به کارگیری از کرمهای خاکی جهت حاصلخیز نمودن خاکهای زراعی در کشاورزی پایدار
اصلاح خاکهای کشاورزی توسط کرمهای خاکی به دو صورت انجام می‌گیرد: یا از طریق افزودن کرم بطور مستقیم به خاک و یا با افزودن مدفوعات آنها که همان بیوهوموس است. هوموس کرمهای خاکی را کرمیکمپوست می‌نامند .
استفاده از سموم و کودهای شیمیایی در مزارع علیرغم بازدهی اولیه خوبی که از خود نشان می‌دهد اما عملاً در درازمدت اثرات سویی برجا می‌گذارد. همچنین به‌دلیل علاقه زارعین به مصرف کودهای شیمیایی استعمال کودهای آلی که جهت بهبود خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک الزامی می‌باشد، در اکثر موارد به بوته فراموشی سپرده شده‌است که این امر سبب تراکم و فشردگی خاکهای زراعی گشته و نفوذپذیری آنها را کاهش می‌دهد. تداوم این روند و افزایش مصرف بی‌رویه کودهای شیمیایی تخریب هرچه بیشتر ساختمان خاک، کاهش شدید در مقدار مواد آلی ـ به‌دلیل نسبت C/N پایین ـ و نهایتا افزایش وزن مخصوص خاکهای زراعی را سبب شده‌است. همزمان با تداوم این روند غلط، یعنی کاهش مصرف کودهای آلی و افزایش مقدار کودهای شیمیایی در واحد سطح، مشکل بعدی که خواه‌ناخواه مطرح می‌گردد عدم رعایت تناسب عناصر غذایی در خاک و در نتیجه اثرات سوء آن در گیاهان زراعی است (ملکوتی 1374).
با پیشرفت فنّاوری کشاورزی، کشورهای پیشرفته توانسته‌اند با بکارگیری روشهای طبیعی ضمن جلوگیری از تخریب زمینهای کشاورزی با اصلاح و تقویت آنها، بازدهی و سودآوری زمینها را نیز افزایش دهند. یکی از روشهای معمول که چند دهه است در دنیا متداول گردیده و سالیان قبل‌کارهای اساسی و پایه‌ای آن در سایر کشورهای جهان بنیان گذاشته شده‌است، استفاده از کرمهای‌خاکی به‌صورت مستقیم و غیرمستقیم می‌باشد. این جانوران با انجام تغییر و تبدیلات فیزیکی و مکانیکی مفید بر روی خاک (مستقیم) و همچنین با افزودن بیوهوموس حاصل از فعالیتهای حیاتی کرمهای خاکی به زمینهای زراعی (غیرمستقیم) حاصلخیزی خاکها را چندین برابر نموده و اصلاح آن را در کوتاهترین زمان ممکن میسر می‌سازند (Zicsi 1975).
خلاصه حاضر نتیجه مطالعات و بررسیهای به‌عمل آمده توسط جمعی از محققان زیست‌شناسی و کشاورزی کشور بوده و سعی براین است که فواید استفاده از کرمهای خاکی در رسیدن به یک‌کشاورزی پایدار بیان گردد.
اثرات کرمهای خاکی بر روی خاکهای کشاورزی
1
1ـ اثرات مکانیکی و فیزیکی:
این اثرات بسیار زیاد و مشهود می‌باشد که در اینجا ما عمده‌ترین آنها را به‌شرح ذیل بیان می‌نمائیم:
1ـ1 ـ اختلاط ذرات خاک:
گونه‌های حفار کرم‌خاکی در فرآیند اختلاط نقش اصلی را به‌عهده دارند و این کار را در دو مرحله انجام می‌دهند. در مرحله اول با بلع مخلوطی از ذرات آلی و معدنی باعث تشکیل و ازدیادکمپلکسهای آلی ـ معدنی خاک میگردند. بدین ترتیب که بخش عمده آن از طریق مواد سیمانی آلی و غیرآلی ایجاد می‌شود و ممکن است از طریق پلهای الکترواستاتیک بین ذرات با بارمنفی و کاتیونهایی نظیر کلسیم نیز به‌وجود آید. بعلاوه تشکیل این کمپلکسها میدانی از یونهای فلزی را به‌وجود می‌آورد که در خاک نگهداری شده و درنتیجه عوامل طبیعی و یا آبیاری شسته نمی‌شوند.
در مرحله دوم، کرمهای خاکی حفار از یک‌طرف ذرات ریزآلی ـ معدنی را از بخشهای عمیق‌تر پروفیل خاک به سطح آن منتقل نموده و از طرف دیگر قطعاتی از مواد آلی را از سطح خاک به داخل‌حفرات خود می‌کشند و بااین عمل دوجانبه بر روی مواد آلی و معدنی از تجمع لایه هوموس مول‌تجزیه‌شده در سطح جلوگیری کرده و آن را در قسمتهای پایین پروفیل خاک توسعه می‌دهند (کریمی‌دردشتی 1364).
کرمهای خاکی در حین حمل ذرات و دانه‌های خاک از یک بخش پروفیل به بخش دیگر آن موادغذایی کم محلول را نیز انتقال داده و پس از تغییر شکل به‌گونه‌ای که قابل استفاده گیاهان باشد در اختیار آنها قرار می‌دهند.
1ـ 2 ـ تشکیل خاک دانه و ازدیاد پایداری خاک:
به گفته محققان که فضولات کرمهای خاکی دارای خاک دانه‌هایی مقاومتر از خاک محیط آنها هستند. مقاومت خاک‌دانه‌ها، بسته به گونه و نوع محیطزیست و تغذیه کرمهای خاکی متفاوت است(گیلد 1955)(1). نظریه ساخت خاک‌دانه‌ها بدین شرح است که ذرات معدنی درحین عبور از روده کرم‌خاکی توسط سیمانی از ترشحات مواد آلی به یکدیگر متصل میگردند. (باختین و پولسکی1950)(2)(3)
فرضیه دیگر آن است که تشکیل خاک‌دانه می‌تواند ناشی از بوجود آمدن هومات کلسیم باشدکه در نتیجه ترکیبات ترشحی غدد آهک دوست و مواد آلی تجزیه‌شده در روده کرمهای خاکی بوجود می‌آید. سلولهای اپیدرم بدن کرم خاکی در محل تماس بدن با خاک دالانهای حفرشده موکوپروتئینی به‌شکل غشایی نازک ترشح می‌کنند که موجب پایداری ذرات خاک می‌گردد.
1 ـ 3 ـ حفاری و بالا آمدن خاک تحت‌الارض:
یکی از اعمال مهم کرمهای خاکی در خاک حفر دالانها و کانالهای افقی و عمودی است که نحوه‌پراکندگی و عمق آنها برحسب گونه‌های کرم‌خاکی متفاوت می‌باشد، شبکه راههایی که به‌وسیله این موجودات به‌وجود می‌آید از طرفی شامل دالانهایی است که بلافاصله زیرسطح خاک ایجاد شده و به‌وسیله راههای خروجی متعدد به سطح خاک مربوط می‌شوند و از طرف دیگر شامل دالانهایی‌عمیق، ساده و کم و بیش عمودی می‌باشد. بعضی از گونه‌های کرم خاکی مانند آلوبوفوراکالیگنوزا (4) (مایلند که در قسمت سطحی خاک بوده و تا حدود 33 سانتیمتری پایین رفته در حالی‌که گونه‌های دیگری از سرده‌های نوکتورناوترستریس (5) تا عمق 1/5 ـ 2 متری نیز می‌توانند در خاک نفوذ کنند.
1ـ 4 ـ باروری و حاصلخیزی خاک:
کرمهای خاکی درنتیجه فعالیت خود باعث تحرک یونها در سطح و عمق پروفیل خاک میگردند و به‌عبارت دیگر هدایت‌الکتریکی خاک را با این عمل افزایش می‌دهند. در این مرحله آنها با ترشح مواد شیمیایی می‌توانند برخی از عناصر غذایی پایه موجود در خاک را از حالت تثبیت خارج‌نموده و به شکل قابل جذب گیاه تبدیل نمایند. این فرآیند توسط کرمهای خاکی به دو صورت مستقیم و غیرمستقیم انجام می‌گیرد. مثال تأثیر مستقیم آنها، معدنی‌شدن ازت است این عنصر که معمولا به شکل کمپلکسهای آلی غیرقابل استفاده برای گیاه وجود دارد، پس‌از عبور از لوله گوارش کرمهای‌خاکی ابتداء به آمونیاک و سپس به نیتریت و نیترات تبدیل می‌گردد. مثال تأثیر غیرمستقیم کرمهای‌خاکی در ازدیاد حاصلخیزی خاک، افزایش فعالیت میکروارگانیسمها و جانوران خاکزی و در نتیجه تولید مواد محرک رشد نظیر ویتامینها به‌ویژه ویتامین B12 است.
2 ـ اثرات بیولوژیک:
اصلاح خاکهای کشاورزی توسط کرمهای خاکی به دو صورت انجام می‌گیرد: یا از طریق افزودن کرم بطور مستقیم به خاک و یا با افزودن مدفوعات آنها که همان بیوهوموس است. هوموس کرمهای خاکی را کرمیکمپوست (1) می‌نامند و آن عبارت است از فضولات کرمهایی که از زباله شهری، کودگاوی، لجن فاضلاب خانگی و یا هر ماده آلی دیگر تغذیه کرده‌باشند.
یکی از اعمال مهم کرمهای خاکی در این است که بطور غریزی باکتریهای غیرهوازی و قارچها را که حضور آنها نامطلوب میباشند، می‌‌خورند و مانع از تکثیر آنها در محیط میگردند همچنین از بذر علفهای هرز نیز تغذیه می‌‌نمایند. آنها مواد آلی را به ذرات خیلی ریز خرد کرده و فعالیتهای میکروبهای مفید را به سبب افزایش سطح کود، بالا می‌برند. اطراف این مواد به‌هنگام دفع از بدن کرم، غشایی پوشیده می‌شود که به معدنی شدن و آزادسازی تدریجی موادغذایی کرمیکمپوست حاصل کمک می‌کند(فرمحمدی 1374).
دانشمندان کشف کرده‌اندکه باکتریهایی که توسط کرمهای خاکی پرورش می‌یابند از دسته ازتوباکترها بوده و قادرند ازت را تثبیت و فسفر را قابل‌دسترس سازند. همچنین قادرند انواع ویتامینها و هورمونهای گیاهی را تولید نمایند که به‌همراه فضولات آنها دفع می‌گردد. کرمیکمپوست از نظر کیفیت معادل بهترین هوموس خاک است که به‌وسیله عوامل طبیعی تولید می‌شود. کیفیت کرمیکمپوست به نوع غذا یا زباله‌ای که کرمها تغذیه کرده‌اند، بستگی تام دارد، کرمی‌کمپوستها گرچه اندک تفاوتی جزئی باهم دارند اما در تجزیه همگی آنها مقادیر زیادی کلسیم، پتاسیم، سدیم و اسیدفسفریک محلول دیده می‌شود. بیشتر ازت موجود در کرمیکمپوست به شکل آلی مانند اوره، اسیداوریک و اسیدهومیک بوده و باقیمانده آن به‌صورت آمونیم و نیترات است. این‌کود حاوی مقادیر زیادی هورمونهای گیاهی می‌باشد. ورمی‌‌کمپوست در خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیک خاک تأثیر به‌سزایی دارد، زیرا دارای عناصر غذایی بسیارغنی بوده (مانند ازت) که آنها را به‌تدریج در اختیار گیاه قرار می‌دهد این نکته از نظر حاصلخیزی خاک بسیار پراهمیت است. همچنین چندین برابر وزن خود، آب در درون ذراتش ذخیره کرده و نهایتا دانه‌بندی و قدرت نگهداری موادغذایی موردنیاز گیاهان را فراهم می‌نماید(Edward 1983).
3ـ تأثیرات شیمیایی بر خاک:
3ـ 1 ـ تجزیه بیولوژیک و تهیه عناصر لازم:
کرمهای خاکی تأثیرات قابل‌توجهی در تجزیه مواد زائد و باقیمانده‌های گیاهی دارند.(Chulze 1986). نسبت کربن به ازت C/N در مواد حیاتی که به‌خاک اضافه می‌شوند خیلی مهم است زیرا گیاهان نمی‌توانند نیتروژن معدنی را جذب کنند مگراینکه این نسبت 1 به 12 یا کمتر باشد.کرمهای‌خاکی از مواد زائد و لاشبرگها به‌تدریج استفاده کرده و نسبت C/N مواد را طی متابولیسم‌خود کاهش می‌دهند که این امر اساسا به‌وسیله سوختن کربن درطی تنفس بدست می‌آید. از طرفی‌چون فضولات کرمهای‌خاکی شامل تولیدات متابولیسمی است بخشی از ازت موجود در آن به‌شکل املاح آمونیوم یا اوره و احتمالا اسیداوریک می‌باشد که درصورت وجود تهویه مناسب در محیطزیست کرمها این مواد به‌سهولت تبدیل به نیترات می‌شوند. بنابراین ازت معدنی در مواد دفعی، بیشتر از ازت معدنی در مواد بلعی می‌باشد. معمولا مواد دفع‌شده و یا برگردانده شده از دهان کرم نسبت به خاک اولیه دارای املاح محلول کلسیم کل، پتاسیم، منیزیم و کلسیم قابل تبدیل و فسفر قابل جذب بیشتری هستد. اکثر کسانی که روی تغذیه معدنی قابل دسترس گیاه آزمایش می‌کنند گزارش داده‌اند که خاکهای شامل کرم‌خاکی به‌طورکلی دارای ظرفیت تبادل یونی بالاتری هستند.
وجود کرمها در افزایش مقدار ازت خاک بسیار مؤثر است. این جانوران مقدار زیادی مواد ازته ترشح می‌کنند که تقریبا نیمی از آن به‌صورت مواد لزج موکوپروتئینی است (قبلا گفته شد) و نیمی‌دیگر به حالت مایعی است که دارای آمونیاک اوره و احتمالا اسیداوریک می‌باشد و از منافذ نفریدی ترشح می‌گردد. تمام این مواد ازت‌دار یا محلول بوده و یا به‌سرعت به‌وسیله میکروفلورخاک به شکل محلول تبدیل می‌شوند. بعلاوه چون حدود 54 تا 72 درصد وزن خشک بدن‌این کرمها را پروتئین تشکیل می‌دهد مقدار قابل توجهی ازت درضمن تجزیه اجساد آنها به‌خاک‌اضافه می‌شود محاسبه‌شده که جسد هر کرم مرده می‌تواند به‌اندازه 10 میلی‌گرم نیترات تولید کند، بدین ترتیب جمعیتی ترکیب یافته از 3/4 3 میلیون کرم خاکی در هرهکتار می‌تواند رقمی معادل 217کیلوگرم نیترات در هر هکتار به‌وجود آورد و اگر متوسط سن هر کرم را تقریبا یکسال فرض نمائیم امکان افزایش نیترات سالیانه از جمعیت کرمهای خاکی وجود دارد.
3ـ 2 ـ اثرات حشره‌کشها و آفت‌کشها:
کرمهای خاکی نسبت به آفت‌کشها حساس نیستند و می‌توانند در خاکهایی که شامل مقادیرزیادی از آفت‌کشهای مهم هستند زندگی کنند و با عبوردادن خاکهای آلوده از میان روده خود این‌مواد را به‌تدریج به درون بافتهای بدن خود جذب کنند. این موضوع از لحاظ اکولوژی و زنجیره غذایی مهم است زیرا کرمهای خاکی به‌وسیله بعضی از انواع پرنده‌ها، دوزیستان و پستانداران خورده می‌شوند و درنهایت غلظت این مواد در بدن مصرف‌کنندگان نهایی بیشتر از همه تجمع می‌یابد. گزارشات حاکی از آنست که مقادیر باقیمانده حشره‌کشها ازقبیل Organochlorin و یاDDT در انواع گوناگون کرمهای خاکی به یک میزان غلظتشان در بافتهای بدن آنها بالا نمی‌رود. بیشترین غلظت در گونه A.Chlorotica یافت شده که یک نوع کرم خاکی کوچک بوده و در سطح خاک زندگی می‌کند این مواد در گونه‌های با جثه بزرگتر مانند A.Longa و L.Terrestris کمتر مشاهده می‌شود و احتمالا این مقادیر بیشتر با عادات و محل زندگی کرمهای‌خاکی ارتباط مستقیم پیدا می‌کند. علاوه بر این بعضی از آفت‌کشها و حشره‌کشها مانند O.Chlorin و O.Phosphorusمی‌توانند در بدن کرم خاکی تجزیه شده و به سایر مواد شیمیایی تبدیل شوند. (Cooke 1982)
3ـ 3 ـ اثرات :PH
تأثیر دیگر کرمها در خواص شیمیایی خاک، تغییر در PH آن است، گزارشاتی که تاکنون بدست آمده حاکی از آنست که کرمهای خاکی در یک دامنه وسیعی از PH خاک زندگی می‌کنند ولی معمولا در خاکهای سنگین و دارای زهکش نامناسب کمتر وجود دارند و درصورتی که مقدار کلسیم قابل جذب آنها در خاک زیاد باشد مقداری از کلسیم را به‌وسیله غدد مخصوص و به‌کمک Co2 محیط به صورت کربنات کلسیم درآورده و به این ترتیب سبب حذف مقداری از گازکربنیک موجود در اتمسفر خاک میگردند. معمولا PH موادی که از دستگاه‌گوارش کرم می‌گذرند به‌حدود خنثی نزدیک می‌شود. این موضوع ممکن است در نتیجه ترشحات آهکی بعضی از غدد داخلی و یا مجموعه ترشحات روده‌ای کرم، و یا به‌دلیل تولید مقادیر زیاد مواد قلیایی ناشی از آمونیاک موجود در محیط معده آنها باشد. کرمهای خاکی PH در حدود 7 را برای زندگی کردن ترجیح می‌دهند و به‌همین دلیل فعالیت و تعداد آنها در خاکهای خنثی و قلیایی بیش‌از خاکهای اسیدی است. محدودبودن کرمهای‌خاکی در خاکهای اسیدی را اغلب دراثر کمبود یون کلسیم دراین قبیل خاکها دانسته‌اند. همچنین ثابت‌شده‌است که کرمهای خاکی به‌یون H بسیارحساس هستند و به همین دلیل PH خاک یک عامل مهم انتشار آنهاست و بر روی جمعیت کرمهای خاکی و هم بر روی تعداد افراد و هم در تعداد انواع‌گونه‌ها اثر می‌گذارد و این اثرات می‌توانند ازطریق مقایسه نتایج بدست‌آمده از نمونه‌برداری ازجاهای مختلف با خاکهای شناخته شده اثبات گردد. بطورکلی میتوان گفت که گونه‌های کمتری درخاکهای اسیدی با PH زیر 5 نسبت به خاکهای قلیایی و خنثی زندگی می‌کنند.
با توجه به این مطالب میتوان عنوان نمود که‌گونه های کرمهای‌خاکی موجود در یک خاک را میتوان بعنوان معرف نمونه و خصوصیات آن مورد استفاده قرار داد(گیلارف 1965)(6) شاخص( (Indicator مناسبی برای خاکهای کشاورزی میباشند زیرا با آنالیز بدن آنها میتوان به میزان‌آلودگی شیمیایی و یا سموم موجود در خاک دست یافت.
بحـث و نتیجـه‌گیـری:
فعالیتهای کرمهای خاکی این اطمینان را به‌وجود می‌آورد که ذخایر هوموس و مواد غذایی خاک همواره بطور مناسب بازسازی خواهد شد. همچنین کرمهای خاکی به صورت مؤثری جهت افزایش حاصلخیزی در خاکهای با کیفیت کم و اراضی کم بازده می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند که این مسئله در کشور ما یک نیاز اساسی است. امروزه ارزش اقتصادی و کاربردهای فراوان کرمهای خاکی علاوه بر اصلاح خاک، در تغذیه ماهیها، پرورش طیور و در تولید کمپوست با تبدیل ضایعات محصولات کشاورزی، مواد آلی زائد، زباله‌ها و ... موردتوجه قرار گرفته‌است (فرمحمدی 1374).با توجه به اهمیت کرمهای خاکی و توانائیهای این جانور و همچنین نیاز کشاورزی و صنایع وابسته به آن در کشور ما با پرورش این جانوران مفید میتوان بطورخلاصه نتایج زیر دست یافت:
الف‌ـباروری و حاصلخیزی خاک:کرمهای خاکی در نتیجه فعالیت خود باعث تسریع تحرک یونها در سطح و عمق پروفیل خاک میگردند، بدین معنی که آنها با ترشح مواد شیمیایی می‌توانند برخی از عناصر غذایی پایه موجود در خاک را از حالت تثبیت خارج نموده و به شکل قابل جذب گیاه تبدیل کنند. این فرآیند نیز به دو صورت مستقیم و غیرمستقیم انجام می‌گیرد مثال تأثیر مستقیم آنها معدنی شدن ازت است. این عنصر که معمولا به شکل کمپلکسهای آلی غیرقابل استفاده گیاه در خاک وجود دارد پس از عبور از لوله گوارش کرمهای خاکی ابتداء به آمونیاک و سپس به نیتریت و نیترات تبدیل می‌گردد. تأثیر مستقیم کرمهای خاکی در ازدیاد حاصلخیزی خاک، افزایش فعالیت میکروارگانیسمها و جانوران خاکزی و درنتیجه تولید مواد محرک رشد نظیر ویتامینها به ویژه ویتامین B12 است.
ب‌ـ کاهش مصرف کودهای کشاورزی: کاهش واردات این مواد از خارج کشور که به عبارت دیگر باعث جلوگیری از خروج ارز می‌شود. این امر همچنین باعث می‌گردد که میزان ورود مواد شیمیایی و سمی به درون خاک و همچنین جذب قسمتی از این موادسمی توسط گیاه به مقدار قابل توجهی کاهش یابد.
ج‌ـ اصلاح خاکهای کشاورزی، عمل کرمهای خاکی در خاک و اثرات فیزیکی، مکانیکی، شیمیایی و بیولوژیک که به تفصیل آورده شد و همچنین افزودن بیوهوموس تولید شده به خاکهای کشاورزی باعث افزایش میزان نگهداری آب در خاک، افزایش هوادهی خاک، تقویت خاک از نظر عناصر کمیاب و عوامل محدود کننده، از بین بردن میکروارگانیسمهای مضر (بیماریزا برای انسان) و در مقابل تقویت باکتریهای مفید (مانند ازتوباکتریها) می‌باشد کـه نتیجه بارز این امر جلوگیری از شستشوی خاک سطحی و فرسایش خاک توسط باد می‌باشد.
دـ افزایش عملکرد محصولات کشاورزی بخصوص در کشت‌های متراکم (1) در بررسیهای به عمل آمده در این زمینه بسته به نوع کشت، افزایشی بین 25 تا 200 درصد مشاهده گردیده که این امر از نظر اقتصادی بسیار مهم بوده و برای بهبود وضعیت اقتصادی کشاورزی ارزشمند می‌باشد.
هــ برخی از محققین براین عقیده‌اند که گونه‌های کرم خاکی موجود در یک خاک را میتوان به عنوان معرف تیپ و خصوصیات آن خاک مورد استفاده قرار داد.
وـحفاظت محیط زیست با جلوگیری از آلودگی خاک، آب و تولیدات کشاورزی، مواد شیمیایی که به عنوان کود در زمینهای کشاورزی به کار می‌رود به دلیل داشتن ترکیبات خاص، عمدتاً دارای نیمه عمر بیولوژیک بالا بوده و درخاک سریع تجزیه نمی‌شوند و این امر باعث جذب آنها از طریق ریشه توسط گیاهان زراعی شده و در نقاط مختلف بافتهای گیاهی مانند برگ، ساقه و میوه انباشته می‌گردد و با مصرف آن توسط مصرف‌کنندگان ثانویه، یک بزرگ‌نمایی بیولوژیک از موادسمی در بدن مصرف‌کنندگان‌نهائی خواهیم داشت (باید توجه داشت که قسمت اعظمی از کودهای شیمیایی در هنگام آبیاری سنتی، شسته شده و وارد آب رودخانه‌ها، تالابها و... می‌شوند و بدین‌ترتیب باعث آلودگی آنها گردند).
دیدگاه ها