دانلود مقاله نقش کرم های خاکی در کشاورزی

مقدمه

کرم های خاکی، بی مهرگان موجود در خاک هستند که همراه با ریز موجودات دیگر خاک خدمات کلی هم چون تجزیه بقایای آلی را بر عهده داشته و در نتیجه در سیستم طبیعت نقش تامین کنندگان مواد غذایی را بر عهده دارند. عمل کرم های خاکی در جهت تشکیل، توسعه و نگهداری خاک حتی از زمان داروین تا 19 قرن اخیر شناخته شده بوده، ولی ورمی تکنولوژی (صنعت تولید و پرورش کرم) تا اواسط قرن بیستم ناشناخته بود. کشورهای متعددی که این صنعت را شناخته و با آن سر و کار دارند، ایالات متحده امریکا، مکزیک، آلمان غربی ، ایتالیا، هلند ، سوئیس، اتریش، ژاپن ، فیلیپین و تایلند می باشند.

کرم های خاکی به عنوان یک منبع مهم جهت تجزیه زیستی

ابتدا چارلز داروین (1881) بر روی نقش کرم های خاکی در تجزیه اجساد جانوران و بقایای گیاهان در خاک مطالعه نمود. بعد ها بسیاری از محققان روی مکانیسم تغییر و تبدیل مواد آلی به هوموس توسط معرفی صنعت پرورش کرم در مزارع مطالعه و بررسی انجام دادند. آنها اهمیت کرم های خاکی را جهت تجزیه زباله های آلی همچون مواد دفعی گاو و خوک، لجن و زباله های موجود در مزارع غله، مزارع پرورش مرغ ها، بوقلمون ها و اردک ها، کود اسب ها و فضولات خرگوش ها ، بقایای میوه ها و آشغال و زباله های شهری شرح دادند.

انواع کرم های خاکی

کرم های خاکی از دوران پری کامبرین در کره زمین ساکن و مقیم خاک می دانند که به 600 میلیون سال قبل مربوط می شود. آن ها شاهد تکامل تدریجی حیوانات و گیاهان بوده اند.

گزارش های مبنی بر کشف کوکون های فسیل شده کرم خاکی نشانگر وجود اجداد این جانور از آن دوران است. ریخت اصلی کرم های خاکی طی این چند میلیون سال تغییر چندانی نداشته و تفاوت چندانی نیز میان گونه های موجود وجود ندارد.

کرم های خاکی موجوداتی هستند با ساختاری ساده، استوانه ای ، دارای حفره بدنی ، قطعه طقعه که متعلق به رده الیگوکتا از شاخه آنلیدا می باشند. آنها طبق وجود یا فقدان Setae در قطعات بدنشان مشخص می نمایند، کرک ها (ستا) در قسمت مربوط به قطعات تناسلی شان اصلاح شده و به صورت خاصی نامگذاری شده اند و ستای تناسلی نام دارد. کرم های خاکی قسمت اعظمی از جانداران موجود در خاک را تشکیل داده و این موجودات تعداد بسیار وسیعی از جانداران دیگر جامعه زیستی خاک را تشکیل می دهند. منبع اصلی غذای این جانداران خاکزی بقایای آلی به دست آمده از گیاهان می باشد. با وجود این که نسوج گیاهان مرده حجم وسیعی از غذای بلعیده شده توسط کرم های خاکی را تشکیل می دهد ولی میکروارگانیسمهای زنده، قارچ ها، ریزموجودات جانوری و گیاهی و نسوج مرده شان نیز قسمت عمده ای رژیم غذایی این جانداران را تشکیل می دهد.

بدین ترتیب کرم های خاکی را عموماً تحت عنوان ساپروفاژها (خرده ریزخوار ها) می نامند، این جانداران می توانند بر اساس عادات غذایی شان به دو دسته خرده ریزخوار و خاک خوار ها تقسیم بندی کردند.

فعالیت های کرم خاکی

تغذیه

کرم های خاکی همه چیز خوارند اما اغلب اوقات از مواد غذایی به دست آمده از لاشه جانوران و مواد آلی استفاده می کنند که این پدیده اغلب به وفور در خاک رخ نمی دهد. مقدار غذای مصرف شونده یک کرم از 100 تا 300 میلی گرم در هر گرم از وزن بدن به طور روزانه می باشد.

دفع

کرم های خاکی مواد آلی موجود در خاک را مصرف می کنند و آن را تبدیل به هوموس و خاک هوموسی می نمایند که این عمل در یک دوره بسیار کوتاه صورت می گیرد لذا باعث افزایش حاصل خیزی خاک می گردد. در عرض 24 ساعت، آنها می توانند خاکی تقریبا معادل وزن خود را از مجرای گوارشی خود عبور دهند، در نتیجه می توان آنها را واقعا شخم زن طبیعی دانست.

برخی شواهد وجود دارد که فضولات کرم چسبنده اند و این چسبیدگی به دلیل خاصیت چسبندگی است که در مواد صمغی حاصل از باکتری ها وجود دارد و یا به دلیل این است که این فضولات توسط هیف های قارچ در کنار هم نگهداشته می شوند و هیف ها در میان این فضولات رشد می کنند.

در دفن موادی  که روی سطح خاک ها موجودند از جمله آشغال های ناشی از برداشت میوه ها،زباله های مراتع و دیگر مناطقی که دارای گیاهان دائمی هستند کودهای موجود در سطح زمین به خصوص در چراگاه های دائمی این فضولات کرمی می توانند تاثیر به سزایی داشته باشند.

در زلاندنو، به اثبات رسیده است که آهک به کار رفته روی سطح مراتع دائمی به سرعت دفن می شوند پس درون فضولات کرمی کرم های لامبریسیده در خاک دفن می شوند. احتمالا به نظر می رسد که این توانایی های کرم های خاکی می تواند بسیار سودمند واقع گردد.

Basker و همکاران (1994) بر روی تغییرات خصوصیات خاک ناشی از بلع خاک توسط دو گونه از کرم ها را مورد مطالعه قرار داد و چنین استنتاج کرد که بلع خاک توسط کرم ها موجب افزایش تبادل مقدار k در خاک های شهر رامای شده است اما باعث کاهش سطح آنها در خاک های شهر میلسون می گردید.

مقادیر افزایش یافته در خاک های شهر رامایی احتمالاً بر روی مقادیر بالای HNO3 تاثیر می گذارد پتاسیم قابل جداسازی در خاک هایی که بلع شده اند به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

حفاری (دالان سازی کرم ها)

کرم های خاکی موجب پدید آمدن منافذی در خاک می شوند و این عمل از طریق ایجاد دالان و حفره و باقی گذاشتن فضولات کرمی در آنها روی می دهد. منافذ ایجاد شده می توانند حتی به کانال های بزرگ مثلاً 3 الی 11 میلی متر تغییر یابند. این منافذ بزرگ موجب بهبود فیلتراسیون، هوادهی ، نفوذ ریشه در خاک می شوند و سوراخ ها و منافذ متوسط باعث افزایش ظرفیت نگهداری خاک می گردند. گونه های کرم خاکی الگوهای مختلفی جهت ایجاد حفره و دالان دارند و این امر تا حدودی که به خاصیت اکولوژیکی محیط اطرافشان وابسته می باشد که در آن زندگی می کنند. گونه هایی وجود دارند که حفره های عمیق مشخص در خاک ایجاد می کنند و سیستم های دالان سازی دائمی که مرتبط با سطح است، در صورتی که برخی از کرم های تغذیه کننده از عناصر معدنی، حفره های موقتی کمابیش مشخص دارند که احتمالاً با مواد ترشحی کرم ها پر می شوند و دیواره دالان ها استقامت خوبی ندارند. این مدل حفر دالان ، دلایل مهمی چون حرکت آب و مواد غذایی دارد.

تولید کوکون

تولید مثل و ایجاد کوکون در تمام سال امکان پذیر است. دوره انکو باسیون از گونه ای به گونه دیگر متفاوت می باشد. این امر در برخی گونه های هندی 14 الی 30 روز نسبت به برخی گونه های اروپایی که 5/8 الی 30 هفته می باشد. معمولاً 1 یا 2 کرم جوان از یک کوکون تفریخ می شوند.

نیاز های زیست محیطی

کرم های خاکی محدوده دمایی بین 25 تا 35 درجه سانتی گراد را تحمل می کنند. آنها عموماً مدت کوتاهی جه تولید مثل دارند. مرگ و میر جوانتر ها طی بحران های فصلی رقمی بالا می باشد که مربوط به بالا یا پایین بودن دما می باشد اما جنین در کوکون زنده می ماند و جمعیت سریعاً به حالت قبل بر می گردد و این امر به دلیل حفظ شرایط مناسب برای چرخه فعال حیات می باشد. طول عمر کرم ها تحت شرایط آزمایشگاهی از 5/4 الی 25/10 سال تغییر می یابد اما این مدت در شرایط مزرعه به کمتر از 2 سال می رسد.

بعد از بارشهای سنگین ، عموماً کرم های مرده روی سطح زمین دیده می شوند و این امر به این دلیل است که آنها مجبور به ترک دالان های سیلابی شده خود می گردند. زیرا احتمالا شرایط بی هوازی باعث اسیدیفکاسیون آب شده و آب موجود در حفره ها به دلیل تجمع و انحلال گاز CO2 اسیدی می گردد البته بعد از تابش اشعه uv خورشید این حالت از بین می رود.

در کل کرم های خاکی از نظر اکولوژیک به سه دسته اپیژئیک ، اندوژئیک و آنسیک تقسیم بندی می شوند. کرم های که در سطح خاک در عمق 3 الی 10 سانتی متری خاک زندگی می کنند و از مواد آلی همچون برگ درختان پوسیده یا فضولات تغذیه می کنند کرم های سطح زی یا اپیژئیک نامیده می شوند. این نوع از کرم ها بسیار فعال بوده و ظرفیت تولید مثل بسیار زیادی در مدت زمان بسیار کوتاهی دارند. عموما دارای رنگدانه های فراوانی می باشند. کرم های اندوژئیک در قسمت های عمیق خاک و در عمق بیش از 10 الی 30 سانتی متری خاک یافت می شوند. اکثر کرم های اندوژئیک بر روی بقایای هوموسی و مواد معدنی زندگی کرده و از آنها تغذیه می کنند. این نوع کرم ها با دوره زندگی بسیار طولانی ظرفیت تولید مثلی محدودی دارا بوده و رنگدانه های معدودی دارند.

کرم های آنسیک قادر به پیشروی در عمق 60 الی 90 سانتی متری از خاک بوده و طی حرکت و جابه جا شدن حفرات تو در تو تشکیل می دهند. آن ها سطح حفرات را جهت سهولت حرکت با آغشته کردن به فضولات و ترشحات موکوئیدی خود می پوشانند.

پراکندگی کرم ها در خاک تحت تاثیر چند عامل می باشد که مهمترین آنها شامل بافت خاک هوادهی ، دما ، رطوبت ، PH ، نمک های غیر آلی ، مواد آلی ، کود ، فضولات ، توانایی تولید مثل و قدرت تفرق و توزیع و پراکندگی گونه ها می باشد. خاک های نواحی معتدل دارای درصد بیشتری از انواع کرم هایی هستند که مستقیماً از مواد آلی تغذیه می کنند و درصد کمتری از مصرف کنندگان مواد هوموسی هستند. در مناطق حاره ای کرم های مصرف کننده مواد هوموسی بر مصرف کنندگان موالی آلی غالب هستند. گونه لامبریسیده و فرتیماپوستوما در سراسر جهان پراکنده بوده و به نام کرم های بیگانه معروفند.

خاک های سست که به خوبی هوادهی شده و از نظر مواد آلی غنی می باشند از خاک های سخت، رسی که بسیار کم هوادهی شده اند شراثیط بسیار مطلوبی برای کرم ها فراهم می آورند. کرم ها برای جمع آوری غذا و گریز از شرایط نامطلوب محیطی و نیز جهت یافتن شریک هم جنس خود دارای تحرک می باشند. هم چنین آنها در داخل خاک حرکت می نمایند و یا بر روی سطح می آیند تا فضولات خود را باقی بگذارند. در صورتی که محیط کرم ها دارای خلل و فرج و یا این که نرم و لغزنده باشد حرکت آنها بسیار سریع تر خواهد بود. در طی فرایند، کرم های خاکی را به خوبی مخلوط نموده، آن را هوادهی کرده و ظرفیت نگهداری رطوبت را در خاک بهبود می بخشند.

کرم های خاکی نسبت به غلظت یون هیدروژن بسیار حساس می باشند. بسیاری از گونه ها خاک هایی با PH در حدود 7 را ترجیح می دهند.

PH خاک احتمالاً بر روی کرم هایی که به دوره رکود می روند نیز تاثیر می گذارد. رطوبت خاک نیز عامل مهم در توزیع و پراکندگی کرم های خاکی می باشد. کرم های خاکی از خشکی و خاک های خشک گریزانند و این عمل با مهاجرت به لایه های زیرین و یا با وارد شدن در یک دوره ی رکود تحقق می یابد. اکثر کرم های خاکی در خاک هایی وجود دارند که مقدار رطوبت از 12 الی 45 درصد می باشد.

Bans & Ellis در سال 1979 تاثیر روش های مختلف کشت و حفر خاک و دسترسی مستقیم به بقایای کاه و کش را بر روی جمعیت های کرم خاکی مطالعه نمودند.

تعداد کرم های خاکی جمع آوری شده از زمین های شخم زده شده به روش مستقیم یا زمین های شخم زده شده طی سالیان متوالی بر روی انواع مختلف خاک که به غلات کشت شده بودند مورد مطالعه قرار گرفتند. نمونه ها در فصل پاییز جمع آوری گردید و تلفیقی از روشهای دفع شیمیایی و مرتب سازی خاک به صورت دستی در مورد آن ها انجام گردید. جمعیت کرم ها در زمین های حفر شده به صورت مستقیم به طور معنی داری بسیار بیشتر از زمین های شخم زده شده بود و تفاوت طی سال های بعد بسیار بیشتر بود. در نهایت گونه های حفر کننده عمیق خاک نیز به طور مشابه تحت تاثیر جمعیت قرار داشتند.

تفاوت های جمعیتی بر روی دو تیمار در مورد محصولات بهاره بسیار بیشتر از محصولات پاییزده بود. تعدد کرم ها پس از انجام کشت های مناسب معمولا با تعداد کرمهایی که پس از شخم به دست آمده بود برابر بودند. بررسی ها نشان داده است در یک خاک رسی که به روش شخم مستقیم حفر شده و کا و کلش آن هم سوزانده شده بوده و یا اینکه کاه و کلش خرد شده و در تمام مناطق پخش گردیده میزان جمعیت کلی خاک در همه جا یکسان نیست. اگر چه تعداد گونه های بسیار زیاد حفر کننده عمیق خاک در مناطقی که کاه و کلش به صورت خرد شده در همه جا پراکنده گردیده یافت می شوند. در حالی که در مناطق سوزانده شده به طور معنی داری، تعداد کرم های گونه Allolobophora chlorotica کمتر می باشند.

Derbert و utter درسال 1979 جمعیت کرم های خاکی را بر حسب انجام کود دهی به روشهای مختلف و یا رفتار با خاک مورد مطالعه قرار دادند. آنها پیشنهاد کردند که وجود تعداد زیادی پوشش بقایای آلی قطعا باعث افزایش جمعیت کرم های خاکی می گردد و این عمل با ایجاد یک محیط زیست خاکی بهبود یافته که برای رشد و نمو و بقاءشان در مناطق خشک ضروری است، تحقق می یابد. اعداد و ارقام به دست آمده از این مطالعه نیز بیانگر اهمیت وجود گیاهان لگوم در تناوب ها به منظرو تامین باقایی با نسبت C/N کم یا مقدار نیتروژن فراوان در چرخه عناصر می باشد که باعث افزایش جمعیت کرم ها می گردد. با وجودی که هیچ مدرکی مستدلی جهت اثبات اینکه آمونیاک موجب کاهش تعداد کرمهای خاکی می گردد موجود نمی باشد، معذالک به تعویق انداختن زمان مصرف آمونیاک به هنگامی که کرم ها غیر فعال هستند نتایج مثبتی را به همراه خواهد داشت. به نظر می رسد تاثیر مثبت نیتروژن آمونیاکی به این دلیل است که منجر به افزایش وضعیت نیتروژن خاک می گردد که این امر می تواند در مدیریت زراعی اهمیت یابد به ویژه در مورد تناوب های زراعی که بقایای آلی فراوان با نسبت های بالایی از C به N در بر دارند.

عادات غذایی کرم های خاکی

میکروارگانیسم ها به عنوان یک منبع غذایی برای کرم ها

شواهد و قراین بسیاری وجود دارد که میکروارگانیسم ها و قارچ های خاکزی یک منبع مهم غذایی برای کرم های خاکی می باشند. محل اصلی تجمع این میکروارگانیسم ها و قارچ ها در خاک ها در قسمت ریزوسفر، که لایه نازکی از خاک اطراف ریشه گیاه می باشد، است که در ارتباط مستقیم با سطح ریشه گیاهان می باشد. به نظر می رسد کرمهای خاکی در فرآند های چرخه ای سریع در ریزسفر نقش مهمی بر عهده دارند که این وظیفه شامل تهیه و تدارک عناصر غذایی مورد نیاز گیاه به خصوص نیتروژن و نیز چند عنصر دیگر به صورت آماده و قابل جذب می باشد.