مواد آلی ترکیبات کربنی می باشند که به وسیله گیاهان، ریزجانداران و جانوران در خاک تولید می شوند. وجود مواد آلی علاوه بر اینکه نشان دهنده سلامت و کیفیت خاک است، شاخص مناسبی برای باروری آن به شمار می آید که حاصل برهمکنش فرآیندهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک است.
ماده آلی(ارگانیک) با بهبود شرایط خاکدانه سازی، وضعیت تخلخل و نفوذپذیری خاک را بهبود می بخشد. در حالتی که خاک فشرده و دارای نفوذ پذیری کمی باشد تجمع دی اکسید کربن پیرامون ریشه افزایش یافته و این امر علاوه بر اینکه سبب خفگی ریشه می شود از جذب عناصرغذایی که نیاز به انرژی متابولیک دارند نیز ممانعت به عمل می آورد.همچنین مواد آلی به علت داشتن گروه های عامل مختلف از جمله کربوکسیلی، فنولی، الکلی و هیدروکسیلی ظرفیت تبادل کاتیونی خاک را افزایش داده و سبب می گردد عناصر غذایی در خاک بهتر نگهداری شوند و گیاه دسترسی بیشتری به آن داشته باشد . از طرف دیگر مواد آلی در اثر معدنی شدن مقدار قابل توجهی از عناصر غذایی پرمصرف و کم مصرف را در خاک آزاد نموده و به تغذیه متعادل گیاه کمک زیادی می نمایند.
در یک خاک حاصلخیز میلیون ها موجود زنده از جمله قارچ ها، باکتری ها، اکتینومیست ها و ...زندگی می کنند. این موجودات نقش مهمی در تجزیه و تخریب مواد آلی خاک و معدنی شدن آن دارند. با ادامه فرآیند معدنی شدن ترکیبات پایدارتر مواد آلی در خاک تجمع می یابند، این مواد به نام عمومی هوموس شناخته می شوند. در یک خاک فاقد و یا مقدار کم ماده آلی جمعیت میکروبی به شدت کاهش یافته و جذب بسیاری از عناصر غذایی که قابلیت فراهمی آنها برای گیاه وابسته به اکسیداسیون بیولوژیکی در خاک می باشد مختل می گردد. در بسیاری از خاک های زراعی و بکر میزان مواد آلی خاک به یک مقدار ثابت متعادل گشته است.
مقدار مواد آلی خاک تابعی از عوامل مختلف منجمله اقلیم، خصوصیات خاک، مدیریت زراعی و ... می باشد. واقع شدن ایران در منطقه خشک و نیمه خشک و استفاده از نهاده هایی مانند کودهای شیمیایی برای دستیابی به عملکرد بالا، سبب گردیده است تا اهمیت مواد آلی کمتر در نظر گرفته شود به نحوی که در بیش از 60 درصد خاک های زیر کشت در ایران میزان کربن آلی کمتر از یک درصد و در بخش قابل توجهی از کشور کمتر از 0.5 درصد باشد.
امروزه توجه ویژه ای به ساماندهی تلفیقی تغذیه گیاه یا IPNS معطوف شده است که در آن از منابع آلی و بیولوژیک به همراه کاربرد بهینه کودهای شیمیایی مورد نظر بوده و منجر به بهبود و حفظ حاصلخیزی خاک می شود. توجه به تولید و مصرف محصولات ارگانیک در سال های اخیر در جامعه های پیشرفته ناشی از نگرانی از مصرف بیش از حد نهاده های کشاورزی است. در سال های اخیر نگرانی از تخریب خاک ها به عنوان منبع تامین کننده غذا در سطح جهان مورد توجه قرار گرفته است. به طوری که در بیانیه جهانی غذا، از حاصلخیزی خاک به عنوان یکی از فاکتورهای کلیدی تحقق امنیت غذا و کشاورزی پایدار یاد شده است. حاصلخیزی خاک توصیف کننده توانایی و قابلیت خاک برای تامین شرایط رشد پایا، بهینه و مطلوب گیاه است. در گذشته حاصلخیزی خاک صرفا تامین نیازغذایی NPK بوده است. پس از آن اهمیت ماده آلی مورد توجه قرار گرفت.
مواد آلی با بهبود دادن خصوصیات فیزیکوشیمیایی و بیولوژیکی خاک در رشد گیاه موثر است و دارای نقش های ذیل است:
مواد هوموسی به طور غیر مستقیم در جذب عناصر میکرو توسط گیاه موثر می باشند و اثرات مضر مواد شیمیایی را در خاک تعدیل می نماید.
اثرات مواد آلی با توجه به خصوصیات خاک و عوامل اقلیمی از منطقه ای به منطقه دیگر ممکن است متفاوت باشد در نتیجه در مدیریت مواد آلی بایستی به کلیه عوامل تاثیرگذار توجه نماییم.
ماده آلی دارای اثرات مستقیم و غیر مستقیم در قابلیت جذب عناصر غذایی برای گیاهان می باشد. در اثر معدنی شدن مواد آلی عناصر ازت، فسفر، گوگرد و ... آزاد شده و در اختیار گیاه قرار می گیرند.
ماده آلی همچنین به عنوان منبع انرژی برای میکروارگانیسم های تثبیت کننده ازت می باشند. زمینی که برای اولین بار زیر کشت محصول می رود میزان ماده آلی آن در خلال 10-30 سال اولیه کاهش یافته تا اینکه به یک تعادل معین برسد. در شرایط تعادل میزان عناصری که در اثر فعالیت میکروبی آزاد شده و مورد استفاده گیاه قرار می گیرد بایستی توسط مواد هوموسی جدید جبران گردد.
هوموس دارای اثرات عمیقی بر ساختمان خاک می باشد. در مناطقی که از مواد هوموسی استفاده می نمایند تخریب ساختمان خاک در اثر کشت و کار کمتر است. هنگامی که مواد هوموسی خاک از بین برود خاک سخت و غیر قابل نفوذ شده در نتیجه میزان تهویه، ظرفیت نگهداری رطوبت و دیگر خصوصیات فیزیکوشیمیایی خاک نامطلوب می شود. افزایش مکرر مواد آلی زود تجزیه شونده به خاک منجر به تشکیل ترکیبات آلی پیچیده شده و این مواد سبب اتصال ذرات خاک به یکدیگر و تشکیل خاکدانه می شود. با تشکیل خاکدانه خاک پوک و قابلیت نفوذ آب درآن افزایش می یابد. ریشه گیاه در خاک به یک منبع پیوسته اکسیژن جهت رشد بهتر نیاز دارد و تخلخل های درشت در خاک در امر تبادل هوا بین خاک و اتمسفر موثر هستند. مواد هوموسی با افزایش دادن نفوذپذیری و میزان رطوبت خاک در جلوگیری از ایجاد فرسایش موثر هستند. حدود 20-70 درصد ظرفیت تبادلی خاک در جلوگیری از ایجاد فرسایش موثر هستند. حدود 20-70 درصد ظرفیت تبادلی بسیاری از خاک ها مربوط به وجود کلوئیدهای هوموسی است. اسیدیته کل مواد هوموسی استخراج شده از خاک ها مربوط به وجود کلوئیدهای هوموسی است. اسیدیته کل مواد هوموسی استخراج شده از خاک 300-1400 میلی اکی والان در یکصد گرم هوموس می باشد.
مواد آلی به عنوان انرژی برای ماکرو و میکروارگانیسم های خاک می باشند. تعداد جمعیت باکتری ها، اکتینومیست ها و قارچ ها بستگی زیادی به مقدار مواد آلی خاک دارد. جمعیت کرم های خاکی و دیگر فون های خاک نیز بستگی زیادی به وجود بقایای گیاهی دارد که به خاک بر می گردد. مواد آلی خاک دارای اثرات فیزیولوژیکی مستقیمی بر رشد گیاه است. برخی ترکیبات مثل اسیدهای فنولیک دارای اثر سمی بر گیاه می باشند و برخی مثل اکسین ها رشد گیاه را افزایش می دهند. مواد آلی دارای اثرات مستقیم و غیرمستقیم در کنترل و کاهش جمعیت پاتوژن های گیاهی است. ترکیبات فعال بیولوژیکی در خاک نظیر آنتی بیوتیک ها و برخی اسیدهای فنولیک ممکن است مقاومت گیاهان را به پاتوژن ها افزایش دهند.
