1- حاصلخیزی بیولوژیک خاک چیست؟
کیفیت خاک، حاصلخیزی خاک و سلامت خاک واژه‌هایی هستند که برای توصیف اهمیت منابع خاک استفاده شده‌اند. از دیدگاه کشاورزی، واژه تاریخی حاصلخیزی خاک در واقع توان تأمین تمامی کیفیت‌های مورد نیاز برای تولید گیاهی و دامی میباشد.
درمطالعات اولیه معمولاً خاک بیشتر از نظر ویژگی های پدولوژی، فیزیکی، شیمیایی و هیدرولوژی مورد بررسی قرار گرفته است. نکته قابل بحث این است که موجودات زنده خاک نقش واسطه ای عمده ای در برخی از فرآیندهای مهم پدولوژی ، فیزیکی و شیمیایی دارند.
عموماً مفهوم حاصلخیزی خاک مرتبط با حاصلخیزی شیمیایی خاک و توانایی آن در تأمین نیازهای غذایی گیاهان تلقی شده است. برای سیستم های زراعی متکی بر نهاده‌های شیمیایی میتوان نیازهای کودی را براساس شرایط گیاه، خاک و آب و هوا تعیین کرد . تحقیقات زیادی نیز برای تعیین این نیازها در بسیاری از مناطق زراعی انجام شده است. محدودیت‌های فیزیکی حاصلخیزی خاک نیز بخوبی شناخته شده‌اند. برای جلوگیری ویا محدود ساختن توسعه محدودیت های ساختاری مضر رشد گیاه تلاش های زیادی صرف شناخت عملیات زراعی شده است . در این راستا تلاش شده است تا تلفات ناشی از فرسایش آبی و بادی نیز کاهش یابد. در مقابل اطلاعات ناچیزی در موارد زیر وجود دارد:
١- چگونه فواید ناشی از فرآیندهای بیولوژیک خاک را افزایش دهیم (به استثنای تثبیت همزیستی نیتروژن و کنترل بیولوژیک بیماری گیاهی)
2- آیا بهره‌برداری از سایر فرآیندهای بیولوژیک خاک از نظر اقتصادی و زیست‌محیطی می‌تواند پایدار باشد یا خیر.
واژه حاصلخیزی خاک به تنهایی و بدون در نظر گرفتن عوامل بیولوژیک، فیزیکی و شیمیایی اطلاعات کافی درباره وضعیت خاک ارائه نمی‌دهد. این سه مورد اجازه می‌دهند تا تفسیر حاصلخیزی خاک با تاکید بر اجزاء یا ترکیبی از اجزاء حاصلخیزی تحت تأثیر تصمیمات مدیریتی خاک باشند.
متأسفانه به دلیل محدودیت‌هایی که وضعیت مواد مادری، عوامل مربوط به فاکتورهای آب و هوایی و بهره‌برداری از اراضی اعمال می‌کنند. برای هر یک از جنبه‌های حاصلخیزی بیولوژیک خاک هیچ نوع اندازه‌گیری ساده، کمی و کارآیی وجود ندارد. با این حال پیشنهاد میشود حاصلخیزی بیولوژیک خاک به طور گسترده‌ای در خصوص سیستمهای کشاورزی مورد توجه قرار گیرد. بدون توجه به این بخش از حاصلخیزی خاک، دخالت فرآیندهای بیولوژیک مفید خاک همچنان در متن حاصلخیزی فیزیکی و شیمیایی بررسی خواهند شد. و به عنوان هویت مستقل و با اهمیت معادل با آنها در نظر گرفته نخواهند شد.
تعاریف پیشنهاد شده و مورد استفاده از حاصلخیزی خاک و اجزای آن در ادامه آورده شده است. ذکر این نکته دارای اهمیت است که این واژه ها مفهومی می‌باشند زیرا دقیقاً قابل کمی شدن و یا توصیف با واحدهای مشخص نمی‌باشند. برای هر نقطه مشخص، درجه حاصلخیزی خاک و اجزای آن بستگی به خصوصیات ذاتی آن خاک دارد. که با توجه به منشا خاک و عملیات زراعی متفاوت می‌باشند.
1- حاصلخیزی خاک:
ظرفیت خاک برای تامین نیازهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیک مورد نیاز برای رشد، باروری، تولید مثل و کیفیت گیاهان (کیفیت گیاه برای غذای انسان ها و علوفه دام) که این مفاهیم بستگی به نوع گیاه، خاک، استفاده از اراضی و شرایط آب و هوایی دارد.
2- حاصلخیزی شیمیایی خاک:
ظرفیت خاک برای تامین محیط شیمیایی مناسب و وضعیت تغذیه‌ای خوب برای گیاهان و تعلیف دام، تولید مثل و کیفیت (از دیدگاه انسان و دام) به نحوی که آسیبی به فرآیندهای مفید فیزیکی و بیولوژیک که در چرخه عناصر غذایی نقش دارند وارد نشود.
3- حاصلخیزی فیزیکی خاک:
ظرفیت خاک برای ایجاد شرایط فیزیکی مناسب که سبب بهبود تولید گیاه، تولید مثل و کیفیت شود (از دیدگاه انسان و دام) بدون اینکه به تخریب ساختمان خاک و یا فرسایش خاک منجر شود و تأثیر مثبتی بر فرآیندهای شیمیایی و بیولوژیک خاک داشته باشند.
4- حاصلخیزی بیولوژیک خاک:
توان موجودات خاکزی (میکروارگانیسمها، جانوران خاک و ریشه ها) برای تأمین نیازهای غذایی گیاهان، علوفه دام، تولید مثل و کیفیت (از دیدگاه انسان و دام) در عین حفظ فرآیندهای بیولوژیک که تأثیر مثبتی بر وضعیت فیزیکی و شیمیایی خاک دارند.
2- اهمیت حاصلخیزی بیولوژیک خاک در تولیدات کشاورزی
چنانچه حاصلخیزی خاک منحصراً از دیدگاه تولید کشاورزی و در کوتاه مدت نگریسته شود، ممکن است در این صورت توجه چندانی به فرآیندهای بیولوژیک نیاز نباشد؛ چون در بسیاری از کشورهای پیشرفته خاک ها ذاتاً دارای مقادیر مناسبی از عناصر غذایی هستند. این امر به دلیل ذاتی وجود عناصر غذایی در خاک یا فراوانی و ارزانی کودهای شیمیایی است. که بسیاری از فوائد موجودات زنده خاک را تحت الشعاع قرار می‌دهد.
بیماری‌های گیاهی و تثبیت بیولوژیک نیتروژن از این امر مستثنی هستند و می‌توانند بر تولیدات کشاورزی بویژه در سیستمهای زراعی متکی بر نهاده‌های شیمیایی، تأثیر داشته باشند. بطور کلی کشاورزی مدرن با تکیه بر استفاده وسیع از کودهای شیمیایی، توان بالقوه مفید بعضی از موجودات زنده خاک را نادیده گرفته است. این امر سبب آلوده شدن جدی برخی از مناطق با آفت‌کش ها و یا عناصر غذایی چون نیتروژن، فسفر و یا حتی عناصر کم مصرفی مانند مس شده است. بعلاوه ارقام جدید گیاهی اغلب تحت شرایطی انتخاب می شوند که این شرایط برای بعضی از فرآیندهای مفید بیولوژیک مطلوب نیست. این امر ممکن است منجر به پیدایش مناطقی شود که برخی از فرآیندهای مثبت حاصلخیزی بیولوژیک خاک بصورت زیان آور جلوه نمایند.
فرایندهای بیولوژیک خاک
فرآیندهای بیولوژیک خاک باید برای هر اقلیم و محیط و شرایط خاکی بخصوص، تعریف شوند. بعلاوه عملیات مدیریت اراضی (مانند مصرف کود) می‌توانند با تغییر شرایط خاک، رشد گیاهان زراعی را که در شرایط عادی قادر به نمو در این خاک نیستند را افزایش دهند.
چنانچه منابع انرژی برای موجودات زنده خاک تأمین شوند ممکن است این جانداران بتوانند سبب ایجاد تغییراتی در شرایط فیزیکی و شیمیایی خاک شوند (مثال با افزودن کود دامی، مالچ و کود سبز میتوان تأمین انرژی کرد). اگرچه جانداران بزرگتر مانند کرم های خاکی و کنه ها تأثیرات زیادی بر خصوصیات ساختمانی خاک دارند ولی تأثیرات عمده بر خصوصیات شیمیایی خاک توسط میکروارگانیسم ها اعمال میشود. برخی از فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی در خاک تأثیرات قابل ملاحظه ای بر روی یکدیگر و بطور مستقل از فرآیندهای بیولوژیک دارند. بنابراین وابستگی های ذاتی طبیعت و پیچیدگی فرآیندهای خاک بدین مفهوم است که نگاه سطحی و ساده انگارانه برای ارزیابی آن کار درستی نیست.
شرایط مناسب بیولوژیک خاک
توصیه شرایط مناسب بیولوژیک خاک برای هر سیستم زراعی مشخص و برای هر منطقه بخصوص، امری معمول نیست اگرچه این امر در کشاورزی آلی مد نظر است. ممکن است با تغییر سیستم کشت، فرآیندهای بیولوژیک مختلف از مطلوبیت کم یا زیادی برخوردار شوند. اگر خاکی دارای مقادیر کافی نیتروژن و فسفر باشد به عنوان حاصلخیز در نظر گرفته میشود.
اگر چه این سطح از حاصلخیزی شیمیایی با افزودن کودهای شیمیایی هم قابل دستیابی است. از دیدگاه دیگر این امر ممکن است. از طریق فرآیندهای مؤثر بر اثرات متقابل بین جانداران دخیل در تجزیه مواد آلی و چرخه عناصر و یا ترکیبی از نهاده های آلی و معدنی افزوده شده بدست آید.
اگر جانداران خاک سهم زیادی در حاصلخیزی شیمیایی خاک داشته باشند.(از طریق اثرات متقابل آنها با مواد آلی افزوده شده)، انتظار اثرات مثبت آنها در وضعیت فیزیکی خاک نیز وجود دارد . بعلاوه فرآیندهای بیولوژیک خاک و مواد شیمیایی افزوده شده می‌توانند با داشتن ارتباط با یکدیگر بر حاصلخیزی شیمیایی خاک نیز تأثیرگذار باشند. برای مثال کاربرد مقادیر بیشتر کود شیمیایی سبب افزایش زیست توده گیاهی شده که چنانچه این بقایای گیاهی دارای عناصر مورد نیاز میکروارگانیسمها بوده و بدرستی مدیریت شوند می توانند چرخه میکروبی عناصر در خاک را سرعت بخشند. ظرفیت خاک برای نگهداری این عناصر از نقطه نظر کارایی آنها برای تولیدات کشاورزی و عدم هدررفت آنها از طریق آبشویی و راههای دیگر، اهمیت زیادی دارد.
