اهمیت موجودات زنده در بهسازی خاک و بهبود ساختار آن

اهمیت موجودات زنده در بهسازی خاک و بهبود ساختار آن

۱- کلیات

خاک یکی از اجزای اساسی محیط زیست است که امنیت غذایی را تأمین میکند، زیرا ۹۵ درصد غذای روزانه انسان از طریق خاک تهیه میشود. خاک از ذرات معدنی، مواد آلی، هوا، آب و موجودات زنده تشکیل شده است فعل و انفعلات بین این عوامل باعث ایجاد تنوع بی نهایت خاک در سطح زمین میشود. میکروارگانیسمهای موجود در خاک فراوان هستند و فعالیتهای مختلفی از خود بروز میدهند که برای چرخه مواد مغذی و حذف آلایندها ضروری هستند. این میکروارگانیسمها را میتوان هم در خاک سطحی و هم در خاک زیر سطحی یافت. هر چه فعالیت موجودات زنده در خاک افزایش یابد، خاک اکسیژن بیشتری دریافت کرده و بیماریها و آفاتی که درون آن هستند را کنترل میکند (۱).

اهمیت موجودات زنده در خاک چندوجهی است و نقشهایی را در چرخه مواد مغذی، حفظ ساختار خاک و اصلاح محیطی در بر می گیرد. این موجودات به ویژه میکروارگانیسمها برای حفظ سلامت خاک و افزایش بهره وری کشاورزی ضروری هستند. فعالیتهای آنها نه تنها از رشد گیاهان حمایت میکند، بلکه به انعطاف پذیری کلی اکوسیستم نیز کمک میکند. میکروارگانیسمهای خاک تبدیل مواد آلی را تسهیل میکنند و مواد مغذی را برای جذب گیاه در دسترس میکنند. آنها در فرآیندهایی مانند تثبیت نیتروژن و انحلال فسفات که برای تغذیه گیاه بسیار مهم هستند، دخیل هستند (۸).

۲-انواع موجودات زنده در خاک 

۱-۲- باکتریها

باکتریها ریزترین و فراوانترین موجودات سلولی در خاک هستند. اندازه آنها معمولا ۵/۰ تا ۱ میلیمتر عرض و ۱ تا ۲ میلیمتر طول دارند. باکتریها شکلهای مختلفی دارند که به عنوان یکی از شایعترین گروهها به ویژه در ناحیه ریزوسفری هستند.  باکتریها تک سلولی هستند هر قاشق چای خوری خاک مرطوب دارای یک میلیارد باکتری است. باکتریها ساختار خاک را تقویت میکنند. به طور قابل توجهی در تولید مواد مغذی برای خاک و گیاهان نقش دارند و باعث میشوند که خاک حاصلخیز شود. در واقع باکتریها به عنوان شاخص سلامت در میکروبیولوژی خاک عمل میکنند و یک سری از این باکتریها نقش تثبیت ازت در خاک را به عهده دارند. بعضی از باکتریها مانند کلستریدیوم و باسیلوس به علت داشتن اسپور در خاک خشک نیز دیده میشوند (۲). در شکل ۱ تصویری از باکتری آورده شده است.

۲-۲- قارچها

قارچها نقش اساسی را در خاک بازی میکنند. در واقع قارچها باعث حفظ سلامت خاک و افزایش عملکرد محصول میشوند. قارچها جز موجودات هوازی اجباری در خاک هستند. از مزیتهای قارچها در خاک این است که به تجزیه مواد آلی مخصوصا تجزیه مواد آلی در خاکهای اسیدیته، جذب عناصر غذایی، مقاومت به بیماری گیاه و در آخر کمک به رشد گیاه میباشد. وظیفه  نوع خاصی از قارچها تجزیه پلیمرها میباشد که از یک نمونه از قارچها پنی سیلین گرفته میشود. قارچها به طور کلی بر باکتریها و اکتینومیستها در خاکهای اسیدی غالب هستند، زیرا میتوانند طیف وسیعتری از سطوح اسیدیته خاک را تحمل کنند (۳). در شکل ۲ تصویری از قارچ آورده شده است.

 ۳-۲- کرمهای خاکی

کرمهای خاکی بزرگترین عضو خاک از نظر وزن هستند. این گونه کرمها منافع زیادی دارند. حدود ۶۰۰۰ گونه کرم خاکی وجود دارد کرم خاکی به حاصلخیزی خاک بسیار کمک میکند. این گونه کرمها در بهبود خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی نقش کلیدی دارند با ایجاد کردن کانالهایی در خاک باعث نفوذ پذیری بیشتر آب باران در خاک شده و سبب میشود مواد مغذی در خاک جابجا شود. فضولات کرم خاکی نیز به علت آهکی بودن باعث حاصلخیزی خاک میشوند.  حتی  تخمهای کرم خاکی  حاوی مواد معدنی هستند که باعث تقویت خاک میشوند خاکهایی که کرمها در آن ها زندگی میکنند چهار برابر بیشتر از سطح خاکهای دیگر فسفر آزاد میکنند زمانی که کرمها از خاک عبور میکنند سطح نیتروژن، پتاسیم و کلسیم را تا حد زیادی در آن افزایش میدهند. کرمهای خاکی با زیر و رو کردن خاک سبب بهبود ساختمان خاک میشوند که این عمل باعث فرآیند اکسیژن رسانی به خاک میشوند و سهم زیادی در باروری اکوسیستم خاک دارند (۴).  در شکل ۳ تصویری از کرم خاکی آورده شده است.

۴-۲- اکتینومیستها

اکتینومیستها موجودات زنده در خاک هستند که بیشتر در خاکهای خنثی تا قلیایی دیده میشوند. وجود اکتینومیستها در خاکهای کشاورزی مهم است زیرا با تثبیت (فتوسنتز) و تجزیه به چرخه کربن کمک میکنند. اکتینومیستها جزء گروه اصلی میکروارگانیسمهای خاک هستند که با تولید آنزیمهای هیدرولیتیک، نقش عمده ای در بازیافت مواد آلی در محیط دارند همچنین مسئول تجزیه بعدی هوموس (مواد مقاوم) در خاک هستند (۵). اندازه اکتینومیستها بین ۵/۰ تا ۵/۱ میکرومتر است. اکتینومیستها شبیه به باکتریها و  قارچها هستند. استرپتومایسس فراوانترین گونه اکتینومیستها در خاک است و پس از آن گونه های دیگری مانند میکرومونوسپورا، ترمواکتینومیستها و نوکاردیا قرار دارند. نوعی از این موجودات نیز عامل بوجود آمدن بوی خاک پس از بارش باران میباشند اما اکتینومیستها علاوه بر فواید ممکن است بر میکروارگانیسمهای خاک تأثیر بگذارند و در نتیجه تنوع را کاهش دهند. گونه های بیماریزای اکتینومیستها منجر به بیماریهای گیاهی میشوند که بر سلامت گیاه و از بین رفتن محصول تأثیر میگذارند (۶). در شکل ۴ توصیری از اکتینومیستها آورده شده است.

 ۵-۲- جلبکها

جلبکها نقش مهمی در حفظ حاصلخیزی خاک دارند. در واقع جلبکها به افزایش ظرفیت آب نگهداری خاک برای مدت طولانی تر کمک میکنند. جلبکهابه خرد شدن سنگها و تشکیل ساختار خاک کمک میکنند و با اتصال ذرات خاک به عنوان یک ماده چسبنده از فرسایش خاک جلوگیری میکنند. وجود جلبکها در خاک بسیار مهم هست زیرا نیتروژن و کربن را در خاک  تثبیت میکند (۷). در شکل ۵ تصویری از جلبک آورده شده است.

منابع

۱- مطالعه چگونگی تشکیل و رده بندی خاکهای دانشگاه آزاد اسلامی واحد سفا. محمد رحیم اوجی. ۱۳۸۴. نشریه: بوم شناسی گیاهان زراعی (دانش نوین کشاورزی).

۲- نقش مواد تشکیل دهنده خاک در نفوذ پذیری و انتقال سرب و روی. احمد دربان خدادادی.۱۳۸۳. نشریه: فنی و مهندسی مدرس.

۳- تاثیر عامل وراثت و فرآیندهای تشکیل خاک بر توزیع عناصر سنگین و ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاکها. علی افشاری و همکاران. ۱۳۹۸. نشریه: علوم و تکنولوژی محیط زیست.

۴- تدوین روش مناسب برای تعیین فرسایش قابل تحمل خاک در ایران. رضا سکوتی اسکویی. ۱۳۹۷. نشریه: مدیریت اراضی.

۵-   مقایسه طیف خاک با نمودار تحلیل عنصری در راستای تعیین عناصر تشکیل دهنده خاک. نسیم زرنگ و همکاران. ۱۳۹۵. همایش ملی ژئوماتیک.

۶- ارزیابی فعالیت ضد میکروبی در اکتینومیستهای همزیست بی مهرگان. خدیجه دهقان و همکاران. ۱۳۹۵. کنگره ملی زیست شناسی ایران.

۷-  بررسی تنوع گونه ای جلبکها در رویشگاه جلبک قرمز در سواحل جزیره قشم. رضا ربیعی و همکاران. ۱۳۸۴. نشریه: پژوهش و سازندگی.

۸- Role of soil organisms in maintaining soil health. Thounaojam  Meetei. (2022).. In Microbial Based Land Restoration Handbook.

 

 

نویسنده: صفیه عرب