گردآوری: محمدباقر لک، وبسایت مکانیزاسیون کشاورزی، آرشیو 1385
فعاليت هاي بيولوژيكي ضرورتاً حاصلخيزي خاك را كنترل مي‌كند. بي‌مهرگان خاك (از قبيل كرم هاي ريز ، نماتدها و …)، قارچ‌ها و باكتري‌ها، كربن، نيتروژن و ديگر مواد معدني مغذی موجود در بقاياي گياهان و حيوانات را به فرم قابل استفاده گياه بازيافت مي‌كنند. ميكروب‌هاي خاك (از قبيل باكتري‌ها و قارچ‌ها) آلاينده‌هاي سمي زيست محيطي از قبيل اكسيدهاي نيتروژن و متان (گازهاي گلخانه‌اي) را تعديل مي‌كنند. افزايش تنوع ميكروارگانيزم‌هاي خاك، توانايي خاك براي وفق دادن و تحمل انواع شرايط زيست محيطي را افزايش می‌دهد. سرعت تجزيه بقايا و آزاد سازي عناصر غذايي از مواد آلي و رفع مواد آلاينده تا حد بسيار زيادي به چگونگي مديريت خاك بستگي دارد.
در خاك دست نخورده اغلب چرخه‌هاي عناصر غذايي، ريشه‌ها و فعاليت‌هاي بيولوژيكي در عمق 20 تا 30 سانتي‌متري خاک يافت مي‌شوند كه گاهي منطقۀ ريشه ناميده مي‌شود و بعنوان ريزوسفر نيز شناخته مي‌شود. ريزوسفر ، ريشه و خاك اطراف آن مي‌باشد كه تحت تاثير ريشه قرار دارد كه بعنوان منطقه فعاليت شديد ميكروبي مشخص مي‌شود. ريزوسفر مملو از تركيبات كربني غني از انرژي مانند قندها، آمينو اسيدها و اسيدهاي آلي (فرآورده‌هاي حاصل از فتوسنتز) است كه از ريشه‌ها تراوش مي‌شوند. اين تركيبات، مواد “مُترشحه” ريشه ناميده مي‌شوند.
باكتري‌ها و قارچ‌ها از مواد مترشحۀ ريشه و سلول‌هاي مرده جدا شده از ريشه براي رشد و تكثير استفاده مي‌كنند. البته رقابت بر روی سطح يا نزديك ريشه شديدتر است. در رقابت بر سر كربن، باكتري‌ها اغلب آنتي‌بيوتيك‌هايي توليد مي‌كنند كه اين رقابت رشد گياه را از بين مي‌برد و ترشح موادي كه رشد ريشه را افزايش مي دهند، بیشتر مي‌کند. همچنين بنظر مي رسد كه قارچ‌هاي پسمانده خوار و شكارچي، پروتوزواها، نماتدها و كرم‌هاي ريز، مواد غذايي معدني و كربني آن‌ها را افزايش مي‌دهنـد. جانواران بزرگ مانند كرم‌هاي خاكي كه از مواد غذايي فراوان در محوطه اطراف ريزوسفرتغذيه مي‌كنند، مقادير فراواني از مواد گياهي بي‌جان، قارچ‌ها ، پروتوزواها و باكتري‌ها را مصرف مي‌كنند. حفره‌هاي باقيمانده از فعالیت كرم‌هاي خاكي از لحاظ نيتروژن قابل دسترسي غني هستند و چسباننده و تثبيت كننده ذرات كوچكتر خاك به توده‌هاي بزرگتر مي‌باشند. نسج و ترشحات چسبناك هيف‌هاي قارچ، حتي قطعات ريزتر خاك را نیز برهم مي‌چسباند و توده‌هايي ايجاد مي‌كنند كه به پيشگيري از فرسايش كمك مي‌كند. اثرات متقابل اجتماعات زير سطحي خاك، بسيار پيچيده و غير قابل مشاهده با چشم غيرمسلح مي‌باشد و در عين حال رشد گياه را بهبود يا کاهش می‌دهند و زيست‌بوم خاك را تعين مي‌كنند.
در سال 1984، Nyle Brady مديريت خاك را به عنوان مجموعه‌اي از همه عمليات خاكورزي، عمليات برداشت، مديريت كود و خاك و ديگر اقدامات بكار رفته بر روي خاك براي توليد گياه تعريف كرد و بار ديگر بر روي روابط متقابل بين عمليات زراعي و خاك تأکید شد.
اقدامات مديريتي كه قرار گيري و مخلوط شدن بقايا را تحت تأثير قرار مي‌دهد؛ مي‌تواند كار را براي ارگانيزم‌هايي از خاك كه مسئول بازيافت عناصر غذايي هستند سخت‌تر يا آسان‌تر كند. خاكورزي، بطور مستقيم تخلخل بقايا را تحت تأثير قرار مي‌دهد. تخلخل مقدار هوا و آبي را تعيين مي‌كند كه خاك مي‌تواند نگهداري كند. وجود بقايا دماي سطح خاك، سرعت تبخير و مقدار آب جذبي و تجزيه عناصر غذايي را تحت تاثير قرار مي‌دهد. به عبارت ديگر، خاكورزي منافذ و تونل‌هايي را كه توسط جانوران خاك ساخته مي‌شود تخريب نموده و مقدار نگهداري آب، گاز و ظرفيت تبادلي عناصر مغذی را تغيير مي‌دهـد. خاكورزي حفاظتي و بويژه كشت بدون خاكورزي بهم‌ریختگی خاك را كاهش داده، مقـدار مواد آلي را افزايش مي‌دهد، ساختمان خاك را بهبود بخشیده، دماي خاك را كاهش داده و به خاك اجازه مي‌دهد تا آب بيشتري را گرفته و نگهداري كند. اينگونه خاك‌ها از لحاظ بيولوژيكي فعال‌تر و متنوع‌تر هستند و ظرفيت بيشتري براي عناصر داشته و مواد مغذی را پيوسته‌تر رها مي‌كنند.
با انجام كشت بدون خاكورزي، تعداد كرم‌هاي خاكي افزايش چشمگيري مي‌يابد. فعاليت‌هاي زيرزميني کرم‌هاي خاكي تهويه خاك، جذب آب، نيتروژن قابل مصرف گياهان و فعاليت ميكروبيولوژيكي را در خاك بهبود مي‌بخشد. سوراخ‌هاي زيرزميني كرم‌هاي خاكي مي‌توانند در طي سال‌ها پايدار بوده و وسعت و تراكم ريشه‌هاي گياه را افزايش داده و به همان اندازه خاكدانه را تثبيت نموده، ساختمان خاک را بهبود بخشیده و فرسايش را كاهش دهـند.
به اعتقاد برخی از محققین در بی‌خاک‌ورزي یا همان کشت بدون خاک‌ورزی، كرم‌هاي خاكي نقش عمده‌اي در تجزيۀ مواد آلي و چرخه نيتروژن دارند. بنظر مي‌رسد كه كرم‌هاي خاكي مواد گياهي‌اي كه توسط قارچ‌ها و باكتري‌ها كلونيزه شده‌اند را ترجيح مي‌دهند كه مي‌تواند منجر به كاهش شيوع بيماري‌هاي قارچي در گیاهان زراعی شوند. درواقع شايد بتوان گفت كه در كشت بدون خاكورزي و ديگر روش‌هاي خاكورزي حفاظتي كرم‌هاي خاكي بيشترين اهميت را دارند. نه‌تنها بخاطر اينكه اين روش‌ها جمعيت كرم‌هاي خاكي را افزايش مي‌دهند بلكه بدين دليل كه بدون سست شدگي و بهم ريختگي مكانيكي، قالب‌ها و سوراخ‌هاي كرم‌هاي خاكي براي ترغيب بهتر رشد ريشه‌ها ، دست‌نخورده باقي مانده است. در آزمايش‌های طولاني مدت خاكورزي ديم در مركز تحقيقات Lethbridge در كشت بدون خاكورزي در هر متر مربع 300 كرم خاكي مشاهده شد. در اين آزمايش مزرعه‌ای، كاهش معنی‌داری درشدت فساد معمول ريشه تحت كشت بدون خاكورزي، در مقايسه با خاكورزي حفاظتي وجود داشت كه نشان دهندۀ مزايای طولاني مدت حفظ زيستگاه خاك بود.
عدم تحرك نيتروژن و مديريت نکردن علف‌هاي هرز مي‌تواند از معایب خاكورزي حفاظتي باشد و بقاياي بسيار زيادي دارد كه مي تواند جوانه زدن بذر را تحت تاثير قرار دهند. البته اين نتايج منفي را مي‌توان با تناوب زراعي متنوع در بر دارنده حبوبات، علوفه، غلات، دانه‌هاي روغني و كشت‌های پائيزی كاهش داده و از آن جلوگيري نمود.
مزاياي تناوب‌هاي زراعي متنوع، در كنار خاكورزي حفاظتي، مي‌تواند بطور برجسته‌اي حاصلخيزي خاك را افزايش دهد؛ در حاليكه هزينه‌هاي برون مزرعه‌اي را كاهش مي‌دهد. گياهاني كه پسماند كمي دارند مانند نخود، خردل يا كلزا را مي‌توان با غلاتي كه پسماند بيشتري دارند در تناوب قرار داد تا بار پس ماندها كاهش يابد. تناوب غلات و دانه‌هاي روغني با نخود و علوفه يا زیر كشت قرار دادن غلات با بقولات يكساله مقدار نيتروژن قابل استفاده گياهان را در سيستم‌هاي كشت افزايش مي‌دهد. مزاياي وابسته به نيتروژن حاصل از اين محصولات، با توجه به نوع بقولات مصرفي، مي‌تواند براي چند سال پايدار باشد. بقولات در خاك‌هايی که از لحاظ بيولوژيكي فعال هستند عملکرد خوبی دارند و بطور متقابل شرایط را برای این محیط بهبود می‌بخشند. بقولات با دو همزيست: باكتري‌هاي تثبيت نيتروژن (گونۀ ريزوبيوم) و قارچ‌هاي (vesicular-arbuscular mycorrhizas یا VAM)، مشاركت مي‌كنند تا افزايش نياز به فسفر را براي مقادير بالاي تثبيت نيتروژن فراهم كنند. كرم‌هاي خاكي بقولات و گياهان دانه روغني را ترجيح مي‌دهند و در كشت بدون خاكورزي افزايش قابل توجهی در طول يك فصل (با توجه به آب وهوا) پيدا مي‌كنند و فعاليت‌هاي حفاري آن‌ها مي‌تواند مقدار كربن و نيتروژن عميق‌تر در منطقه ريشه را افزايش دهد. افزايش مقدار مواد مغذی قابل دسترس در عمق به فراهم بودن مواد مغذی اصلی اجازه می‌دهد تا در طول فصل رشد تداوم داشته باشند. بقاياي حاصل از برخي گياهان از رشد گياهان ديگر جلوگيري نموده و همچنين بطور مستقيم يا غيرمستقيم از محصولات فرعي توليد شده از تجزيه ميكروبي بقايا جلوگيري مي‌كند. چاودار پاييزي، خردل و شبدر شيرين از رشد برخي علف‌هاي هرز در كشت بدون خاكورزي جلوگيري مي‌كنند.
بطور كل اجتماع ميكروبي خاك براي حاصلخيزي آن مفيد است. با اين حال دانش ما در رابطه با جانداراني كه در خاك زندگي مي‌كنند و اكو سيستم داير در خاك بسيار كم است.
تحقيقات پيوسته‌اي در راستای كشف روابط متقابل بين اقدامات مديريتي و بيولوژيكي خاك و ويژگی‌هاي شيميايي و فيزيكي خاك انجام در حال انجام است.
بدون دیدگاه