کرم خاکی و اثرات بر محیط
تراکم میکروبی– زیستی (حیات میکروبی)
میزان دسترسی به مواد معدنی شیمیایی، و تجزیه مواد آلی
به طور فیزیکی از طریق سوراخ ها (از طریق هوادهی و از این قبیل)، وپراکندن (جابجایی مواد معدنی بین لایه های خاک)
اثرات کرم خاکی بر تولید محصول از آزمونی به آزمون دیگر تغییرات وسیعی دارد. این تنها بخاطر گونه ها، محصول و نوع خاک نمی باشد بلکه، بخاطر وضعیت های آب و هوایی هنگام آزمون نیز می باشد. به عنوان مثال نشان داده شده است که درباغستان هایی با جمعیت زیاد کرم خاکی، درختان، دارای ریشه هایی تا حدود %۵ بزرگتر می باشند. با این حال محصولات در این باغستان ها تنها %۲ بیشتر است. (شخص نیاز خواهد داشت که مقاومت تنش باغستان ها را (که درطول سال از خشکی ناشی شده است) برای یافتن ارزش واقعی اثرات کرم خاکی بر محصولات امتحان کند. با این وجود افزایش محصول در شبدر به میزان %۹۰۰ و در گندم به میزان %۱۰۰ مشاهده شده است.
ریشه ها اغلب، سوراخ ها را تعقیب می کنند و از مواد غذایی در دسترس، در گوشه و کنار خود تغذیه می کنند، یک حقیقت شگفت انگیز این است که ریشه ها (اغلب به اندازه ۲mm) درجستجوی قالب کرم (مسیر حفر نقب کرم) هستند. حتی اگر ریشه مجبور به رشد به سمت بالا باشد این اتفاق رخ می دهد. علت آن است که کرم های خاکی (یا میکروب های موجود در داخل روده آنها) غلظت فاکتورهای رشد و ویتامین ها را در تونل (نقب) افزایش می دهند.
نقب های زیرزمینی کرم خاکی به افزایش کانی های لایه A نسبت به لایه های B و C کمک می کند. ضمناً لایه های تحتانی با مواد آلی لایه های فوقانی A و O غنی می شوند. این در هم آمیزی به علاوه ی افزایش اکسیژن و نفوذ آب به لایه های پایینی، ضخامت خاک های فوقانی را افزایش می دهد.
در سال به اندازه cm20 از لایه سفت زیر- خاک (Subsoil) توسط نقب های کرم های خاکی می تواند به سطح آورده شود.
از سایر تاثیرات بر محیط این است که همیشه خاک اطراف سوراخ ها خنثی تر از خاک های مجاور هستند (به PH 7 نزدیکترند). این به خنثی سازی اسید یته و یا خاصیت بازی موجود در خاک که به موجب بهینه سازی PH برای رشد ریشه گیاهان کاشته شده بوجود می آید کمک می کند.
یک ماده موکوزی که غنی از پروتئین است دیواره تونل ها را قوام می بخشند. این ماده به عنوان منبع انرژی میکروب ها کارایی دارد. مشاهده شده است که تراکم میکروب های شوره ساز در نقب ها %۴۰ بیشتر از خاکهای دیگر است. این به آن معنی است که هر کجا کرم های خاکی حضور داشته باشند خاک از کیفیت مطلوبی برخوردار بوده و به همین دلیل کرم خاکی یک ابزار ایده ال برای سنجش کیفیت خاک می باشد.
• یکی از اساتید دانشگاه Eburnean گفته است که: اگر هنگام شخم زدن بتوانیم ۸۰ کرم در هر ۱۰ قدم از شیارهای زمین بیابیم آنگاه خاک مطلوب می باشد.
اثرات مکانیکی کرم خاکی بر خاک
اثرات مکانیکی و فیزیکی کرم خاکی بسیار زیاد و مشهود می‌باشد که در اینجا ما عمده‌ترین آنها را به‌شرح ذیل بیان می‌نمائیم:
اختلاط ذرات خاک بوسیله کرم خاکی
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 ۱۳۶۴).
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.
اثرات بیولوژیک کرم خاکی بر خاک
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 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 ۱۳۷۴).
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. ورمی کمپوست از نظر کیفیت معادل بهترین هوموس خاک است که به‌وسیله عوامل طبیعی تولید می‌شود. کیفیت ورمی کمپوست به نوع غذا یا زباله‌ای که کرمهای خاکی تغذیه کرده‌اند، بستگی تام دارد، ورمی کمپوستها 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 ورمی کمپوست به شکل آلی مانند اوره، اسیداوریک و اسیدهومیک بوده و باقیمانده آن به‌صورت آمونیم و نیترات است. این‌کود حاوی مقادیر زیادی هورمونهای گیاهی می‌باشد. ورمی کمپوست 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).
کرم خاکی و محیط زیست
خاک دانه و پایداری خاک توسط کرم خاکی
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 ۱۹۵۵) . 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 پولسکی۱۹۵۰)
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.
حاصلخیزی خاک با کرم خاکی
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 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.
حفاری و بالا آمدن خاک با کرم خاکی
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 مایلند که در قسمت سطحی خاک بوده و تا حدود ۳۳ سانتیمتری پایین رفته در حالی‌که گونه‌های دیگری از سرده‌های نوکتورناوترستریس تا عمق ۱/۵ ـ ۲ متری نیز می‌توانند در خاک نفوذ کنند.
تأثیرات شیمیایی کرم خاکی بر خاک
تاثیرات شیمیایی کرم خاکی بر روی انواع خاک های کشاورزی بسیار حایز اهمیت است در ادامه به مواردی از این دست تاثیرات می پردازیم .
تجزیه بیولوژیک تهیه عناصر با کرم خاکی
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 ۱ به ۱۲ 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 ۵۴ تا ۷۲ 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 ۱۰ میلی‌گرم نیترات تولید کند، بدین ترتیب جمعیتی ترکیب یافته از ۳/۴ ۳ میلیون کرم خاکی در هرهکتار می‌تواند رقمی معادل ۲۱۷کیلوگرم 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.
تغییرات کرم خاکی بر PH خاک
تأثیر دیگر کرمهای خاکی 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 به‌کمکCo2 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 ۷ 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 ۵ نسبت به خاکهای قلیایی و خنثی زندگی می‌کنند.
اثرات کرم خاکی و حشره‌کش و آفت‌کش
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 مانندO.Chlorin و O.Phosphorusمی‌توانند در بدن کرم خاکی تجزیه شده و به سایر مواد شیمیایی تبدیل شوند. (Cooke 1982)
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 ۱۹۶۵) شاخص( (Indicator مناسبی برای خاکهای کشاورزی میباشند زیرا با آنالیز بدن آنها میتوان به میزان‌آلودگی شیمیایی و یا سموم موجود در خاک دست یافت.
ریخت و کالبد شناسی کرم خاکی
بدن کرم خاکی استوانه ای و در دو انتها نازک است .
سطح شکمی پهن و رنگ پریده است ولی سطح پشتی تیره تر است .
بدن یک کرم بالغ از ۸۰ تا ۱۰۰ حلقه تشکیل شده .
هرچند که کرم خاکی سر چندان مشخصی ندارد ، دهان آن در حلقه اول قرار دارد .
مخرج کرم خاکی بیضی شکل و به طور عمودی در حلقه آخر قرار دارد .
در هر حلقه از بدن کرم به جز حلقه اول و حلقه آخر ، ۴ جفت تار موی ابریشم مانند وجود دارد . هر تار عبارت از یک میله کیتینی نوک تیز است که در یک کیسه اپیدرمی مخصوص واقع در درون دیواره بدن جای گرفته است .
کرم خاکی می تواند به وسیله ماهیچه های منقبض کننده ، تار را در هر جهت حرکت داده و یا جلو و عقب بکشد .
این تارها در زمانی که کرم در سوراخش قرار دارد و یا روی زمین حرکت می کند مانند گیره یا میخ عمل می نماید .
زیست شناسی کرم خاکی
آماده سازی بستر پرورش کرم خاکی
محل پرورش کرم های کمپوستی را می توان از چوب یا پلاستیک ، مانند ( بشکه ، جعبه های چوبی و لگن های پلاستیکی ) تهیه کرد که از این وسایل در داخل یا خارج منزل برای بستر تولید ورمی کمپوست استفاده می شود.
استفاده از آبشخورهای مربع مستطیل نیز مناسب است. این بسترها روی بلوک ها ، آجرها ، تنه های درختان ، زمین و یا بلوک های بتنی قرار می گیرند. در صورت استفاده از تخته های کاج یا سرو ، بهتر است ضخامت آنها ۵ سانتی متر باشد. طول اضلاع بسترهای کرم خاکی بهتر است از ۵۰ سانتی متر بیشتر نباشد و بسترهای کرم خاکی باید به وسیله یک راهرو از هم جدا شوند تا عمل برداشت کرم ها و
کود تولیدی به راحتی صورت پذیرد. برای کنترل دمای بسترها بهتر است آنها درون خاک قرار گیرند ، اما کرم های قرمز حلقوی تمایل دارند که از قسمتهای سطحی بستر خود تغذیه کنند. بنابراین محفظه بستر رشد آنها نباید بیش از ۲۰ تا ۳۰ سانتی متر عمق داشته باشد. اگر عمق بیشتر باشد ، مواد آلی فشرده شده ، در نتیجه مواد به صورت غیرهوازی تجزیه شده و تولید بوی نامطبوع و مواد سمی می کنند و در نهایت به مرگ کرم ها منجر می شود.
کرم های خاکی می توانند در گودال های حفر شده در زمین یا در شیارهای ردیفی واقع در سطح خاک نیز رشد کنند. بسترهایی که در خارج از ساختمان قرار گرفته اند ، می بایست در محیطی تمیز و سالم و بهتر است در فضای سرپوشیده قرار گیرند. بسترهای داخل ساختمان باید از زهکشی و تهویه مناسبی برخوردار باشند.
مواد غذایی قابل استفاده کرم خاکی
کودهای حیوانی ، کود باغی حاصل از برگ درختان ، مقوای خردشده ، خرده چوب یا کاغذ یا کم و بیش هرگونه مواد آلی پوسیده یا نیمه پوسیده یا پسماندهای آلی ممکن است به عنوان غذا یا مواد غذایی بستر کرم خاکی به کاربرده شوند. کودهای حیوانی حاصل از خرگوش ، اسب و گوساله از جمله بهترین مواد غذایی برای کرم ها هستند.
مواد غذایی غیر قابل قبول آنها عبارتند از
انواع روغن ، فضولات سگ و گربه ، گوشت ، پنیر ، کره ، تولیدات حیوانی ، ماهی و کاغذ دارای جوهرهای رنگی.
برای ادامه روی لینک زیر کلیک کنید :
کرم خاکی زیست شناسی و تاثیرات ( ۱ )
کرم خاکی زیست شناسی و تاثیرات ( ۳ )
منابع
خبرگزاری ایسنا
ویکی پدیا
رشد شبکه ملی مدارس
ترجمه مقاله اول آقای ترور کاگلر
