نماتد در خاک

رده بندی نماتد

رده‌بندی و تنوع نماتد در اکوسیستم‌های طبیعی و کشاورزی بر اساس رده‌بندی در سطح گونه‌ای و گروه‌های تغذیه‌ای انجام شده است (Bernard, 1991). بسته به گونه، نماتدها از طیف وسیعی از موجودات از جمله گیاهان، سایر نماتدها و تخم‌های آن‌ها، قارچ‌ها، پروتوزوآها، باکتری‌ها و لارو حشرات تغذیه می‌کنند (Freckman and Caswell, 1985). دسته‌بندی‌های تغذیه‌ای کاملاً مجزا از هم نیستند. برخی گونه‌ها که همیشه در یک دسته قرار می‌گیرند، ممکن است در برخی مراحل رشدی یا در نسل‌های مختلف در دسته‌ی دیگری جای گیرند (Bernard, 1991). از گونه‌های شناخته‌شده نماتدها تقریباً ۱۴٪ انگل گیاهان، ۱۵٪ انگل جانوران، ۲۵٪ آزادزی که از قارچ‌ها، باکتری‌ها یا مواد آلی (بقایای گیاهی) تغذیه می‌کنند و ۴۶٪ نماتدهای دریایی هستند (Penfold and Collins, 2012).

سامانه‌ی زراعی سالم

اساس یک سامانه زراعی سالم و پرمحصول بر محیط خاک سالم استوار است.

سلامت خاک به‌عنوان توانایی خاک برای عملکرد در محدوده‌های اکوسیستم به منظور پشتیبانی از تولید زیستی، حفظ کیفیت محیط‌زیست و ارتقای سلامت گیاهان و جانوران تعریف می‌شود (Doran and Zeiss, 2000).

سلامت خاک را می‌توان در شش ویژگی اصلی خلاصه کرد:

1. تنوع زیستی بالا
2. پایداری بالای جمعیت‌ها که امکان مقاومت و بازتوانی خودکار در برابر اختلالات شیمیایی و بیولوژیکی را فراهم می‌کند
3. توانایی حفظ یکپارچگی چرخه مواد غذایی و جریان انرژی
4. مهار انواع آفات و عوامل بیماری‌زا
5. توانایی بهبود سلامت گیاهان
6. حفظ کیفیت آب و هوا (Wang and Hooks, 2011).

سهم موجودات خاک در چرخه عناصر غذایی تابعی از تعداد آن‌ها، ترکیب گونه‌ای جمعیت و تعاملشان با عوامل محیطی است (DuPont et al., 2009). در این میان، نماتدها به دلیل تعامل گسترده با سایر موجودات خاک، نقش‌های کلیدی در چرخه مواد غذایی خاک و جریان انرژی ایفا می‌کنند (Ilieva-Makulec et al., 2014).

اهمیت نماتد در تجزیه‌ی مواد آلی

نماتدهای ساکن خاک از ارکان اساسی بوم‌شناسی خاک به شمار می‌روند. در فرآیندهای زیستی متعددی از جمله چرخه عناصر غذایی و تجزیه مواد آلی درون شبکه‌های غذایی نقش‌آفرینی می‌کنند. بسیاری از جنس‌های نماتد برای کشاورزی حائز اهمیت‌اند. زیرا با مشارکت در تجزیه بقایای گیاهی به ارتقای حاصلخیزی خاک کمک کرده و در عین حال به‌عنوان اجزای کلیدی زنجیره غذایی خاک ایفای نقش می‌نمایند (Mesel et al., 2003).

در این میان، نماتدهای باکتری‌خوار و قارچ‌خوار از جایگاه ویژه‌ای برخوردارند، چرا که با تأثیرگذاری بر چرخش زیست‌توده میکروبی خاک، زمینه را برای افزایش دسترس‌پذیری عناصر غذایی ضروری گیاهان فراهم می‌سازند (Yeates et al., 2003; Liang et al., 2005a, b; Li et al., 2007).

این موجودات با تغذیه از باکتری‌ها و قارچ‌های خاکزی و قرار گرفتن در زنجیره غذایی شکارچیان عمومی، موجب افزایش کارایی چرخه مواد غذایی و رهاسازی عناصر ضروری در خاک می‌شوند (Poharel, 2011). افزون بر این، در اکوسیستم‌های کشاورزی، نماتدها به‌عنوان عوامل مفید زیستی مطرح‌اند؛ زیرا علاوه بر مشارکت در تجزیه بقایای گیاهی، در کنترل طبیعی آفات حشره‌ای مضر نیز مؤثر هستند (Gokte-Narkhedkar, 2006; Poharel, 2011; Dillman, 2013).

کنترل بیولوژیک با نماتدها

کنترل بیولوژیکی آفات نسبت به استفاده از سموم شیمیایی، ایمن‌تر برای محیط‌زیست و با ریسک بسیار کمتر است (Forst et al., 1997). در اکوسیستم‌های طبیعی، جوامع نماتدی نقش مهمی در تنظیم جمعیت گیاه‌خواران ریشه‌ای ایفا می‌کنند. این تعاملات تروفیکی از دیدگاه کشاورزی، برای توسعه روش‌های کنترل بیولوژیکی آفات بسیار ارزشمند هستند.

دو مکانیزم اصلی برای کنترل بیولوژیکی توسط نماتدها قابل تشخیص است: پارازیتیسم (انگل‌گری) و انتموپاتوژنی (همکاری با باکتری‌های بیماری‌زا برای حشرات) (Dillman, 2013).

در پارازیتیسم، نماتدها به‌طور مستقیم از حشرات زنده برای تغذیه استفاده می‌کنند و این فرآیند ممکن است به آسیب یا مرگ میزبان منجر شود (Viney et al., 2005). گونه‌های Heterorhabditis bacteriophora و Steinernema carpocapsae از جمله انگل‌های مرگبار لارو حشرات هستند. امروزه این گونه‌ها به‌عنوان عوامل کنترل بیولوژیکی بسیاری از آفات حشره‌ای به کار می‌روند.

در انتموپاتوژنی، نماتدها با باکتری‌های بیماری‌زا برای حشرات همکاری می‌کنند تا بیماری سریع و مرگ حشره را ایجاد کنند. سپس از منابع حشره و باکتری برای رشد و تکثیر خود استفاده نمایند.

نماتدها با فعالیت خود نه تنها بر فرآیندهای خاک اثر مستقیم دارند، بلکه ساختار و عملکرد بسیاری از گروه‌های دیگر موجود در شبکه غذایی خاک را نیز بازتاب می‌دهند. به بیان دیگر، آن‌ها علاوه بر تأثیرگذاری مستقیم بر فرایندهای خاک، شاخصی برای درک ساختار و عملکرد سایر جمعیت‌ها در شبکه غذایی خاک نیز محسوب می‌شوند (Wang and Hooks, 2011).

منابع

Dillman, A. R. (2013). Host Seeking and the Genomic Architecture of of ParasitismamongEntomopathogenicNematodes.Degre e Doctor of Philosophythesis, Institute of Technology.Pasadena, California Pp 191.

DuPont, S. T., Ferris, H. and Horn, M.V.(2009). Effects of cover crop quality and quantity on nematode-based soil food webs and nutrient cycling. Appl. Soil Ecol. 41: 157 – 167.

Forst, S., Dowds, B., Boemare, N., Stackebrandt, E., (1997).Xenorhabdus and Photorhabdus spp.: bugs that kill bugs. Annual Rev.Microbiol. 51: 47–72.

Gokte-Narkhedkar, N., Mukewar, P. M., Mayee, C. D. (2006).Plant parasitic nematodes of cotton-Farmers hidden enemy.CICR Technic.Bullet.27:1-28

Ilieva-Makulec, K., Bjarnadottir, B. and Sigurdsson, B.D.(2014). Nematode diversity, abundance and community structure 50 years after the formation of the volcanic island of Surtsey. Bio geosciences, 11, 14239–14267.

Mesel,E.D., Derycke, S., Swings, J., Vincx, M., Moens, T. (2003). Influence of bacterivorous nematodes on the decomposition of cordgrass. J. Exper. Marine Biol.Ecol. 296 (2003) 227– 242.

Penfold, C., and Collins, C. (2012). Cover crops and plant parasitic nematode, Grape and wine research development corporation, Adelaide.pp1-4.

Poharel, R. R. (2011). Importance of plant parasitic nematodes in Colorado crops. Western Colorado research center, Fact sheets 2.982, Colorado university. Pp 1-7.

Viney, M.E., Thompson, F.J., and Crook, M. (2005).TGF- and the evolution of nematode parasitism.Int. J. Parasitol. 35: 1473–1475.

Wang, K.-H.and Hooks, C.R. (2011). Managing Soil Health and Soil Health Bioindicators through the Use of Cover Crops and other Sustainable Practices.