كتاب : محاضرات في ميكروبيولوجيا الزراعة العضوية
عدد صفحات الكتاب : 245 صفحة
الكائنات الدقيقة المفيدة هي بكتيريا وفطريات وخمائر موجودة بشكل طبيعي في التربة، والتي تتفاعل بشكل إيجابي مع جذور النباتات عند استخدامها بشكل صحيح. وعلى عكس الكائنات الدقيقة الممرضة التي تسبب الأمراض، فإن هذه الكائنات تعزز نمو النبات، وتزيد من مقاومته للإجهاد، وتحميه من العدوى.
الفئات الرئيسية للكائنات الدقيقة الزراعية المفيدة:
- فطريات الميكوريزا: فطريات تكافلية ترتبط بالجذور وتحسن امتصاص الفوسفور والنيتروجين والماء.
- فطريات التريكوديرما: فطريات مفيدة تعمل كعوامل مكافحة بيولوجية ضد مسببات الأمراض الفطرية في التربة.
- بكتيريا PGPR (بكتيريا جذور محفزة لنمو النبات): بكتيريا محفزة لنمو النبات (مثل أنواع العصوية، وأنواع الزائفة).
- المضادات الميكروبية: كائنات تتنافس مع مسببات الأمراض على المساحة والمغذيات، مما يعيق نموها.
الفئات الرئيسية للكائنات الدقيقة الزراعية المفيدة: الكائنات الدقيقة المفترسة للديدان الخيطية، مثل فطر Pochonia chlamydosporia، القادر على مهاجمة بيض الديدان الخيطية.
كيف تعمل الكائنات الدقيقة في التربة الزراعية؟
تعتمد فعالية الكائنات الدقيقة المفيدة على آليات عمل متعددة، مما يجعلها حلفاء استراتيجيين للزراعة الحديثة والمستدامة.
- التكافل الجذري وتحسين القيمة الغذائية: تستقر الفطريات الجذرية (Mycorrhizae) وفطر التريكوديرما (Trichoderma) في منطقة الجذور، مُشكلةً شبكة فطرية تُوسّع سطح امتصاص الجذور. وهذا يسمح للنبات بامتصاص المزيد من العناصر الغذائية والماء، حتى في التربة الفقيرة أو الجافة.
- المكافحة البيولوجية الطبيعية لمسببات الأمراض: يُحارب فطر التريكوديرما (Trichoderma) وبكتيريا Bacillus وغيرها من الكائنات الحية الدقيقة المُضادة الطبيعية مسببات الأمراض في التربة، مثل الفيوزاريوم (Fusarium) والبيثيوم (Pythium) والريزوكتونيا (Rhizoctonia) والسكليروتينيا (Sclerotinia).
تعمل هذه الكائنات الدقيقة من خلال:
- التضاد الحيوي (إنتاج مواد مضادة للفطريات)
- التنافس على المساحة
- التحلل الفطري (التدمير المباشر لمسببات الأمراض)
- تحفيز النمو وإنتاج الهرمونات النباتية
- تفرز بعض الكائنات الدقيقة الأوكسينات والسيتوكينينات والجبريلينات التي تُسرّع النمو الخضري، وتُحسّن الإزهار، وتزيد الإنتاج.
تحفيز المقاومة الجهازية
تُحفّز بعض السلالات مقاومة وقائية للهجمات في النباتات، على غرار التطعيم الطبيعي. تُصبح النباتات المُعالجة بهذه الكائنات الدقيقة أكثر قدرة على الدفاع عن نفسها ضد الضغوط الحيوية وغير الحيوية.
تأثير أساليب الزراعة على ميكروبيولوجيا التربة
يمكن أن يكون للممارسات الزراعية الحديثة، كالحراثة واستخدام مبيدات الأعشاب والأسمدة الكيميائية واختيار المحاصيل، تأثيرٌ بالغٌ على ميكروبيولوجيا التربة. ويؤدي التدهور المصاحب لميكروبيوم التربة إلى إجهاد النباتات وإصابتها بالأمراض، مما يستدعي الحاجة المستمرة إلى مدخلات تخصيب خارجية. تشجع محاصيل كالقمح وفول الصويا والذرة المعدلة وراثيًا على نمو ميكروبيوم مؤكسد، مما يؤدي إلى نشاط تأكسدي مفرط ينتج عنه فقدان المادة العضوية واستنزاف المعادن من التربة. في المقابل، تشجع نباتات كالشوفان والذرة الرفيعة والذرة غير المعدلة وراثيًا على نمو ميكروبيوم مختزل، وهو أمرٌ ضروري لصحة التربة واستدامتها على المدى الطويل.
فهم عملية التحلل الدبالي والتمعدن الميكروبي
التحلل الدبالي عملية بطيئة تحدث في درجات حرارة منخفضة، وتعتمد على هضم الفطريات للدهون ومخلفات المحاصيل المتخشبة. وتنتج عن هذه العملية مواد دبالية مستقرة لا يمكن تحللها أكثر. إن تكوين سلاسل الكربون الطويلة أثناء عملية التحلل، بالإضافة إلى العمليات الميكروبية المصاحبة لها، هو ما يحول التربة إلى تربة خصبة. إنها مرحلة الراحة والتجديد لنشاط الكائنات الحية الدقيقة في التربة. أما التمعدن الميكروبي، فيحدث في التربة الدافئة. تقوم البكتيريا باستقلاب الكربوهيدرات من إفرازات الجذور أو المواد العضوية الخضراء، مثل المحاصيل الغطائية. يؤدي هذا إلى تمعدن سريع، مُطلقًا مكونات معدنية لنمو المحاصيل. مع ذلك، لا تخزن هذه العملية الكربون في التربة كما يفعل التحلل. إن العمليات البيولوجية المصاحبة للتمعدن أشبه بوضع التمرين، حيث توفر بنشاط العناصر الغذائية للمحاصيل النامية.
استُخدمت الكائنات الدقيقة في الزراعة لأكثر من 25 عامًا، بشكل رئيسي من قِبل شركات التكنولوجيا الحيوية الصغيرة. إلا أن استخدامها لم ينتشر على نطاق واسع إلا مؤخرًا، ويعود ذلك في الغالب إلى وفرة المواد الكيميائية الفعّالة والمتوفرة بأسعار معقولة والمتنوعة في السوق.
وقد لفتت الكائنات الدقيقة مؤخرًا انتباه شركات الكيماويات الزراعية الكبرى، مثل كورتيفا وسينجنتا وباير، في قطاعي معالجة البذور وحماية المحاصيل. وتعمل هذه الشركات على توسيع نطاق منتجاتها البيولوجية، بما في ذلك الكائنات الدقيقة الحية، من خلال الاستثمار في البحث والتطوير لابتكار منتجات جديدة، والاستحواذ على شركات بيولوجية رائدة أو الدخول في شراكات معها، لا سيما تلك التي تمتلك بالفعل منتجات ميكروبية فعّالة.
أما من وجهة نظر المزارعين، فقد كان تبني الكائنات الدقيقة متفاوتًا. فالمزارعون العضويون لطالما أبدوا اهتمامًا بالكائنات الدقيقة، التي يستخدمونها في العديد من العمليات لتحسين محاصيلهم. ومن المثير للاهتمام أن المزارعين التقليديين يتجهون بشكل متزايد إلى استخدام الكائنات الدقيقة في ممارساتهم الزراعية، بمعدلات نمو تتجاوز 10%. ولكن ما السبب؟
الكائنات الدقيقة بديلاً عن المواد الكيميائية: في بعض الدول، كالاتحاد الأوروبي، تتجه التشريعات نحو الحد من استخدام المواد الكيميائية، وفي الوقت نفسه، تدفع الأسعار المرتفعة للسلع الأساسية كالأسمدة المزارعين إلى البحث عن بدائل أرخص، مثل الكائنات الدقيقة. فعلى سبيل المثال، يمكن للملقحات المثبتة للنيتروجين المذكورة آنفاً أن تحل محل الأسمدة، التي أصبحت باهظة الثمن.
الكائنات الدقيقة أكثر فعالية من المواد الكيميائية: لا تُعدّ المواد الكيميائية فعالة بنسبة 100% في جميع التطبيقات التي يحتاجها المزارعون. فعلى سبيل المثال، لا يوجد مبيد كيميائي فعال لمكافحة الديدان الخيطية، بينما تُعدّ بعض الكائنات الدقيقة فعالة للغاية كمبيدات حيوية لهذه الديدان.
----------------
-------------------------