حاسبة السماد العضوي: اعثر على النسبة المثالية للمواد العضوية

تقدّر حاسبة السماد العضوي نسبة الكربون إلى النيتروجين (C:N) ومستوى الرطوبة في مزيج من المواد العضوية، لكي يتمكن البستاني من موازنة المكونات «الخضراء» و«البنية» بما يسرّع عملية التسميد ويقلل الروائح.

ما نسبة الكربون إلى النيتروجين في السماد العضوي؟

تصنع الكائنات الحية الدقيقة السماد العضوي بتحليل المواد العضوية. وتحتاج هذه الكائنات من غذائها إلى أمرين: الكربون الذي يمدها بالطاقة، والنيتروجين الذي يمدها بالبروتين للنمو والتكاثر. وتقارن نسبة الكربون إلى النيتروجين، التي تكتب C:N، كمية الكربون التي تحتويها مادة ما بكمية النيتروجين التي تحتويها.

تعني نسبة C:N مقدارها 30:1 أن المادة تحتوي على 30 وحدة من الكربون لكل 1 وحدة من النيتروجين. ولكل مادة عضوية نسبة C:N طبيعية خاصة بها. وتحتوي بقايا الخضروات الطازجة على قدر كبير من النيتروجين، لذلك تكون نسبتها منخفضة. أما الأوراق الجافة والكرتون فغنية بالكربون، لذلك تكون نسبتها مرتفعة.

تسمى المواد ذات نسبة C:N المنخفضة (الغنية بالنيتروجين) مواد «خضراء»، حتى عندما لا يكون لونها أخضر. وتسمى المواد ذات نسبة C:N المرتفعة (الغنية بالكربون) مواد «بنية». ويضمن خلط المواد الخضراء والبنية بالنسب الصحيحة حصول الكائنات الدقيقة على الغذاء واستمرار عملها بكفاءة.

تعد هذه الحاسبة المزيج متوازنًا عندما تقع نسبة C:N الإجمالية فيه بين 20:1 و35:1. وتميل النسب الأقل من 20:1 إلى إطلاق النيتروجين الزائد على شكل أمونيا ذات رائحة كريهة. أما النسب الأعلى من 35:1 فتوفر للكائنات الدقيقة كمية قليلة جدًا من النيتروجين، ولذلك يتباطأ التحلل.

كيفية حساب نسبة C:N في السماد العضوي

تحسب الحاسبة النسبة لكل مادة يضيفها المستخدم في أربع خطوات:

1. احسب الوزن الجاف. تحتوي المواد الخام على الماء، ولا يحتوي الماء على كربون أو نيتروجين. الوزن الجاف = الكمية × (1 − محتوى الرطوبة ÷ 100).
2. قدّر وزن الكربون. يُفترض أن تحتوي المادة العضوية الجافة على الكربون بنسبة نحو 45%. وزن الكربون = الوزن الجاف × 0.45.
3. احسب وزن النيتروجين. وزن النيتروجين = وزن الكربون ÷ نسبة C:N الخاصة بالمادة.
4. اجمع كل المواد. النسبة الإجمالية للمزيج = إجمالي الكربون ÷ إجمالي النيتروجين.

مثال: حساب نسبة C:N لمزيج سماد عضوي منزلي

لنفترض أن شخصًا أضاف 5 كغم من بقايا الخضروات (نسبة C:N مقدارها 15:1، ورطوبتها 80%) و10 كغم من الأوراق الجافة (نسبة C:N مقدارها 60:1، ورطوبتها 15%).

بقايا الخضروات

• الوزن الجاف: 5 × (1 − 0.80) = 1 كغم
• الكربون: 1 × 0.45 = 0.45 كغم
• النيتروجين: 0.45 ÷ 15 = 0.03 كغم

الأوراق الجافة

• الوزن الجاف: 10 × (1 − 0.15) = 8.5 كغم
• الكربون: 8.5 × 0.45 = 3.825 كغم
• النيتروجين: 3.825 ÷ 60 = 0.06375 كغم

الإجماليات

• إجمالي الكربون: 0.45 + 3.825 = 4.275 كغم
• إجمالي النيتروجين: 0.03 + 0.06375 = 0.09375 كغم
• نسبة C:N في المزيج: 4.275 ÷ 0.09375 ≈ 45.6:1

نسبة مقدارها 45.6:1 أعلى من نطاق التوازن في الحاسبة، وهو من 20:1 إلى 35:1، ولذلك يحتوي المزيج على كربون زائد. وسيكون التحلل أبطأ مما لو احتوى المزيج على نيتروجين أكثر. وتؤدي إضافة مزيد من المواد الخضراء، مثل بقايا خضروات إضافية أو قصاصات العشب أو تفل القهوة، أو استخدام أوراق جافة أقل، إلى خفض النسبة باتجاه نطاق التوازن.

مواد السماد العضوي الشائعة وخصائصها

يبين الجدول أدناه القيم التي تستخدمها هذه الحاسبة لكل مادة.

هذه قيم نموذجية لكل فئة من المواد. وقد تختلف النسبة الفعلية لأي كمية من الأوراق أو البقايا باختلاف نوع النبات وعمره وطريقة تخزينه.

كيفية تقدير الحجم الإجمالي

تعرض الحاسبة أيضًا مقدار الحيز الذي يشغله المزيج. وتقسم كمية كل مادة على كثافتها الحجمية، ثم تجمع النتائج:

الحجم بالمتر المكعب (م³) = الكمية بالكيلوغرام ÷ الكثافة بالكيلوغرام لكل م³

في المثال أعلاه، الحجم هو 5 / 300 + 10 / 50 = 0.017 + 0.2 = 0.22 m³. وتستقر المواد المفككة وتنضغط بعد خلطها، لذلك ينتهي حجم الكومة الفعلي عادةً إلى أن يكون أصغر من هذا الرقم.

محتوى الرطوبة في السماد العضوي

تحتاج الكائنات الدقيقة أيضًا إلى الماء للبقاء. وتجمع الحاسبة كمية الماء التي تحملها كل مادة، وتعرض هذه الكمية كنسبة مئوية من الوزن الإجمالي للمزيج. ويُعد مستوى الرطوبة بين 40% و60% متوازنًا، ويشبه تقريبًا رطوبة إسفنجة عُصرت جيدًا.

عند انخفاض الرطوبة عن 40%، تتباطأ الكائنات الدقيقة أو تدخل في حالة خمول. وعند تجاوزها 60%، يدفع الماء الهواء خارج الكومة، وقد تصبح الكومة لاهوائية، أي تتحلل من دون أكسجين. وتتحلل الأكوام اللاهوائية ببطء، وغالبًا ما تفوح منها رائحة البيض الفاسد.

المواد الخضراء في مقابل المواد البنية

المواد الخضراء (غنية بالنيتروجين، وذات نسبة C:N منخفضة): بقايا الخضروات والفاكهة، وقصاصات العشب الطازجة، وتفل القهوة، وروث الحيوانات آكلة النباتات.

المواد البنية (غنية بالكربون، وذات نسبة C:N مرتفعة): الأوراق الجافة، والقش، والكرتون، والصحف، ورقائق الخشب.

نادرًا ما تعمل الكومة المكونة في معظمها من فئة واحدة جيدًا. ومن الإرشادات الشائعة للبدء استخدام جزء واحد تقريبًا من المواد الخضراء مقابل جزأين أو ثلاثة أجزاء من المواد البنية من حيث الحجم، ثم تعديل ذلك باستخدام نسبة C:N الفعلية. والنسب المئوية التي تعرضها هذه الحاسبة هي حصص من الوزن الإجمالي، لا من الحجم، ولذلك لن تطابق القاعدة التقريبية القائمة على الحجم. وتقترح الحاسبة إضافة مزيد من إحدى الفئتين عندما تنخفض حصتها إلى أقل من 25% من الوزن.

كيفية استخدام حاسبة السماد العضوي هذه

1. اختر مادة من القائمة.
2. أدخل كميتها بالكيلوغرام.
3. اختر «إضافة مادة» لإدراج مادة أخرى، أو «إزالة» لحذف مادة. ولا يمكن إدراج المادة نفسها إلا مرة واحدة.
4. اقرأ النتائج: نسبة C:N، ومحتوى الرطوبة، والوزن الإجمالي، والحجم الإجمالي، ونسبة المواد الخضراء إلى المواد البنية وزنيًا.
5. اتبع التوصيات المعروضة لتعديل المزيج.
6. اختر «إعادة الضبط» لمسح النموذج والبدء من جديد.

يُخزَّن المزيج في عنوان الصفحة، لذا يمكن نسخ العنوان لحفظ مجموعة معينة من المواد أو مشاركتها.

تشخيص مشكلات كومة السماد العضوي وحلها

الأسئلة الشائعة

ما نسبة C:N الجيدة للسماد العضوي؟ تقترح أدلة كثيرة عن صنع السماد العضوي نطاقًا مثاليًا من 25:1 إلى 30:1. وتعد هذه الحاسبة أي نسبة من 20:1 إلى 35:1 متوازنة، لأن التحلل يستمر جيدًا ضمن هذا النطاق الأوسع.

كم يستغرق اكتمال السماد العضوي؟ يعتمد ذلك على المواد وحجم الكومة وعدد مرات قلبها والطقس. وقد تكتمل الكومة التي تُدار بنشاط ومتوازنة جيدًا خلال ثلاثة إلى ستة أشهر. أما الكومة المتروكة دون تقليب فقد تستغرق عامًا أو أكثر.

لماذا تفوح من السماد العضوي رائحة كريهة؟ تعني الرائحة الكريهة عادةً أن الكومة تحتوي على نيتروجين أو ماء زائد، أو هواء قليل جدًا. ويؤدي خلط مادة جافة غنية بالكربون وقلب الكومة عادةً إلى حل المشكلة.

هل يمكنني صنع السماد العضوي في الشتاء؟ نعم، مع أن البرد يبطئ الكائنات الدقيقة. وتحتفظ الكومة الأكبر، التي يبلغ طول كل من أبعادها مترًا واحدًا على الأقل، بالحرارة أفضل من الكومة الصغيرة.

ماذا أفعل إذا لم تكن مادتي مدرجة؟ اختر أقرب مادة من حيث الفئة ومستوى الرطوبة. فالمواد الجافة الخشبية تشبه القش أو رقائق الخشب، بينما تشبه المواد الرطبة اللينة بقايا الخضروات.

المراجع

1. معهد كورنيل لإدارة النفايات، «كيمياء السماد العضوي»، جامعة كورنيل.
2. رينك، روبرت، محررًا، «دليل التسميد العضوي في المزرعة»، خدمة الهندسة الزراعية الإقليمية للشمال الشرقي، 1992.
3. وكالة حماية البيئة الأمريكية، «أنواع التسميد العضوي وفهم العملية».