عملیات زراعی و اثر آن بر مهندسین اکوسیستم خاک

جانواران خاکزی به عنوان مهندسین بهسازی ساختمان خاک

موجودات زنده‌ای که به طور مستقیم و یا غیر مستقیم فراهمی منابع را (به غیر از خودشان) برای سایر گونه‌های یک اکوسیستم تعدیل و تنظیم می‌کنند به دلیل آنکه سبب ایجاد تغییرات فیزیکی در مواد زنده و غیر زنده شده‌اند مهندسین اکوسیستم نامیده می‌شوند. این موجودات با استفاده از روشهای مکانیکی و یا سایر روش ها موجب انتقال مواد زنده یا غیر زنده از یک حالت فیزیکی به حالت دیگر شده و بدین ترتیب سبب اصلاح، نگهداری و یا ایجاد زیستگاه برای موجودات دیگر می‌شوند. مهندسین اکوسیستم قادر به حرکت در میان توده خاک بوده و توانایی ایجاد ساختارهای آلی معدنی را دارند، از جمله آنها آنکی‌ترئیدها، کرم‌های خاکی، موریانه‌ها، مورچه‌ها و کرم‌های حلقوی هستند.

جانوران خاک به واسطه تغذیه و دفع مواد و همچنین انجام حفاری در خاک می‌توانند بر خصوصیات ساختمانی آن تأثیر زیادی داشته باشند. مهندسین اکوسیستم خاک به انجام بهتر فرآیندهای فیزیکی خاک کمک زیادی می‌نمایند. در هر حال برای اینکه تأثیر جانوران خاک قابل ملاحظه باشد، باید فراوانی آنها بسیار بیشتر از آنچه که در سیستم‌های خاک‌ورزی متداول وجود دارد باشد. بنابراین هر چه تعداد این جانوران کمتر تحت تأثیر منفی سیستم‌های خاک‌ورزی قرار گیرد، تأثیرات بیشتری بر فرآیندهای فیزیکی خاک خواهند داشت.

تأثیر مدیریت عملیات‌های زراعی بر جانوران خاک

تأثیر جانوران خاک بر توسعه و پایداری ساختمان خاک بستگی به مقیاس مکانی و زمانی فعالیت آنها دارد. بنابراین در این رابطه خصوصیات زیر دارای اهمیت می باشند.

• طول دوره زندگی هر موجود زنده
• تراکم جمعیت
• توزیع مکانی (محلی و منطقه‌ای) جمعیت
• مدت زمان حضور جمعیت در مکان مورد نظر
• مدت دوام ساختارهای خاکی در غیاب مهندسین اکوسیستم
• تعداد شاخص‌هایی از اکوسیستم که به واسطه فعالیت این جانوران تغییر کرده است.

تأثیرات عملیات زراعی بر جانوران خاک غالباً از طریق تأثیر آنها بر خصوصیات فیزیکی خاک اعمال می‌شود. هر کاهشی در فراوانی جانوران، به صورت کاهش تأثیر آنها بر خصوصیات فیزیکی خاک بروز می‌نماید. عملیات کم‌خاکورزی مانند آنچه در سیستم‌های با حداقل یا بدون خاکورزی دیده می‌شود سبب افزایش زیست توده آیزوپودا در مقایسه با روش‌های خاکورزی متداول میگردد. عملیات زراعی (مانند چرای سنگین دام، آبیاری، زهکشی، کوددهی، برداشت محصول و شخم) سبب کاهش تنوع زیستی و یا زیست توده مورچه‌ها و تعداد کلونی‌های موجود آنها می‌شود. با این وجود مورچه‌ها می‌توانند شرایط نامساعد را تحمل نموده و مجدداً پس از رفع شرایط فوق، جمعیت خود را در همان مکان بازیابی کنند. خاکورزی سبب انهدام لانه‌ها و ساختارهای حفرهای موریانه‌ها می‌شود و چنانچه این شرایط نامساعد شدت داشته باشد منجر به نابودی برخی گونه‌ها خواهد شد. بنابراین با توجه به حساسیت این جانوران به شرایط نامساعد، تأثیرات موریانه‌ها بر فرآیندهای فیزیکی و ساختمان خاک تنها در سیستم‌های کشاورزی کم نهاده و با حداقل خاکورزی دیده می‌شود.

کشت و کار می‌تواند به طور مستقیم یا غیر مستقیم جانوران خاک را تحت تأثیر قرار دهد. بارزترین اثر مستقیم، نابودی فوری یا توقف رشد بسیاری از گونه‌های برون خاکی و درون خاکی است. اثرات غیر مستقیم غالباً به واسطه تخریب مکرر زیستگاه این جانوران در اثر بهم زدن لایه سطحی خاک، نابودی و بهم ریختن حفرات و خلل و فرج طبیعی خاک، حذف مسیرهای عبوری که توسط بی‌مهره‌گان حفار ایجاد شده و مسدود شدن درز و شکاف‌های لایه‌های عمیق‌تر مخصوصاً در خاک‌های سنگین از طریق تجمع ذرات رس در زیر لایه شخم اتفاق می افتد. عملیات شخم یا خاکورزی مخصوصاً هنگامی که کشت و کار پس از  دوره‌های خشکی یا یخبندان انجام شود سبب کاهش قابل ملاحظه جمعیت کرم‌های خاکی می شود و لذا خاک‌های زراعی در مقایسه با مراتع، تعداد کمتری حفره در واحد سطح دارند. برخلاف کرم‌های خاکی، خاکورزی تأثیر کمی در فراوانی انکی‌ترئیدها دارد و حتی شواهدی وجود دارد که خاکورزی ممکن است تأثیر مثبتی بر فراوانی انکی‌ترئیدها داشته باشد. اندازه کوچک تر انکی‌ترئیدها، سرعت رشد بیشتر آنها و تخریب کمتر زیستگاه آنها در اثر خاکورزی، احتمالاً از دلایل حساسیت کمتر آنها نسبت به خاکورزی در مقایسه با کرم‌های خاکی است. رفت و آمد ماشین آلات کشاورزی سبب فشردگی خاک و کاهش فراوانی جانوران خاک میگردد. پس از ایجاد اندکی تراکم، بازیافت جانوران خاک پس از یک ماه و پس از فشردگی شدیدتر این بازیافت پس از سه ماه ملاحظه می‌شود و کامل شدن این بازیافت حداقل ٦ ماه طول می‌کشید.

ضرورت شناخت اکوسیستم کشاورزی و حرکت به سوی کشاورزی پایدار

هدف اصلی کشاورزی پایدار کاهش نهاده‌های مصرفی، افزایش چرخه داخلی عناصر غذایی از طریق کاهش خاک ورزی، و استفاده از کودهای آلی بجای کودهای شیمیایی است. در یک اکوسیستم کشاورزی با کم خاکورزی، زیستگاه‌های مساعدتری ایجاد شده و تنوع گروه‌های جانوری توسعه می‌یابد. تراکم بیشتر جانوران و به خصوص انواع مهندسین اکوسیستم خاک سبب تأثیر هر چه بیشتر آنها بر فرآیندهای فیزیکی خاک می گردد. برعکس، کاهش تراکم این جانوران که می‌تواند در نتیجه عملیات مدیریتی خاصی حادث شود، سبب کاهش تأثیر آنها بر فرآیندهای خاک شده و احتمالاً سبب ایجاد تغییرات بلند مدت بر خصوصیات فیزیکی خاک می‌گردد. تأثیرات بارزی که پس از کاهش جمعیت کرم‌های خاکی ملاحظه شده است اغلب شامل کاهش تجزیه مواد آلی، تجمع بقایای گیاهی و لاشبرگها، و احتمالاً فشردگی خاک است. تأثیرات مشابهی در نتیجه کاهش تعداد سایر گروه‌های جانوری نیز ملاحظه شده است. ولی این جانوران ریزتر ممکن است در مقیاس کوچک تری به عنوان مهندسین اکوسیستم نقش ایفا کنند. البته برای ارزیابی تأثیر آنها در پاسخ به عملیات مدیریتی بر فرآیندهای فیزیکی خاک به تحقیقات بیشتری نیاز است.

کشاورزی پایدار، که سعی در کاهش مصرف منابع غیرقابل تجدید و حفاظت محیط زیست دارد، بسیاری از فرآیندهای بیولوژیک خاک را بهبود میبخشد. در سیستم‌های زراعی بدون خاکورزی یا با حداقل خاک ورزی که نهاده‌های کمی مصرف می‌شود، بخش زنده خاک نقش بسیار مهمی در حفظ و توسعه ساختمان و فرآیندهای فیزیکی خاک و نهایتاً پایداری کشاورزی دارد. بنابراین نباید از شناخت دقیق اکوسیستم کشاورزی و اجرای مدیریت صحیح در عملیات‌های زراعی غافل ماند.