أدرك القدماء بالملاحظة فوائد التسميد بالمواد العضوية ، وإن لم يفهموا تفسيره فشاهد رعاة الأغنام تحسن نمو النباتات في الأماكن التي راثت فيها أغنامهم، وخمر الصينيون البقايا النباتية مع الطين، ونحا على ذلك المصريون والرومان، وخمر العرب فضلات الحيوان وخلطوها بالتراب والتبن، إلى أن عني العلماء في العصر الحديث بدراسة المواد العضوية من حيث انحلالها وفائدتها للتربة والنبات ولم تفقد تلك المواد اهتمام الزارع بها إلى في الفترة القصيرة التي أعقبت نظرية ليبيج Liebig في التسميد المعدني ولكنها سرعان ما استعادت أهميتها من جديد عندما أثبت لاوس وجلبرت أن التسميد المعدني لايغني بحال من الأحوال عن التسميد العضوي ثم اشتد الاهتمام بها بتقدم الدراسات الميكروبيولوجية لأنها ألقت الكثير من الأضواء على ماتحدثه فيها ميكروبات التربة وأوضحت ما لهذه التغيرات من أثر كبير في خصب الأرض.

المواد العضوية :

هي تعبير عن الفضلات النباتية والحيوانية الخام التي لم يتناولها أي انحلال ميكروبي، وهي تحتوي كيميائياً على سبع مجموعات من المواد وتشمل :

1- المواد التي تذوب في الماء وتشمل: السكريات والجلوكوسيدات والأحماض الأمينية وأملاح النترات والكبريتات والكلوريدات وأملاح البوتاسيوم.

2- المواد التي تذوب في الإيثير والكحول وتشمل: الدهون والزيوت والشموع والراتنجيات والثانينات والألكالويدات والمواد الملونة.

3- السليلوزات

4- الهيمسليلوزات

5- اللجنينات

6- البروتينات

7- الأملاح المعدنية التي لاتذوب بالماء مثل سليكات البوتاسيوم والمغنزيوم والألمنيوم وهي تكون مع الأملاح المعدنية الذائبة مايعرف بالرماد.

وتختلف الفضلات في نسب محتوياتها من هذه المواد باختلاف نوعها وعمرها وتبلغ نسبة الكربون إلى الآزوت 1:90 وتتميز الفضلات الحيوانية عن النباتية باحتوائها على نسبة أعلى من البروتين ونسبة أقل من اللجنين.

وعموماً يعتبر وجود المادة العضوية في التربة صفة طبيعية لها تميزها عن مواد الأصل parent Materials وذلك لأن هذه المواد لاتصبح تربة إلا عند ظهور المادة العضوية فيها، وتحدث بداية تجمع المادة العضوية نتيجة للفعاليات الحيوية للأحياء المستقرة على الصخور والتي تقوم بتحويلها إلى تربة.

أما الدبال : فهو تعبير عن مركب معقد ينشأ من الانحلال التدريجي للمواد العضوية بفضل الميكروبات المختلفة ويتصف الدبال بصفات عامة أهمها:

1- لونه الأسمر الداكن أو أسود.

2- لايذوب في الماء وإنما يكون معه محلولاً غرويا. ويذوب لدرجة كبيرة في المحاليل القلوية المخففة وخاصة بالغليان مكوناً مستخلصاً داكن اللون ويرسب جانب كبير من هذا المستخلص عند معادلته بالأحماض المعدنية.

3- يحتوي على نسبة من الكربون أعلى مما يوجد في أجسام النباتات والميكروبات وتبلغ هذه النسبة عادة مابين 55-56% وقد تصل إلى 58% ويرجع ذلك لارتفاع نسبة مابه من اللجنين.

4- يحتوي على نسبة كبيرة من البروتين قد تبلغ أكثر من 17%.

5- تضيق نسبة الكربون إلى الآزوت حتى تصل نحو 1:10.

مصدر المادة العضوية:

يعبر لفظ المادة العضوية في التربة عن كل المواد النباتية والحيوانية الناشئة في التربة أو التي أضيفت إليها بغض النظر عن مراحل التحلل التي وصلت إليها فالتعبير يشمل جذور النباتات المختلفة والأجزاء النباتية التي تترك في التربة أو تطمر فيها بالعمليات الزراعية وأجسام الحيوانات المختلفة كالديدان والحشرات وفئران الحقل وفضلاتها وكذلك الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في التربة. وبذا تشمل المادة العضوية في التربة كل من الجزء المتحلل الكبير الحجم نسبياً والجزء الغروي الذي بلغ مرحلة كبيرة من التحلل وأصبح يساهم في خواص التربة الفيزيائية والكيميائية وبالتالي في إنتاج المحاصيل.

التركيب الكيميائي للمادة العضوية:

تتركب المادة العضوية من مادة جافة وماء ويؤلف الماء حوالي 75% أو أكثر من تركيب الأنسجة، أما المادة الجافة فهي مؤلفة من كربون وأوكسجين وهيدروجين ونتروجين وعناصر معدنية أخرى.

والتركيب الكيميائي لبقايا المواد النباتية الجافة والتي تشكل منشأ المادة العضوية في الأراضي معروف ويمكن تقسيمه إلى ثلاثة أقسام رئيسية:

1- السكريات العديدة Polysaccharides

2- اللجنين Lignin

3- البروتينات Protein

أولاً : السكريات العديدة Polysaccharides :

وهي عبارة عن قسم كبير من الكربوهيدرات الطبيعية والتي تشق جزئياتها من تكاشف Polymerization عديد من السكريات البسيطة أو السكريات الأحادية Monosaccharides ومن أمثلة هذه الوحدات البسيطة في الأراضي السكريات الآتية : جلوكوز، مانوز أرابينوز، زايلوز، ريبوز، حامض جلوكويورونيك حامض الجالاكتويورونيك ، جلوكوسامين، والجالاكتوسامين وغيرها.

وتضم السكريات العديدة:
‌أ- السيليوز Cellulose : وهو مكون كربوني رئيسي لمعظم النباتات الراقية وربما يعتبر أكثر المركبات العضوية انتشاراً في الطبيعة ويتركب السيليلوز من وحدات الجلوكوز مرتبطة مع بعضها في سلاسل طويلة ومستقيمة بواسطة B.Linkage عند ذرة الكربون رقم 1،4 في جزئي السكر. ويتراوح عدد جزئيات السكر في جزئي السيليلوز مابين 1400-10000 جزئي ويختلف باختلاف نوع النبات كما يتراوح الوزن الجزيئي للسيليلوز مابين 000 200 إلى 000 2000 ويتركز السيليلوز في جدر الخلايا.

ويعتبر السليلوز من الكربوهيدرات شديدة المقاومة للتحلل بواسطة الأحياء الدقيقة، والأنزيمات ويتوقف تحلله على الكثير من العوامل البيئية مثل الحرارة ، التهوية، الرطوبة، PH والمحتوى النتروجيني ونسبة اللجنين الموجودة.
‌ب- الهيمسليلوز Hemicellulose : بالرغم من التشابه الحرفي الكبير بين السيليلوز والهيمسيليلوز إلا أن تركيبهما النباتي يختلف تماماً ولايحملان أي تشابه فيما بينهما. والهيمسيليلوز عبارة عن قسم من السكريات العديدة عديمة الذوبان في الماء وعند تحللها مائياً بالحامض المعدني الساخن المخفض تعطي سكريات سداسية Hexoses وسكريات خماسية Pentoses وغالباً ما تعطي حامض اليورونيك Uronic Acid.
يتحلل الهيمسيليلوز في الأرض أولاً بمعدل سريع ثم يبطأ هذا المعدل ربما كنتيجة لعدم تجانس تركيبه. إلا أنه في الأيام الأولى من التحلل بمعدل أسرع من السيليلوز. ويتوقف تحلله على كثير من العوامل البيئية كما هو الحال في السيليلوز.
‌ج- النشا Starch: يأتي في المرتبة الثانية بعد السيليلوز كعديد سكر متكون من تكاتف السكريات السداسية Hexoses Sugars وفي النبات فهي تمثل مخزناً للكربوهيدرات. وتوجد بكميات كبيرة في الأوراق لأداء عملية التمثيل الضوئي والنشا النباتية تحتوي على مجموعتين أحدهما تسمى الإميلوز Amylose وهي عبارة عن بناء مستقيم مكون من 200-500 وحدة جلوكوز والثانية تسمى الاميلوبكتين Amylopectin فالجزيء مكون من ترابط جزئيات الجلوكوز إلا أن هناك سلاسل جانبية Side chains. والتحلل البيولوجي للنشا سريع جداً بالمقارنة بالسيليلوز والهيمسيليلوز.
‌د- المواد البكتينية Pectic substances : تشكل المواد البكتينية من سكريات عديدة معقدة مكونة من وحدات من حامض الجالاكتويورونيك Galacturonic acid

وهناك ثلاثة أنواع من المواد البكتينية وهي:
1- البروتوبكتين Protopectin وهي مواد غير ذائبة في الماء ومكون من مكونات جدار الخلية.

2- البكتين Pectin: وهو مكون من بلمرة جزيئات حامض الجالاكتوريورونيك وهو ذائب في الماء.

3- الأحماض البكتينية Pectic acide=s : وهو أيضاً عديد من حامض الجالاكتويورونيك ، وذائب في الماء ويختلف عن البكتين في عدم احتوائه على روابط الميثيل ايستر. وتتحلل المواد البكتينية بسهولة بواسطة الأحياء الدقيقة.

‌هـ الكيتين Chitin: من أكثر السكريات العديدة شيوعاً يحتوي في تركيبه على وحدة السكريات Amino sugar وهو مكون بنائي يعطي القوة الميكانيكية للأحياء الداخل في تركيبها وهو عديم الذوبان في الماء والمذيبات العضوية والقلويات المركزة أو الأحماض المعدنية المركزة. ويتركب الكيتين من سلاسل طويلة من وحدات N-acetylglucosamine .

وينشأ الكيتين في الأراضي من بقايا الحشرات التي تقضي جزءً من أو كل دورة حياتها في الأرض وكذلك ينشأ من أنسجة الفطريات التي يشكل الكينين جزءً كبيراً من تركيبها.