اهمیت شناخت خاک در چایکاری ارگانیک

نسبت کربن به نیتروژن (C:N ratio)

نسبت کربن به نیتروژن یا نرخ C:N معیاری برای سنجش فراوانیِ نسبی کربن به نیتروژن در مواد ارگانیک است. از جمله می‌توان این نسبت را در خاک، کمپوست، ضایعات گیاهی و یا نهاده‌های کشاورزی مورد ارزیابی قرار داد.

اطلاع از نسبت کربن به نیتروژنِ یک ترکیب ارگانیک از آن جهت اهمیت دارد که بیانگر نرخ تجزیه پذیری ترکیب ارگانیک مورد نظر است. این نسبت معیاری است برای تشخیص سلامتِ خاک، سنجش دسترس پذیری مواد مغذی، سهولت دستیابی گیاه به منابع ازته و شاخصی است برای سنجش تنوع و سطح فعالیت میکروارگانیسمی خاک. بعبارت دیگر نرخ C:N نشان می‌دهد که چه مقدار نیتروژن برای تامین انرژی مورد نیاز باکتری ها در دسترس است و فرایند تجزیه چقدر کند یا تند خواهد بود. قبلا می‌دانیم که هرچه نسبت کربن به نیتروژن بالاتر باشد، نرخ تجزیه کندتر است. در نتیجه میکروارگانیسم های خاک به فرصت بیشتری برای تجزیۀ کامل آن ماده نیاز دارند.

نرخ فراوانی کربن به نیتروژن به چه صورت بیان می‌شود؟

در C:N که یک نسبت جرمی است، صورت کسر مقدار کربن است و مخرج کسر که همیشه مساوی با یک فرض می‌شود بیانگر مقدار نیتروژن است. مثال: برای بیان نسبت کربن به نیتروژن اندازه گیری شده در پیت ماس می‌نویسیم 60:1 و این یعنی در ترکیب پیت ماس، به ازای هر یک واحد نیتروژن، شصت واحد کربن حضور دارد.

 در مثال فوق فراوانی کربن بطور نسبی شصت برابرِ فراوانی نیتروژن است. آیا در چنین محیطی فعالیت باکتریایی بسهولت انجام می‌شود؟ برای پاسخ به این سوال ابتدا باید بدانیم که محیط مناسب فعالیت میکروارگانیسمی خاک چگونه محیطی است؟ نرخ C:N ایدئال برای میکروب های خاک نسبت تقریبی بیست و چهار به یک است. یعنی میکروارگانیسم های خاک شرایط محیطی‌ای را ترجیح می دهند که فراوانی نسبی کربن بیست و چهار برابر نیتروژن باشد. در چنین محیطی است که ازت کافی برای تامین انرژی حیاتی میکروب ها فراهم است و به اصطلاح آنها قادرند به سادگی از عهدۀ تجزیۀ مواد ارگانیک خاک بر آیند. ادامۀ فعالیت آنها این نسبت را تغییر خواهد داد و نسبت کربن به نیتروژن تا حدود ده به یک کاسته خواهد شد. و این همان محیطی است که از آن بعنوان یک ترکیب آلی «تجزیه شده» و یا کمپوستِ کامل یاد می‌کنیم. یعنی یک بالانس ایدئال.

مواد ارگانیک با نرخ C:N بالا دیر تر یا کند تر تجزیه می‌شوند. نمونه هایی از این تیپ را مثال می آوریم: تراشۀ چوب، خاک ارّه، پوست تنۀ درختان، شاخ و برگ گیاهان، کاه و کلش غلات و نمونه‌هایی دیگر از این دست. چرا که بخش اعظم محتوای چنین موادی ترکیبات پیچیدۀ کربنی است. یعنی نسبت کربن به نیتروژن در این مواد بسیار بیش از نرخ ایدئال میکروارگانیسم خاک است. میکروب ها دست به کار تجزیۀ این مواد خواهند شد و برای تداوم تجزیه به نیتروژن نیاز دارند تا تامین کنندۀ متابولیسم سلولی لازم برای فعالیتشان باشد. اما بزودی این منبع نیتروژن به پایان می رسد. بنابراین به ذخایر قبلی نیتروژن در خاک مراجعه می کنند. در این مرحله ازت مورد نیاز گیاهان بسیار کمیاب است. و به اصطلاح نیتروژن بی‌حرکت شده است.* زیرا اکنون میکروب ها در حال برداشت و تغذیه از ازت خاک هستند. و اگر پس از مصرف نیتروژن خاک هنوز دچار کمبود منابع ازته باشند مرگ آنها فرا می رسد. اما میکروب هایی که زودتر می میرند خود به منابع تامین نیتروژن بقیۀ اعضای جامعه میکروبی تبدیل می شوند.**

بگذارید از منظر یک چایکار ارگانیک به مسئله نگاه کنیم؛ هدف ما از افزودن ترکیبات آلی به خاک چیست؟ آیا می خواهیم کمبود ازت در گیاه را جبران کنیم؟ آیا می خواهیم منابع کربنی بیشتری را در اختیار میکروارگانیسم ها قرار دهیم؟ اگر اینطور است، آیا قبلا بررسی کرده ایم که آنها قادر به تجزیۀ این مواد سلولزی افزوده هستند یا خیر؟ آیا می خواهیم از شوری خاک بکاهیم؟ آیا می خواهیم اسیدته خاک را افزایش دهیم؟ و آیا می خواهیم کمبود ریزمغذی ها را جبران کنیم؟ همچنین می توان سوالات دیگری نیز به این فهرست افزود. برای مثال ممکن است هدف ما از افزودن کاه و کلش روی سطح خاک و پای بوته ها، مالچینگ و مبارزه با علف هرز باشد. حتی ممکن است یک چایکار برای کنترل فرسایشِ ناشی از روان-آب، به ریختن شاخ و برگ در میان ردیف های چای اقدام کند. در اینجا صورت مسئله بسیار متفاوت بنظر می رسد. اما هنوز لازم است که جوانب مختلف و نتایج این عمل بررسی شود.

بعبارت دیگر مهم این است که هر عمل ما در کشاورزی ارگانیک باید در پاسخ به یک پرسش معین صورت پذیرد. آیا خاک به ازت بیشتری نیاز دارد؟ مثبت یا منفی بودنِ پاسخی که به این پرسش می دهیم نقشی تعیین کننده در عملیات کشاورزی خواهد داشت. و در نظر داشته باشیم که هر عملی به صرف آنکه غیر شیمیایی است و یا اصطلاحا «طبیعی» بنظر می رسد، مفید نیست.

شناخت خاک و آگاهی از مفهوم نرخ C:N به ما در تحلیل وضعیتی که گیاه در آن قرار دارد، یاری می رساند. رویکرد ما به چایکاری ارگانیک باید تابع رویکرد ارگانیک به کلّ اکوسیستم باشد. اگر نیازها و پیامهای گیاه را نشناسیم، چگونه می توانیم به شادابی او کمک کنیم؟

برای مثال: کاهش منابع ازت خاک منتج به رنگ-باختگی در بوته های چای می شود. زیرا در این وضعیت گیاه قادر نیست محتوای کلروفیلی کافی تولید کند. کاهش رشد، رنگ پریدگی، بویژه در برگ های مسن، کوتاه شدن فاصلۀ میان-گرهی و... اینها نشانه ها و پیامهای گیاه هستند. و دستیابی به منابع ازته، نیازِ گیاه. اگر مجموعۀ مشاهدات ما (مشاهدات تجربی/نتایج آزمایشگاهی) فرضیۀ کمبود ازت را تایید می کنند، پس برای تقویت خاک باید به سراغ مواد ارگانیک با نرخ C:N پایینتر از میزان ایدئال میکروبی برویم. در چنین شرایطی تقویت خاک با استفاده از کود دامی انتخاب درستی است. حال آنکه اضافه کردن کاه یا شاخ و برگ گیاهان یک انتخاب نابجا ست.

اکنون فرض کنیم در باغ چای مورد بررسی پس از یک دورۀ کودیاری موفقیت آمیز و بهبودی کامل گیاهان تحت تیمار، وارد دورۀ هرس پاییزه (Level-off- Skiff) شده‌ایم. آیا این به صلاح شرایط باغ است که برگهای ریخته از هرس را در پای بوته ها به حال خود رها کنیم؟ آیا میکروارگانیسم‌های خاک قادر به تجزیۀ این افزودۀ گیاهی خواهند بود؟ بلی، پاسخ تا حدود زیادی مثبت است. زیرا در این زمان تا فرا رسیدن دورۀ رویشی بعدی و در طول دورۀ خوابِ گیاه، فرصت کافی برای تجزیۀ این بارِ کربنی اضافه فراهم است. بعلاوه آنکه در طی این دورۀ زمانی وجود شاخ و برگ هرس شده روی سطح خاک بعنوان یک محافظ خوب در مقابل فرسایش ناشی از بارش های طولانی پاییزی عمل می کند.

بعنوان یک اصل کلّی؛ استفاده از مواد ارگانیک با نرخ کربن بالا به دنبال یک دوره کودیاری با نرخ C:N پایین به بهبود شرایط خاک کمک می کند. (مشروط بر آنکه عملیات قبلی ما واقعا به نتایج قابل اعتنایی دست یافته باشد)

در یک جمعبندی کلّی ببینیم که نرخ C:N چگونه بر سلامت خاک و در نتیجه بر فعالیت ما در چایکاری ارگانیک اثر می گذارد.

یک. فعالیت میکروبی: نرخ مطلوب (بهینه) کربن به نیتروژن، معادل نسبت بیست و چهار به یک، مشوق فعالیت بالای میکروارگانیسمی در خاک است. سلامت جامعۀ میکروبی خاک مترادف است با شرایط ایدئال برای کشاورزی ارگانیک.

دو. دسترسی به مواد مغذی: نسبت کربن به نیتروژن تاثیر جدی بر چرخۀ مواد مغذی در خاک دارد. و بویژه این اثر بر سیکل نیتروژن حائز اهمیت فوق‌العاده بالایی ست.

سه. نرخ تجزیه: مواد ارگانیک با نرخ پایین کربن به نیتروژن مشوق فعالیت میکروبی هستند و سریع تجزیه می شوند. (این دسته از مواد را اصطلاحا ترکیبات سبز می نامیم) مواد با نرخ بالای کربن به نیتروژن مشوق توسعۀ شبکه های میسلیومی و فعالیت قارچ‌ها هستند. این ترکیبات به کندی تجزیه می شوند. (این دسته از مواد را اصطلاحا ترکیبات قهوه‌ای می نامیم)

* Nitrogen immobilization

**Nitrogen mineralization