سلامت خاک  یا همان کیفیت خاک در قالب ظرفیت مستمر خاک برای عملکرد که به عنوان یک اکوسیستم حیاتی که گیاهان ، حیوانات و انسانها را حفظ می کند ، تعریف می شود. این تعریف بیانگر اهمیت مدیریت خاک است ، بنابراین خاک برای نسل های آینده پایدار هستند. برای انجام این کار ، باید به یاد داشته باشیم که خاک شامل موجودات زنده ای است که در صورت تأمین نیازهای اساسی زندگی – غذا ، سرپناه و آب – عملکردهای لازم برای تولید مواد غذایی و فیبر را انجام می دهند.

فقط موجودات زنده می توانند از سلامتی برخوردار باشند ، بنابراین مشاهده خاک به عنوان یک اکوسیستم زنده نشان دهنده یک تغییر اساسی در نحوه مراقبت از خاکهای کشورمان است. خاک یک محیط رشد بی اثر نیست ، بلکه با میلیاردها باکتری ، قارچ و میکروب های دیگر که پایه و اساس یک اکوسیستم همزیستی ساده  هستند ، همکاری می کند. خاک یک اکوسیستم است که می توان با مدیریت آن

• مواد مغذی را برای رشد گیاه فراهم کرد
• آب باران را برای استفاده در دوره های خشکی جذب و نگه داشت
• آلاینده های بالقوه را فیلتر و دفع کرد
• به عنوان بستری محکم برای فعالیت های کشاورزی استفاده کرد
• زیستگاه میکروب های خاک را فراهم کرد

نقش اساسی بیولوژی خاک در سلامت خاک

خاک چه می کند

خاک سالم به ما هوا و آب تمیز ، محصولات پربار و جنگل ، زمین های مرتع چرا ، حیات وحش  متنوع و مناظر زیبا می بخشد. خاک همه این کارها را با انجام پنج عملکرد اساسی انجام می دهد:

مهار آب – خاک به کنترل باران ، ذوب برف و آب آبیاری کمک می کند. آب و املاح محلول روی زمین و یا داخل خاک  جریان می یابد.

حفظ حیات گیاهان و جانوران – تنوع و بهره وری موجودات زنده به خاک بستگی دارد.

فیلتر کردن و بافر کردن آلاینده های بالقوه  – مواد معدنی و میکروب های موجود در خاک وظیفه فیلتر کردن ، بافر کردن ، تخریب ، بی حرکتی و سم زدایی مواد آلی و غیرآلی ، از جمله محصولات جانبی صنعتی و شهری و ذخایر جوی را دارند.

چرخه مواد مغذی – کربن ، نیتروژن ، فسفر و بسیاری از مواد مغذی دیگر در خاک ذخیره ، تبدیل و چرخه می شوند.

پایداری و پشتیبانی فیزیکی – ساختار خاک واسطه ای برای ریشه گیاه فراهم می کند. خاک همچنین از ساختارهای انسانی پشتیبانی می کند و از گنجینه های باستان شناسی محافظت می کند.

خصوصیات ذاتی و دینامیکی  خاک

خاک دارای هر دو ویژگی یا کیفیت ذاتی و دینامیکی  است. کیفیت ذاتی خاک ، توانایی طبیعی خاک برای عملکرد است. به عنوان مثال ، تخلیه خاک شنی سریعتر از خاک رس است. خاک عمیق فضای بیشتری برای ریشه نسبت به خاکهای دارای بستر سنگی  دارد. این خصوصیات به راحتی تغییر نمی کنند.

کیفیت دینامیکی خاک بسته به نحوه مدیریت به معنای چگونگی تغییر خاک است. گزینه های مدیریتی بر میزان مواد آلی خاک ، ساختار خاک ، عمق خاک و ظرفیت نگهداری آب و مواد مغذی تأثیر می گذارد. یک هدف از تحقیقات بهداشت خاک یادگیری نحوه مدیریت خاک به روشی است که عملکرد خاک را بهبود بخشد. خاک ها بسته به خصوصیات ذاتی خاک و چشم انداز اطراف ، به مدیریت واکنش متفاوتی نشان می دهند.

درک سلامت خاک به معنای ارزیابی و مدیریت خاک است به طوری که اکنون عملکرد بهینه داشته باشد و برای استفاده در آینده تخریب نشود. با نظارت بر تغییرات در سلامت خاک ، یک مدیر زمین می تواند تعیین کند که آیا مجموعه ای از اقدامات پایدار است یا خیر

مقدمه

نسبت کربن به نیتروژن (C: N) نسبت جرم ( توده ) کربن به جرم نیتروژن موجود در یک ماده است. به عنوان مثال ، C: N از 10: 1 به معنای وجود ده واحد کربن برای هر واحد ازت در ماده است.

از آنجا که نسبت C: N هر چیزی در خاک و روی خاک می تواند تأثیر قابل توجهی در تجزیه باقی مانده محصول ، به ویژه پوشش باقی مانده بر روی خاک و بازیافت  مواد مغذی محصول (عمدتا ازت) داشته باشد ، درک این نسبت ها هنگام برنامه ریزی تناوب محصول  و استفاده از محصولات پوششی در سیستم های کشاورزی مهم است .

نسبت  C:N میکروبیتغذیه میکروارگانیسم های خاکمیکروارگانیسم های خاک نسبت C: N نزدیک 8: 1 دارند. آنها باید به اندازه کافی کربن و نیتروژن از محیط زندگی خود بدست آورند تا بتوانند آن نسبت کربن و نیتروژن را در بدن خود حفظ کنند. از آنجا که میکروارگانیسم های خاک کربن را به عنوان منبع انرژی می سوزانند ، تمام کربنی که میکروارگانیسم های خاک جذب می کند  در بدن آن باقی نمی ماند. مقدار مشخصی به عنوان دی اکسید کربن در هنگام تنفس از بین می رود. برای به دست آوردن کربن و نیتروژن ، یک میکروارگانیسم خاک باید  زنده بماندزنده (نگهداری بدن + انرژی) به یک رژیم غذایی با نسبت C: N نزدیک 24: 1 نیاز دارد ، با 16 قسمت کربن برای انرژی و هشت قسمت برای نگهداری. این نسبت C: N (24: 1) است که بر خاک حاکم است!اگر مواد غذایی مانند یونجه (نسبت C: N 25: 1) به خاک اضافه شود ، میکروارگانیسم های خاکنسبتاً سریع آن را مصرف خواهد کرد و در واقع هیچ کربن یا نیتروژن اضافی باقی نمی ماند . یونجه تعادل کربن به  نیتروژن تقریباً کاملی دارد که میکروارگانیسم های خاک به آن نیاز دارند (24: 1).چه اتفاقی می افتد اگر یک ماده غذایی با نسبت C: N بالاتر به خاک اضافه کنیم ، مانند کاه گندم با C: N 80: 1؟ از آنجا که کاه گندم نسبت کربن به نیتروژن بیشتری نسبت به میکروارگانیسم های خاک کاملاً متعادل 24: 1 نیاز دارد ، میکروب ها باید ازت اضافی پیدا کنند که با کربن اضافی ،کاه  گندم را مصرف کنند .این نیتروژن اضافی باید از نیتروژن اضافی موجود در خاک تأمین شود. همانطور که میکروارگانیسم های خاک به هم گره می خورند نیتروژن اضافی (بیحرکتی) ، این وضعیت می تواند باعث کمبود نیتروژن در خاک شود تا زمانی که برخی از آنها بمیرند ، تجزیه شوند و نیتروژن (مواد معدنی) موجود در بدن آنها آزاد شود ، یا منبع دیگری از نیتروژن در خاک موجود شود.برعکس ، چه اتفاقی می افتد اگر یک ماده غذایی با نسبت C: N پایین تر ، مانند یک محصول پوششی از پوسته نخود فرنگی  با نسبت C: N 11: 1 اضافه کنیم؟ از آنجا که پوسته نخود فرنگی حاوی نسبت کمتری از کربن به نیتروژن نسبت به  نیاز 24: 1 میکروارگانیسم های خاک کاملاً متعادل است ، میکروب ها پوسته را مصرف کرده و نیتروژن اضافی را در خاک باقی می گذارند. این نیتروژن اضافی در خاک برای گیاهان در حال رشد یا میکروارگانیسم های خاک برای تجزیه باقی مانده هایی که ممکن است دارای نسبت C: N بیشتر از 24: 1 باشند استفاده می شود.هر چیز دیگری که مساوی باشد ، مواد اضافه شده به خاک با نسبت C: N بیشتر از 24: 1 منجر به کمبود موقتی نیتروژن (بی حرکتی) و انهایی که نسبت C: N کمتر از 24: 1 دارند منجر به افزایش نیتروژن موقتی می شوند (کانی سازی). به همین دلیل است که عملیات کمپوست سازی برای دستیابی به ترکیبی از مواد با نسبت C: N حدود 30: 1 تلاش می کند ، بنابراین میکروب های ساکن می توانند به راحتی توده کمپوست را تجزیه کنند و مقدار کمی مواد غذایی و ساختار باقی مانده برای تغذیه و پناه دادن به میکروب ها پس از کمپوست به خاک اعمال می شود. ( ادامه دارد )

اسیدهای آمینه زیر واحدهای پروتئین‌ها می‌باشند که دارای یک گروه COOH ، NH2 و یک گروه هیدروژن و گروه R جانبی می‌باشند. گروه R در اسیدهای آمینه متفاوت بوده و بر طبق نوع گروه R، بیست نوع اسید آمینه موجود هستند.  در صورتی که گروه NH2 در سمت راست ساختار اسید آمینه قرار گرفته باشد، به آن نوع D و در صورتیکه در سمت چپ ساختار قرار گرفته باشد، به آن نوع L میگویند. تنها اسیدهای آمینه نوع L  در بیوسنتز پروتئین‌ها به کار برده می‌شوند. اسیدهای آمینه به دو دسته ضروری و غیرضروری تقسیم بندی می‌شوند که اسیدهای آمینه ضروری به آن دسته از اسیدهای آمینه گفته می‌شود که گیاه قادر به سنتز آنها نبوده و باید در اختیار گیاه قرار بگیرد.  اسیدهای آمینه غیرضروری به آن دسته می‌گویند که گیاه قادر به سنتز آن‌ها می‌باشد. هر کدام از اسیدهای آمینه در فیزیولوژی گیاه نقشی را برعهده دارند، به عنوان مثال آلانین در سنتز کلروفیل و پرولین در جوانه زدن دانه های گرده نقش دارد .

برخی از نقش های اسید آمینه در گیاه

ايجاد مقاومت در برابر تنش های محیطی : اسیدهای آمینه در مقاومت در برابر شرایط غرقابی، مقاومت به آفات و بیماریها، مقاومت به آلودگی‌های هوا (سطح بالای ازن و باران‌های اسیدی) نقش مهمی را ایفا می‌کنند.

در این رابطه میتوان نقش اسیدهای آمینه در مقاومت به تنشها را در صرفه جویی در مصرف انرژی برای گیاه خلاصه کرد. با مصرف کودهای شیمیایی، آمونیاک وارد خاک شده که در اثر ترکیب با ماده آلفاکتوگلوتارات تولیدگلوتامات یا اسید گلوتامیک را می‌کند که یک اسید آمینه است. در کل واکنش ترکیب آفاکتوگلوتارات +آمونیاک و تشکیل گلوتامات یک مولکول NADH مصرف می‌شود که معادل با سه مولکول ATP است. آلفاکتوگلوتارات ماده‌ای است که در چرخه TCA تولید می‌شود. گلوتامات با یک مولکول آمونیاک ترکیب شده و تولید گلوتامین را می‌کند که این واکنش نیز با صرف یک مولکول ATP همراه است. زمانی که گلوتامات و گلوتامین یا سایر اسیدهای آمینه از طریق محلول پاشی در اختیار گیاه قرار می‌گیرد، هیچکدام از این واکنش‌ها صورت نگرفته و گیاه انرژی را برای بدست آوردن اسید آمینه صرف نمی‌کند. انرژی کسب شده از این طریق می‌تواند صرف مقاومت به تنش‌های محیطی گیاه گردد.

تاثیر بر روی فتوسنتز و رشد گیاه : گیاهان قادر به تولید کربوهیدراتها به وسیله فتوسنتز می باشند. کاهش فتوسنتز و به دنبال آن کاهش تولید کربوهیدارات اختلال در رشد و حتی مرگ گیاهان را به دنبال دارد.  از سوی دیگر اسیدهای آمینه از عوامل مهم در سنتز کلروفیل به عنوان مولکول اصلی جاذب نور درگیاهان می باشند. گلیسین و گلوتامیک اسید دو اسید آمینه بنیادی در فرایند تشکیل کلروفیل و افزایش مقدار بافت سبز درگیاهان هستند. این آمینواسیدها باعث افزایش سنتز کلروفیل و بالا رفتن غلظت آن در گیاه شده که افزایش جذب نور و به دنبال آن افزایش فتوسنتز را در پی دارد. رنگ سبز تند همراه با شادابی گیاه از اثرات این آمینواسیدها به دنبال مصرف آن در گیاه می باشد.

کمک به تعادل میکروفلورای خاک : حفظ تعادل فلورای میکروبی در خاک‌های کشاورزی مساله ایی مهم در راستای فرایند بهتر معدنی شدن مواد آلی خاک و همچنین بهبود ساختمان و حاصلخیزی خاک اطراف ریشه می باشد.  متیونین از پیش زمینه های ساخت فاکتورهای رشدی است که باعث استحکام دیواره سلولی فلورای میکروبی خاک میشود.

خاصیت کلات کنندگی عناصر : آمینواسیدها با عمل بر روی غشاء سلولی دارای خاصیت کلات کنندگی عناصر ریزمغذی می باشند. استفاده همزمان آمینواسیدها و ریزمغذی ها باعث سهولت در جذب و انتقال آن در گیاه می‌شود. گلیسین و گلوتامیک اسید دو اسیدآمینه شناخته شده با تاثیر زیاد کلات کنندگی عناصر می باشند.

آمینواسیدها و هورمورنهای گیاهی : آمینواسیدها پیش نیاز ساخت و یا فعال کننده هورمونها و فاکتورهای رشد در گیاهان هستند. مثلا اسیدآمینه متیونین پیش نیاز ساخت اتیلن و همچنین اسیدآمینه تریپتوفان پیش نیاز ساخت هورمون اکسین می باشد.

همانطور که در مقالات قبلی گفته شده است، کمبود کلسیم باعث ایجاد لکه پوست استخوانی پسته می شود. بدین منظور در این تحقیق تأثیر کودهای کلسیمی (مانند کلات کلسیم، سولفات کلسیم (گچ کشاورزی)، نیترات کلسیم)، بر روی رفع علائم این عارضه و برخی خصوصیات کیفی پسته در رقم اکبری صورت گرفت. این آزمایش در 4 نوع تیمار (به ترتیب، 1: شاهد، 2: محلول پاشی با کلات کلسیم، 3: نیترات کلسیم، 4: سولفات کلسیم + نیترات کلسیم + کلات کلسیم ) انجام شد.

نتایج این تحقیق نشان داد که درصد پسته های غیر آلوده با پسته های آلوده، با یکدیگر تفاوت معناداری داشت. و بیشترین درصد پسته های غیر آلوده و کمترین درصد پسته های آلوده در 3 نوع تیمار مشاهده شد و تفاوت معناداری با یکدیگر نداشتند. خصوصیات کیفی پسته مانند درصد پسته های خندان،  پسته های ناخندانی، پسته های کوچک و پسته های نابالغ در تیمارهای مختلف متفاوت بود اما درصد پسته های پوک در 3 نوع تیمار با یکدیگر تفاوت معناداری نداشتند. بیشترین درصد پسته های خندان، کمترین درصد پسته های ناخندان و پسته های کوچک به ترتیب در تیمار 4 و تیمار 3 مشاهده شد و دو تیمار دیگر تفاوت معناداری با یکدیگر نداشتند. کمترین درصد پسته های نابالغ در تیمار 4 مشاهده شد. نتایج مربوط به مواد مغذی موجود در برگ ها (کلسیم، منیزیم، سدیم، نسبت کلسیم به منیزیم) نیز نشان داد که در برگ ها کمترین مقدار منیزیم، سدیم و بیشترین نسبت کلسیم به منیزیم مربوط به تیمار 4 بود. بنابراین می توان نتیجه گرفت که استفاده از تیمار 4 یعنی ترکیب سولفات کلسیم، نیترات کلسیم با کلات کلسیم می تواند مطلوب ترین تیمار در جهت رفع علائم لکه پوست استخوانی و بهبود کیفیت پسته رقم اکبری باشد.

H. Sajadian, H. Hokmabadi (2011) Investigation on Effects of Calcium Nitrate, Calcium Sulfate (soil application) and Calcium chelate as Foliar spray on Endocarp Lesion Disorder and Some Qualitative Characteistics of pistachio nut Cv. Akbari, International Journal of Nuts and Related Sciences, 2(3): 23-28