المجتمعات الميكروبية في التربة

المجتمعات الميكروبية في التربة هي تجمعات واسعة ومتنوعة من البكتيريا والعتائق والفطريات وغيرها من الكائنات الدقيقة التي تدفع عمليات التحلل ودورات المغذيات والتكافل مع النباتات.

Definition

المجتمعات الميكروبية في التربة هي تجمعات من البكتيريا والعتائق والفطريات والكائنات الدقيقة الأخرى التي تعيش في التربة، والتي تعمل عمليات الأيض الجماعية الخاصة بها على التوسط في تحلل المواد العضوية، وتحولات المغذيات، والتفاعلات مع جذور النباتات.

Scope

يغطي هذا الموضوع المجموعات الرئيسية للكائنات الدقيقة في التربة، وأدوارها في التحلل والدورات البيوجيوكيميائية، والتكافلات الرئيسية بين النباتات والميكروبات مثل تثبيت النيتروجين والفطريات الجذرية (mycorrhizae)، والمنطقة المحيطة بالجذور (rhizosphere) حيث تتفاعل الجذور والكائنات الدقيقة. إنها المحرك البيولوجي لوظيفة التربة.

Core questions

• ما هي المجموعات الرئيسية للكائنات الدقيقة التي تعيش في التربة وما مدى وفرتها؟
• كيف تدفع الكائنات الدقيقة عمليات التحلل ودورات المغذيات؟
• ما هي التكافلات الرئيسية بين النباتات والميكروبات؟
• كيف تشكل المنطقة المحيطة بالجذور (rhizosphere) النشاط الميكروبي؟

Key concepts

• بكتيريا التربة، العتائق، والفطريات
• المحللات والتحولات البيوجيوكيميائية
• تكافلات تثبيت النيتروجين
• الارتباطات الفطرية الجذرية (Mycorrhizal associations)
• المنطقة المحيطة بالجذور (Rhizosphere)
• الكتلة الحيوية والتنوع الميكروبي

Key theories

الوساطة الميكروبية للدورات البيوجيوكيميائية

تقوم الكائنات الدقيقة في التربة بالتحولات الرئيسية لدورات الكربون والنيتروجين والكبريت والعناصر الأخرى، بما في ذلك التحلل، النترجة، إزالة النترجة، وتثبيت النيتروجين، مما يجعلها لا غنى عنها لوظيفة التربة والنظام البيئي.

تكافلات النباتات والكائنات الدقيقة

التبادلات المنفعة المتبادلة مثل تثبيت النيتروجين بواسطة البكتيريا العقدية (rhizobial) في عقيدات البقوليات والارتباطات الفطرية الجذرية (mycorrhizal associations) التي توسع امتصاص الجذور للفوسفور والماء، هي أساسية لتغذية النباتات ولدورة المغذيات في التربة.

Mechanisms

تفرز الكائنات الدقيقة إنزيمات تحلل بقايا النباتات والكائنات الدقيقة المعقدة إلى مركبات أبسط، وتتنفس الكربون وتطلق المغذيات بينما تبني الكتلة الحيوية الميكروبية. تقوم مجموعات متخصصة بأكسدة الأمونيوم إلى نترات، واختزال النترات إلى غازات، وتثبيت النيتروجين الجوي، مما يحول الأشكال الكيميائية للمغذيات. في المنطقة المحيطة بالجذور (rhizosphere)، تطلق الجذور إفرازات تحفز نشاطًا ميكروبيًا كثيفًا، وتتبادل الكائنات التكافلية مثل البكتيريا العقدية (rhizobia) والفطريات الجذرية (mycorrhizal fungi) المغذيات مع النباتات مقابل الكربون.

Clinical relevance

تدعم المجتمعات الميكروبية في التربة خصوبة التربة، ودوران المواد العضوية، وتغذية النباتات، وقمع الأمراض، وتحلل الملوثات؛ ويساعد فهمها وإدارتها في استخدام الأسمدة الحيوية واللقاحات، وتصميم أنظمة الزراعة، والحفاظ على صحة التربة.

History

تأسس علم الأحياء الدقيقة للتربة على يد وينوجرادسكي وبيجيرينك حوالي عام 1900 باكتشاف البكتيريا المؤكسدة للنيتروجين والمثبتة للنيتروجين. وقد أفسحت الدراسات القائمة على الزراعة المجال في العقود الأخيرة للطرق الجزيئية والجينية التي كشفت عن التنوع الهائل، وغير المزروع إلى حد كبير، للميكروبيوم في التربة وأهميته الوظيفية.

Key figures

• Eldor A. Paul
• Sergei Winogradsky
• Martinus Beijerinck

Seminal works

• paul2015
• brady2016

Frequently asked questions

ماذا تفعل الكائنات الدقيقة في التربة للنباتات؟

إنها تحلل البقايا لإطلاق المغذيات، وتحول النيتروجين والعناصر الأخرى إلى أشكال متاحة للنباتات، وتثبت النيتروجين الجوي في تكافلات مع البقوليات، وتوسع امتصاص المغذيات والماء من خلال الفطريات الجذرية (mycorrhizae)، ويمكنها قمع الأمراض المنقولة عن طريق التربة، مما يجعلها ضرورية لتغذية النباتات وصحتها.

هل معظم الكائنات الدقيقة في التربة ضارة؟

لا. الغالبية العظمى من الكائنات الدقيقة في التربة مفيدة أو محايدة، فهي تدفع عمليات التحلل، ودورات المغذيات، والتكافلات النباتية؛ جزء صغير فقط منها مسببات أمراض نباتية، وغالبًا ما يساعد المجتمع الصحي والمتنوع في السيطرة عليها.