عمل البكتيريا في التربة للنباتات

[بحر الصمود]

عمل البكتيريا في التربة:
للبكتيريا عملان رئيسيان في التربة هما:

أ‌- انحلال المواد العضوية غير الآزوتية : كانحلال السكر والنشا والسليليوز والبكتين أو الدبال بوجود البكتيريا والفطر بكمية كافية وهذا يتم :

أولاً: بانحلال المواد العضوية غير الآزوتية (السكر والنشا) إلى موادهما الأساسية (ثانية أكسد الكربون ، الماء والدبال، وإلى موادهما الثانوية : الكحول والأحماض العضوية، في الأراضي جيدة التهوية، أما في الأراضي الغدقة فيتم انحلالهما إلى غاز الميتان وايدروجين إضافة لما ذكر.

ثانياً: يتم انحلال السليلوز والبكتين في التربة تحت شروط هوائية وأخرى غير هوائية .

o ففي الحالة الأولى يتم الانحلال بوجود نوعين من البكتيريا سبيروكيتا وسيتوفاجا وهذان يتصفان بأنهما ذوو جسم حلزوني رفيع مستدق ومرن الشكل (3).

كما يتصف هذا الانحلال بأنه سريع ينتج عنه سكريات بسيطة ذائبة وأحماض عضوية خاصة في التربة المفككة جيدة التهوية والسكريات هذه قد تتحلل بدورها إلى مكوناتها الأساسية (ثاني أكسيد الكربون، ماء، دبال).











الشكل رقم (3)







o أما في الحالة الثانية فيكون انحلالهما في الوسط غير الهوائي طيئاً ويتم بوجود نوعين من البكتيريا العصوية الرفيعة ذات الأطراف المنتفخة (بكتيريا عكس التازت) تعمل على اختزال الآزوتات بمساعدة الأكسجين الناتج عن تحلل السليلوز.

ثالثاً: يتم انحلال الدبال بتأثير بكتيريا خاصة في وسط جيد التهوية ومتعادل إلى جزء من الآزوت على حالة نشادر يتأزت بسرعة وينتج عنه ثاني أكسيد الكربون و...الخ تكون فيه نسبة الآزوت إلى غاز الكربون تساوي 1/10-15 وهي أكبر من نسبة الآزوت إلى الكربون في النباتات الخضراء التي تقرب من 1/25-40 . ويتصف هذا الانحلال بأنه سريع في الوسط المتعادل أما في الوسطين الحامضي والقلوي فيكون بطيئاً.

ب‌- انحلال المواد العضوية الآزوتية ويتم حسبما يلي:

أولاً : تكوين النشادري Amonification: إن إضافة الأسمدة الآزوتية والفوسفاتية والبوتاسية للتربة وانحلالها فيها يجعل فائدة النبات منها سريعة بعكس ما هو عليه عند التسميد بالمواد العضوية الناشئة عن متخلفات النبات والحيوان إذ أن هذه تحتاج إلى وقت كافي تتحلل بفعل ( البكتيريا والفطور) ومن ثم انحلالها كي يستفيد منها النبات.

فالآزوت مثلاً الناتج من المواد العضوية يتحلل إلى نشادر بفعل بكتيريا النشدرة والفطر ثم يتحلل النشادر إلى آزوتيت ومن ثم إلى آزوتات قبل أن يستفيد منه النبات (وهذا يحتاج إلى فترة غير قصيرة، إضافة إلى أن بكتيريا النشدرة قد تحتاج إلى مجهود أثناء عملها قد تحصل عليه من أكسدة السكر المضاف إلى التربة، وعملها هذا يكون بطيئاً. أو أنها تحصل على المجهود من الآزوتات الناتجة من تحلل المواد العضوية ويكون عملها سريعاً.

لذا فإن إضافة القش غير المتعفن كمادة كربوايدراتية أو قلب مخلفات المحاصيل في التربة قد يحدث انخفاضاً في كمية المحصول المنزرع فيها مباشرة إذا أن القش والمخلفات هذه تستغرق وقتاً للتحلل وبأثناء وجود البكتيريا فيها قد تأخذ منها حاجتها من الآزوت وتحوله إلى بروتوبلازم جسمها، ولايمكن للنبات أن يستفيد من هذا الآزوت إلا بعد موت هذه البكتيريا وانتشار رفاتها في التربة.

أي أن وجود المواد الآزوتية المعقدة في التربة أو وجود المواد الكربوايدراتية فيها كمصدر للمجهود هو سبب في عرقلة عملية النشدرة وبطء سرعتها وإن عملية النشدرة قد تتم بوجود ميكروباتها التي تعمل على تحلل المواد العضوية وإنتاج النشادر في وسط هوائي، علماً بأن من صفات هذه الميكروبات أنها متجرثمة وهوائية شكلها مختلف منها العصوي القصير (كفلورسنس) ومنها الكروي مثل (الميكروكوكس) الشكل رقم (4) وهما الميكروبان غير المتجرثمان ذوا عمل أكثر نشاطاً في عملية النشدرة ومنها المتجرثم مثل (ستلس وميكويدس) ( والبيوتريفكس) الهوائيان.









الشكل رقم (4)




ثانياً : تحلل اليوريا يجري كالتالي:

مجهود + (NH2)C2O3 2H2O + (NH2)2CO

حرارة كربونات النشادر ماء يوريا

ويتم هذا بوجود نوع من البكتيريا هو أنزيم البورير أشهرها البوروكوكس، ويوروباسلس، وباسلس باستراي الشكل رقم (5) ويوروسارسينا بالإضافة إلى نوع من البكتيرا Bacillus pasteuri متجرثم ومن أنشط الأنواع المحللة.









الشكل رقم (5)





ثالثاً: تحلل حامض اليوريك: يقوم بتحليل حامض اليوريك بعض الميكروبات العضوية (فلورسنس) إلى مادة الالنتوين وهو خلاصة الرهل، ثم تحويلها إلى اليوريا ومن ثم تحلل اليوريا إلى نشادر.

رابعاً: تحلل سيناميد الكلس (نوع من السماد): يتحلل هذا النوع من السماد بتأثير الرطوبة إلى سيناميد ثم إلى يوريا وأخيراً إلى نشادر حسب المعادلات التالية:

NC.NCa + 2 H2O NC.NH2 + Ca(HO)2

ايدرات الكالسيوم سيناميد ماء سيناميد الكلس

NC.NH2 + H2O (NH2) CO

يوريا ماء سيناميد

(NH2)CO + 3 H2O (NH4)CO2

كربونات النشادر ماء يوريا

خامساً: تكوين الآزوتات Nitrification : وتتم من أملاح النشادر على مرحلتين بفعل بكتيريا التأزت.

المرحلة الأولى: إنتاج الآزوتيت من النشادر بتأثير الأكسجين

(NH4)2CO3 + 3 O2 2NHO3 + CO2 + 3 H2O

ماء ثاني أكسيد آزوتيت أكسجين كربونات

الكربون النشادر

المرحلة الثانية: إنتاج الآزوتات من الآزوتيت بتأثير الأكسجين أيضاً حسب المعادلات التالية:

2NHO2 + Ca(HO)2 Ca(NO2)2 + 2 H2O

ماء أزوتيت الكالسيوم ايدرات الكالسيوم آزوتيت

Ca(NO2)2 + O2 Ca(NO3)2

آزوتات الكالسيوم أكسجين آزوتيت الكالسيوم

بحيث تتم المرحلة الأولى بوجود بكتيرا نتروزوموناس ، وتتم المرحلة الثانية بوجود بكتيريا نتروباكتر ، وهما بكتيريا التأزت.

خواص بكتيريا التأزت Proprieties of B.:

تتصف بكتيريا التأزت (النتروزوموناس والنترباكتر) بما يلي:

الأولى: بشكلها العصوي البيضاوي وبحجمه البالغ 1.2- × 0.9 ميكرون أو بشكلها الكروي ذي القطر البالغ 3 ميكرون الشكل رقم (6).









الشكل رقم (6)



الثانية: بشكلها العصوي الكمثري الدقيق وبحجمه البالغ 0.5× 0.3 ميكرون، هذان النوعان من البكتيريا الهوائية وهما ينموان على درجة 30 م° ويؤمنان حاجتهما من المجهود من الناتج من عمليتي التأزت، كما يستمدان الكربون من ثاني أكسيد الكربون الموجود في الهواء الجوي. يتأثران بوجود النشادر المطلق وليس من أملاح النشادر في التربة.

سير عمليات النشدرة والتأزت Method of Am.& N.: تسير عملية النشدرة ببطء وتسير عملية الآزوتيت بأسرع منها أما عملية الآزوتات فتسير بأسرع من كليهما بكثير.

ونستنتج من ذلك أن بطء تأثير الأسمدة النشادرية (كسلفات الأمونياك) في المحاصيل يعود إلى فترة تحوله إلى آزوت ومن ثم إلى آزوتات وبعدهما إلى امتصاص النبات إلى مادة الآزوت.



وكذلك فإن السماد البلدي بطيء التحلل نظراً لاحتوائه على المواد العضوية الذائبة المتضمنة النشادر الذي يحتاج إلى تحلله إلى آزوتيت ثم إلى آزوتات كي يستطيع النبات الاستفادة منه، وعمليتا التأزت هاتان تتمان تحت تأثير العوامل الملائمة التالية:

‌أ- الرطوبة: يجب أن تتوفر في التربة بنسبة 60-70% .

‌ب- التهوية: أن بكتريا التأزت (النتروزوموناس والنتروباكتر) من البكتيريا الهوائية فلابد من توفير تخلل التربة بالهواء، لذا كانت الحراثة عاملاً رئيسياً في توفر الهواء في التربة.

‌ج- الحرارة: توافق عملية التأزت درجة حرارة تساوي 30 م° وتبطئ هذه العملية بانخفاض هذه الدرجة أو ارتفاعها.

‌د- تأثير البيئة : تتأثر عملية التآزت بالوسط ذي الـPH <8 وتقف عندما PH=4.

‌ه- المواد العضوية: إن وجودها في التربة مع الهواء الذي يتخلل ذرات التربة لايؤثر على عملية التآزت.

‌و- المواد السامة: إن لوجود مواد كلور الصوديوم وكربونات الغنزيوم في التربة تأثير على نشاط عملية التأزت إذ يسبب بطأها ، بعكس الحالة عندما تتوفر الكربوايدرات السهلة الانحلال حيث تسرع في تكاثر البكتريا وتسهل في تناولها مادة الآزوت من المادة العضوية المتحللة وذلك مما يؤدي إلى خفض نسبة الآزوت في التربة وجعل النباتات المزروعة فيها مفتقرة إلى هذه المادة. لذا ينصح بإضافة الأسمدة الأزوتية بكميات كافية..

وفي حالة إضافة السماد البلدي الحديث التخمر للأرض أو قلب مخلفات المحاصيل فيها ومن أجل استفادة النبات منهما لابد من قضاء فترة لبينما يتم التحلل وأثناءها لابد من التعويض على النبات المنزرع بشيء من غذائه بإضافة كمية من السماد الآزوتي.

ونتيجة لتجربة أجريت وجد أن عملية التآزت تقف في التربة عندما تبلغ فيها نسبة الآزوت إلى الكربون 1/13-15 وتستمر عندما ترتفع إلى 1/11-11.6 فبإضافة سماد أزوتي إلى التربة تجعل عملية التأزت نشيطة بالإضافة إلى فائدة النبات التي استفادها من الآزوت المضاف، وبالعكس إذا صغرت النسبة أي عندما تساوي 1/30-40 فتخمد العملية وتقل استفادة النبات.