موجودهای زنده خاک

در خاک مقدار زیادی ریشه گیاه جانوران کوچک و گونه های زیادی از میکروبها مانند پروتوزواها و جلبک ها قارچها و باکتریها وجود دارند.
هر یک از این گروه ها از دیدگاه زندگی در خاک دارای اهمیت می باشند لیکن بیشترین زیست گروه و فعالیتهای زیستی توسط ریشه گیاهان قارچها و باکتریها فراهم می شود خاک زیست گاهای زیادی را در بر داشته که هریک به وسیله گونه های متفاوتی اشغال شده است .
زیستگاهای بالا اغلب بر اثر رشد گیاه و رویدادهای اقلیمی و مدیریت تغیر می یابند میکروبهای خاک به طور کلی دارای نیازهایی به شرح زیر هستند:
▪ فضا: داخل روزنه های خاک و روی ذره ها و سطح های ریشه
▪ آب: آب با شوری و پ هاش مناسب که توسط محلول خاک فراهم می شود
▪ ماده غذایی: برای فراهم آوردن انرژی و جزءهای سازنده بدن موجودها
▪ دمای مناسب
معمولا فضا به مقدار کافی وجود دارد ولی تقریبا همیشه ماده های غذایی آب و یا دما عاملهای محدودکننده رشد جمعیت می باشند میکروبهای خاک برای سازگاری در برابر محدودیت های گوناگون راههای زیادی ایجاد کرده و از این رو جمعیت کل آنها در خاک گوناگون و متغییر بوده و نسبت به وضعیت های در حال تغییر و نیز مقدار ماده های غذایی سازگار می باشد
● جامعه های خاک :
▪ گونه های موجودهای زنده در خاک
موجودهای بزرگتر خاک شامل گیاهان و جانوران می باشد ریشه های گیاه با نفوذ در شکافها فضای بین خاکدانه ها و دیگر روزنه های بزرگ خاک را می کاوند گیاهان بیشتر موجودهای زنده خاک را با ماده آلی که از فتوسنتز به دست می آید تغذیه کرده که به راه های گوناگونی به میکروبها نیز رسانده می شود میکروبهایی که نزدیک ریشه هستند از ماده های دفع شده آن تغذیه کرده و برخی از آنها به خود ریشه حمله میکنند گروهی از میکروبها از شاخ و برگی که از درخت به زمین افتاده و گاهی یک افق مشخص آلی را نیز تشکیل می دهند تغذیه می شوند جانوران خاک شامل پستانداران و خزندگانی است که در خاک سوراخهایی را حفر می کنند از این گونه فراوانتر جانوران کوچکتری شامل حشره ها موریانه ها و نماتدها هستند که در پس مانده های گیاهی زندگی کرده سوراخهایی را در خاک حفر کرده و یا به ریشه های گیاه حمله میکنند موجود های کوچکتر بسته به چگونگی ساختمان اصلی یاخته ای به دو گروه بزرگ یوکاریوت و پروکاریوت تقسیم میشوند
یوکاریوتها شامل قارچها پروتوزواها جلبکها و گیاهان و جانوران بوده و پروکاریوتها نیز شامل مونزاها یا باکتریها می باشند فعالیت و تعداد پروتوزواها و جلبکها به جزء در خاکهایی که برای مدت طولانی غرقاب یا خیس باشد معمولا محدود است قارچها و باکتریها فراوان بوده و تقریبا در همه خاکها فعال می باشند باکتریها کوچکترین موجودهای خاک بوده و از نظر فیزیولوژیکی گوناگون ترین آنها بشمار می آیند.
● زادآوری گسترش و برزیستی موجودهای خاک:
یکی از ویژگیهای بیشتر میکروبها زاد آوری سریع آنها است در وضعیتهای مناسب بسیاری از گونهای باکتریها توانایی آن را دارند که در مدت ۲ تا ۳ ساعت یاخته های خود را به دو برابر افزایش دهند تقسیم میکروبها در وضعیت عادی خاک کندتر انجام می شود ولی همین موجودها هنگامی که خاک خشک مرطوب شده و یا گرم شود و یا ماده های غذایی آلی که به آسانی قابل استفاده است به آن افزوده شود در مدت ۱ تا ۲ روز می توانند تعداد خود را به ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ برابر افزایش دهند چنین رشد سریعی این توانایی را به میکروبهای خاک می دهد تا نسبت به دگرگونیهای محیطی به تندی از خود واکنش نشان دهد این کار هم از راه زادآوری و هم با جایگزینی یک جمعیت توسط موجودهایی که به وضعیت جدید سازگاری پیدا کرده اند انجام میشود
بیشتر میکروبها به سرعت پراکنده شده و توسط موجودهای بزرگتر و حرکت آب و هوا جابجا می شوند ذره های ریز خاک شناور در هوا وسیله مناسب برای میکروبهایی است که بدانها متصل می باشند قارچها برای این گونه جابجایی خیلی بزرگ هستند بنابراین اغلب اسپورهایی تولید می کنند که توسط باد و یا شناور شدن در آب به نقطه های دیگر منتقل می شوند گندزدایی خاک کاری دشوار است و تا هنگامی که خاک را از عاملهای آلوده کننده دور نگاه نداریم استریل کردن آن نیز امکان پذیر نمی باشد.
میکروبهای خاک از استعداد برزیستی چشمگیری برخوردارند زیرا به ندرت ممکن است که در یک دوره طولانی وضعیت برای رشد و فعالیت آنها مناسب باشد بیشتر وقتها خاک زیاد از حد خشک یا سرد یا گرم است و یا اینکه از نظر ماده های غذایی کمبود دارد شیوه زیست میکروبها متغیر بوده که متداولترین آن دوره خواب می باشد در این حالت فعالیت یاخته متوقف شده و تا فرا رسیدن زمان بهتر به حالت استراحت فرو میرود هنگامی که یاخته ها به دوره خواب رسیده یا از ان خارج می شوند ممکن است مرگ و میر زیاد باشد اما هنگامی که وضعیت خاک بهبود یابد آنقدر یاخته زنده باقی می ماند که بتواند اجتماع جدیدی را در خاک به وجود آورد با از بین رفتن وضعیت مناسب رشد بیشتر قارچها و بسیاری از باکتریها برای زنده ماندن طولانی تر اسپور های ویژه ای تولید می کنند ماهیت رشد الیافی قارچها و بسیاری از باکتریها به انها یاری می دهد تا بتوانند خود را در وضعیت های نا مناسب که اغلب در خاک موقتی و موضعی است حفظ کنند
● نیازها و سازگاری میکروبها
موجود های زنده برای رشد فعالیت خود به وضعیت فیزیکی مناسب و ماده های غذایی نیاز دارند وضعیت های فیزیکی شامل فضای قابل استفاده ای است که معمولا روی سطح ها واقع است تقریبا در همه وضعیتها احتمالا فضا به اندازه کافی است زیرا دمای نامناسب و یا کافی نبودن آب و ماده های غذایی رشد میکروبی را محدود می کند نیازهای تغذیه ای شامل منبع های قابل استفاده انرژی و عنصرهای ضروری برای رشد است
بسیاری از موجودهای زنده به ترکیبهای بیوشیمیایی ویژه ای نیاز دارند که خود توانایی ساختن انها را ندارند موجودهای هتروتروف تقریبا همیشه انرژی مورد نیاز خود را از واکنشهایی که ماده های بنیادی آنها آلی است فراهم می کنند ماده های نخستین اصلی ماده های آلی مانند قندها هستند که در اثر تنفس یا تخمیر انرژی از آنها آزاد می شود در کار تنفس ماده های بنیادی آلی به کمک اکسنده ای کانی که متداولترینشان اکسیژن و گاهی نیترات و سولفات است اکسیده میشوند در کار تخمیر که معمولا به هنگام کمبود اکسیژن آغاز می شود .
برخی از ماده های بنیادی آلی خود بصورت عامل اکسیدکننده در آمده و بصورت فراورده ای فرعی مانند الکل یا اسید آلی کاهیده می شوندهتروتروفها جانوران قارچها و بیشتر باکتریها را در بر میگیرند کارکرد سیستم ریشه گیاه به صورت هتروتروف بوده در حالی که باقیمانده گیاه جزء گروه اتوتروف بشمار می آید
اتوتروفها به ماده های بنیادی آلی دارای انرژی نیازمند نبوده زیرا انرژی مورد نیاز خود را یا از نور فراهم کرده و یا از واکنشهای اکسایش کانی بدست می آورند همچنین بیشترشان عنصر کربن را بصورت دی اکسید کربن از هوا یا آب فراهم می آورند اتوتروفها گیاهان سبز تقریبا همه جلبک ها باکتریهای سبز - آبی و یک سری باکتریهای ویژه دیگر را در بر می گیرند هتروتروفها و اتوتروفها به یکدیگر وابسته بوده به گونه ای که چرخش عنصرهای غذایی به هر دو گروه وابسته است اتوتروفها سازنده های اصلی ماده های آلی هستند هتروتروفها ماده های آلی را تجزیه کرده و عنصر های غذایی را برای چرخش دوباره آزاد می کنند اکوسیستم خاک بزرگترین صحنه چرخش عنصرهای غذایی روی کره زمین بشمار می رود در این مجموعه نقش اصلی را گیاهان بر عهده داشته که آنها در قالب اتوتروفها و قارچها و باکتریها در قالب هتروتروفها ایفاگر نقشهای خود می باشند
● اسیدیته شوری و دیگر بازدارندهای شیمیایی
اسیدیته خاک از رشد برخی از موجودهای زنده خاک جلوگیری می کند همانگونه که در گیاهان نیز دیده میشود اثر نامطلوب اسیدیته خاک شامل کمبود کلسیم یا سمیت الومینیوم یا منگنز می باشد نژادها و گونه های موجودها از نظر تحمل به اسیدته متفاوتند تا جمعیت آنها بتواند نسبت به وضعیتهای موضعی سازگار شوند میکروبهای خاک احتمالا بهتر از گیاهان می توانند شوری را تحمل کنند فلزهای سمی مانند مس کرومیوم آرسنیک جیوه و اسیدیته شدید که با استخراج معدنها و کارهای مربوط ذوب همراه است تقریبا خاک را سترون میکنند گرچه مورد های از سازگاری میکروبی نسبت به آلاینده های سمی نیز دیده شده است بسیاری از عاملهای شیمیایی خاک که رشد گیاه را کاهش می دهند بطور غیرمستقیم روی میکروبها نیز تاثیر دارند.
● محدودیتهای تغذیه ای : ازت
در میان عنصرهای غذایی ضروری مورد نیاز میکروبهای خاک کمبود کربن و ازت بیش از دیگر عنصرها است بندرت ممکن است که کمبود یک عنصر نشانه نبودن آن باشد زیرا بیشتر خاکها دارای مقدار زیادی کربن و ازت در ماده های آلی و همچنین ازت بصورت گاز هستند در واقع ناتوانی این موجودها در استفاده سریع از این منبع ها است که کمبوداحتمالی را آشکار می کند برای مثال بیشتر موجودها این توانایی را دارند که کربن را به شکل قندهای ساده جذب کرده و به مصرف برسانند لیکن مقدار اینگونه قندها در خاک کافی نیست در مولکولهای بزرگ ماده های آلی خاک و گیاه قندهای فراوانی یافت می شود لیکن میکروبهای معینی میتوان این گونه مولکولها را شکسته و قند آنها را آزاد کنند آزاد سازی قند برای رشد سریع حتی برای این گونه موجودها نیز بسیار آرام انجام میشود بنابراین عنصر کربن اغلب به دلیل اندک بودن عرضه ماده های آلی قابل تجزیه سریع در خاک رشد موجودها را محدود می کند افزوده بر آن ازت نیز اغلب رشد گیاهان و میکروبهای خاک را محدود می کند زیرا ازت درمولکولهای بزرگ قرار داشته و مقدار کمی از آن بصورتهای آمونیوم و نیترات در دسترس می باشد چنین استدلالی در باره دیگر عنصرهای غذایی نیز پذیرفتنی است سازگاری در برابر کمبود ازت مستلزم داشتن توانایی برای یافتن یونهای آمونیوم و نیتراتی است که بر اثر شکسته شدنماده های آلی آزاد می شود .
بسیاری از موجودهای خاک از جمله گیاهان میتوانند این یونها را به سرعت از غلظتهای بسیار کم جذب کرده و بنابراین رقابت برای ازت در دسترس زیاد می شود برخی از موجودها این توانایی را دارند که ازت مورد نیاز خود را از منبع های آلی مانند ترکیبهای هوموسی فراهم آورند
در حالی که دیگر موجودها توانای انجام آن را ندارند توانایی بسیاری از موجودهای پروکاریوت برای تثبیت ازت هوا گونه ای دیگر از سازگاری در برابر کمبود ازت می باشد.
● تثبیت ازت:
شامل جذب N۲ یعنی فرم گازی ازت است که ۸۰ درصد اتمسفر را تشکیل می دهد در داخل موجودهای تثبیت کننده ازت N۲ به آمونیاک تبدیل شده که این ترکیب به نوبه خود برای تولید ترکیبهای آلی ازت به سرعت مصرف می شود تثبیت ازت توسط جنسهای زیادی از باکتریها که در خاک آب ریشه یا برگ بسیاری از درختان و در جگر جانوران زیادی نیز زندگی می کنند شناسایی شده است به نظر می رسد که همه آنها برای تثبیت ازت از یک سیستم آنزیمی مشابه برخوردارند زیرا احتمالا ژنهایی که این پدیده را کنترل میکنند به اسانی بین باکتریها انتقال می یابند
پدیده تثبیت ازت انرژی زیادی مصرف کرده و تثبیت کننده های گوناگون انرژی مورد نیاز را از منبع گوناگون مانند غذای آلی فتوسنتز توسط باکتری فتوسنتز به وسیله گیاه میزبان و یا مانند آن فراهم می کنند آنزیم نیتروژناز که واکنش را انجام می دهد در همه موجودهایی که آنزیم یاد شده از آن گرفته شده مشابه است آین آنزیم از دو پروتئین غیر عادی تشکیل شده است هر دو دارای عنصر آهن و گوگرد است در ساختمان یکی از آنها مولیبدن هم وجود دارد و بنابراین کمبود مولیبدن از تثبیت ازت در بسیاری از خاکها و دریاچه ها جلوگیری می کند در همه حالتها اکسیژن آزاد کار تثبیت را متوفقف کرده زیرا آنزیم نیتروژناز را از بین می برد بنابراین موجودهای گوناگون راههای متفاوتی را برای نگهداری آنزیم از اکسیژن به وجود آوردند.
● عنصرهای غذایی در خاک و گیاه
گیاه حداقل باید دارای شانزده عنصری باشد که تا کنون برای آن ضروری تشخیص داده شده است این عنصرها عبارتند از:
O H N K Mg Ca P S Fe Cl Mn Zn B Cu Mo C
همه این عنصرها بجز کربن هیدروزن اکسیژن عنصرهای غذایی کانی بوده که معمولا به صورت یون و یا دیگر فرمهای ساده محلول از خاک جذب می شوند جذب ماده را از راه غشاء یاخته ای گیاه به صورت برگزیدن و کنترل انجام می پذیرد
یاخته ها ممکن است عنصری را در غلظتی بیشتر از آنچه در محیط بیرونی است در خود انبار کنند این کار یا به وسیله پمپاژ یون از راه متابولیکی و یا جذب و ترکیب پیوسته یونها و تبدیل آن به جزء های آلی گیاهی انجام می شود در داخل گیاه عنصرهای غذایی از راه آوند چوبی از ریشه به ساقه انتقال می یابد افزوده بر ان عنصرهای غذایی از راه آوند چوبی از ریشه به ساقه انتقال می یابد افزوده بر ان عنصرهای غذایی دوباره پویا گشته و از راه آوند آبکش از قسمتهای مسن گیاه به بافتهای در حال رشد حرکت می کنند
برای آنکه گیاه مقدار مناسبی از عنصرهای غذایی را در اختیار داشته باشد بازم است که این عنصرها از جزء های جامد خاک آزاد شده و به محلول خاک بروند فرایندهای بسیاری برای آزاد شدن این عنصر ها وجود دارد در این زمینه از تجزیه میکروبی تبادل یونی حل و کنده شدن عنصرها ازذره ها را می توان نام برد نا گفته نماند که اهمیت آنها بسته به عنصر غذایی و و خاک تغییر می کندهنگامی که مقدار جزءهای حل شده کم باشد حرکت یک عنصر به سوی گیاه جذب آن را محدود می کند حرکت عنصرها در این حالت به طور کلیبه پدیده پخشیدگی بستگی دارد برای آنکه گیاه بتواند عنصرهای پویا نشده را با سرعت کافی دریافت دارد سیستم ریشه باید با گسترش سریع خاک را کاوش کرده در منطقه هایی که سرشار از ماده های غذایی است بطور فشرده منشعب گشته و تارهای ریشه و میکوریزا را به وجود آوردرشد فرم و کار ریشه به عاملهای ژنیتکی فیزیکی شیمیایی و میکروبیولوژیکی وابسته است به طور معمول خشکی فشردگی خاک کمبود اکسیژن سمیت آلومینیم کمبود کلسیم و بیماریها جزء عاملهای باز دارنده گسترش ریشه به شمار می روند.

منبع : کشاورزان پیشرو