استخدام الكائنات الحية الدقيقة النافعة في الزراعة

أكدت نتائج الدراسات العلمية الحديثة خطورة الاستمرار في ما يعرف باسم الزراعة المصنعة Industrialized Agriculture والتي يستخدم فيها الأسمدة الكيميائية، حيث تؤدي إلي آثار سلبية علي البيئة وتشكل تهديداً خطيراً لصحة الإنسان علاوة علي الأثر المباشر لتلك الكيماويات علي الكائنات الدقيقة النافعة الموجودة في التربة الزراعية. لذلك بدأ الاتجاه إلي ترشيد استخدام تلك الأسمدة والمبيدات الكيميائية والاهتمام بتكنولوجيا الزراعة العضوية الحيوية Bio-Organic Farming وتعرف أيضاً باسم الزراعة الطبيعية Natural Agriculture، ويستخدم فيها الأسمدة العضوية والكائنات الحية الدقيقة المفيدة من أجل توفير غذاء صحي مع إنتاجية أكثر وجودة عالية وفي نفس الوقت المحافظة علي بيئة نقية ونظيفة. وتتضمن هذه التكنولوجيا تعظيم استخدام الكائنات الحية الدقيقة المفيدة بغرض توظيفها في تحسين الصفات الطبيعية والكيماوية والبيولوجية للتربة، حيث تقوم بحفظ أتزان العناصر في الأراضي الزراعية وتحويل العناصر إلي الصورة الذائبة والميسرة الصالحة لتغذية النبات، كما تشارك في المقاومة البيولوجية لبعض الآفات والأمراض النباتية.

المخصب الحيوي EM1:

EM1 اختصار لكلمتي Effective Micro-Organisms ، أي الكائنات الدقيقة الفعالة، وهو عبارة عن مستحضر طبيعي يحتوي علي مجموعة متوافقة من الكائنات الحية الدقيقة النافعة ولها دور نشط وفعال في تحسين خصوبة التربة الزراعية، وهو مستحضر آمن من الناحية الصحية حيث أن الأحياء الدقيقة الموجودة به غير معدلة وراثياً، ولا يحتوي علي أي مبيدات أو مواد كيميائية ضارة.

والفكرة الأساسية للمخصب الحيوي EM1 أن الكائنات الحية الدقيقة المفيدة النشطة الموجودة به تعمل علي تحسين صفات التربة الزراعية بصورة طبيعية حيث تقوم تلك الكائنات الدقيقة بمجموعة من الوظائف المفيدة لخصوبة التربة، والتي يمكن إيجازها فيما يلي:

1-     إفراز أنزيمات تقوم بتحليل المواد العضوية المعقدة ومعدنة العناصر الغذائية الموجودة بها أي تحويلها من الصورة العضوية غير الذائبة إلي الصورة المعدنية الذائبة التي يستطيع النبات امتصاصها والاستفادة بها.

2-     إفراز الأحماض التي تقوم بإذابة العناصر المعدنية الموجودة في التربة مثل إذابة أملاح الفوسفات الصخري غير الذائبة وتحويلها إلي أملاح فوسفات ذائبة، وكذلك تحرير عنصر البوتاسيوم وغيره من العناصر المرتبطة بمعادن التربة الزراعية.

3-     إفراز بعض المواد المخلبية Chelating Agents التي تعرف باسم حوامل الحديد Siderophores التي تيسر للنباتات امتصاص عنصر الحديد.

4-     أكسدة مركبات الكبريت غير الذائبة وتحويلها إلي صورة ذائبة.

5-     تثبيت أزوت الهواء الجوي مما يزيد من محتوي التربة من النيتروجين وكذلك تمثيل ثاني أكسيد الكربون بواسطة البكتريا الأوتوتروفية مما يزيد من الكربون العضوي.

6-     تحسين بناء التربة Soil Structure عن طريق تجميع حبيبات التربة بربطها مع بعضها بواسطة خيوط هيفات الفطريات والأكتينوميسيتات أو لصقها بواسطة مواد صمغية لزجة تفرزها الكائنات الدقيقة، مما يزيد من درجة التهوية في التربة.

7-     تساعد الكائنات الدقيقة علي تكوين الدوبال Humus في التربة الزراعية وهو تركيب معقد له طبيعة غروية ناتج من تحلل المواد العضوية وهو يؤدي إلي زيادة السعة التشبعية Water Holding Capacity والسعة التبادلية Cation Exchange Capacity والقدرة التنظيمية لدرجة pH التربة Buffering Capacity كما يعتبر مخزن للمواد الغذائية في التربة، مما يحسن من خصوبة التربة بوجه عام.

8-     إفراز منظمات النمو النباتية الأمر الذي يسرع من معدل نمو النبات.

9-     إفراز مضادات حيوية تثبط نمو بعض الميكروبات الممرضة للنبات.

10-إمداد التربة بأعداد وفيرة من الكائنات الدقيقة المفيدة تنافس الميكروبات المرضية وتحول دون نشاطها وأصابتها للنبات.

استخدام المخصب الحيوي EM1 يعود بالفوائد الاقتصادية الآتية:

1-     استخدام المخصب الحيوي EM1 يحد من استخدام الكيماويات الزراعية (Agrochemicals) التي تعتبر مكلفة للمزارع وأيضاً تفقد التربة تنوعها الحيوي وبالتالي تتدهور مثل هذه التربة ولا يجد النبات احتياجاته منها وتنتشر الأمراض والآفات وتحتاج إلي كميات كبيرة من الكيماويات وهذا كله يقلل من دخل المزارع هذا بالإضافة إلي ما تسببه من تلوث للبيئة.

2-     المحاصيل المعاملة بالمخصب الحيوي EM1 تكون أسرع في النمو وبالتالي تعطي محصول مبكر وتقل الفترة التي يكون فيها النبات معرض للإصابة بالأمراض والآفات.

3-     باستخدام EM1 يمكن الحصول علي إنتاج عالي وذو جودة مميزة في الطعم ويتحمل التسويق وهذا يدر دخلا للمزارع.

4-     استخدام EM1 يجعل التربة خصبة وغنية ويمكن زراعتها أكثر من مرة في العام.

5-     استخدام EM1 في وجود المادة العضوية يقلل من العمالة، فالتربة الملقحة بالمخصب الحيوي EM1 يتحسن بنائها الطبيعي (Physical Structure) وتكون عملية العزيق أيسر، وتتحسن أيضا خواصها الكيميائية والحيوية ويساعد أيضا علي إطلاق العناصر في صورة ميسرة للمحصول النامي.

6-     مع استخدام هذا المخصب الحيوي فإنه يمكن الاعتماد علي مخلفات المزرعة في التسميد حيث تعامل هذه المخلفات بمحلول EM1 الذي يعمل علي تحللها في فترة قصيرة نسبياً ويعاد تدويرها في التربة مرة أخرى وذلك بدلا من حرق هذه المخلفات وما تسببه من تلوث للبيئة.

7-     مع استمرار استخدام مادة EM1 للتربة فإنه بعد ذلك تقل الحاجة إلي تكرار إضافته حيث أن هذه الكائنات تتكاثر ذاتياً وتصبح التربة حية (Living Soil) وفي هذه الحالة يضاف في فترات متباعدة للمحافظة علي تعداد هذه الكائنات في التربة.

ويحتوي المخصب الحيوي EM1 علي أنواع الكائنات الحيوي الدقيقة الآتية:

1- البكتريا الممثلة للضوء Photosynthetic Bacteria

تشمل هذه البكتيريا مجموعة متباينة من الأنواع ذات قدرات فسيولوجية عالية ، وعلي سبيل المثال فإن Rhodopseudomonas SPP. لها القدرة علي استخدام الضوء كمصدر للطاقة واستخدام ثاني أكسيد الكربون الجوي أو مواد عضوية أخرى مثل إفرازات الجذور كمصدر للكربون لبناء خلاياها تحت الظروف اللاهوائية، كما أنها تستطيع النمو أيضا تحت الظروف الهوائية وفي غياب الضوء وفي هذه الحالة تستخدم المواد العضوية مثل الأحماض العضوية والكحولات والكربوهيدرات كمصدر للطاقة والكربون معاً. فضلا عن ذلك فإن العديد من تلك البكتريا الممثلة للضوء لها القدرة أيضا تثبيت أزوت الهواء الجوي. وعلي ذلك فإن قدرة هذه البكتريا علي النمو تحت ظروف بيئية متباينة وإنتاجها لعوامل نمو مختلفة مثل الأحماض الأمينية والأحماض النووية والسكريات يشجع نمو النبات وينشط مجموعات أخرى غيرها من البكتريا والفطريات المفيدة ذات التأثير الإيجابي علي خصوبة التربة.

2- بكتريا حامض اللاكتيك Lactic Acid Bacteria

هذه البكتريا لها القدرة علي تحويل السكريات إلي حامض لاكتيك، ويؤدي تكوين حامض اللاكتيك إلي خفض درجة pH في الوسط المحيط الأمر الذي يساعد علي إذابة العناصر الغذائية، بالإضافة إلي ذلك فإن حامض اللاكتيك نفسه يسرع من تحلل المواد العضوية المعقدة ، وأيضا له تأثير مثبط قوي يقاوم نمو بعض الفطريات الممرضة مثل فطر الفيوزاريم ويؤدي ذلك بالتبعية إلي اختفاء النيماتودا.

3- الخمائر Yeast

تستطيع الخمائر النمو باستخدام مواد عضوية مختلفة سواء الناتجة من إفرازات الجذور أو التي تفرزها بكتريا أخرى مثل البكتريا الممثلة للضوء ، ونتيجة نمو الخمائر تقوم هي الأخرى بإفراز عوامل نمو مختلفة مثل الأحماض الأمينية والفيتامينات التي تفيد نمو كائنات دقيقة أخرى في المخصب الحيوي EM1 مثل بكتريا حامض اللاكتيك والأكتينوميسيتات، وتفرز الخمائر أيضا بعض الهرمونات والإنزيمات التي تسرع من معدل نمو النبات.

4- الاكتينوميسيتس Actinomycetes

هذه المجموعة من الكائنات الدقيقة لها تركيب خيطي أشبه بالفطريات يساعد علي تجميع حبيبات التربة الدقيقة مما يحميها من عوامل التعرية ويزيد من تهويتها، وتتميز الاكتينوميسيتات بقدرتها علي تحمل الجفاف والحرارة ولها قدرة بيرة علي تحليل المواد العضوية المعقدة، كما تفرز مضادات حيوية تمنع أو توقف نمو العديد من الميكروبات المرضية.

5- الفطريات Fungi

الفطريات لها تركيب خيطي، وهي تتحمل الجفاف والحموضة، وتفرز أنزيمات خارجية تحلل العديد من المواد العضوية المعقدة، كما أن بعضها يفرز مواد مضادة للميكروبات المرضية. والكثير من الفطريات يحول المواد العضوية إلي كحولات وأحماض عضوية وإسترات مما يقلل من اليرقات والحشرات الضارة. كما أن الكائنات الحية الدقيقة الأخرى النافعة يمكنها الاستفادة من هذه المركبات فيزداد تعدادها في التربة مثل فطر الميكوريزا Mycorrhiza. ولهذا الفطر أهمية خاصة حيث تخترق خيوطه خلايا القشرة في جذور النبات بينما تبقي أطراف الخيوط بالخارج وبذلك تزيد من مسطح الامتصاص للمجموع الجذري مما يزيد من كفاءة النبات علي امتصاص الماء والعناصر الغذائية، كما يفرز الميكوريزا أنزيم الفوسفاتيز الذي يحول الفوسفات العضوي إلي فوسفات معدني ذائب، ويشجع جذور النبات علي إفراز ثاني أكسيد الكربون والأحماض العضوية مما يخفض درجة pH ويساعد ذلك علي ذوبان الفوسفات الصخري.

يتضح مما تقدم أن كل مجموعة من أنواع من الكائنات الحية الدقيقة (بكتريا التمثيل الضوئي، بكتريا حمض اللاكتيك، الخمائر ، الاكتينوميسيتس، الفطريات) لها وظيفة خاصة بها ولكن بكتريا التمثيل الضوئي لها الريادة والأهمية في نشاط EM1 حيث تساعد وتدعم نشاط الميكروبات الدقيقة الأخرى كما تقوم بتحويل المواد المنتجة بواسطة الكائنات الحية الدقيقة الأخرى إلي مواد نافعة للنبات. ويطلق علي هذه الظاهرة التعاونية مبدأ التعايش والازدهار (Coexistence and Co-Prosperity) وعند إضافة المخصب الحيوي EM1 في التربة، فإن الكائنات الحية الدقيقة النافعة الأخرى يزداد عددها أيضا وبذلك تصبح التربة غنية بالكائنات الحية الدقيقة النافعة (Living Soil) وتقل الكائنات الحية الضارة نتيجة المنافسة فيما يسمى Competitive Exclusion.

تفرز جذور النباتات أيضا مواداًًً مفيدة مثل الكربوهيدرات والأحماض الأمينية والأحماض العضوية والإنزيمات والتي تقوم الكائنات الحية الأخرى والنبات في منطقة الجذور (Rhizosphere) منظومة يستفيد منها النبات ويزيد الإنتاج في النهاية.

استخدامات المخصب الحيوي EM1 في الزراعة

(أ?) يضاف محلول EM1 بمعدل نصف لتر للفدان مرة أسبوعيا علي الأقل لمدة 4-5 شهور إضافة أرضية مع مياه الري ويحقن خلال نظام الري بالتنقيط في الأرض الرملية.

(ب?) يضاف محلول EM1 المخفف بمعدل 0.5 سم3 لكل لتر ماء نظيف خالي من الكلور رشاً علي المجموع الخضري مرتين في الشهر.

يمكن مضاعفة كمية محلول EM1 الأساسي (Primary EM) المتاحة في المزرعة والحصول علي EM الثانوي (Secondary) إلا أنه لا يمكن تخزينه أكثر من شهرين ولا يمكن إعادة مضاعفته مرة أخرى. وهذا يعود بالفائدة علي صاحب الأرض حيث يمكن تحضير 100 لتر EM من 5 لتر EM1 الأساسي كما يلي:

• 5 لتر EM1 الأساسي.

• 5 لتر مولاس.

• 90 لتر ماء.

طريقة التحضير

1- يضاف المولاس إلي كمية من الماء كافية لإذابته جيداً.

2- ثم يضاف المحلول المولاس المخفف السابق تجهيزه إلي باقي كمية الماء.

3- يضاف EM1 الأساسي إلي المحلول السابق ويقلب جيداً.

4- يوضع المحلول المجهز السابق في برميل بلاستيك نظيف محكم الغلق ويترك لمدة 7 أيام صيفاً و 15 يوم شتاءا في مخزن مظلل.

بعد هذه المدة يكشف علي المحلول وسوف نجد أن طعمه حامضي وليس سكري أو كحولي وهذا يدل علي أنه أصبح صالح للاستعمال وفي هذه الحالة لا يزيد رقم pH للمحلول عن 4 . ويستخدم هذا المحلول (EM الثانوي) بمعدل 10 لتر للفدان أسبوعياً لمدة 4-5 شهور.

(ج) يستخدم EM1 الأساسي في تحضير سماد عضوي غني متكامل (بوكاشي Bokashi) يتم تحضيره كالآتي:

 40 كيلوجرام عجينة كسب زيتون.

 40 كيلو جرام سرس أرز ناعم (أو سرس قمح).

 265 سم3 EM1 الأساسي.

 265سم3 مولاس.

 26.5 لتر ماء خالي من الكلور.

 ويمكن الاستغناء عن كسب الزيتون في حالة عدم تواجده ويستخدم بدلا منه مخلفات حيوانية.

تحضير البوكاشي Bokashi

توجد طريقة هوائية وأخرى لاهوائية لتحضير البوكاشي وسوف نشرح فيما يلي الطريقة اللاهوائية:

 تخلط عجينة الزيتون مع سرس الأرز خلطا جيدا وذلك علي قطعة من البلاستيك النظيف.

 يضاف المولاس إلي كمية من الماء (حوالي 2 لتر) ويذاب جيدا ثم يضاف إلي باقي كمية الماء ويقلب جيدا.

 يضاف EM1 الأساسي إلي المحلول السابق ويقلب جيدا.

 يضاف المحلول المحضر بالتدريج إلي الخليط السابق (سرس الأرز وعجينة الزيتون) مع التقليب الجيد ويجب إلا تزيد نسبة الرطوبة في الخليط الناتج عن 30-40% (يؤخذ جزء من الخليط بين قبضة اليد ويضغط عليها فإذا كانت متماسكة ولا يوجد زيادة من الماء تتبقى في كف اليد تكون الرطوبة مناسبة)، ومن الأفضل استخدم جهاز قياس نسبة الرطوبة.

 يكبس المخلوط بعد ذلك في براميل أو أكياس بلاستيك أو يوضع علي مشمع بلاستيك كبير بارتفاع حوالي 50-70 سم ويغطي بأحكام حتى يمكن للبكتريا أن تتكاثر لاهوائيا ويترك لمدة أسبوع ضيفا وثلاثة أسابيع شتاءا في مكان مظلل ومن المهم ألا يتعرض أثناء عملية التكاثر إلي التهوية حتى تسير التفاعلات في الاتجاه اللاهوائي المطلوب. [عند هذه المرحلة يكون للبوكاشي رائحة الاسترات وهي رائحة عطرة مميزة ويدل هذا علي نجاح صناعة البوكاشي أما إذا كانت الرائحة عفنة فتدل علي فساد البوكاشي وفي هذه الحالة لا يستخدم ويعاد تدويره مع السماد العضوي. تحتاج عملية تحضير البوكاشي إلي التكرار والمران عليها حتى يتم إتقانها. مع مراعاة نظافة الأوعية وشطفها بمحلول EM1 مخفف قبل استخدامها وتستخدم أوعية من البلاستيك ولا تستخدم الأوعية المعدنية أو العبوات الفارغة للمبيدات والكيماويات كما يجب الاهتمام بعملية الخلط وضبط نسبة الرطوبة].

 يستخدم البوكاشي كإضافة بمعدل 100-250 جم لكل شجرة وتغطي بالتربة كإضافة شهرية قبل الري كما يستخدم بمعدل 100 إلي 250 جم/م2 من التربة في حالة المحاصيل الحقلية ومحاصيل الخضر.

 ويفضل أن يستخدم EM1 بالطرق الثلاث السابقة معا أي: (1) إضافة أرضية مع مياه الري أو من خلال نظام الري بالتنقيط ، (2) رشا علي النبات ، (3) إضافة البوكاشي إلي التربة الزراعية حيث أن استخدام الطرق الثلاثة معا يعطي أفضل النتائج وخصوصا في الأراضي الرملية الجديدة المستصلحة مع إضافة الأسمدة العضوية.

 يفضل أن يستخدم EM1 عند تجهيز الجور أو الخنادق لمحاصيل الفاكهة قبل الزراعة حيث يضاف البوكاشي (كبادئ للميكروبات المفيدة) بمعدل 250 جرام/ متر2 من التربة إلي خلطة الجورة أو الخندق أو نثرا علي الأرض في حالة المحاصيل الحقلية والخضر ثم تروى التربة بعد ذلك. ويضاف EM1 بمعدل نصف لتر للفدان مع مياه الري وتعامل الشتلات بعد ذلك باستخدام البوكاشي كإضافة أرضية و EM1 مع مياه الري و EM1 المخفف رشا علي النبات.

 يستخدم EM1 في مراقد البذور حيث يؤدي إلي زيادة نسبة وسرعة الإنبات وكذلك قوى البادرة الناتجة ومن المفضل معاملة المرقد قبل الزراعة بمحلول EM1 0.5 سم3/لتر إضافة أرضية مع مياه الري بالإضافة إلي 200 جرام/م2 في وجود مادة عضوية لإعداد بوكاشي في بيئة خصبة ملائمة للإنبات. ثم يضاف في المراقد بمعدل 0.5 سم3/لتر أسبوعيا مع مياه الري.

 يستخدم أيضا EM1 بنجاح في مشاتل الموز والمانجو والموالح والباباظ وأيضا مع عقل العنب وغيرها.

 وباستمرار إضافة EM1 فإنه يمكن إنتاج نباتات قوية وسريعة النمو مع زيادة المحصول وتحسين الصفات الثمرية مع المحافظة علي خصوبة التربة.

 وقد أثبتت التجارب التي أجريت بالتعاون مع مؤسسة EMRO اليابانية (Effective Microorganisms Research Organization. Inc) بمزارع الطريق الصحراوي بمصر أن استمرار استخدام EM1 بالمعدلات والطرق السابقة يؤدي إلي تقليل استخدام كميات الأسمدة المعدنية إلي النصف في وجود المادة العضوية. ومع مداومة إضافة فإنه يمكن الاستغناء عن الأسمدة الكيماوية حيث تصبح التربة (EM Soil) ويمكنها إنتاج محصول مميز خالي من الكيماويات.

 إن العودة إلي الزراعة الطبيعية لتحقيق هدف الزراعة المستدامة (Sustainable Agriculture) وإنتاج محاصيل ذات صفات عالية الجودة خالية من الكيماويات الزراعية كاتجاه عالمي ، يتم تدريجيا باستخدام الأسمدة العضوية بالإضافة إلي بعض المخصبات الحيوية المتكاملة (EM1) وهذا ما تم التوصل إليه كنتيجة للأبحاث التي أجريت ونشرت في المؤتمرات العالمية وطيقت في العديد من دول العالم المختلفة وتحت مختلف الظروف المناخية والبيئية مع استخدام الميكنة الزراعية في فرم وتخمير وتعبئة السماد العضوي المعامل بالمخصب الحيوي EM1 ، واستخدام نظام Biofertilation في إضافة محلول EM1 مع مياه الري في التربة مباشرة.

EM1

المراجع:

1-  استخدام الكائنات الحية الدقيقة النافعة في الزراعة بالتعاون على مؤسسة Emiro اليابانية، ورشة العمل الإقليمية لاستخدامات مادة EM وإعادة تدوير المخلفات الزراعية، القاهرة 27-28 مارس 2002 .

2-     موقع مؤسسة EMIRO اليابانية.