التداخل بين مخلفات الفورفورال وبعض الاسمدة في خصائص التربة ونمو وحاصل الباميا

• عنوان الرسالة الأصلي كاملاً: تأثير التداخل بين اضافة الفورفورال والسمادين العضوي والفوسفاتي في بعض خصائص التربة ونمو وحاصل نبات الباميا (Abelmoschus esculentus L.)
• اسم الباحثة: دعاء حسن داخل الحفاظي
• الدرجة العلمية: ماجستير في العلوم الزراعية (علوم التربة والموارد المائية)
• الجامعة والكلية: جامعة البصرة – كلية الزراعة – قسم علوم التربة والموارد المائية
• سنة المناقشة: 2024 م (1446 هـ)
• الأستاذ المشرف: أ.م.د. رشاد عادل عمران الزبيدي

مقدمة

تعد الباميا من أهم محاصيل الخضر الصيفية التابعة للعائلة الخبازية والمطلوبة في الأسواق العربية. وبناءً على ذلك، تعتمد زيادة إنتاجيتها في الترب الكلسية على توفير التغذية المتوازنة وتحسين الخصائص الفيزيائية والكيميائية للتربة. بالمقابل، تعاني الترب الكلسية ذات الأس الهيدروجيني القلوي من انخفاض جاهزية عنصر الفسفور نتيجة لتعرضه للتثبيت والترسيب مع إيونات الكالسيوم. لتجنب هذه المشكلة المتمثلة في ضعف الامتصاص والتراجع المحصولي، يتطلب الأمر الدمج بين الأسمدة المعدنية والمخصبات العضوية والمحسنات الكيميائية الحمضية. نتيجة لذلك، يسهم استغلال المخلفات الصناعية والزراعية كالفورفورال في معالجة قلونية التربة وتحرير المغذيات المحتجزة بأمان.

يعد الفورفورال مادة عضوية حمضية ناتجة عن التقطير الصناعي للمخلفات النباتية ككوالح الذرة وقشور الرز والنخالة. علاوة على ذلك، يتميز هذا المركب بانخفاض الأس الهيدروجيني واحتوائه على مادة عضوية مرتفعة وحامض الهيوميك وعناصر النيتروجين والفسفور. لهذا السبب، تتيح إضافة مخلفات الفورفورال للتربة خفض القلونية وتفكيك التجمعات الصلبة وزيادة المسامية والسعة التبادلية الكاتيونية. بالإضافة إلى ذلك، يؤدي السماد الفوسفاتي دوراً حيوياً في انقسام الخلايا وبناء مركبات الطاقة وتنشيط المجموع الجذري. بالمقابل، يسهم التسميد العضوي بمخلفات الأبقار في تزويد النبات بالمغذيات وتحسين المادة العضوية.

ومن ثم، تقدم هذه الرسالة الأكاديمية تقييماً مختبرياً وحقلياً شاملاً لتأثير التداخل بين الفورفورال والسماد العضوي والفوسفاتي. بناءً على ذلك، يوفر هذا العمل لمزارعي الخضر وخبراء علوم التربة خريطة طريق مجربة لتطوير إنتاج الباميا واستدامة الترب الكلسية.

الفورفورال (Furfural)

يعد الفورفورال (Furfural)، والمعروف كيميائياً باسم ألدهايد الفوران (C₅H₄O₂)، مرّكباً عضوياً يُستخلص صناعياً من المعالجة الحرارية والحامضية للمخلفات الزراعية الثانوية مثل كوالح الذرة، وقشور الرز، والشوفان، والنخالة، ونشارة الخشب.

واستناداً إلى نتائج البحث العلمي والتحليلات المختبرية في رسالة الماجستير للباحثة دعاء حسن داخل الحفاظي (جامعة البصرة). حيث تم استغلال مخلفات الفورفورال الصلبة كمُحسن عضوي حامضي كفء للترب الكلسية والقلوية.

1. الخصائص الكيميائية والفيزيائية لمخلفات الفورفورال

• الحموضة العالية: يُعد الفورفورال مادة شديدة الحموضة؛ إذ يتراوح الأس الهيدروجيني له بين 1.68 و3.70.
• التركيب العضوي: يحتوي على نسبة مرتفعة جداً من المادة العضوية (تصل إلى أكثر من 98% جاف)، ونسبة عالية من حامض الهيوميك (تصل إلى 36%).
• المحتوى العنصري: يوفر تراكيز جيدة من عناصر النيتروجين، والفسفور، والبوتاسيوم، إضافة إلى اللجنين والسليلوز والعناصر الصغرى.
• البناء والمسامية: يتميز بتركيب مسامي واسع ومساحة سطحية كبيرة تحمل مجاميع حامضية سالبة الشحنة (مثل الكاربوكسيل والهيدروكسيل).

2. التأثيرات البيئية والفيزيائية في الترب الكلسية

• خفض قلونية التربة (pH): تسهم إضافة الفورفورال في تحرير أيونات الهيدروجين، مما يخفض درجة تفاعل التربة القلوية ويجعل البيئة المائية للجذور أكثر ملاءمة.
• تخفيض الكثافة الظاهرية: تعمل مسامية المركب العالية على زيادة الفجوات الهوائية وتحسين بناء التربة وتفكيك التكتلات الصلبة.
• رفع السعة التبادلية والاحتفاظ بالماء: تزيد الشحنات السالبة للمركب من قدرة التربة على مسك الكاتيونات المغذية والاحتفاظ بالرطوبة عند السعة الحقلية.
• غسل الأملاح: يسهم تحسين النفاذية وزيادة النمو الجذري بعد الحصاد في خفض الإيصالية الكهربائية للتربة.

3. تحرير الفسفور وتغذية النبات واضافة الفورفورال

• فك تثبيت الفسفور: تمنع حامضية الفورفورال ارتباط الفسفور بأيونات الكالسيوم في الترب الكلسية، وتفكك المركبات المترسبة لتبقيه ذائباً وجاهزاً للامتصاص.
• تنشيط الأحياء المجهرية: يوفر الكربون العضوي في الفورفورال مصدراً غذائياً وطاقة للأحياء المجهرية النافعة، مما يسرع معدنة المواد العضوية وإطلاق النيتروجين والفسفور.
• زيادة الحاصل: أثبتت نتائج الدراسة الحقلية أن إضافة مخلفات الفورفورال بمستوى 40 طن/هكتار أدت إلى رفع الوزن الجاف للمجموع الخضري وحاصل ثمار الباميا الكلي إلى 5.14 طن/هكتار بمفرده، وإلى 6.06 طن/هكتار عند التداخل مع السماد العضوي والفوسفاتي.

ندعو جميع المهندسين الزراعيين، وخبراء علوم التربة والتسميد، ومزارعي الخضروات إلى فتح وتحميل ملف هذه الرسالة الأكاديمية القيمة بالكامل. بالإضافة إلى ذلك، ستكتشفون في طيات الفصول جداول تحليلية تفصيلية ترصد تحولات الأس الهيدروجيني والإيصالية الكهربائية والكميات الممتصة من المغذيات بدقة. لذلك، يمثل هذا العمل العلمي مرجعاً تطبيقياً حاسماً يرشدكم لتدوير المخلفات الصناعية وتحقيق أعلى عائد زراعي واقتصادي بكفاءة عالية.

اقرأ ايضا: دراسة أكاديمية عن التسميد الحيوي والرش النانوي النيتروجيني في إنتاج الباميا

ملخص الدراسة

أجرت الباحثة تجربتين تجربة مختبرية وتجربة زراعية في أصص بكلية الزراعة في جامعة البصرة. وبناءً على ذلك، شملت التجربة المختبرية اختبار تربتين مختلفتين في النسجة تحت تأثير مستويات من الفورفورال والسماد الفوسفاتي ومخلفات الأبقار لثلاث مدد حضن. بالمقابل، نُفذت التجربة الزراعية تحت تأثير مستويات مختلفة من الفورفورال والسماد الفوسفاتي ومخلفات الأبقار. وأظهرت النتائج أن إضافة الفورفورال والسمادين العضوي والفوسفاتي أدت إلى خفض معنوي في درجة تفاعل التربة مع زيادة مدد الحضن في التربتين.

أثبتت النتائج الزراعية تفوق المستوى الأعلى من الفورفورال بمقدار أربعين طن لكل هكتار في تحسين صفات التربة وزيادة حاصل الباميا معنوياً. نتيجة لذلك، أدت المعاملات السمادية إلى انخفاض الكثافة الظاهرية للتربة إلى واحد فاصلة مئتان وثلاثة وثلاثين غم لكل سنتيمتر مكعب، وارتفاع الفسفور والنيتروجين الجاهزين والمادة العضوية بعد الحصاد. بالإضافة إلى ذلك، حققت إضافة الفورفورال بمفرده بمستوى أربعين طن لكل هكتار حاصل للباميا بلغ خمسة فاصلة أربعة عشر طن لكل هكتار مقارنة بـ واحد فاصلة تسعة وثلاثين طن لكل هكتار في المقارنة.

كذلك، سجل التداخل الثلاثي بين الفورفورال والسماد الفوسفاتي والسماد العضوي أقصى حاصل كلي للباميا بلغ ستة فاصلة صفر ستة طن لكل هكتار مقارنة بـ واحد فاصلة صفر سبعة طن لكل هكتار في معاملة المقارنة. لتجنب هذه المشكلة المتمثلة في تثبيت الفسفور، أسهمت حموضة الفورفورال في زيادة امتصاص عناصر النيتروجين والفسفور والبوتاسيوم في الأوراق والمجموع الخضري. ومن ثم، توصي الدراسة باعتِماد إضافة أربعين طن لكل هكتار من مخلفات الفورفورال المدعمة بالتسميد العضوي والفوسفاتي لتحقيق أقصى إنتاجية.