مستوعبات. تكون هذه الأسمدة قابلة للتبخر بشكل كبير للغاية بمجرد تحريك الحفر أو المستوعبات. يجب إدماج هذه الأسمدة في التربة مباشرةً بعد التطبيق لتجنب خسائر ضخمة من الأمونيا وتجنب تلوث الهواء من المواد المنبثقة ذات الرائحة الكريهة.

ينبغي على المزارعين استخدام المهاد لامتصاص وحفظ المواد الغذائية في البول. عند حيوانات المزرعة الكبيرة، يكون البول من 20 % إلى 40 % من النفايات (الجدول 5 )، ولكن البول لديه كميات كبيرة غير متناسبة من النيتروجين والبوتاسيوم. يحتوي البول على 50 % من النيتروجين و 60 % من البوتاسيوم التي تُفرَز من قِبل حيوانات المزرعة الكبيرة. نحو 5% من الفوسفور فقط موجود في البول. في المتوسط، الفشل في الحفاظ على البول يؤدي إلى خسارة نحو 40 % من المواد الغذائية.

تُفرز الدواجن حمض اليوريك ا[ لبولي] بدلا من اليوريا، ويتم التخلص من هذه المواد جميعها مع البراز. هذه العملية تسهم في التركيز العالي للنيتروجين في سماد الدجاج، لأن كل النيتروجين قد ذهب في البراز.

قد يفقد سماد المزرعة الذي يتم تخزينه في أكوام الكثير من النيتروجين والبوتاسيوم. يتم فقدان النيتروجين بالرشح مع مياه الأمطار، بخسائر الأمونيا الغازية بالتطاير، وبخسائر النترات الغازية بإزالة النيتروجينيات. خسارة النيتروجين سريعة، وخسائر النيتروجين بالتطاير ستزيد إذا تم تحريك الكومة. ليحدث الرشح، يجب أن تمر المياه عبر السماد. قد تختلف خسائر الرشح تبعاً لما إذا كان هناك غطاء على الكومة أم لا، وما إذا كان السماد على سطح صلب أو مجمداً في القاع، ومع شكل تكوين الكومة. غطاء على الكومة، والمناطق المجمدة في قاع الكومة، والسطوح غير النفيذة تحت الكومة، والأكوام العالية والعميقة، تقيد حركة المياه عبر الأكوام وتحد من الرشح. وستكون الخسائر في المواد الغذائية من الأكوام الضحلة والمسطحة عالية جداً بالرشح وبتطاير الأمونيا.

قد تكون الخسائر بتطاير الأمونيا من الكومة كبيرة. يتم إنتاج كميات كبيرة من الأمونيا في سماد المزرعة من التحلل السريع لليوريا وغيرها من مكونات النيتروجين في البول، ومن التحلل البطيء للمركبات النيتروجينية العضوية من البراز وفرشه. وتخفف خسائر الأمونيوم في الأكوام العميقة التي يتم الاحتفاظ بها رطبة وخفيفة القلوية (أقل من المؤشر الحمضي pH 7.2 ). إذا أصبحت الأكوام جافة أو قلوية، يمكن فقدان نصف النيتروجين في الكومة كأمونيا في غضون أسبوع أو اثنين. الأكوام الجافة لها قدرة أقل على الاحتفاظ بالأمونيا من الأكوام الرطبة، وحركة الهواء عبر الأكوام الجافة تسرع حركة الأمونيا في الأكوام.

الجدول 5

توزيع النفايات بين البراز والبول ومجموع الإنتاج اليومي من النفايات من حيوانات المزرعة

يتم فقدان بعض النيتروجين بإزالة النيتروجينيات من النترات الذي يتم إنتاجه في الأجزاء المتفلتة، والجافة، والخارجية من الأكوام. يتسرب النترات في الكومة، أو في الحظائر إلى السماد على الأرض، حيث يتم تحويل النترات ميكروبياً إلى غازات تفقد في الهواء.

تحدث خسائر البوتاسيوم عن طريق الرشح في الأكوام، وإمكانية خسارة البوتاسيوم مرتفعة جداً مع الرشح الكثيف. عموماً خسائر البوتاسيوم هي أقل من خسائر النيتروجين، حيث إن البوتاسيوم ليس عرضة للخسائر الغازية. ومع ذلك، تخمير سماد المزرعة لإنتاج ما يعرف باسم السماد المتعفن جيداً يؤدي إلى خسارة نحو نصف النيتروجين ونصف البوتاسيوم. عادةً لا يَضيع الفوسفور كثيراً من أسمدة المزرعة جراء تخزينها لمدة قصيرة أو طويلة في الأكوام، ولأن الفوسفور لا يمكن خسارته بالتطاير، وبسبب معدل الذوبان المنخفض للفوسفور فمن المحتمل أن يكون رشح مركبات الفوسفور أقل من رشح النيتروجين أو البوتاسيوم. ينبغي التعامل مع السماد في الأكوام كسماد جديد وتحريكه وقلبه حالما ينشر [في التربة] لتجنب المزيد من الخسائر (الجدول 4 ). على الرغم من أنه يمكن أن يضيع بسهولة الكثير من المواد الغذائية والمواد العضوية الموجودة من الأكوام، إلا أن التكديس هو الأفضل لتطبيق السماد في الحقول من دون جرف السماد. وفي الحالة الأخيرة، تكون خسائر النيتروجين مرتفعة جداً بسبب التطاير، ويمكن أن يضيع نصف النيتروجين في غضون بضعة أيام. ينصح بالتخزين السليم للسماد في الأكوام للمحافظة على المواد الغذائية والمواد العضوية.

الوقت لتطبيق سماد المزرعة

أفضل وقت لتطبيق سماد المزرعة هو نحو أسبوع أو أسبوعين قبل الوقت الذي ستزرع فيه المحاصيل. هذه المُهلة المبكرة تسمح ببعض التحلل لسماد المزرعة، وتقلل من احتمال تضرر النباتات التي غالباً ما تحدث مع السماد المطبق حديثاً. يرتبط الضرر الذي يحدث للمحاصيل بعد تطبيق سماد المزرعة بتحفيز الأمراض النباتية، وبسُمية أمونيوم النيتروجين الموجودة في السماد في وقت تطبيق السماد، أو بسُمية المواد العضوية التي تُفرز من المواد المتعفنة. إذا كان ذلك ممكناً، ينبغي على المزارعين الانتظار أسبوعاً أو أسبوعين بين تطبيق السماد على الأرض وغرس أو بذر محاصيلهم للسماح للأمونيوم والمواد العضوية بالتحول. كذلك، لتجنب السمية والتقليل من فرص الإصابة بالمرض، ينبغي أن لا يطبق المزارعون السماد الجديد على مقربة من المحاصيل النامية. يمكن تطبيق السماد المتعفن جيداً (المتخمر) عموماً في أي وقت، حتى على مقربة من النباتات التي تنمو.

تطبيق المهلة الزمنية المبكرة مع السماد الجديد يسمح لأي أمونيوم موجود في الأسمدة أو التي تتحرر من السماد بعد التطبيق أن تتأكسد لتتحول إلى نترات. الأمونيوم هو أول أشكال النيتروجين الذي يفرز عن تمعدن المواد العضوية الموجودة. في المراحل المبكرة من تحلل السماد في التربة، يتم تحرير الأمونيوم بشكل أسرع من تأكسدها. تكون فرصة تراكم الأمونيوم الكثيف مباشرة بعد تطبيق السماد عالية، ولا سيما إذا كانت التربة باردة، كما قد تكون في وقت الزراعة في الربيع.

السُمية، التي كثيراً ما يشار إليها كحرق - التي نواجهها مع النباتات التي يتم تسميدها بسماد الدواجن - هي سُمية الأمونيوم. قد تكون نسبة الأمونيوم مرتفعة في سماد الدواجن، بقدر 20 % من النيتروجين الكلي في السماد الجديد، وإذا لم يُعط وقت كافٍ بين تطبيق السماد والزراعة، قد يحصل ضرر كبير للبذور أو الشتلات ناتج من سمية الأمونيوم. كذلك، عندما يتم تعفن السماد بسرعة في التربة، ستهاجم الكائنات الحية الدقيقة التي تحدث العفن، البذور أو جذور الشتلات. تحدث هذه المشكلة أيضاً مع تطبيق الأسمدة العضوية عالية النيتروجينية، مثل الدم المجفف، ووجبات البذور، ووجبة البرسيم. بعد نحو أسبوعين، تتحول المواد، التي تتحلل بسهولة في سماد المزرعة أو في الأسمدة العضوية الغنية بالنيتروجين، إلى مواد غير سامة، ويخف احتمال وقوع الضرر لبذور النباتات أو النباتات الفتية. كذلك ينبغي أن يطبق السماد غير المختمر كفاية، ذلك الذي لم يستقر خلال التعفن، ويدمج في التربة قبل نحو أسبوع أو أسبوعين من زراعة المحاصيل لتفادي احتمالات السمية بالأمونيوم أو غيرها من الأضرار التي قد [تسببها] بالمواد الخام.

يقلل التفكك في التربة أو كومة التخمر نسبة الكربون إلى النيتروجين، ،C:N في السماد والمهاد، كما يقلل من احتمال حدوث نقص في النيتروجين نتيجة التثبيت الذي يتبع تطبيق الأسمدة التي تحتوي قشاً أو محتوى عالياً من المهاد الأخرى. فترة أسبوعين من التحلل في التربة ليست كافيةً للأسمدة التي يكون المهاد بداخلها أكثر من البراز. ينبغي أن تكون هذه الأسمدة مخمرةً قبل إضافتها إلى الأرض لتجنب عدم تحرك النيتروجين في التربة. إذا كان التخمر والتحول إلى سماد غير عملي، يجب تطبيق نيتروجين إضافي من الأسمدة إلى التربة مع أسمدة المزرعة التي تحتوي على كثير من قش. تطبيق رطل واحد من النيتروجين لكل 100 رطل من السماد الذي يحتوي على كثير من قش سيعدل تأثير التثبيت. مرة أخرى، يُوصى بمهلة أسبوع أو أسبوعين بين تطبيق سماد المزرعة والزراعة.

تطبيق الأسمدة في الربيع أكثر فائدة لتغذية المحاصيل من تطبيقه في الخريف. وللتطبيق في الخريف نحو نصف قيمة التطبيقات المقدمة قبل زراعة المحاصيل بأسبوعين. التطبيقات في وقت مبكر أو متأخر من الخريف محدودة الفائدة بسبب رشح النترات أثناء الخريف، والشتاء، وأوائل الربيع. لا تؤدي هذه الخسائر من النترات إلى مردود إنتاج محدود للغلال فحسب، بل قد تسهم النترات أيضاً في تلوث المياه الجوفية. التطبيقات المقدمة في أواخر الشتاء أو في أوائل الربيع، مرة أخرى بسبب خسائر النترات، ليست مفيدة كتلك التي تنفذ قبيل وقت الزراعة. عموماً كما نوقش سابقاً، فإن تنفيذ التطبيقات أسبوعين قبل الغرس تعطي أفضل النتائج (الجدول 6 ). تتحقق هذه الفوائد بحفظ المواد الغذائية، ولا سيما النيتروجين، بالتطبيق القريب نسبياً من الغرس وبتحلل أية عوامل سامة مثل الأمونيا، التي قد تكون موجودة في الأسمدة خلال مهلة الأسبوعين.

خسائر الأسمدة النيتروجينية من أي نوع كانت المطبقة في الخريف للنيتروجين عادةً ما تكون كبيرة (الشكل 2 ). يجب أن يكون المزارعون قادرين على شراء الأسمدة بنصف سعر تكلفتها في الربيع لضمان الفوائد المالية من التطبيقات في الخريف. وحتى ذلك الحين، يجب على المزارعين النظر في العواقب البيئية لخسائر النيتروجين من تطبيقات الأسمدة في الخريف.

الوظيفة المعتادة لتطبيق سماد المزرعة على الأرض، هي توفير المواد الغذائية للنباتات. يتم تطبيق سماد المزرعة أيضاً لزيادة المواد العضوية في التربة أو كمهاد عازلة. وبالنسبة لمربي الماشية، قد يكون الغرض الأساسي من تطبيق أسمدة المزرعة على الأرض هو بالتحديد التخلص من روث الدواب تماماً. كمية الروث الذي يجب تطبيقها تتوقف على الغرض من التخمير، ونوعية سماد المزرعة، والمحاصيل التي يتم دعمها؛ ومع ذلك، قد وضعت بعض المبادئ التوجيهية العامة لتطبيق سماد المزرعة بحسب الغرض (الجدول 7).

الجدول 6

الفوائد النسبية لتطبيق السماد في الربيع، والشتاء، أو الخريف

بشكل نموذجي، يتم تحرير أقل من نصف النيتروجين والفوسفور ومعظم البوتاسيوم من سماد المزرعة في موسم واحد. كما أن أقل من 10 % إلى 25 % من النيتروجين والفوسفور قد يكون متاحاً في السماد الذي يكثر بداخله قش أو في سماد المزرعة الذي يساء التعامل معه. إذا كان المهاد في سماد المزرعة مرتفعاً- ومظهره يدل أن معظمه من القش، ونشارة الخشب- أو رقائق الخشب، قد يمنع النيتروجين والفوسفور من الحركة في التربة، مما يخلق أوجه قصور في هذه المواد الغذائية. أسمدة المزرعة التي ترشح بالمطر قد ينفذ منها الكثير من النيتروجين والبوتاسيوم المتوافر، وسوف تكون قيمتها صغيرة كأسمدة.

تطبيق 20 طناً من سماد المزرعة ذي النوعية الجيدة للفدان الواحد يؤمن نحو 200 رطل من النيتروجين، ونحو 100 رطل من الفوسفات (P₂O₅)، و 200 رطل من البوتاس ) K₂O).

الشكل 2 خسارة النترات الناتجة من سماد المزرعة المطبق في الخريف، والشتاء، أو أوائل الربيع.

الجدول 7

الكميات الموصى بها من سماد المزرعة الجديد استناداً إلى الغرض من التخمير الكمية للتطبيق

يحتمل أن يوفر هذا التطبيق نحو 100 رطل نيتروجين، و 50 رطل فوسفات، و 200 رطل بوتاس. في موسم التطبيق، تؤمن هذه الكمية من السماد كل النيتروجين والبوتاسيوم وجزءاً من الفوسفور المطلوب لمعظم المحاصيل (الجدول 2). المحاصيل العالية مردود الغلة، مثل الذرة، قد تتطلب تطبيقات أعلى إذا كانت التربة منخفضة الخصوبة، وإذا لم يتم تطبيق أسمدة المزرعة سابقاً أو حديثاً. في معظم الحالات، ومع ذلك، بالنسبة للمواد الغذائية للنبات، يتحقق القليل جداً من الفائدة الاقتصادية من تطبيق أسمدة المزرعة التي تتجاوز 20 طناً للفدان الواحد. تطبيق 20 طناً للفدان الواحد كثيراً ما يشار إليه كمعدل الهندسة الزراعية للتطبيق (Agronomic Rate of Application).

الآثار المتبقية من سماد المزرعة هي أقل بكثير من الفائدة المتلقاة خلال موسم التطبيق. في التطبيق التالي (السنة التالية)، نحو 10 % إلى 15 % من النيتروجين المتبقي من سماد المزرعة يعطى للمحاصيل، مقارنةً مع 50 % في السنة الأولى. في السنة الثالثة للمحاصيل تقريباً 5% تكون موجودة فقط، وفي السنوات التالية نسبة 1% أو 2% من النيتروجين المتبقي تكون موجودة. برنامج مستمر للتطبيقات السنوية لأسمدة المزرعة يكون ضرورياً للحفاظ على خصوبة التربة مع إنتاج المحاصيل.

زيادة المواد العضوية في التربة في فترة زمنية قصيرة تطبيقات من النيتروجين أعلى من تلك اللازمة لتغذية النباتات. ينصح بتطبيق 30 طناً للفدان الواحد في السنة، في كثير من الأحيان، لزيادة محتوى المواد العضوية في التربة. وينبغي أن يحذر المزارعون لأن كميات النيتروجين الموردة في التطبيقات العالية لأسمدة المزرعة - تلك التي تفوق معدل الهندسة الزراعية - قد تفوق إلى حد كبير كميةَ النيتروجين اللازمة للمحاصيل، وقد يكون لها تأثيرات سلبية على نمو النبات، والجودة، وعلى البيئة. وينبغي تجنب التطبيقات ضمن حيز من 40 إلى 90 طناً للفدان الواحد في السنة بسبب احتمال تلوث البيئة. تطبيقات سماد المزرعة بمستوى مساوٍ أو أدنى من المعدلات المطلوبة لتغذية المحاصيل سيكون له في المدى الطويل آثار مواتية في زيادة المواد العضوية في التربة. بما أنه هناك القليل من الفائدة الاقتصادية في الزيادة السريعة للمواد العضوية في التربة، في معظم الممارسات، ينبغي على المزارعين الحد من التطبيقات إلى نحو 20 طناً للفدان الواحد في السنة.

إذا لم يكن لدى المزارع كميات كافية من السماد في المزرعة للتطبيقات الموصى بها، من 20 طناً للفدان الواحد في السنة، قد تفيد التطبيقات الصغيرة على الأرض في ما يتعلق بتوفير المواد الغذائية النباتية للمحاصيل الحالية، وفي ما يتعلق بزيادة المواد العضوية المواد الغذائية الاحتياطية في التربة. ستتناسب إمدادات المواد الغذائية مباشرة مع سماد المزرعة المطبق وتطبيق 5 أطنان ستزود ب 25 % من المواد الغذائية من تطبيق 20 طناً. وتطبيق 5 أطنان على فترة طويلة لأكثر من 30 أو 40 سنة ستحافظ على المواد العضوية في التربة مع تبدل المحاصيل، وستبطئ كثيراً خسارة المواد العضوية في الأراضي المزروعة بشكل مستمر بالحبوب، والذرة، والشوفان، والقمح. بسبب الكميات المنخفضة من مخلفات المحاصيل المنتجة من محاصيل الخضار، قد لا تكفي التطبيقات الصغيرة من سماد المزرعة للحفاظ على المواد العضوية في التربة.

سوف تحدث زيادات النيتروجين في التربة بما يتناسب مع الزيادات في المواد العضوية مع التخمير، بمعدل زيادة رطل واحد من النيتروجين لكل زيادة 20 رطلًا في التربة العضوية. تطبيق سماد المزرعة على أراضي المحاصيل بأقل من 20 طناً للفدان الواحد سنوياً لا يحافظ عادةً على مستويات البوتاسيوم، والكالسيوم، والمغنيسيوم، والفوسفور في التربة. زراعة المحاصيل في الأراضي التي تزود بسماد المزرعة بأقل من 20 طناً للفدان الواحد ستؤدي إلى استنزاف التربة من المواد الغذائية المعدنية ما لم يتم إضافتها من مصدر خارجي. وسوف تكون الأرض المزودة بأسمدة المزرعة حمضية أكثر قليلاً من الأرض غير المسمدة. التكليس لرفع درجة الحموضة pH سوف يحافظ على الكالسيوم والمغنيسيوم.

ينبغي أن تكون سماكة المهاد نحو 1.5 بوصة من سماد المزرعة المتعفن جيداً. عموماً إن المحاصيل لن تتغذى أكثر من اللزوم من السماد المطبق على السطح على شكل مهاد بهذه السماكة. تتلقى النباتات المواد الغذائية التي ترشح من المهاد. نصف النيتروجين قد يضيع في الهواء، ولكن يبقى ما يكفي لتغذية المحاصيل. ويتم اختيار أسمدة المزرعة المتعفنة جيداً (المتخمرة) بدلاً من السماد الجديد لصنع المهاد. السماد المتعفن جيداً يكون مرغوباً فيه لأن التعامل معه ألطف من التعامل مع السماد الجديد ولا يعطي روائح كريهة. تطاير الأمونيا من السماد المتعفن جيداً سوف يكون أقل بكثير من التي تفقد من السماد الجديد الذي يطبق على السطح. ويمكن أن توضع المواد المتعفنة جيداً قرب النباتات من دون احتمال وقوع الضرر للنباتات. سماد المزرعة الذي يحتوي قشاً يصنع أيضاً مهاداً جيداً. يكون منع حركة النيتروجين معدوماً في هذه المهاد إذا تركت على سطح الأرض، ولم تدمج داخل التربة أثناء نمو المحصول.

اعتراضات على أسمدة المزرعة

سماد المزرعة الجديد، وخصوصاً سماد البقر والحصان والخنزير وسماد الدواجن بالترتيب المتصاعد، هو مكان خصب مؤاتٍ للذباب. يمكن أن تنبعث الروائح الكريهة من السماد. ويمكن السيطرة على الذباب والروائح الكريهة إلى حد ما بتكويم السماد في أكوام مضغوطة. عادة ما تساعد أساليب التخزين التي تركز على التقليل إلى أدنى حد من الخسائر، على حل مشاكل الروائح. الأكوام والبحيرات الضحلة التي يتم فتحها لنشر سماد المزرعة في الحقول ستصبح نتنةً. ينبغي إدماج السماد في التربة، في أقرب وقت ممكن بعد التطبيق للحد من استمرار الروائح الكريهة، وكذلك للحد من خسائر النيتروجين.

تشكل بذور الأعشاب في السماد مشكلة خطيرة. الأراضي المسمدة بشكل كبير غالباً ما تصبح مليئة بشكل كبير بالأعشاب الضارة. قد تأتي بذور الأعشاب الضارة من القش الذي يتم تغذية الماشية به أو من المهاد الذي يختلط بسماد المزرعة. قد تكون بذور الأعشاب الناضجة في القش الذي يُتلف ويعبأ في السماد العضوي، وقد تنتج البذور الناضجة من القش العلف الأعشاب الضارة في محصول آخر، حيث تكون نباتات العلف غير مرغوب فيها. قد تمر بذور الأعشاب الضارة عبر [الجهاز الهضمي] لماشية المزارع الكبيرة من دون الحد من قدرتها اللاحقة على الإنبات.. قد تدمر البذور في أحشاء الدواجن ولكن ذلك غير موثوق به. تخمير وتدفئة (تحويل بالتخمير) أسمدة المزرعة هي طريقة غير كافية للحد من بذور الأعشاب على الرغم من أن عملية التخمير إلى سماد كثيراً ما يوصي به كوسيلة لتدمير بذور الأعشاب الضارة في سماد المزارع وبقايا النباتات.

قد تحتوي أسمدة المزرعة على بقايا مبيدات الآفات، تبعاً لأعلاف الماشية والدواجن. غالباً ما تتغذى الخنازير بأملاح النحاس أو الزنك لزيادة معدل الربح في الخنازير وقتل الديدان المعوية. التخمير قد يدمر المواد العضوية، مثل المضادات الحيوية التي تقدَم لحيوانات المزرعة، ولكن الأملاح المعدنية غير العضوية لن تتأثر أو ربما سيرتفع تركيزها بتخمير سماد المزرعة. ستتحلل المضادات الحيوية العضوية أيضاً بالكائنات الحية الدقيقة في التربة، ولا تعتبر مشكلةً تحد من تطبيق السماد على أراضي المحاصيل.

يمكن أن يحتوي سماد المزرعة على نسبة عالية من أمونياكال النيتروجين. التأخير لبضعة أيام أو أسبوع أو أسبوعين بين تطبيق السماد على الأرض وبذر أو زرع المحاصيل يساعد نيتروجين الأمونيوم على التأكسد إلى نترات وبالتالي يحد من سُمية الأمونيوم. كذلك يسمح التأخير في الزراعة للنشاط الميكروبيولوجي بأن يستقر بعد التطبيق ويساعد على تقليل فرص أمراض التعفن التي تصيب بذور المحاصيل أو الشتلات المنقولة. بعض الوكالات المعتمدة لإصدار الشهادات تنبه المزراعين لإمكانية تراكم مستويات عالية من النترات في الخضروات التي يتم إخصابها بسماد المزرعة الخام. من الصعب إعطاء التغذية الكافية من النيتروجين عبر الأسمدة أو من التربة إلى بعض الخضروات من دون تراكم النترات. وينبغي أن نقلق من سُمية الأمونيوم في سماد المزارع الخام أكثر بكثير من تراكم النترات في الخضار.

يمكن أن تنتقل بعض مسببات الأمراض البشرية، مثل بكتيريا السالمونيلا (Salmonella Bacteria) ، بتطبيق أسمدة المزرعة الخام على الأرض. ينصح بتخمير السماد أو تطبيق سماد المزرعي على الأرض قبل وقت كافٍ من موسم الحصاد المتوقع للمحاصيل الغذائية للتقليل من فرص انتقال العوامل المُمرضة من السماد للبشر أو للحيوانات.

تخمير سماد المزرعة هو ما الذي أوصت به منظمات إصدار شهادات [الزراعة] العضوية. التحويل بالتخمير يمكن أن يقلل من تركيزات المبيدات الكيميائية العضوية ولكنها لن تقضي على الزنك أو النحاس الذي يمكن أن يضاف في علف الخنزير الغذائية. التحويل بالتخمير سوف يقتل مسببات الأمراض في النباتات، والمواشي، والدواجن، والبشر. بدلاً من التحويل بالتخمير، توصي بعض المنظمات مصدرة الشهادات بمدة 4 أشهر أو أكثر بين تطبيق سماد المزرعة وحصاد المحاصيل للاستهلاك البشري، مما يسمح بتخمر سماد المزرعة في طبقات التربة.