1. تأثير المخلفات الزراعية على البيئة

2. الزراعة والموارد والبيئة
تبلغ المساحة الكلية للأراضي الصالحة للزراعة في العالم حوالي 3200 مليون هكتار،
يزرع منها بالفعل حوالي 46 % (1475 هكتار).
لم تزد المساحة المنزرعة إلا حوالي 5.8% على امتداد الفترة م ؛
وكانت الزيادة في البلدان المتقدمة 0.3 %، وفي البلدان النامية 9%.
نصيب الفرد نقص من 0.38 هكتار في عام 1970م إلى 0.28 هكتار في عام 1990م
وكان مرجع ذلك أساسا النمو السكاني وخسارة الأرض المزروعة.
وكان النقص ملحوظا للغاية ي البلدان النامية من 0.28 هكتار للفرد إلى 0.2 هكتار للفرد
أي نقص مقداره 40%.
وفي البلدان المتقدمة كان النقص من 0.64 هكتار للفرد إلى 0.56 هكتار للفرد.
ومع افتراض أنه لن تزرع أراضي جديدة ولن تخرج أية مساحات من الأراضي المزروعة
حاليا نتيجة للتدهور، فان نصيب الفرد من الأراضي الصالحة للزراعة في العالم
سيواصل الانخفاض بحيث يصل إلى هكتار في 2050م والى 0.14 هكتار في 2100م .

3. يمكن تقسيم المخلفات الزراعية إلى مجموعتين: أ- المخلفات أثناء الزراعة
الاستخدام المتزايد للأسمدة الكيميائية (النيتروجينية والفسفورية والبوتاسية) عنصرا جوهريا في الزراعة الحديثة. وقد ارتفع الاستهلاك العالمي من الأسمدة الكيميائية من حوالي 69 مليون طن في 1970م إلى حوالي 180 مليون طن في 2005م أي ما يقارب ثلاثة أضعاف.
ويعود حوالي 50 % من الأسمدة المستخدمة بالمنفعة على النباتات؛ أما الكمية الباقية فتفقد من نظام التربة عن طريق الرشح والجريان السطحي والتطاير, مما يترتب على ذلك من خسائر اقتصادية وزيادة دمار التربة داخل المزرعة وخارجها.
ويؤدي استخدام الأسمدة إلى التلوث خلال عملية الرش و زيادة الإنبعاثات من أكسيد النتروز, وقد وجدت آثار من المبيدات في ضباب وأمطار كاليفورنيا.
وأتضح انه حتى المبيدات عديمة التطاير نسبيا مثل إل DDT تتبخر في الغلاف الجوي بسرعة كبيرة لا سيما في المناطق الحارة , تنتقل إلى مسافات طويلة وتسهم في التلوث الكيميائي على نطاق العالم.
أفادت التقديرات إن استخدام المبيدات زاد كثيرا وأصبح الاستهلاك العالمي مليون دولار في 2005 م بدلا من 7700 مليون دولار في 1972م؛ وأهما مبيدات الأعشاب (46%)، مبيدات الحشرات (31 %) مبيدات الفطريات (23 %).
أكثر من 90 % من المبيدات لا يصل إلى الآفات المستهدفة، ويؤدي إلى تلوث الأرض والمياه والهواء.
كما أدى تكرار استخدام المبيدات إلى تزايد المقاومة بين الآفات المستهدفة. وفي حالات كثيرة حفز ذلك على استخدام مبيدات حشرية أخرى أكثر سمية مع ما يترتب عليها تزايد المخاطر البيئية.

4. ب- المخلفات بعد الزراعة
تأثير المخلفات الزراعية على الغلاف الجوي :
تسهم المخلفات الزراعية في تلوث الغلاف الجوي على المستويين المحلي والعالمي.
فممارسات الزراعة المتنقلة كحرق أراضي السفانا وتطهير الغابات لإعدادها للزراعة وتربية الماشية، تنتج عددا من الانبعاثات الهوائية.
الكتلة الحيوية التي أحرقت بين عامي م حوالي مليار طن سنويا، يتعلق منها مباشرة بالزراعة حوالي 60 إلى 65 % والباقي بحرائق الأراضي القفر، وحرق الأخشاب والحطب وغيره من مخلفات إزالة الغابات.
وينتج عن حرق الكتلة الحيوية ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون والميثان وأكاسيد النيتروجين والأمونيا وأكاسيد الكبريت ومواد خاصة.

5. تأثير المخلفات الزراعية على البيئة

6. والاحتراق عبارة عن تفاعل كيميائي يتم باتحاد الأكسجين مع الهيدروجين والكربون بنسب مختلفة ويؤدي إلى:
1- انبعاث طاقة حرارية عالية جداً تنفذ إلى طبقات الجو المحيط مما يؤدي إلى رفع درجة الحرارة حول مكان الحريق,
وإذا كان مكان الحريق حول تجمع سكاني فسوف يشعر السكان باختلاف درجة الحرارة أو قد يكون بجانب حظائر
للحيوانات أو الطيور مما يؤدي إلى تأثر تلك الحيوانات أو الطيور تأثرا يصل إلى حد النفوق أحياناً.
2- تصاعد الدخان وهو عبارة عن مواد لم تحترق أو احترقت جزئيا وانتشاره في الجو المحيط يؤدي إلى
أضرار على صحة الكائن الحي الذي يتنفس الجو المشبع به ومن أهم تلك الأضرار أمراض الحساسية
والتهاب الشعب الرئوية.
3- تكون أحماض على شكل أبخرة منتشرة في الغلاف الجوي مما يؤدي إلى نزوله مع الأمطار وهو
ما يعرف بالأمطار الحمضية خصوصاً إن كان يحوي الدخان بعض الأكسيد مثل أكسيد النيتروجين.
4- اختلال في الدورة الطبيعية للأحياء الدقيقة حيث يؤدي اللهب المباشر إلى موت عدد كبير من الأحياء الدقيقة.
5- تقليل نسبة الأكسجين الموجود في الجو، ويزيد نسبة الرطوبة مما يعيق عملية.
6- انتشار الحريق والتسبب بحرائق أخرى وخصوصاً في الأماكن المزدحمة.

7. تأثير المخلفات الزراعية على المياه:
تأثير المخلفات الزراعية على البيئة
تأثير المخلفات الزراعية على المياه:
1- المبيدات المتخلفة عن العمليات الزراعية: يمكن إن ترتشح إلى مياه الصرف مسببة تلوث المياه السطحية والساحلية التي
يتم فيها التخلص من مياه الصرف. وقد اكتشفت المبيدات في المياه الساحلية وفي كائنات المياه العذبة في كثير من المناطق.
2- تلوث المياه الجوفية: المناطق التي تستخدم المبيدات بكثافة مثل كاليفورنيا اكتشف الديبرومو كلوروبروبان في حوالي 2000
بئر في منطقة مساحتها كيلو متر مربع وتعتبر مبيدات الاترازين والالاكلور والسمازين من أهم الملوثات المائية
وأصبح الالديكارب من الملوثات الشائعة لطبقات الصخور المائية أسفل حقول البطاطس وحدائق الموالح, و يمكن للمبيدات
إن تتغلغل في السلسلة الغذائية مما قد يترتب عليه من مخاطر بالنسبة للبشر.
3- اضطراب النظام البيئي المائي: المواد السمادية المتخلفة عن العمليات الزراعية (النيتروجين والفسفور) عندما يتم التخلص
منها في المجاري المائية تؤدي إلى نمو الطحالب بصورة كثيفة، وهو النمو الذي ألحق الضرر بالأسماك وغيرها من الأحياء
المائية. في السويد أفادت تقديرات في عام 1999 أن 26% من الحمل النيتروجيني الكلي على المنطقة المحيطة بالبحر آتت
من الزراعة.
4- متخلفات الرعي سببت تلوث المياه الجوفية في بلدان عديدة، واستنادا إلى منظمة الصحة العالمية فإن المياه تصبح غير
صالحة للشرب عندما يتجاوز تركيز النترات 45جزء في المليون(ppm)
وقد أصدرت الجماعة الأوروبية تعليمات تقضي بأن أية منطقة يتجاوز فيها تركيز النترات في المياه السطحية أو الجوفية 50 جزء في المليون ينبغي أن تطبق قيود إجبارية على الزراعة.

8. تأثير المخلفات الزراعية على التربة:
تترك المحاصيل الزراعية مخلفات كثيرة نادرا ما يتم إدراك نطاقها وحجمها.بلغت كمية المخلفات حوالي 30الف طن في
وكان حوالي 75 في المائة منها في صورة قش الحبوب ومخلفاتها من محاصيل الذرة والشعير القمح والدخن.
أجريت دراسة ميدانية لمعرفة انسب الطرق للتخلص من المخلفات الزراعية, اشتملت التجربة ثلاث معاملات لبقايا محصول القمح وهي:
دفن بقايا المحصول في التربة بعد الحصاد مباشرة
إزالة البقايا كاملة
حرق بقايا المحصول
ثم تقدير صفات المحصول التالي و خصائص التربة (أعداد الكائنات الدقيقة الممرضة للقمح وكذلك الحشرات الضارة
وتحليل خصوبة التربة) بعد أي من العمليات الثلاث.
وقد أظهرت نتائج التجارب التالية:
أولاً: تأثير للمعاملات الثلاثة دفن أو حرق أو إزالة على المحصول التالي:
لم تسبب هذه المعاملات إي تغيير في عدد حبوب القمح أو عدد السنابل في المتر المربع أو عدد الحبوب في السنبلة
ووزن الألف حبة, لذلك لم تؤثر هذه المعاملات على محصول الحبوب.
ثانياً: تأثير معاملات بقايا محصول القمح على مرض عفن الجذور ومسبباته:
أدت الإزالة أو الحرق لبقايا المحصول إلى خفض نسبة النباتات المصابة بعفن الجذور وكذلك شدة المرض في
السنة الأولى من التجربة فقط بينما لم يحدث تغيير بعد ذلك, ولم تؤثر عملية الحرق للبقايا على أعداد الكائنات
الممرضة للنبات في التربة وان قل بعضها نسبيا وذلك نظرا لوجودها مدفونة بعيدا عن اثر الحرق, أدت عملية
الدفن للبقايا إلى زيادة في أعداد الكائنات الممرضة.

9. ثالثاً: تأثير معاملات بقايا المحصول على الحشرات:
لم تؤثر المعاملات المختلفة على حشرات المن أو الديدان القارضة أو التريس, ويعزى هذا إلى إن الحشرات عادة تسقط إلى
التربة في طور ساكن ولا تطالها عمليات الحرق أو الإزالة لبقايا المحصول لأنها لا توجد داخل أجزاء النبات, و دفن بقايا
المحصول من شأنه أن يساعد في إثراء البيئة الدقيقة التي تقضي فيها بعض الآفات بياتاً شتوياً أو صيفياً مما يفاقم من
مشاكل هذه الآفات الحشرية أحيانا في المواسم التالية.
رابعاً: تأثير معاملات القش على نيماتودا الحويصلات في القمح:
لم يكن هناك إي تأثير لأي من معاملات القش سواء بإزالتها أو دفنها أو حرقها على أعداد نيماتودا الحويصلات في جذور
القمح أو على عدد النباتات لكل متر مربع.
وعموما فمن المنطقي لا تتأثر شدة الإصابة بنيماتودا الحويصلات في القمح بعمليات حرق أو إزالة القش لطبيعة تواجدها
في التربة وفي شكل حويصلات تتحمل الكثير من الظروف البيئية غير الملائمة.

10. خامسا: تأثير معاملات بقايا المحصول على ملوحة وخصوبة التربة.
أظهرت النتائج أن أعلى تركيز من الأملاح كان في معاملات حرق البقايا الزراعية نتيجة تحول المواد النباتية إلى رماد (Ash).
الكربون:
كان أعلى تركيز للكربون العضوي في حالة دفن بقايا المحصول في التربة بينما أقل تركيز له في التربة التي جرى حرق بقايا المحصول بها.
الفسفور:
أدت عملية دفن بقايا المحصول أو حرق بقاياه إلى زيادة واضحة في عنصر الفسفور في الطبقة العليا من التربة وكان لعملية حرق البقايا الأثر
الأكبر في زيادة الفسفور وهذا منطقي حيث تؤدي عملية حرق بقايا المحصول أو دفنها إلى انطلاق عنصر الفسفور من قش القمح.
النيتروجين:
وجدت أعلى قيم النيتروجين الكلي والمتاح في حالة دفن بقايا المحصول في التربة في حين كانت أقل قيمة في معاملة حرق البقايا, والتي قد ترجع
إلى فقد النيتروجين بالحرارة (حيث يفقد حوالي 50-70% من النيتروجين بالتطاير).
والبوتاسيوم:
كان أعلى تركيز لعنصر البوتاسيوم في التربة التي حرقت بقايا المحصول بها وذلك لإضافة K2O للتربة نتيجة لعملية الحرق.
ومع هذا فإن دراسات التربة المذكورة توضح أن عملية الحرق تضر بخصوبة التربة وتزيد تركيز الأملاح ويفضل خلط البقايا في التربة لتحسين خواصها من عام إلى آخر.

11. كيف تحافظ النباتات على المكان الذي تعيش فيه
إفراز المواد المختلفة من المخلفات الزراعية Allelopathy
كيف تحافظ النباتات على المكان الذي تعيش فيه

12. الذي يؤثر في نمو النباتات الأخرى.
بدا منذ فترة ملاحظة إن بعض النباتات تفرز أو المتخلف عنها مواد تضعف نمو نباتات أخرى تنمو بجانبها مثل:
نبات سيرازيم Cirsium يضعف نبات الشوفان Avena
نبات الحلاب Euphorbia يضعف نبات الكتان Linum
نبات لوليوم Lolium يضعف نبات القمح Wheat
وقد بين مولش 1937 م تجربيا إن ثمار التفاح المتخلفة على سطح التربة تفرز مادة الايثلين CH2=CH2
الذي يؤثر في نمو النباتات الأخرى.
وقد عرف رايس Rice , ظاهرة الـ Allelopathy بأنها الأثر الضار الذي يلحقه النبات نفسه
أو المتخلف عنه بنبات أخر عن طريق إفراز مواد كيميائية في الوسط المحيط.
تفرز المواد الكيمائية من المجموع الجذري أو الخضري أو البذور أو الثمار أو المتخلف عنها وقد تكون الإفرازات
في صورة سائلة أو صلبة أو غازية. ومعظم المواد المفروزة عبارة عن :
مركبات فينولية Phenolic compounds والدهيدات Aldehydes وكومارينات Coumarins
وجلوكوسيدات Glucosides وتربينات Terpenes.

13. وقد بينت الدراسات الحديثة إن المتخلفات الورقية لنبات الكافور Eucalyptus تفرز مواد فينوليةPhenolic compounds
تصل إلى التربة تؤثر على النباتات العشبية وتختلف هذه التأثيرات تبع نوع التربة , فقد أثبتت الدراسات الحديثة إن المتخلفات على
التربة الطينية أكثر ضررا عنه في التربة الرملية وربما يعزا ذلك إلى:
التحلل السريع للمركبات الفينولية بواسطة الكائنات الدقيقة في التربة الرملية جيدة التهوية.
الغسيل السريع للمركبات الفينولية إلى الطبقات السحيقة من التربة الرملية.
قلة المواد الغروية في التربة الرملية مما يؤدي إلى فقر التحولات في المواد الفينولية.
1- أوضحت الدراسات أيضا عدم قدرة نباتات البطاطس والطماطم وغيرها من نباتات الفصيلة الباذنجانية على النمو طبيعيا في التربة
بالقرب أو مكان أشجار الجوز Juglans regia يعود بالدرجة الأولى إلى إن من متخلفات أشجار الجوز مادة الجوغلون Juglon ,
وأثبت الدراسات المعملية إن مادة الجوغلون Juglon إذا أضيفت إلى ماء الري يضعف نمو النباتات وغالبا يميتها.
2- من الملاحظ عدم قدرة النباتات العشبية مثل القمح و الدخن والشعير والشمر على النمو أو النمو الجيد بالقرب من أو عقب نبات الشيح المر Artemisia absinthium , ويعود هذا إلى تكوين مادة الابسنتين Absintine وهي مرة المذاق تفرزها غدد على أسطح أوراق الشيح تنتقل خلال الندى ومياه الأمطار إلى التربة وتمنع أو تؤثر على نمو النباتات الأخرى حتى على بعد عدة أمتار.
3- نباتات السلفيا في جنوب كاليفورنيا بأمريكا يتخلف عنها مواد تربينية طيارة Volatile terpenes
تمنع نمو النباتات العشبية حولها إلى مسافة 30 م تليها منطقة ضعيفة النمو لمسافة 6 م ,
كما إن وضع جرام من بقايا أوراق السلفيا في نقوس زجاجي أدى إلى موت نبات الخيار.

14. Casuarina equisetifolia
نبات الكازورينا يمنع نمو النباتات الأخرى في المنطقة المحيطة ليس نتيجة حجب الضوء فقط
كما يعتقد الكثير بينما لإفراز المواد الثانوية.

15. آلية عمل Allelopathy (Mechanisms of action)
هناك عدة آليات لهذا التأثير منها:
التأثير على DNA مثل ((alkaloids
التأثير على نشاط الميتوكوندريا mitochondrial وجهاز التمثيل الضوئي photosynthetic مثل (quinones)
التأثير على الهرمونات النباتية , امتصاص العناصر الغذائية والاتزان المائي مثل (المواد الفينولية (phenolics (Einhellig, 2002)
لتأثير على مكونات التربة الحية mycorrhizae)) أو الغير حية مما يسبب إخلال في الاتزان الغذائي للتربة (تغير الحموضة أو القلوية).
بقايا المنتجات الثانوية يمكن أن تكون بيئة خصبة لنمو بعض الكائنات الممرضة.
يمكن القول إن تأثير المخلفات الزراعية يرجع أحيانا إلى إفراز المواد الكيمائية Allelopathy حتى بعد اقتلاع
أو موت النباتات المفرزة ووجود هذه المواد يضر بصحة التربة ومن ثم المحاصيل القادمة.
إن عالم اليوم لا يتمتع بالأمن الغذائي ,إذ إن هناك حوالي مليار من البشر يعانون نقص التغذية. وفي السنوات
الخمسة والعشرين القادمة يتوقع إن يزيد عدد سكان العالم بأكثر من 2500 مليون نسمة. وإزاء ذلك فلابد من
إدخال تحسينات في إنتاجية المحاصيل من خلال زيادة تأقلمها على البيئات المختلفة، وزيادة قدرتها على مقاومة
وتحمل الآفات والأمراض وعناصر الإجهاد المختلفة ويمكن أيضاً سد الفجوة الغذائية من خلال عدم تلوث البيئة
بالمخلفات الزراعية وتطوير استخدام العديد من الأنواع والمحاصيل التي تستخدم على نطاق محدود أو التي لا
تزال برية لم يتم بعد استئناسها وزراعتها .

16. بالإضافة إلى ذلك يمكن إزالة أو إبعاد المخلفات الزراعية وخاصة للنباتات التي تتميز بظاهرة Allelopathy عن التربة
بأقصى سرعة إما بطرق ميكانيكية أو بيولوجية باستخدام أنواع من البكتريا تستطيع تحليل أو تفكيك المواد الكيمائية الناتجة
عن تلك النباتات.
ويمكن الاستفادة من المخلفات الزراعية في تصنيع الأسمدة العضوية كالتالي:
تجمع أوراق النباتات المتساقطة أثناء موسم الخريف أو التي نزعت بالتقليم بعد استبعاد الأفرع النباتية الصلبة
أو بقايا المحاصيل. ويتم التحلل الحيوي على ثلاثة مراحل يمكن أن نوجزها فيما يلي:
أ- مرحلة أولية: تنتهي بعد عدة أيام يتم فيها تحلل المواد الغذائية البسيطة.
ب- مرحلة وسيطة: تستغرق عدة أشهر ترتفع خلالها درجة الحرارة ويتم أثناءها تكسير المواد السيليولوزية.
ج-المرحلة النهائية: يقل فيها معدل التحلل ويصاحب انخفاض في درجات الحرارة.

17. أ- المواد سريعة التحلل وتشمل:
والجدير بالذكر أن المخلفات الزراعية تختلف في معدل تحللها ويمكن تقسيمها على حسب سهولة تحللها إلى التالي:
أ- المواد سريعة التحلل وتشمل:
1- السكريات ، النشويات ، البروتينات البسيطة القابلة للذوبان في الماء.
2- البروتين الخام.
ب- المواد بطيئة التحلل وتشمل:
1- السليلوز.
2- الهيميسليلوز.
3- أللجنين، المواد الدهنية والصمغية والشموع وغيرها.
إن تحلل هذه المواد والمركبات العضوية يؤدي إلى تكوين الدبال وهو عبارة عن خليط من مركبات متحللة ومركبات صعبة التحلل .
والدبال مركب غير ثابت إذ أن عملية التحلل فيه مستمرة طالما توافرت الظروف المناسبة ويقدر معدل تحلله سنوياً بين 2-3%.

18. مع تحياتي
عصام هيكل