Language
Country/Area
No result found
لماذا تحتاج حقول الطماطم إلى هؤلاء "العمال غير المرئيين"؟ اكتشف معجزة التعايش بين الريزوبيا والنباتات!
في الإنتاج الزراعي، لا يعتمد نمو النباتات على الماء وأشعة الشمس فحسب، بل يعتمد أيضًا على عنصر مهم - النيتروجين. ومع ذلك، فإن الأشكال القابلة للاستخدام من النيتروجين لا توجد بشكل طبيعي في الغلاف الجوي، بل تحتاج إلى تحويلها بواسطة كائنات دقيقة محددة، يطلق عليها "العمال غير المرئيين". تتكون هذه الكائنات الحية الدقيقة بشكل أساسي من بعض أنواع البكتيريا والعتائق الخاصة، والتي تسمى الديازوتروفات، ووظائفها قيمة للغاية، وخاصة لنمو النباتات مثل الطماطم.
الكائنات الحية الدقيقة المثبتة للنيتروجين هي كائنات دقيقة قادرة على تحويل النيتروجين الجوي (N2) إلى أشكال متاحة بيولوجيًا، مثل الأمونيا.
هناك العديد من أنواع الكائنات الحية الدقيقة المثبتة للنيتروجين، والتي يمكن تقسيمها إلى أنواع حرة المعيشة وتكافلية. تستطيع الكائنات الحية الدقيقة المثبتة للنيتروجين، مثل كليبسيلا نيومونيا وكلوريلا فولغاريس، النمو في بيئات تفتقر إلى النيتروجين الثابت واستخدام النيتروجين مباشرة من الغلاف الجوي. تشكل الكائنات الحية الدقيقة المثبتة للنيتروجين، مثل الريزوبيا، علاقة تكافلية مع البقوليات، وهو ما لا يعزز نمو النباتات فحسب، بل يعزز أيضًا خصوبة التربة.
الريزوبيا هي مجموعة مهمة من البكتيريا التي تعيش في تكافل مع البقوليات (الفصيلة البقولية)، وتشكل عقيدات متخصصة على جذور هذه النباتات. يرتبط الأكسجين الموجود في العقيدات بالهيموجلوبين الذي تنتجه البقوليات لحماية وظيفة إنزيم النيتروجيناز من التدهور. بهذه الطريقة، يمكن للريزوبيا أن تثبت النيتروجين من الغلاف الجوي بشكل فعال في صورة الأمونيا التي يمكن للنباتات استخدامها، وبالتالي تعزيز نمو النبات الصحي.
لا يقتصر دور الكائنات الحية الدقيقة المثبتة للنيتروجين على توفير مصدر أساسي للنيتروجين؛ بل إن عملياتها البيولوجية ضرورية أيضًا لدورة النيتروجين على الأرض. في النظم البيئية الأرضية، تقوم الكائنات الحية الدقيقة المثبتة للنيتروجين بتثبيت النيتروجين من الغلاف الجوي، مما يوفر الأمونيا التي يحتاجها المنتجون الأساسيون ويشكل أساس السلسلة البيئية بأكملها. اكتشف الناس في العصور القديمة أن زراعة البقوليات يمكن أن تحسن التربة، وهذه الظاهرة على وجه التحديد هي التي تلعب فيها البكتيريا الريزوبية دورًا مهمًا. مع تطور الزراعة البيولوجية، أصبح استخدام الكائنات الحية الدقيقة المثبتة للنيتروجين يحظى باهتمام أكبر. إن استخدام الكائنات الحية الدقيقة المثبتة للنيتروجين كسماد حيوي يمكن أن يقلل بشكل فعال من استخدام الأسمدة الكيماوية ويحافظ على الاستدامة البيئية. إن استخدام الأسمدة الحيوية لا يحمي بيئة التربة فحسب، بل يعزز أيضًا نمو النباتات بشكل أكثر فعالية. تتمتع هذه الكائنات الحية الدقيقة بالقدرة على إجراء التثبيت البيولوجي للنيتروجين في درجة الحرارة والضغط الطبيعيين، وإنتاج النيتروجين القابل للاستخدام بطريقة رخيصة وفعالة نسبيًا.في التربة، يتم امتصاص النيتروجين الثابت بواسطة المنتجين الأساسيين ثم يتم نقله إلى المستهلكين الأعلى، مما يؤثر في نهاية المطاف على بقاء الإنسان.
يمكن إجراء عملية التثبيت البيولوجي للنيتروجين دون الحاجة إلى ظروف قاسية ومحفزات محددة.
في الزراعة الحديثة، تشمل الكائنات الحية الدقيقة المثبتة للنيتروجين الشائعة الريزوبيا والأزوتوباكتر والطحالب الخضراء المزرقة. يمكن تقسيم هذه الأسمدة الحيوية إلى شكلين: سائلة وصلبة. بعد التخمير، يمكن تطبيق الأسمدة الميكروبية السائلة مباشرة على الأراضي الصالحة للزراعة، في حين أن الأسمدة الصلبة قادرة على الاحتفاظ بالعناصر الغذائية في التربة بشكل أفضل واستخدامها من قبل النباتات بمرور الوقت.
بالنظر إلى النظام البيئي بأكمله، فإن النيتروجين المثبت بواسطة الكائنات الحية الدقيقة المثبتة للنيتروجين ليس شرطًا ضروريًا لنمو النبات فحسب، بل يشارك أيضًا في دورة النيتروجين في النظام البيئي البحري، مما يوفر تغذية مهمة لبقاء الكائنات الحية العليا. مع تزايد الوعي العالمي بالاستدامة البيئية، سوف يصبح البحث والتطبيق على الكائنات الحية الدقيقة المثبتة للنيتروجين أكثر نشاطا، مما يلعب دورا أكبر في الزراعة والحفاظ على التنوع البيولوجي.
وبالتالي، فإن الكائنات الحية الدقيقة المثبتة للنيتروجين سوف تلعب دوراً أكثر أهمية في التنمية الزراعية في المستقبل. فهل يعني هذا أننا نستطيع أن نعتمد على هذه الكائنات الحية غير المرئية لحل مشكلة عدم كفاية خصوبة التربة؟
