الترب (الأحياء الدقيقة في-)

ترب (احياء دقيقه في)

Soil microbiology -

الترب (الأحياء الدقيقة في ـ)

أصناف الأحياء الدقيقة في التربة

خصائص الأحياء الدقيقة وأهميتها في التربة  

الأحياء الدقيقة في التربة soil microorganisms هي مجموعات عديدة من الكائنات الحية المجهرية المتباينة في الشكل والحجم والتصنيف تعيش في التربة، وتنمو فيها؛ ولا سيما في منطقة المحيط الجذري rhizosphere، وهي في معظمها ذاتية التغذية autotrophic تُفكك المادة العضوية في التربة، وتُحوِّلها إلى مُعقَّدٍ عضوي (الدبال humus) تُحلِّله لاحقاً لتزيد في خصوبة التربة وتحسين خواصها.

أصناف الأحياء الدقيقة في التربة

تَضم التربة مجموعات عديدة من البكتريا والشُّعيات والفطريات والطحالب والأشنيات والأوليات.

1- البكتريا Bacteria: هي أكثر مجموعات الأحياء الدقيقة وجوداً في التربة حيث تنتشر في جميع أنواع الترب، وقد تصل أعدادها في التربة الخصبة إلى 1010 خلية بكتِرية في1 غرام تربة جافة. وتزداد أعدادها في الطبقة السطحية من التربة، وينخفض عددها وتنوعها كلما زاد عمق التربة، وتوجد بأشكال مختلفة، منها المكوَّرات cocci والعَصَويات bacilli والحلزونيات spirals الشكل (1)، وتُعدّ العصَويات أكثرها انتشاراً، كما تُقسم إلى بكتريا ذاتية التغذية وأخرى غير ذاتية التغذية.

الشكل (1) بعض أشكال البكتريا.

تمتلك الشُّعِّيات actinomycetes البكترية مثل الفطريات خيوطاً فطرية hyphae، وتقوم بتخمير المواد العضوية في التربة وخصوصاً المواد صعبة التخمر مثل السلولوز cellulose والهِميسلولوز hemicellulose والخشبين (اللغنين) lignin. كما أنها تنتج صادات حيوية في التربة مثل الستربتوميسين streptomycin.

2- الفطريات Fungi: تعيش في كل أنواع الترب، وتمثل التنوع الأكبر للأحياء الدقيقة في التربة، وهي غير ذاتية التغذية، بعضها مُمرض للنبات، وبعضها الآخر يقوم بتحليل المواد العضوية صعبة التحلل مثل الخشبين.

كما أن بعضها مثل المتُعايشَة الفُطرية الجذرية (الميكوريزا) Mycorrhiza يتعايش مع جذور النباتات بعلاقة تكافلية، فيُزوّدها النبات بالكربوهِدرات وبعض المواد الغذائية في حين تساهم خيوط هذا الفطر في تعزيز قدرة النبات على امتصاص العناصر الغذائية وخصوصاً الفُسفور (الشكل 2).

الشكل (2) تأثير خيوط فطر الميكوريزا في نمو الأعشاب.

يُقيم كثير من النباتات -مثل: الذرة والقمح والشعير والبطاطا والفصَّة وعبّاد الشمس- علاقة تكافلية symbiotic relationship مع هذه الفطور مما يحسن قدرة النباتات على تفادي الإجهاد المائي، كما تزيد من تحمل النبات لحرارة التربة المرتفعة والملوحة الزائدة، وتساهم في زيادة مقاومة النباتات للخيطيات Nematoda الطفيلية والفطور المرضية، وكذلك هناك بعض الخمائر التي تنتمي إلى الفطريات في التربة؛ لكن أعدادها قليلة.

3- الطحالب (الأشنيات) Algae: كائنات حيّة دقيقة ذاتية التغذية الضوئية photoautotrophic تحتوي على اليخضور، وتقوم بعملية التمثيل الضوئي، بعضها مجهري، وبعضها الآخر يمكن رؤيته بالعين المجردة، أغلبها يوجد على سطح التربة؛ والقليل تحت سطحها بعيداً عن أشعة الشمس. تكون هذه الكائنات على شكل وحيدات خلية أو خيطية أو بشكل مستعمرات (الشكل 3).

الشكل (3) خلايا الطحالب.

4- الأوليات Protozoa: كائنات حية مجهرية تتكون واحدتها من خلية واحدة؛ لكن خلاياها أكبر من خلايا البكتريا، وتراوح أبعادها بين مكرومتر وسنتيمتر. وتُصنَّف حسب حركتها إلى ثلاث مجموعات: الهدبيات Ciliophora والجبائل (السركودينا) Sarcodina والسوطيات Flagellata. تتغذى هذه الكائنات على البكتريا والمادة العضوية في التربة، وتؤدي دوراً كبيراً في معدنة العناصر المغذّية للنبات وخاصةً بالقرب من الجذور، كما تقوم بتحفيز نمو البكتريا، وتساهم في تحلل المواد العضوية وزيادة تحبب التربة (الشكل 4).

الشكل (4) خلية أوليات.

خصائص الأحياء الدقيقة وأهميتها في التربة

تُعدّ الكائنات الحية الدقيقة عنصراً مهماً في التربة، فهي تحلل المواد العضوية فيها، وتُمعدنها، وتقوم بتثبيت الآزوت الجوي وتحرير العناصر الغذائية للنبات وتحسين تغذيته الفُسفورية، كما أن لها دوراً مهمّاً في إفراز منشطات النمو، وتقوم أيضاً بإنتاج العديد من الصَّادّات الحيوية التي تحد من نشاط الكائنات الممرضة في التربة. إنها تؤدّي دوراً مهمّاً في دورات العناصر المغذية في التربة؛ إذ تقوم بتحويل هذه العناصر من أشكال غير متاحة للنبات إلى أشكال متاحة ومُيسَّرة تمتصها جذوره، ومن هذه التحولات:

1- تأثير الأحياء الدقيقة في الكربون في التربة: يُعدّ الكربون أساس المركّبات العضوية، فخلايا الكائنات الحية تحتوي نحو 40-50% من وزنها الجاف كربوناً، حيث يوجدُ عضوياً في خلاياها وفي الغلاف الجوي وهواء التربة على شكل ثنائي أكسيد الكربون ، ويوجد في الهواء بنسبة 0.035%، تبدأ دورة الكربون بأن تقوم النباتات الخضراء والطحالب الخضراء بأخذ هذا الغاز من الجو ومن هواء التربة، وتتمكن بوجود الطاقة الشمسية من إنتاج الغلوكوز بوساطة التمثيل الضوئي وفق المعادلة (1):

تستهلك الكائنات الحية (الإنسان والحيوان والنبات والكائنات الحية الدقيقة) هذا السكر، وتقوم ببناء خلاياها وإنتاج غاز الذي ينطلق إلى الجو وإلى هواء التربة وفق المعادلة (2):

وتقوم الكائنات الحية الدقيقة بتحليل مستهلِكات الكربون العضوي بعد موتها، ومن ثَمَّ تشكيل الدبال وانطلاق قسم من الكربون إلى الجو على شكل . ويبين الشكل (5) دورة الكربون في التربة.

الشكل (5) دورة الكربون في التربة.

2- تأثير الأحياء الدقيقة في آزوت التربة:

يوضح الشكل (6) دورة الآزوت في التربة التي تمر بعمليات عديدة، منها:

الشكل (6) دورة الآزوت في الطبيعة.

أ- النشدرة (توليد الأمونيا) Ammonification: يوجد الآزوت بشكله العضوي في التربة في المادة العضوية وفي بقايا الكائنات الحية والأسمدة العضوية المضافة إلى التربة والأحياء الميتة، وتقوم الكائنات الحية الدقيقة بعملية النشدرة بوساطة تحليل البروتينات إلى ببتيدات ثم أحماض أمينية؛ ومنها إلى أمونيا.

ب- النترتة Nitrification: هي عملية أكسدة الأمونيوم (النشادر) الناجم عن عملية النشدرة إلى نتريت ثم نترات، وتحدثها مجموعات من البكتريا ذاتية التغذية الكيميائية chemoautotrophic تحت ظروف هوائية، وذلك أولاً بأكسدة الأمونيوم إلى نتريت بفعل بكتريا النتريتيّة Nitrosomonas وثانياً بأكسدة النتريت إلى نترات بفعل بكتريا النتريّة Nitrobacter.

يُسبب الاستعمال غير المرشد للأسمدة الآزوتية تلوث المياه الجوفية، إذا رشحت النتريت والنترات إليها، حيث يتفاعل النتريت مع مركّبات الأمونيوم، وتنتج مركّبات النتروز أمينnitrosamine المسرطنة، كما أن النترات يمكن أن تُرجع ضمن المعدة إلى النتريت السامة، لكن حموضة المعدة لدى البالغين تحد من ذلك، في حين تكمن الخطورة عند الأطفال الرضع نتيجة لانخفاض حموضة معداتهم؛ إذ يَتفاعل النتريت مع الهيموغلوبين (خضاب الدم) مسبّباً اختناقهم بمرض ميتهيمو غلوبينيّة الدم methemoglobinemia.

ج - إزالة (عكس) النترتة Denitrification: تُؤدي عملية إرجاع النترات إلى آزوت إلى فقده من التربة إلى المياه الجوفية. لكن بوجود مجموعة كبيرة من الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية يُستعمل هذا الآزوت بديلاً من الأكسجين في عملية التنفس وتثبيته على نحو حيوي في خلاياها. تحدث هذه العملية في بعض الظروف التي تمر بها التربة مثل حالة التغدق waterlogging التي تؤدي إلى تحويل الظروف الهوائية في التربة إلى ظروف لاهوائية. وفيما يلي مراحل إرجاع النترات إلى آزوت جوي، التسلسل (3).

د- استيقاف الآزوت nitrogen immobilization: تحدث هذه العملية في التربة عند إضافة مواد عضوية فقيرة بالآزوت وغنية بالكربون العضوي (أسمدة عضوية غير مخمرة، قش، بقايا نباتات ذات محتوى عالٍ من السِّلولوز أو الهمِيسلولوز أو الخشبين)، فتقوم الكائنات الحية الدقيقة في التربة باستهلاك آزوت التربة المعدني، وتثبته على نحو حيوي في خلاياها؛ الأمر الذي يؤدي إلى ظهور أعراض نقص الآزوت على النباتات المزروعة.

هـ- تثبيت الآزوت nitrogen fixation: تبلغ نسبة الآزوت الجوي نحو 80% من الهواء، تقوم بعض الكائنات الحية الدقيقة في التربة بتثبيته وتحويله إلى آزوت في التربة على شكل أمونيا بوساطة إنزيم النتروجيناز nitrogenase بحسب المعادلة (4):

وقد وجد عالمياً أن كمية الآزوت المثبتة بوساطة الأحياء الدقيقة المثبتة للآزوت الجوي تقدر بـ 109 طن، وهي عشرة أضعاف ما تنتجه مصانع الأسمدة الآزوتية في العالم. ويقوم بهذه العملية عدد كبير من الكائنات الحية الدقيقة التي تقسم إلى مجموعتين:

- الأحياء الدقيقة المثبتة للآزوت الجوي تكافلياً symbiotic nitrogen fixation: تقوم هذه الأحياء بتثبيت الآزوت الجوي من خلال العقد الجذرية التي تتشكل على جذور النباتات البقولية، وتنتمي هذه الكائنات إلى جنس بكتريا المُستجذِرَة Rhizobium. تقدم هذه النباتات مركّبات عضوية للبكتريا في حين تقدم المُستجذِرَات الآزوت الذي تثبته في النبات على شكل حموض أمينية، وغالباً ماتزيد هذه الأحماض الأمينية عن حاجة النبات، وتُفْرزَ خارج العقد الجذرية؛ ما يؤدي إلى تخصيب التربة المزروعة بالنباتات البقولية. ويبين الشكل (7) بكتريا هذا الجنس داخل العقد الجذرية المتشكلة على جذور النباتات البقولية.

الشكل (7) خلية داخل العقد الجذرية.

- الأحياء الدقيقة المثبتة للآزوت الجوي بصورة لا تكافلية non symbiotic nitrogen fixation: تقوم هذه الأحياء بتثبيت الآزوت الجوي بالتربة على نحو غير تكافلي مع النبات، تقوم بعض هذه الكائنات -منها بكتريا آزوباكتر Azotobacter والمِطَثيَّة Clostridium وآزوسبيريلّوم Azospirillum- بتثبيت الآزوت الجوي بشكل كبير ضمن المحيط الجذري. كما تقوم بكتريا سيانوباكتر Cyanobacteria أو (الأشنيات الخضراء المزرقة blue green algae) بتثبيت الآزوت الجوي في التربة على نحو لا تكافلي من خلال عملية التمثيل الضوئي.

3- تأثير الأحياء الدقيقة في فُسفور التربة:

تستطيع الكائنات الحية الدقيقة المُحِلَّة للفسفات في التربة تحسين التغذية المعدنية للنبات بسبب إفرازها العديد من الأحماض العضوية مثل حمض اللبن وحمض الخل وحمض الحماضات وغيرها، وإذابة فُسفات الكلسيوم. إن أهم الأجناس البكترية التي تقوم بعملية الإذابة هذه العصويات Bacillus والزائفات Pseudomonases، وأهم الأجناس الفطرية الرّشّاشيّات Aspergillus والمكنَسيّة Penicillium، وتتركز هذه الكائنات بنسبة عالية في المنطقة الجذرية للنبات. كذلك تُطْلِق هذه الكائنات خلال نشاطها الحيوي ثنائي أكسيد الكربون الذي ينحل في الماء، ويكون له تأثير حامضي في الوسط، ويزيد من تفكك الفسفور من الصخر الفسفاتي، كما أن بعض الكائنات الحية الدقيقة تقوم بتحليل الفسفور العضوي وتحويله إلى الشكل المعدني المتاح للنبات بوساطة إنزيم الفسفاتاز phosphatase، ويبين الشكل (8) دورة الفسفور في التربة.

4- تأثير الأحياء الدقيقة في الكبريت في التربة: الكبريت أحد المكونات الرئيسة للكائنات الحية، تبدأ دورته من خلال تجوية الصخور التي تحتوي على الكبريت مثل الجبس، ثم ينتقل الكبريت على شكل كبريتات ذائبة إلى التربة، فتمتصه النباتات، ويدخل في مركّبات الخلية العضوية وخصوصاً البروتينات، ثم ينتقل عبر السلسلة الغذائية إلى الحيوان والإنسان. وبعد موت هذه الكائنات؛ تقوم الأحياء الدقيقة بتفكيك المواد العضوية المحتوية على الكبريت هوائياً، فيعود إلى التربة بشكل ذائب، فتمتصّه النباتات مجدداً، أو تقوم كائنات حية دقيقة أخرى بتحليله في الظروف اللاهوائية وإنتاج غاز كبريت الهدروجين الذي ينطلق إلى الجو. كما أن حرق الوقود الأحفوري والمواد العضوية المحتوية على الكبريت يؤدي إلى إنتاج غاز ثنائي أكسيد الكبريت الذي ينتج أيضاً بأكسدة الكبريت بفعل بكتريا الكبريت ذاتية التغذية الكيميائية (الشكل 9).

الشكل (9) دورة الكبريت في التربة.

5- تأثير الأحياء الدقيقة في الحديد في التربة: غالباً ما يكون الحديد بصورة غير متاحة للنبات، وتخضع صُوره في التربة لتحولات تقوم بها الكائنات الحية الدقيقة، فبعضها -مثل بكتريا العصويات الكبريتية فيروكسيِدان Thiobacillus ferrooxidans- ذات قدرة على أكسدة مركّبات الحديدوز ferrous
() إلى مركّبات حديديك ferric (). كما تقوم الكائنات الحية الدقيقة بتفكيك المواد العضوية المضافة إلى التربة المحتوية على الحديد؛ وبالتالي إتاحته للنبات.

محمد منهل الزعبي

التصنيف : العلوم والتقانات الزراعية والغذائية

النوع : العلوم والتقانات الزراعية والغذائية

المجلد: المجلد السابع

رقم الصفحة ضمن المجلد :

آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية