كتاب : المرجع الشامل في : ميكروبيولوجيا الأراضي الزراعية

ما هو علم الأحياء الدقيقة للتربة؟

يشير علم الأحياء الدقيقة للتربة إلى وظائف الكائنات الحية الدقيقة، وتفاعلها مع بعضها البعض ومع خصائص التربة الأخرى كالنباتات والمعادن. تشمل الكائنات الحية الدقيقة البكتيريا والفيروسات، إلا أن نسبة ضئيلة منها فقط ضارة، بينما يؤدي معظمها وظائف مفيدة لصحة التربة والنباتات. تتواجد الكائنات الحية الدقيقة في كل مكان حولنا - في الهواء الذي نتنفسه والأرض التي نسير عليها. يحتوي جسم كل إنسان على تريليونات من الكائنات الحية الدقيقة، يفوق عددها عدد خلايا الجسم البشري بنسبة 10 إلى 1. توجد الكائنات الحية الدقيقة في أقسى البيئات، كالبراكين والأنهار الجليدية في المحيطات. تُشكل الكائنات الحية الدقيقة بداية الشبكة الغذائية في التربة، حيث تتغذى على بعضها البعض وعلى حيوانات التربة الأكبر حجماً كالدود والحشرات.

تشمل الكائنات الحية الدقيقة في التربة البكتيريا، والديدان الخيطية، والفطريات، والعتائق، والفيروسات، والأوليات، والهدبيات، والأميبات، وتوجد بالقرب من سطح التربة وفي وحول جذور النباتات (الريزوسفير). وبشكل عام، تميل التربة الغنية بالتنوع البيولوجي للكائنات الحية الدقيقة إلى أن تكون أكثر صحة من التربة ذات التنوع البيولوجي المنخفض.

البكتيريا كائنات حية وحيدة الخلية تعيش بحرية، وتوجد في كل مكان، وهي صغيرة الحجم، إذ يتراوح طولها بين 1 و3 ميكرومترات فقط. وتأتي بأشكال وأحجام متنوعة، منها العصوية، والمستديرة، واللولبية، والقضيبية المستديرة، والفاصلة. الفطريات إما كائنات وحيدة الخلية أو كائنات متعددة الخلايا معقدة. وتوجد بشكل رئيسي في التربة وعلى النباتات. تساعد الفطريات في تحليل المواد النباتية إلى مغذيات وكربون، ولكنها قد تسبب أيضًا أمراضًا نباتية، مثل التعفن، والبياض الدقيقي، والتقرح، والصدأ.

الديدان الأسطوانية هي ديدان مجهرية مستديرة تتحرك في التربة كالثعابين. تحتاج هذه الديدان إلى بيئة رطبة نسبيًا وتتغذى على البكتيريا والفطريات والديدان الأسطوانية الأخرى (الديدان المفترسة) وجذور النباتات. تُساهم في زيادة العناصر الغذائية في التربة عن طريق إفرازها لعناصر غذائية متاحة للنباتات، بما في ذلك النيتروجين والبوتاسيوم. يمكن استخدام الديدان الأسطوانية كجزء من برنامج متكامل لإدارة الآفات والأمراض، حيث تتغذى على الحشرات الأرضية، مثل البزاقات وحفارات التربة واليرقات وبعض أنواع القواقع.

العتائق تشبه البكتيريا، لكنها تمتلك جدارًا خلويًا وسوطًا (ذيلًا) تستخدمه للسباحة.

الأوليات كائنات دقيقة وحيدة الخلية، تتحرك بواسطة الأسواط أو الأهداب. تتغذى على البكتيريا، ويمكنها مهاجمة الفطريات. من خلال التغذي على البكتيريا، تساعد الأوليات على إطلاق العناصر الغذائية (بما في ذلك النيتروجين والفوسفور) في التربة.

تعزز الهدبيات دورة العناصر الغذائية في التربة. تميل التربة المتماسكة واللاهوائية إلى احتواء مستويات أعلى من الهدبيات مقارنةً بالتربة الصحية.

الأميبات كائنات دقيقة وحيدة الخلية تتحرك ببنية تشبه الأصابع. تنقل الفيروسات الجينات من عائل إلى آخر، وتقتل الكائنات الدقيقة الأخرى. وهي مسؤولة عن تجديد وتركيز العناصر الغذائية في التربة.

ما دور الكائنات الدقيقة في التربة؟

تؤدي الكائنات الدقيقة أدوارًا متنوعة في التربة، منها تحليل المواد النباتية وتوفير العناصر الغذائية للنباتات. كما تفرز الفيتامينات والهرمونات التي تحفز مناعة النبات وتساعد على تقليل قابليته للإصابة بالأمراض والعدوى والآفات. تقوم البكتيريا المثبتة للنيتروجين بسحب النيتروجين من الغلاف الجوي وتوفيره للنباتات. تزود النباتات الكائنات الدقيقة بالكربوهيدرات (السكريات البسيطة) مقابل الحصول على العناصر الغذائية والماء، ويزيد وجود الكربوهيدرات من نسبة الكربون المتاح في التربة. إذا قمت بإخراج نبتة من الأرض وغسل التربة عنها، ستلاحظ تكون رغوة بيضاء. هذه الرغوة البيضاء هي الكربوهيدرات أو الكربون السائل.

تُنتج الفطريات الجذرية الوعائية الشجرية مادة تُسمى غلومالين (نوع من البروتينات السكرية) تُساعد على تماسك تجمعات التربة وتُساهم في استقرار بنيتها. تعمل الخيوط الفطرية كامتداد للنبات، حيث تصل إلى الماء خارج نطاق جذور النبات لتزويده بالعناصر الغذائية والماء، مما يجعل النباتات أكثر مقاومة للجفاف. تُشكل الفطريات الجذرية اتصالًا مع الفطريات الجذرية الموجودة على نباتات أخرى، مُنشئةً بذلك رابطًا كيميائيًا للإشارات. عندما يتعرض نبات ما لهجوم من حشرة، تُستخدم سلسلة الإشارات هذه لتنبيه النباتات المحيطة حتى تتمكن من اتخاذ تدابير وقائية لتجنب الهجوم. توجد الفطريات الجذرية على معظم النباتات باستثناء نباتات الفصيلة الكرنبية والفصيلة الرمرامية.

----------------

تنزيل الكتاب

----------------------