ثأثير البكتريا في التربة ، ماذا تفعل البكتريا في التربة ، تعريف البكتريا

ثأثير البكتريا في التربة ، ماذا تفعل البكتريا في التربة ، تعريف البكتريا
ثأثير البكتريا في التربة ، ماذا تفعل البكتريا في التربة ، تعريف البكتريا

مقدمة:

البكتيريا أجسام دقيقة حية لاترى بالعين المجردة بل تحت المكبرات البسيطة والمكبرات المركبة، وأول من اكتشف هذه الأحياء هو العالم مولرMoler حيث شاهدها خلال عدسات قد أتم صنعها العالم الهولندي لوفنهوك Lufenhok عام 1676، وبعده عمل العالمان شيفان Shifan ولاتور Lator على فصل البكتيريا من بين مجاميع مختلفة من جراثيم الخمائر الموجودة وسط سوائل حاوية على مواد عضوية قابلة للتحلل البروتيني، ثم توالى بعدهما علماء كثيرون مثل باستور عام 1850 وكوهن عام 1871 ولستر عام 1860 في دراسة هذه الأحياء الدقيقة وقسموها إلى بكتيريا طبية Medical Bacteriology وبكتيريا صناعية Industrial Bacteriology وبكتيريا زراعية Agricultural Bacteriology وبكتيريا غذائية Food Bacteriology.
ولكل من هذه البكتيريا شكله الخاص وتركيبه الخاص وعلاقته الخاصة بالمواد الأخرى من حيث النمو والنشاط.
ولقد وجد علماء آخرون في هذه الأحياء صفات النباتات الدنيئة كالفطريات والطحالب حيث أنها ذات خلية واحدة لها نفس التركيب ونفس الانقسام ونفس طرق المعيشة، وهي خالية من مادة الكلوروفيل. تتواجد في الطبيعة داخل الأجسام وعلى سطح المواد الغذائية وفي الماء والهواء وفي طبقات التربة السطحية. وفي دم الحيوانات السليمة وقمم الجبال المغطاة بالثلوج وخلايا النبات.
بعض هذه البكتيريا ضار وبعضها نافع، لكل منها أنواع عديدة تزيد على الألفين حجمها صغير جداً ، الكروية منها ذات قطر يتراوح بين 0.15-2 ميكرون والعضوية حجمها يتراوح بين 4×1.5-6×2.5 ميكرون.

تركيب الخلية البكترية Structure of Bacteria :

جسم البكتيريا عبارة عن جدار خارجي يبطنه جدار آخر يدعى لاكتوبلازم هو بمثابة جدار واقي لمحتويات الخلية قد يعطيها الشكل المميز، قوامه من مادة تدعى البروتوبلازم لزجة قابلة للتلون تتألف من النواة والسيتوبلازم المحيط بها ولايمكن فصلهما عن بعضهما إلا بصعوبة، أما النواة هذه فتتألف من مادة كروماتينية على شكل حبيبات موزعة وسط السيتوبلازم بالإضافة إلى فجوات غذائية تحتوي على مادتي الكربوايدرات والبروتين وأحياناً على مواد زيتية وكبريتية.

الشكل رقم (1)

حركة البكتيريا:

تتحرك من مكان إلى آخر بخط مستقيم أو متعرج بواسطة أهداب موجودة على جدارها تشبه في شكلها الخيوط الرفيعة تدعى Flagellum لاترى إلا بالمكبرات بعد تلوثها، والحركة هذه تنشأ عن انبساط هذه الأهداب وانقباضها ، وبمعدل لسرعتها يقدر بمرة واحدة لطول جسمها أو مرة ونصف المرة في الثانية. وإنها تتأثر بعوامل البيئة المحيطة بها وبعمرها.

الشكل رقم (2)

تكاثر البكتيريا Reproduction of B.:

تتكاثر البكتيريا بعدة طرق:
1- بالانقسام البسيط Simple fission
2- بالتبرعم Budding
3- بالتفرع Branching
4- بالنمو الخيطي Flomentous growth
5- بالكونيديا Conidia
6- بالتزاوج Conjugation
والتكاثر هذا يتأثر بعوامل البيئة وخاصة بتوفر الغذاء أو بنقصانه وبدرجات الحرارة والمضادات الحيوية وبحموضة الوسط أو تعادله هذا بالإضافة إلى الزمن من حيث تنشط حركة التكاثر أو تخمد.

شكل البكتيريا Shape of B.:

يختلف شكل البكتيريا بحسب نوعها ودرجة تأثرها بالعوامل البيئية المحيطة بها والرطوبة ، الحرارة، الوسط الحامضي أو القلوي إذ ينقبض أو يتسع أو يأخذ شكلاً خاصاً.

تركيب البكتيريا Consist of B.:

يتركب جسم البكتيريا من المواد الكيماوية التالية:

• من الماء ويوجد فيها بنسبة تتراوح بين 40-75 % من وزنها الجاف.
• الآزوت ويوجد فيها بنسبة تتراوح بين 1-10% من وزنها الجاف.
• من الدهن يوجد فيها بنسبة تتراوح بين 35-40% من وزنها الجاف.
• من المواد المعدنية واللامعدنية نسبتها تتراوح بين 2-30 % من وزنها الجاف وتتألف من الفوسفور والكالسيوم والصوديوم والألمنيوم والنحاس والمنغنيز ومن مواد أخرى كالأنزيمات والتوكسينات. وقد وجد بنتيجة التحليل أن مادة الفوسفور في الخلية ذات نسبة أكبر من جميع المواد التي تتركب منها الخلية.

غذاء البكتيريا Food of B.:

تتغذى البكتيريا على جميع المواد التي تنتفع منها في تجديد أنسجتها البالية كالآزوت ، والكربون والأوكسجين، والايدروجين والمواد المعدنية الناتجة من تحلل المواد العضوية وغير العضوية، ولكل من هذه المواد دوره في حياة الخلية البكتيرية.

• فالأكسجين تحتاج إليه من أجل حرق المواد العضوية التي لديها كي تدفأ بها وتولد المجهود الذي يسبب نشاطها ونموها وحركتها.
• والآزوت : قد تحصل عليه من الوسط المحيط بها من أملاح النشادر والآزوتات من الآزوت الجوي لتبني به بعض مركبات جسمها.
• والحرارة هي العامل الأساسي في حياة البكتيريا إذ أن لكل نوع منها وسط حراري يلائم معيشتها فإذا تجاوزت الحد ضعف نشاطها وقل نموها. فالبكتيريا المحبة للبرودة توجد في المياه الباردة في وسط حرارته تتراوح من 5-10م° تدعى السيكروفية. والبكتيريا المحبة للدفء توجد في المياه وفي التربة وفي الحليب ضمن وسط حرارته بين 20-40 م° تدعى الميتوفيليه. والبكتيريا المحبة للحرارة توجد في تربة المناطق الاستوائية وفي السماد المتخمر ضمن وسط حرارته تزيد عن 40 م° تدعى الثرموفيلية.

والخلية البكترية قد تنال حاجتها من الوسط الموجودة ضمنه عن طريق البلزمة (الانتشار الأسموزي) حيث أن وجود الخلية في وسط تركيزه أقل من تركيز سيتوبلازما يسمح بدخول الماء إلى جسمها وبالعكس. علماً بأن ارتفاع نسبة الماء بالوسط المحيط بالخلية قد يسبب توقف نشاطها وضعف نموها وإن أدت النسبة إلى موتها.
ومما يؤثر في حياة البكتيريا أيضاً:

• الضوء : تنشط بعض البكتيريا بضوء الشمس إذ تستمد منه جزء من المجهود الذي نحتاج إليه ، كما وإن بعضها قد ينجذب به ويتحرك نحوه وبعضها يؤثر عليه فينعدم، بالإضافة إلى أن للأشعة الزرقاء والبنفسجية تأثير على البكتيريا بعكس ما للأشعة الخضراء والحمراء.
• الكهرباء : ليس للكهرباء تأثير في حركة البكتيريا بل جل ماهنالك فإنها تتأثر من الحرارة المتولدة من مرور التيار وسط المحلول أو أنها تتأثر من الوسط الحمضي أو القلوي الناتج من تحليل الكهرباء لمادة الوسط الذي يحتوي على هذه البكتيريا.
• الضغط : إن الضغط على البكتيريا قد يحد من نشاطها دون أي تأثر مهما كان مرتفعاً.
• المعاملة الميكانيكية : إن الرج والاهتزاز يعملان على انقسام الخلايا البكترية إن ظلا لمدة قصيرة أما إذا طالت مدتهما فهما يتلفان البكتيريا بسبب تمزقها.

وإن أهم شيء تحتاج إليه البكتريا هو المجهود الكبير المستمر الذي تستعمله في تمثيل غذائها وفي تحويله إلى مواد خلوية كالبروتوبلازم وهي تستمده من أحد المصادر التالية:
1- من ضوء الشمس.
2- من أكاسيد المواد العضوية وغير العضوية.
3- من بعض الغازات كالايدروجين ومن أول أكسيد الكربون ومن الايدروجين المكبرت.
وإن لهذا المجهود ارتباط كبير مع مايستفيد منه من بكتيريا وفطر وخمائر حيث أنها قد تستفيد من المجهود الناتج من أكسدة المواد العضوية وكذا تستفيد من المجهود الناتج من أكسدة النشادر إلى آزوتيت ومن أكسدة الآزوتيت إلى آزوتات ومن أكسدة الكبريت والكربون.
وهذا المجهود قد ينتج من تفاعلين اثنين:
- ومن تفاعل غير هوائي يحدث في غياب الهواء ويعرف بالاختزال: كاختزال الآزوتات إلى آزوتيت ومن ثم اختزال الآزوتيت إلى نشادر ينتج عنه مجهود ضئيل لاتستفيد منه البكتريا.

معيشة البكتريا :

أولاً: معيشة النفع المتبادل Simbiosis: وتتم هذه باشتراك طرفين في معيشة واحدة ينتج عنها نفع متبادل بينهما كمعيشة بكتيريا العقد الجذرية على جذور النباتات البقولية، بحيث تزود البكتيريا النبات بحاجته من الآزوت الذي كانت ثتبتته في جسمها من الآزوت الجوي بينما يمدها النبات بالمجهود اللازم لها من الكربوايدرات المخزنة في جسده.
ثانياً: معيشة النفع المنفرد Metabiosis : وتتم باشتراك نوعين من البكتيريا في معيشة واحدة ويكون النفع لظرف واحد فقط كمعيشة بكتيريا التأزت (بكتيريا الآزوتات وبكتيريا الآزوتيت) على بيئة واحدة. فبكتيريا الآزوتيت تعمل على أكسدة النشادر كي نتج الآزوتيت فينتفع به بكتيريا الآزوتات في تحويل الآزوتيت إلى آزوتات بالإضافة إلى المجهود الناتج.
ثالثاً: معيشة التضاد Antibiosis : كوجود نوعين من البكتيريا في وسط لايتوفر النفع لأحدهما بوجود الآخر كوجود بكتيريا حامض اللكتيك والميكروبات التعفنية في الأمعاء إذ أن هذه الأخيرة لاتعيش في وسط حامضي ولايمكنها الاستفادة منه بشيء.

بكتيريا التربة:

هي أحياء دقيقة لاترى بالعين بل بالمكبرات تعيش في التربة تحت ظروف تناسبها من رطوبة وحرارة وهواء وغذاء وفي وسط متعادل أو قلوي أو حامضي.
يزداد عدد البكتيرا في التربة ويزداد نشاطها إذا توفرت فيها الخصوبة ففي 1 سم3 من تربة خصبة يوجد 6-10 ملايين وحدة ، بينما في 1 سم3 من تربة ضعيفة لايزيد عدد البكتيريا فيها عن 450 ألف وحدة.
وإن العدد الكبير من البكتيريا يوجد في التربة على عمق ينحصر مابين 22-30 سم حيث تتوفر التهوية الكافية والحرارة المناسبة والرطوبة الملائمة لذا فإن عملية الحرث تزيد في عدد البكتيريا في التربة بسبب توفر العوامل الثلاثة فيها.
فكلما زاد العمق عن 30 سم نقص عدد البكتيريا في التربة، وقد وجد العالم هوستن بأن جرام واحد من تربة سطحية يحتوي على 1.688 مليون وحدة بكتيرية وعلى عمق 90 سم من نفس التربة وجد أن جرام واحد يحتوي على 174 ألف وحدة وعلى عمق 180سم وجد 410 وحدة فقط.
ونتيجة للبحث وجد أن أنسب درجة رطوبة في التربة لنشاط البكتيريا هي 70% وهي تتواجد على عمق 10 سم أما فوق ذلك فإن البكتيريا تتأثر بالجفاف.
كما وأن أفضل درجة حرارة تناسب نشاط البكتيريا هي 30 م° في وسط متعادل علماً بأن الوسطين الحامضي والقلوي يحدان من نشاطها.
ولذا فإن تسميد التربة بالسماد العضوي (البلدي أو الأخضر) يزيد في عدد البكتيريا وفي نموها إذ أنهما يوفران الغذاء للبكتيريا. وقد استدل على ذلك عندما قيس عدد البكتيريا في ا جرام من تربة مسمدة فكان يتراوح بين 50-120 مليون وحدة.

ملاحظة:
لدراسة خصوبة التربة لايكتفي بتعداد طوائف البكتيريا فيها فقط وإنما يجب دراسة التغيرات الكيماوية التي تحصل في التربة عند إضافة مواد كيماوية غريبة عليها.
أنواع بكتيريا التربة:
1- بكتيريا النشدرة المحللة لليبتون وتتواجد في التربة بمعدل 75 مليون وحدة في 1سم3.
2- بكتيريا النشدرة المحللة للنشادر وتتواجد في التربة بمعدل 25 مليون وحدة في 1سم3.
3- بكتيريا تثبيت الآزوت وتتواجد في التربة بمعدل 2.5 مليون وحدة في ا سم3.
4- بكتيريا عكس التأزت وتتواجد في التربة بمعدل 0.165 مليون وحدة في 1 سم3.
5- بكتيريا التأزت وتتواجد في التربة بمعدل 0.100 مليون وحدة في 1 سم3.

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)

تاااااااابعع ...