پیوند حیات زمین با میکروارگانیسم‌های خاک

اخبار سبز کشاورزی؛ دبیرکل سازمان ملل در کنفرانس آب‌وهوا COP26 در انگلستان گفت: «گور خود را به دست خود می‌کنیم». اما برخلاف انسان تبر به‌دست و آتش‌افروز که کمر به نابودی خویش بسته، نجات‌دهندگان حیات بر کره خاکی، در سکوت و تاریکیِ خاک به‌کار خود مشغولند؛ بدون آن که توقع اندک سپاسی از انسان‌ها داشته باشند؛ که از نتیجه زحماتشان بهره‌مندمی‌شوند.

زیست‌مندانی نادیدنی که درنهایت بخشش و بزرگواری، خاک را برای تولید غذای تمامی جانداران می‌پرورانند و زندگی را روی زمین هموار می‌کنند.

حجم میکروارگانیسم‌های خاک کمتر از ۱درصد آن است، اما همین مقدار اندک، اثراتی انکارناپذیر بر استمرار زندگی روی کره زمین دارد.

یک مترمربع از خاک دارای 10 میلیون نماتُد، 45 هزار از انواع بندپایان بسیار کوچک که همراه با میلیاردها باکتری، قارچ‌های آکتینومیست و سایر تک‌سلولی‌ها است.

علاوه‌بر این مجموعه عظیم از جانداران‌ریز و اغلب میکروسکوپیک، موجودات ماکروسکوپی دیگری مانند انواع کرم‌های خاکی، خرخاکی‌ها و سایر حشرات ساکن خاک نیز وجود دارد که نقش مهمی در زنده ماندن آن دارند.

میکروارگانیسم‌ها چه می‌کنند؟

آنچه در خاک می‌گذرد، پیوند و وابستگی متقابل خاک و میکروارگانیسم‌ها با یکدیگر است، چرا که دوام و بقایای هریک متصل به موجودیت دیگری است، در واقع میکروارگانیسم‌ها حداکثر کوشش را برای پایداری حیات روی کره زمین انجام می‌دهند و با حمایت از رشد گیاهان و تمامی محصولات کشاورزی موجب پایداری و استمرار تولید محصول می‌شوند.

آنچه در خاک توسط میکروارگانیسم‌ها انجام می‌شود، تجزیه مواد آلی است، ضمن آن که هر یک از این میکروارگانیسم‌ها وظیفه‌ای خاص دارد، اما مهم‌ترین عملکرد آنها بازیافت مواد معدنی با تجزیه مواد آلی و قابل جذب نمودن این مواد توسط گیاهان است که آن را معدنی‌شدن یا «مینرالیزاسیون Mineralization» می‌گویند، چرا که گیاهان مواد را به شکل معدنی از خاک جذب کرده و آنها را در اندام‌های خود توسط فتوسنتز، تبدیل به مواد قابل مصرف می‌کنند.

یکی از باکتری‌های مورد توجه در خاک، باکتری «باسیلوس تورینجینسیس» است که بیش از 100 زیرگونه با ژنوم‌های مختلف از آن شناسایی گردیده است. نکته مهم در مورد این باکتری، نقش آن در مبارزه و از بین بردن حشرات و یا نماتُدها است که یکی از نمونه‌های آن‌استفاده از ژنوم این باکتری در تولید محصولات تراریخته (GM) نظیر پنبه، ذرت، سویا، برنج و … برای مبارزه با حشرات آفت است که بحث و جدل‌های فراوانی در عرصه مصرف چنین محصولاتی به وجود آورده است. سموم تولید شده توسط این باکتری برای حشرات می‌تواند کشنده باشد، اما آسیبی به انسان‌ها نمی‌رساند.

گیاخاک

محصول نهایی ناشی از عملکرد میکروارگانیسم‌ها تجزیه مواد آلی خاک و تولید هوموس یا «گیاخاک» است که می‌تواند هزاران سال و بدون هرگونه تغییر در خاک باقی بماند.

در این روند، به دلیل آن که مولکول‌های خاک دارای بار منفی هستند می‌توانند مواد مغذی و معدنی که بار مثبت دارند را جذب کرده و به‌تدریج در اختیار ریشه گیاهان قرار دهند. نکته دیگر آن که میکروارگانیسم‌ها قادرند با ترشح موادی چسب مانند ذرات خاک را به یکدیگر چسبانده که همین امر موجب پایداری خاک، حفظ رطوبت و مقاومت آن در مقابل فرسایش می‌شود.

از آن جایی که ازت یکی از عناصر اصلی در چرخه حیات است، جذب و در اختیار قرار دادن آن برای مصرف‌کنندگان از اهمیت بالایی برخوردار است، اما اغلب گیاهان قادر به استفاده از آن، به شکلی که در طبیعت وجود دارد، نبوده و به‌اجبار باید به روش دیگری تثبیت و در اختیار آنها قرار گیرد. تبدیل گاز نیتروژن (N2) به آمونیوم(+NH4)، فقط توسط باکتری‌های خاصی انجام می‌گیرد که در خاک زندگی می‌کنند. ریزوبیوم‌ها و سیانوباکتری‌ها دو نوع از تثبیت‌کننده‌های ازت در خاک هستند.

۶۰درصد از ازت تثبیت شده در طبیعت توسط باکتری‌ها و میکروب‌های خاک تامین و 25درصد دیگر نیز توسط کودهای شیمیایی در اختیار گیاهان قرار می‌گیرد.

عوامل کاهنده میکروارگانیسم‌های خاک

کودهای شیمیایی: شدت استفاده از کودهای شیمیایی برای تولید محصول بیشتر در دهه‌های اخیر موجب تغییر در فیزیک خاک، شور شدن، کاهش مواد آلی و میکروارگانیسم‌های آن شده است. تداوم این روند از یک‌سو و اضافه نکردن مواد آلی به خاک‌های زراعی، اثرات منفی شدیدی بر خاک‌ها گذاشته که بر جمعیت میکروارگانیسم‌اثرات نامطلوبی داشته است.

آتش‌زدن بقایای گیاهی: کشاورزان با این باور اشتباه که بقایای گیاهی برای انجام عملیات آماده‌سازی زمین مزاحمت به وجود می‌آورند، اقدام به آتش‌زدن آن‌ها کرده و زیان‌های چندگانه‌ای به وجود می‌آورند که یکی از آنها نابود کردن میکروارگانیسم‌های مجاور سطح زمین است که به‌علت تکرار این کار، لایه بالایی زمین دچار فقر مواد آلی شده و آنها را وادار به مصرف کودهای شیمیایی بیشتر می‌نماید.

جمعیت کره زمین تا سال 2050 به 10 میلیارد نفر خواهد رسید و این جمعیت به غذای بیشتر نیازمند است، بنابراین با درک این موضوع که ادامه حیات جانداران کره زمین و همچنین انسان به زنده‌ماندن خاک، وابسته است و باید خاک و میکروارگانیسم‌های آن را زنده نگه داشت.