نقش کشت چرخشی در سلامت خاک و افزایش محصول

به گزارش گروه بین الملل زیست نیوز، کشت‌ چرخشی از گذشته‌های دور برای افزایش مواد مغذی مورد نیاز گیاه در خاک و کنترل گسترش آفات و بیماری‌ها مورد استفاده بوده است. کشت چرخشی یکی از شیوه‌های رایج در جهان بوده که در هر فصل زراعی و یا در هر سال محصولات کشاورزی مختلفی در یک زمین کشاورزی پرورش داده می شوند.

مطالعه‌ای جدید نشان داده است که کشت‌ چرخشی در غنی سازی خاک با باکتری‌ها، قارچ‌ها و پروتوزواها نقش موثری دارد. به گفته پروفسور "فیلیپ پول" از مرکز جان اینز که رهبری مطالعه اخیر را بر عهده داشته، تغییر گونه‌های محصولات کشاورزی به طور قابل توجهی محتوای میکروب خاک را تغییر می دهد که این مساله به دریافت مواد مغذی، تنظیم رشد، محافظت از گیاه در برابر آفات و بیماری‌ها و افزایش محصول کمک می کند.

طی مطالعه مرکز جان اینز کشت گندم، جو دو سر و نخود فرنگی مورد بررسی قرار گرفته است. بر همین اساس، پس از رشد گندم، خاک تا حد زیادی بدون تغییر باقی مانده و میکروب‌های موجود در آن بیشتر باکتری بوده‌اند. اما رشد جو دو سر و نخود فرنگی در همان خاک موجب تغییرات گسترده‌ای در پروتوزواها و نماتودها شده است. شرایط خاک اطراف ریشه‌ها پیش و پس از رشد گندم مشابه بوده، اما رشد نخود فرنگی و جو دو سر تنوع میکروب‌ها را در پی داشته است.

تمامی ارگانیزم‌های کره زمین را می توان به دو دسته "پروکاریوت"‌ها (شامل باکتری) و "یوکاریوت"‌ها (شامل انسان‌ها، گیاهان، حیوانات و قارچ‌ها) تقسیم کرد. تنها پس از چهار هفته از آغاز رشد، خاک اطراف محصول گندم دارای حدود 3 درصد از یوکاریوت‌ها بوده، اما این رقم برای جو دو سر و نخود فرنگی به 12 تا 15 درصد افزایش یافته است. این در شرایطی است که احتمالا در مزارعی که محصولات در آنها طی مدت زمان‌های طولانی‌تری رشد می کنند، تغییر تعادل بیشتر از ارقامی است که پس از چند هفته کسب شده‌اند.

تا پیش از این، تجزیه و تحلیل‌ها بر توسعه نمونه‌های DNA متکی بوده که دانشمندان را به تجزیه و تحلیل یک گروه طبقه بندی شده، به عنوان مثال باکتری‌ها، در یک زمان مشخص محدود می کرد. این به معنای آن بود که تنها هر چیزی که در این گروه قرار داشت مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و ممکن بود عواملی که نقش فعال را ایفا می کند، در نظر گرفته نشوند. افزون بر این، هر گرم خاک حاوی بیش از 50 هزار گونه باکتری بوده که دشواری استفاده از این روش را نشان می دهد.

ژن‌های بیان شده فعال یا RNA نسبتا کمتری وجود دارند. اما اکنون توالی RNA در سراسر قلمروها امکان پذیر بوده و از این رو می توان یک تصویر کلی از باکتری‌ها، قارچ‌ها و پروتوزواهای فعال را ترسیم کرد. به بیان دیگر، با توالی RNA می توان تصویر بزرگتری از میکروب‌های فعال در خاک را مشاهده کرد. همچنین، از این طریق می توان شیوه فعالیت آنها را با دقت بیشتری مورد بررسی قرار داده که شامل چگونگی کمک به گیاهان نیز می شود.

بهترین بذرها نیازمند به کارگیری بهترین شیوه‌های کشاورزی برای استفاده از تمامی پتانسیل خود هستند. در شرایطی که کشت یک محصول کشاورزی خاک را تنها در یک جهت هدایت کرده و حتی می تواند موجب تضعیف و نابودی آن شود، کشت‌ چرخشی سلامت خاک را بهبود می بخشد. اگرچه بذرها همانند انسان که دز مشخصی از باکتری‌های بی ضرر را دریافت می کند، می توانند پیش از کشت به باکتری‌ها آغشته شوند، اما این اقدام نیز قادر به تولید تنوع و یا مقدار میکروب‌های مشاهده شده در این مطالعه نبوده است.

طی مطالعه اخیر دانشمندان مرکز جان اینز گونه‌ای از جو دو سر که قادر به تولید سطح عادی از "آوناسین"، ترکیبی که ریشه‌ها را از پاتوژن‌های قارچی محافظت می کند، را پرورش دادند. آنها انتظار داشتند که خاک حاوی سطح بالاتری از قارچ باشد، اما متوجه شدند که خاک حاوی تنوع بیشتری از یوکاریوت‌های دیگر مانند پروتوزواها شده است.

به گفته پروفسور پول، تغییرات اندک در ژنوتیپ گیاه می تواند اثرات پیچیده و غیر منتظره‌ای بر میکروب‌های خاک که اطراف ریشه‌ها را احاطه می کنند، داشته باشد. از این رو، دانشمندان، پرورش دهندگان و کشاورزان می توانند بیشترین استفاده را از این اثرات نه تنها درباره محصولی که کشت می کنند، بلکه درباره چگونگی رشد آن داشته باشند.