اثرات كرم خاكي بر محيط

خلاصه ای راجع به اطلاعات كرم ها

  روش هاي كشاورزي عادي معمولاً كاربرد آناليزهاي شيميايي را براي تعيين نيازهاي طبيعي محصول كاشته شده مشخص مي كند. عناصري كه در خاك براي محصول معيني به قدر كافي موجود نباشد در كودهاي شيميايي به كار می رود. اما به زندگي ميكروبي درون خاك توجه كمي شده است. در كشورهايي با اقليم متنوع، اين مسئله منجر به آن شده است كه به خاك به عنوان يك وسيله نگهداري محض براي محصول دهي گياهان نگريسته شود.

  امتياز كشاورزان Bio-Organic در افزايش هوموس خاك مي باشد. غني بودن هوموس خاك، موجب مي شود خاك از آب اشباع شده و اثر گذارتر شود، نرم و سست باقي بماند، پسمان ها برطرف شوند، هوادهي شود، گرم شود و ورم نكند يا مثل كيك ورآمده نشود. به علاوه مي تواند فشار ناشي از چرخ ها و ترمز ماشين آلات كشاورزي را بهتر تحمل كند. هوموس ذخيره اي از همه انواع موادمغذي گياهي مي باشد. هوموس نمي تواند با مواد مصنوعي جايگزين شود. درخاك هاي زنده فرايندهاي ميكروبي پس مانده محصول و كودهاي كشاورزي را به مواد مغذي گياهي و هوموس تجزيه مي كند. آن ها (میکروارگانیسم ها) به سود گياه acid-sand و مواد مغذي توليد كرده و مواد معدني منتشر مي كنند. ميكروب هاي خاك توانايي منتشر ساختن P، K، Ca، Mg، Fe، و S را به خوبي ساير عناصر كمياب تشكيل دهنده خاك هاي گوناگون دارا مي باشند.

G.lienhard: استاد دانشكده كشاورزي Ebenrain-Sissach (در سويس) كرم هاي خاكي را ارج نهاده و اظهار مي دارد:

  ((كرم خاكي مواد مغذي خاك را بطور قابل توجهي افزايش مي دهد.))

  آزمايش هاي انجام شده روي خاك در Eburnean نشان داده است كه خاك هاي قالب ريزي شده توسط كرم هاي خاكي بطور ميا نگين تا حداكثر 4.5 برابر بيشترازخاك هاي معمولي داراي پتاسيم مي باشند. خاكي كه از لوله گوارش كرم عبور كرده باشد تقريبا 7 برابر بيشتر نيتروژن خواهد داشت. عمل كرم خاكي تنها مانند يك دستگاه زهكشي خوب بهبود بخشيدن به فرايند گردش آب و هوا نمي باشد، بلكه مواد معدني وآلي را نيز مخلوط مي نماید. همچنين آنها كارخانه هاي بسيار كوچك كودسازي هستند كه بدون هيچ هزينه اي براي كشاورز به كار خود ادامه مي دهند. اين عمل بدون نياز به سوخت فسيلي انجام شده و هيچ حمل و نقلي در آن دخيل نمي باشد. اما با وجود همه پديده هاي حياتي خاك، آن ها مخلوقات حساسي هستند و درمقابل كاربرد سموم وكودهاي مهاجم شيميايي زنده نخواهند ماند.

  ((اين سؤال برانگيزخواهد بود كه چه جانوران ديگري وجود دارند كه مانند اين مخلوقات كوچك، نقشي اين چنين با اهميت درتاريخ حيات جهان داشته باشند؟))

  مطالعات فراواني پس ازمشاهدات داروين روي كرم هاي خاكي صورت گرفته است. اما به نظر مي رسد كه هيچ كدام از اين مطالعات به اين سوالات كه، كرم هاي خاكي تا چه عمقي حفاري مي كنند؟، طول نقبهايشان چقدراست؟، و سؤالاتي از اين قبيل پرداخته باشند.

  ما مي توانيم از يك قاعده كلي مطمئن باشيم: اگر شخصي زمين را حفر كند و در عمق 8 متری كرم هاي خاكي را بیابد مي تواند يك حدس منصفانه بزند كه كرم هاي خاكي را مي توان در عمقي بيشتر از 8 متر نيز پيدا كرد، چرا كه احتمال آن خيلي كم است كه شخصي سوراخي عميق تر را در آنجا حفر كند.

  براي پي بردن به عمق احتمالي سوراخ، به مجموعه اي از داده هاي آماري درباره سوراخ ها نياز داريم، و اين بخاطر توزيع پهناوري كه (بدليل تنوع در خاك ها، اقليم، و گونه ها) ممكن است با آن مواجه شويم غير عملي مي باشد.

  كرم هاي خاكي داراي خانواده هاي فراواني هستند. گسترده ترين آنها خانواده Lumbericidae با بيش از160 گونه (و باطول 30- 2 سانتي متر يا 1-12inc) است وبزرگترينشان كه به 3m يا 10ft مي رسد، Megascolecidae استراليايي يا (Megascolides australis) مي باشد.

  كرم هاي خاكي معمولاً از مواد آلي رو به فساد و مدفوع پستانداران تغذيه مي كنند و گونه هاي سوراخ هاي عميق (گونه هاي geophanous)، و برخي ديگر از آن ها حتي از نماتود ها تغذيه مي كنند. معلوم شده است كه وقتي كرم هاي خاكي به خاك اضافه شدند جمعيت كرم هاي نماتود ممكن است تا حدود %60 كاهش يابد.

  همچنين ميكروب ها نقش مهمي در جيره غذايي كرم هاي خاكي دارند، و حتي كرم هاي خاكي مواد آلي داراي حيات ميكروبي با تراكم بالا را ترجيح مي دهند. برخي محققين معتقدند كه ميكروارگانيسم ها براي كرم هاي خاكي حياتي هستند.

  آب يك نياز عمده كرم هاي خاكي مي باشد، بطوريكه %80 وزن بدنشا ن را آب تشكيل مي دهد در روز حدود %15 شل و سست مي شوند. اگر رطوبت در دسترس نباشد به منظور دست يافتن به آن به عمق خاك خواهند رفت. بالاگيري (سطح آب) به دماي احاطه كننده محيط وابسته است. محدوده كلي فعاليت كرم های خاكي بين حداقل  و حداكثر  مي باشد.

  بطور كلي كرم هاي خاكي مي توانند از سه طريق بر محيط تاثير بگذارند:

1- تراكم ميكروبي–زيستي (حيات ميكروبي)

2- ميزان دسترسي به مواد معدني شيميايي، و تجزيه مواد آلي

3- به طور فيزيكي از طریق سوراخ ها (از طریق هوادهي و از اين قبيل)، وپراكندن (جابجايي مواد معدني بين لايه هاي خاك)

  براي راحتي و به دلیل آنكه اين سه اثر خيلي دقيق به هم وابسته هستند بياييد اثرات بيولوژيكي، شيميايي، و فيزيكي كرم هاي خاكي بر محيطشان را با هم به بحث و گفتگو بنشينم.:

  اثرات كرم هاي خاكي بر توليد محصول از آزمونی به آزمون ديگر تغييرات وسيعي دارد. اين تنها بخاطر گونه ها، محصول و نوع خاك نمي باشد بلكه، بخاطر وضعيت هاي آب و هوايي هنگام آزمون نيز مي باشد. به عنوان مثال نشان داده شده است كه درباغستان هايي با جمعيت زياد كرم هاي خاكي، درختان، داراي ريشه هايي تا حدود %5 بزرگتر مي باشند. با اين حال محصولات در اين باغستان ها تنها %2 بيشتر است. (شخص نياز خواهد داشت كه مقاومت تنش باغستان ها را (كه درطول سال از خشكي ناشي شده است) براي يافتن ارزش واقعي اثرات كرم خاكي بر محصولات امتحان كند. با اين وجود افزايش محصول در شبدر به ميزان %900 و در گندم به ميزان %100 مشاهده شده است.

  ريشه ها اغلب، سوراخ ها را تعقيب مي كنند و از مواد غذايي در دسترس، در گوشه و كنار خود تغذيه مي كنند، يك حقيقت شگفت انگيز اين است كه ريشه ها (اغلب به اندازه 2mm) درجستجوي قالب كرم (مسير حفر نقب كرم) هستند. حتي اگر ريشه مجبور به رشد به سمت بالا باشد اين اتفاق رخ مي دهد. علت آن است كه كرم هاي خاكي (يا ميكروب هاي موجود در داخل روده آنها) غلظت فاكتورهاي رشد و ويتامين ها را در تونل (نقب) افزايش مي دهند.

نقبهاي زيرزميني كرم هاي خاكي به افزايش  كاني هاي لايه A نسبت به لايه های B و C كمك مي كند. ضمناً لايه هاي تحتاني با مواد آلي لايه هاي فوقاني A و O غني مي شوند. (به لايه هاي خاك مراجعه كنيد) اين در هم آميزي به علاوه ي افزايش اكسيژن و نفوذ آب به لايه هاي پاييني، ضخامت خاك هاي فوقاني را افزايش مي دهد.

  در سال به اندازه 20cm يا 9inch از لايه سفت زير-خاك (Subsoil) توسط نقب هاي كرم هاي خاكي می تواند به سطح آورده شود.

  از ساير تاثيرات بر محيط اين است كه هميشه خاك اطراف سوراخ ها خنثي تر از خاك هاي مجاور هستند (به PH 7 نزديكترند). اين به خنثي سازي اسيد یته و يا خاصيت بازي موجود در خاك كه به موجب بهينه سازي PH  براي رشد ريشه گياهان كاشته شده بوجود مي آيد كمك مي كند.

  يك ماده موكوزي كه غني از پروتئين است ديواره تونل ها را قوام مي بخشند. اين ماده به عنوان منبع انرژي ميكروب ها كارايي دارد. مشاهده شده است كه تراكم ميكروب هاي شوره ساز در نقب ها %40 بيشتر از خاكهاي ديگر است. اين به آن معني است كه هر كجا كرم هاي خاكي حضور داشته باشند خاك از كيفيت مطلوبي برخوردار بوده و به همين دليل كرم خاكي يك ابزار ايده ال براي سنجش كيفيت خاك مي باشد.

  يكي از اساتيد دانشگاه Eburnean گفته است كه: اگر هنگام شخم زدن بتوانيم 80 كرم در هر 10 قدم از شيارهاي زمين بيابيم آنگاه خاك مطلوب می باشد.

خلاصه

  اهميت نقش موادآلي درفرايندهاي تجزيه شيميايي آنهاست. بطوريكه فقط بتوان تصور كرد بخش اول تجزيه صرف نظر از خاك انجام مي شود (كوددادن زياد).

  همان طور كه ماده آلي به خاك افزوده مي شود، فساد وتجزيه باعث افزايش مواد غذايي با ارزشي در خاك مي شود (معدني شدن). اين ها فرم هاي قابل حصولي هستند و بوسيله گياهان استفاده مي شوند. لايه گل، نظر به اين كه فضايي را براي فعاليت ميكروارگانيسم ها فراهم مي آورد بسيار با اهميت مي باشد. ساختار خوب در خاك نياز گياهان روينده به مواد غذايي را تامين مي كند و باعث مي شود تغيير و تبديل مواد آلي سريعتر انجام شود.

  ساير مراحل تجزيه، هوموس مي سازد و درالحاق هيوميك اسيد و گل هوموس پايدار بدست مي دهد. اين قسمت از خاك همان طور كه از نام آن بر می آید پايدار است. هوموس پايدار درون  خاك شبيه انباري از مواد معدني است كه فقط در هنگام كمبود مواد آلي در دسترس قرار می گیرد. بنابراين مي توان آن را به عنوان يك ذخیره مواد مغذي در نظر گرفت. وقتي مواد آلي وجود نداشته باشد يا سطح آن در خاك كم باشد هوموس پايدار نياز غذايي را برطرف مي كندواين تنها با كمك گياهان ميكروسكوپي micro-flora  قابل حصول مي باشد. در عوض هوموس پايدار، تامپوني براي آب و PH خاك مي باشد.

كرم هاي خاكي چه مي كنند؟

  زندگي برروي كره خاكي بدون دوستان كوچكمان در زير خاك تفاوت هاي بسياري خواهد داشت. كيفيت خاك ها به سختي به حيات كرم های خاكي وابسته است. سرانجام آن كه خاك هاي با كيفيت و سالم راه حلي براي قابل تحمل بودن محيط خواهند بود، لذا متعلق به ما مي باشند. خواص بيولوژيكي، شيميايي ،و فيزيكي، براي رشد گياهان، تعديل و جداسازي سطح آب هاي زيرزميني و buffering (خنثي سازي) و detoxifying (سم زدایی) و Scrubbing مواد شيميايي پرخطر، حياتي مي باشد. (شكل 6 و 7). در واقع خاك  مخزني از تنوع زيستي است  كه شاید وسعت آن فراتر از اكوسيستم هاي زنده روي زمين باشد.

  كرم هاي خاكي در خاك عملكردهاي منحصر به فردي دارند. نقب هاي بزرگ آن ها اجازه مي دهد كه آب باران به راحتي وارد خاك شود و ميزان سرعت نفوذ آب در خاك افزايش يابد. اين مانع از شستشوی خاک شده و به آب اجازه مي دهد تا وارد ناحيه ريشه ها شود و مورد استفاده گياهان قرار گيرد. نقب هاي آن ها همچنين اجازه مي دهد كه ريشه هاي گياهان به راحتي از خلال خاك عبور كرده و به فضاي جديدي راه يابد، خاك هايي كه توسط كرم هاي خاكي عمل آمده باشند داراي ساختار گل مانند پايداري هستند كه احتمال جابجايي آن توسط باد كمتر است.

  نقش كرم هاي خاكي به همان اندازه داراي ويژگي هاي منفي نيز مي باشد. در مناطق خاصي گونه هایي معرفي شده كه بر سركرم هاي خاكي بومي رقابت دارند. اين مسئله زندگي توفيق آميز، بلكه بقاي گونه هاي بومي را با مشكل رو به رو مي سازد. لذا در بسياري اوقات گونه هاي بومي در مناطق مجزاي كوچكي به سر مي برند. بسياري از كرم هاي خاكي كه ما مي بينيم در اروپا معرفي شده اند. اين لزوما يك رويه منفي نمي باشد، اما مشكلاتي را هم بدنبال دارد. يك مثال توده فضله اي است كه مربوط به Lumbricus terrestris در غرب كانادا مي باشد كه باعث شده خاك هايي با موادي با منشاء آهكي چيره شوند. نقب زني هاي عميق L.terrestris توده هاي فضله سفت بهم چسبيده اي مي سازد. اين نقب زني ها، زير-خاك (Subsoil) سفت را درمعرض خشك و خيس شدن قرار مي دهد كه اين ماده را بسيارسخت كرده واز پيش بردن آن را در باغ ها، پيست هاي گلف، و چمن زارها با مشكل رو به رو مي سازد.

Earthworm Effects on the Environment

Worm Digest Library

Ordinarily, normal farming procedures stipulates the use of chemical analysis to determine the basic nutrient needs for the planted crop. The element which is not in sufficient supply in the soil for a certain crop is then applied in the form of chemical fertilizer. The microbial life in the soil is given little consideration. In countries with climatic extremes, this has led to regarding soil as a mere holding media for crop plants.

The bio-organic farmer's priority is to increase the humus content in the soil. Rich in humus, the soil soaks up water and holds it more effectively, remains loose, aerated, and warm, and does not blow away or cake up. Further, it can better withstand the pressure of wheels and skid marks of farm machinery. Humus is a vast reservoir of all kinds of plant nutrients. It cannot be replaced by artificial means. In the living soil, the microbiological processes decompose crop residue and manure into plant nutrients and humus. They produce acid-sand release minerals for the benefit of the plants. Soil microbes have the ability to release P, K, Ca, and Mg, Fe and S as well as other trace elements from various soil components.

G. Lien hard, instructor at the School of Agriculture in Ebenrain-Sissach (Switzerland) praises the earthworm: "The earthworm increases the nutrients in the soil significantly"

Soil tests taken at Iberian showed that worm castings had, on average, twice as much potassium as normal soil, with a maximum of 4.5 times as much. Soil that passed through the earthworm contains approximately seven times as much nitrogen. The earthworm, working as a "fine drainage maker" not only improves the water and air circulation in the soil, but also mixes organic and mineral substances. They are then the smallest fertilizer factories which keep working at no cost to the farmer. The work is done on the spot without fossil fuels and no transportation is involved. However, as with all life phenomena in the soil, they are susceptible creatures and will not survive the application of poisons and aggressive chemical fertilizer.

"It may be doubted whether there are many other animals which played so important a part in the history of the world, as have these lowly creatures".

There have been many studies on earthworms since Darwin's observations. Most of these do not seem to agree over -How deep do earthworms dig? What is the length of burrows? Etc.

We can be sure of one principle: If one digs and finds earthworms at 8 meters depth one can make a fair assumption that earthworms can be found at more than 8 meters depth, because of probability is very high that one did not dig out the deepest burrow there is.

To find the probabilities of burrow depth, we need a set of statistical data concerning burrows-and this is impractical because of the wide distribution we would find (because of the variety in soil, climate and species).

There are many Families of earthworms. The most widely represented is Lumbricidae with over 160 species (2-30cm [1-12in.], and the giant (up to 3 meters [10ft.] long) Australian Megascolecidae (Megascolides Australis)

Earthworms are generally feeding on organic matter that has started to decompose, mammalian dung and the deep burrowing species feed on soil (geophones species), and some even feed on nematodes. It has been found that nematode population may decrease by as much as 60% when earthworms are added to soil.

Also microbes play an important part of an earthworm's diet, and earthworms even prefer organic matter with high concentrations of microbial life. Some researchers suggest that some microorganisms are essential to earthworms.

Water is a major necessity of earthworms as they contain about 80% water, by weight and loose about 15% per day. If moisture is not available they will dig deep into the soil to find it. The water uptake is related to surrounding temperature. The generalized limits to earthworm activity are forming 273K (32 degrees F) for the lower limit to 303K (86 degrees) for the upper temperature limit.

EFFECTS ON THE ENVIRONMENT

Generally we can see the effects of earthworms on the environment in three ways:

1) Biological - microbial concentration

2) Chemical - mineral availability, organic matter decomposition

3) Physical - Burrows (aeration. etc.) casts (mineral movement between horizons)

For sake of simplicity and because these three effects are so closely related let us consider the biological, chemical and physical effects of earthworms on their environment together.

The effects of earthworms on crop production vary widely from test to test. This not only because of species, crop and soil type but also the weather conditions at the time of test. For example, it has been shown that in orchards with high population of earthworms the trees have larger root systems by 40%. Yet yields are only 2% higher in these orchards. One would need to examine the stress resistance (yields in years of drought, EST.)Of the orchards to find the true value of the earthworm effects on yields. Nevertheless yield increases as high as 900% have been observed on clover and 100% on wheat.

Often roots follow the burrows and feed on the more available nutrients in the immediate vicinity (within 2mm). An amazing fact is that roots often seek out the earthworm casts. This happens even if the roots have to grow upward! The reason for this is that the earthworms (or the microbes present in their gut) have concentrated high amounts of growth factors and vitamins into the casts.

The burrowing of earthworms helps bring up minerals to the A horizon from the B and C horizons. At the same time the lower horizons get enriched with the organic matter from the upper A and O horizon (see Soil Layers).This intermixing plus the increase of oxygen and water penetration to the lower horizons increases the depth of the top soil.

As much as a 2cm (1 inch) thick layer of subsoil may be brought to the surface per year by the burrowing of earthworms.

Another effect on the environment is that the casts are always more neutral (closer to pH 7) then the surrounding soil. This helps neutralize the acids or alkali that may be present in the soil thereby optimizing the pH for the root development of majority of cultivated plants.

A mucosal substance rich in proteins lines the wall of the burrows. This substance in turn serves as energy source for microbes. The concentration of nitrifying microbes has been observed to be about 40% higher in the burrows then in the rest of the soil.

This means that where there are earthworms there is good soil. For that reason, the earthworm is an ideal tool with which to measure the quality of the soil. An Iberian "rule of the fist" is: When plowing if you can count 80 earthworms for every 10 steps in the furrow, then the soil is good."

SUMMARY

The important part of organic matter is its decomposition process. Ideally the first part of decomposition is carried out apart from the soil (pile composting).

As the organic matter is added to the soil the decomposition will yield valuable nutrients to the soil (mineralization), these are in available form and are used by the plants. Clay plays an important roll as its layers provide spaces for microorganisms to function. Good structure in the soil provides the growing plants with needed nutrients and makes for a fast turnover of organic matter.

The other part of decomposition yields humus and in combining humus acids, with clay yields stable humus. This part of the soil is relatively static as its name "stable" implies. Stable humus in the soil is like a storehouse of nutrients that are accessed only in times of low decomposing organic matter. So one could see it as a buffer for nutrients. When no or low levels of organic matter are present stable humus supplies the needed nutrients. This can only be accomplished with the help of healthy micro-flora. In addition stable humus provides a buffer for water and pH in the soil.

 Charles Darwin on earthworms.

 ttp://www.wormdigest.org/index.php?option=com_content&task=view&id=82&Itemid=2

 What do earthworms do?

Life on this planet would be a lot different without our little friends from down under. The quality of our soil depends heavily on the livelihood of earthworms. In the long run, healthy high quality soils will be the key to a sustainable environment and thus us. The biological, chemical and physical properties of soil are essential for plant growth, regulating and partitioning of surface to ground water, and buffering, detoxifying and scrubbing of hazardous chemicals (Figure 6 and Figure 7). In actuality, the soil is a reservoir of biological diversity that likely exceeds that of aboveground ecosystems.

Earthworms have some unique functions in the soil. Their large burrows allow rain water easy entry into the soil, increasing the infiltration rate of soils. This prevents water erosion and lets water enter the rooting zone where it can be used by plants. Their burrows also allow roots to move easily through the soil into new spaces. Soil that has been worked by earthworms has a stable crumb-like structure which is less likely to blow away in the wind.

Earthworms are considered very important in soil organic matter cycling. Certain species are responsible for burying surface residue, while other species are actively involved in the decomposition process, making available important nutrients for other living organisms in the soil - like plants.

Earthworms have some negative traits as well; in certain areas introduced species have created competition for native earthworms. This makes it very difficult for native species to live successfully and even survive; native species frequently exist in small isolated areas. Many of the earthworms we think as common have been introduced from Europe. This is not necessarily a bad practice but has created some problems. An example is the mittens associated with Lubricous territories, in Western Canada were soils are dominated by calcareous parent material the deep burrowing Lubricous territories creates mittens of concrete. Their burrowing exposes the hard subsoil to drying and wetting cycles which makes this material very hard and difficult to manage in gardens, golf courses and lawns.

http://www.naturewatch.ca/english/wormwatch/about/ecology.html

گردآوری : محمدامین انصاری