استفاده از مالچ پلی اتیلن در کشاورزی پایدار

استفاده از مالچ پلی اتیلن در کشاورزی پایدار

در این مطالعه استفاده از مالچ‌های پلاستیکی زیست تخریب پذیر که با محیط زیست سازگار هستند، بجای مالچ های پلاستیکی معمولی، در کشاورزی پیشنهاد شده است. با این حال، برخی از موانع ازجمله نگرانی از عملکرد و هزینه، مانع از اجرای این ایده شده است. در اینجا تلاش کردیم تاثیر مالچ‌های زیست تخریب پذیر (BDM) بر تولید گیاه، عملکرد محصول، پایداری، تامین مواد مغذی، شرایط محیط زیست، مزایای اقتصادی، مزایا و معایب رویکرد نوآورانه را مورد بررسی قرار دهیم. باتوجه به یافته های ما، مالچ فیلم زیست تخریب پذیر ازنظر سلامت خاک، مصرف آب، دسترسی به مواد مغذی و فعالیت میکروبی بسیار بهتر از مالچ پلاستیکی عمل می کند. این نتایج حاکی از آن است که مالچ فیلم زیست تخریب پذیر پتانسیل کاهش ضایعات پلاستیکی در کشاورزی، افزایش سلامت خاک و تولید محصول را دارد. درنتیجه، استفاده از مالچ فیلم زیست تخریب پذیر با استفاده از رویکرد نوآورانه در کشاورزی ممکن است ابزار موثری باهدف کاهش مشکلات زیست محیطی ناشی از مالچ‌های پلاستیکی معمولی به شمار رود.

مالچ یک پوشش بیرونی است که اغلب از  مواد آلی مانند برگ، کاه یا ذغال سنگ نارس ساخته شده و برای محافظت از گیاهان، جلوگیری از رشد علف های هرز و اتلاف رطوبت استفاده می شود. علاوه بر مالچ های آلی، مالچ معدنی نیز به مواد مصنوعی مانند پلاستیک و سنگ‌هایی اشاره دارد که خواص و تاثیرات مختلفی بر محیط خاک دارند. فیلم‌های مالچ از مواد مختلف تولید می شوند اما پلاستیک پلی اتیلن نشان داده شده است که به دلیل استحکام مکانیکی بالا، قیمت پایین و عملکرد بالا بهترین مانع برای نور خورشید و آب است. چندین سال است که از مالچ پاشی در کشاورزی استفاده می شود. مالچ ها به دلایل مختلفی ازجمله حفاظت از نهال و شاخه های جوان به عنوان عایق، کاهش تبخیر، کنترل علف‌های هرز و اجتناب از فرسایش خاک به طور مستقیم روی خاک قرار داده می شوند. آنها همچنین از گونه‌های آسیب پذیر در برابر عوامل استرس زای غیرزیستی و زیستی همچون هوای سخت، حشرات، آفات و علف‌های هرز حفاظت می کنند. بنابراین، مالچ‌ها اغلب به منظور کاهش اتلاف محصول در کشاورزی کاربرد دارد. برخلاف مواد مصنوعی، مواد زیست تخریب پذیر غیرسمی هستند؛ سریعتر تجزیه می شوند و حتی حاوی فلزات سنگین یا سمی نیستند. در کشاورزی، این مواد اغلب برای پوشش خاک استفاده می شوند؛ جایی که گیاهان کاشته می شوند. بررسی شیوه‌های کشاورزی پایدار اکنون بر روی فیلم های مالچ زیست تخریب پذیر متمرکز است. سبزیجات و دیگر محصولات تخصصی می توانند با استفاده از فیلم های BDM به طور پایدار تولید شوند که به عنوان جایگزینی برای فیلم‌های سنتی پلی اتیلن (PE) کاربرد دارند. BDM، برخلاف مالچ پلی اتیلن، با کانی سازی در خاک یا کمپوست تجزیه می شود.

از الیاف طبیعی و بیوپلیمرهای زیست تخریب پذیر به صورت ارگانیک تجزیه شده و هیچ سمی از خود باقی در خاک باقی نمی‌گذارند، برای ساختن مالچ زیست تخریب پذیر استفاده می‌شود. این مواد ممکن است زیستی، مصنوعی یا ترکیبی از دو نوع پلیمر باشند. پلی بوتیلن آدیپات کوترفتالات (PBAT)، پلی اسید لاکتیک (PLA) (مشتق شده از نشاسته ذرت یا نیشکر)، پلی کربنات پروپیلن (PPC)، پلی هیدروکسی آلکانوات (PHA)، سلولز، نشاسته، فیبر و پروتئین ها برخی از موادی هستند که اغلب برای تولید مالچ زیست تخریب پذیر استفاده می شوند. نرخ تجزیه مالچ زیست تخریب پذیر پس از 120، 210، 300 و 365 روز باقی ماندن در محیط طبیعی به ترتیب 7، 37، 57 و 92 درصد است. به طور کلی، بریاسولیس و جیانولیس در بررسی های خود عملکرد فیلم‌های مالچ زیستی (مانند دوام، حساسیت به شرایط میدان خارجی، مقاومت در برابر پارگی، مقاومت در برابر ضربه، قدرت نفوذ، نفوذپذیری بخار آب، نرخ انتقال دی اکسید کربن و ویژگی‌های رادیومتری) را کافی دانسته و آنها را به عنوان گزینه های طراحی جدید در کشاورزی پایدار و شیوه‌های زیست سازگار پیشنهاد کردند. استفاده از این نوع مالچ به عنوان یک جایگزین زیست سازگار برای مالچ های پلاستیکی سنتی در کشاورزی، بسیار بهینه و مقرون به صرفه است. در برخی فعالیت کشاورزی ازجمله مدیریت علف های هرز، حفظ رطوبت، تنظیم دما، سلامت خاک، عملکرد محصول و کیفیت می توان از کاربرد مالچ زیست تخریب پذیر کمک گرفت. این مالچ همچنین ممکن است به کنترل دمای خاک، ایجاد محیطی مساعد برای رشد گیاه و حفظ رطوبت خاک کمک می‌کند. علاوه براین، ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی و میکروبیولوژیکی خاک را بهبود بخشیده و فعالیت میکروبی و چرخه مواد مغذی را تشویق تسریع می‌کند؛ پتانسیل تقویت کشاورزی و بهبود کیفیت محصول را نیز دارد.

تکیه بر رویکردهای نوآورانه به منظور استفاده از مالچ زیست تخریب پذیر در کشاورزی می تواند کاربرد سازنده تری داشته باشد. در ارزیابی کارایی، مزایای اقتصادی و زیست سازگاری مواد مالچ زیست تخریب پذیر در کشاورزی، ملاحظات قابل توجهی وجود دارد. دو عامل بهره وری محصول و اثربخشی مصرف آب با استفاده از مالچ زیست تخریب پذیر افزایش می یابند. بررسی مواد مالچ زیست تخریب پذیر کمبود مواد درحال توسعه را نشان می دهد. این رویکرد پیشنهادی با برخی از مشکلات مانند نگرانی از هزینه و عملکرد مواجه است؛ با این حال، عملکرد و کاهش هزینه‌های مواد زیست تخریب پذیر در مالچ پاشی برای دسترسی آسان و استفاده در کشاورزی پایدار بایستی بهبود یابند. به طور کلی، استفاده از فیلم‌های مالچ زیست تخریب پذیر در کشاورزی جایگزین مناسبی برای فیلم های مالچ پلاستیکی معمولی است. یکی از زمینه های مهم تحقیقات بررسی تاثیر فیلم های مالچ زیست تخریب پذیر بر تولید گیاهی با استفاده از BDM است که نیاز به قارچ کش، حشره کش و علف کش‌ها را می تواند کاهش داده و آفات و بیماری‌های محیطی را مدیریت کند. BDM همچنین پتانسیل کاهش تنش گیاهی را دارد و گیاه را در برابر علف‌های هرز و سایر تهدیدات مقاوم تر می کند. استفاده از مالچ، به ویژه مالچ زیست تخریب پذیر، اثرات مثبتی بر رشد گیاه دارد ازجمله افزایش دمای خاک و هوا، ایجاد محیطی مطلوب برای رشد گیاه و درنهایت افزایش عملکرد محصول. با این حال، درنظر گرفتن تاثیر بالقوه فیلم های مالچ پلاستیکی زیست تخریب پذیر بر روی فرایندهای اکوسیستم و جمعیت میکروبی خاک ضرورت دارد زیرا این امر می تواند سلامت خاک و چرخه مواد مغذی را تحت تاثیر قرار دهد. علاوه براین کیفیت خاک، محتوای مواد مغذی، حفظ رطوبت خاک و بازدهی استفاده از نیتروژن را افزایش می دهد. در برخی مطالعات مشاهده شد که مالچ زیست تخریب پذیر درمقایسه با مالچ پلی اتیلن یک سال پس از مالچ پاشی محتوای نیترات، جمعیت کل و فعال قارچ در خاک را افزایش داده است. اخیرا در یک مطالعه، محققان با موفقیت فیلم‌های مالچ کشاورزی قابل اسپری را با ترکیب ریزذرات آلژینات سدیم توسعه دادند. این فیلم‌های مالچ خلاقانه نه تنها رطوبت خاک را به طور موثر حفظ کردند بلکه به طور قابل توجهی رشد گیاه و محتوای کلروفیل را افزایش دادند.

کلام آخر

باتوجه به یافته‌های حاصل از این مطالعه باید گفت که رویکرد نوآورانه استفاده از فیلم های مالچ زیست تخریب پذیر جایگزینی سازگار با محیط زیست در کشاورزی پایدار است که بایستی به دقت تنظیم شوند. همچنین برخی جنبه های آنها ازجمله تاثیرات محیطی، مقرون به صرفه بودن، پیامدهای بلند مدت بر سلامت خاک و اکوسیستم را نیز باید درنظر گرفت. توسعه مواد مالچ زیست تخریب پذیر و فناوری‌های توسعه یافته بازیافت نوآورانه به عنوان جایگزینی برای پلاستیک های معمولی در کشاورزی یکی از راهکارهای کاهش ضایعات پلاستیکی و مشکلات ناشی از آن است. بهره گرفتن از مواد مالچ زیست تخریب پذیر به منظور حمایت از توسعه پایدار در اقتصاد چرخشی ضروری است. علاوه براین، به تحقیقات بیشتر و توسعه فرایندهای تولید پایدار برای تحقق کامل این رویکرد پیشنهادی نیاز است.