जमीनीतील सूक्ष्म जीव (लेख क्रमांक ४ - भाग १)

श्री रवींद्र थत्ते,

संचालक,

इको ऍग्रो ग्रुप, पुणे.

जमीनीमधील सजीवांचे प्रमाण: (भरपूर सेंद्रिय पदार्थ असलेली प्रातिनिधिक जमीन)

अति सूक्ष्म आकाराचे जीवाणू हे कोट्यवधी वर्षापूर्वी पृथ्वीवर तयार झालेले सुरुवातीचे जीव आहेत. त्यांच्यामुळे पृथ्वीवर प्राणवायू तयार होत गेला. सूक्ष्मजीवांचा आकार खूप लहान असला तरी त्यांचे कार्य अत्यंत महत्वाचे आहे. बहुतांश जीवाणू / बुरशी मातीच्या वरच्या थरामध्ये राहतात. उपजाऊ मातीच्या १ ग्रॅम मध्ये कोट्यावधी जीवाणू व सूक्ष्म जीव असतात. परिचित जीवाणू व बुरशी व्यतिरिक्त अनेक प्रकारचे सूक्ष्मजीव आढळतात. तसेच त्यामध्ये प्रचंड विविधता सुद्धा दिसून येते. उदा: १ ग्रॅम मातीमध्ये जीवाणूचे २०,००० प्रजाती सुद्धा आढळल्या आहेत.

सूक्ष्म जीवांचे आकार व विपुलता व प्रती एकर वजन दर्शवणारा तक्ता खाली दिलेला आहे. 

*आढळणाऱ्या प्रजाती: जगभरातल्या जमीनीमध्ये आजपर्यंत आढळलेल्या प्रजाती.

एक हेक्टर जमीनीमध्ये साधारण ४-६ टन इतक्या वजनाचे सूक्ष्म जीव राहतात व तेवढा खाद्य पुरवठा त्यांना करावा लागतो. याची तुलना जमीनीखाली दोन हत्तीं पाळण्यासारखी आहे.

सूक्ष्म जिवांपैकी जीवाणू हे संख्येने सर्वाधिक असतात. तर बहुपेशीय व मोठे जीव हे संख्येने अत्यंत कमी असतात. जीवाणू (Bacteria) जे कार्य करतात या मध्ये अचंबित करणारी विविधता आहे. अनेक जीवाणू प्रकाश संश्लेषणाद्वारे स्वत:चे अन्न स्वतः तयार करतात. अनेक जीवाणूंना प्राणवायू (O₂) शिवाय जगता येते. काही जीवाणू असेंद्रिय खनिज पदार्थांपासून उर्जा मिळवू शकतात. उच्च अथवा / अति शीत तापमानात ते जगू शकतात. पाण्याच्या पातळ थरासोबत (water film) जीवाणू मातीमध्ये प्रवास करू शकतात. प्रयोगशाळेतील नियंत्रित वातावरणात एक जीवाणू पासून १२ तासामध्ये ५०० कोटी जीवाणू तयार होवू शकतात.

जमीन, हवा, पाणी किंवा पृष्ठभाग या सर्व ठिकाणी मोठ्या संख्येने सूक्ष्म जीव व जीवाणू आढळतात. माणसाच्या शरीरामधील पेशीची संख्या १ लाख कोटी असते तर माणसाच्या शरीरावरती व त्यामध्ये असणाऱ्या जीवाणूंची संख्या त्यापेक्षा १० पट जास्त असते. एवढेच नाही तर मानवी शरीरामध्ये साधारण तीस हजार जीन्स असतात. मात्र  त्याच्या शरीरात व शरीरावर राहणाऱ्या जीवाणूची जीन्सची संख्या १०० पट अधिक आहे. याचप्रमाणे, वनस्पतीमध्ये व वनस्पतीवर राहणाऱ्या जीवाणूंची संख्या वनस्पतीतील पेशींच्या संख्येपेक्षा कैक पट जास्त असते.

सूक्ष्म जीवांचे कार्य:

सूक्ष्म जीवांकडून होणारी सर्वात महत्वाची कार्ये:

१.      मातीच्या सुट्ट्या कणांचे छोट्या समूहामध्ये एकत्रीकरण /रचना: 

मातीच्या सूक्ष्म सुट्या कणांचे छोट्या समूहामध्ये एकत्रीकरण (aggregate) व त्यांची रचना करणे (चिकण मातीचे सूक्ष्म कण ०.००२ मिमी इतके बारीक असतात). जमीनीमधील जीवाणू आणि बुरशीची उच्च संख्या तसेच त्यांचे विशिष्ठ गुणधर्मामुळे मातीच्या सुट्या सूक्ष्म कणांचे छोट्या समूहामध्ये एकत्रीकरण (aggregate) होते. बुरशीचे तंतूने (हायफे) निर्माण केलेला ग्लोमालीन नावाचा चिकट पदार्थ व जीवाणू कडून तयार होणाऱ्या चिकट स्त्रावामुळे मातीचे सूक्ष्म कण एकत्र जोडले जातात. वाळू, पोयटा आणि चिकण मातीचे कण एकत्र येऊन त्यापासून विविध आकाराचे व ठेवणीची रचना (structure) तयार होते. एकत्र आलेल्या या कणांमधील पोकळ्यांमध्ये पाणी व हवा जाऊ शकते व मुळे वाढू शकतात. एवढेच नाही तर बहुतांश सूक्ष्म जीवांचे अधिराज्य हे या पोकळ्यांमुळेच शक्य आहे. पिकाला उपलब्ध होणारे पाणी या सूक्ष्म पोकळ्यांमध्ये धरुन ठेवले जाते. तसेच प्राणवायू (O₂) व कर्ब वायू (CO₂) चे वायू विजन होवू शकते. हे झाले नाही, तर मुळे व वनस्पती वाढू शकणार नाही. उत्तम व्यवस्थापनाने जमिनीतील सूक्ष्म कणांची रचना सुधारणे, जमीनीत पाणी मुरण्याचा वेग व पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता इत्यादी बाबींमध्ये सुधारणा करणे हे शक्य आहे. जमीनीची सच्छिद्रता, घनता, पाणी मुरण्याचा वेग ह्या भौतिक बाबी असल्या तरी मातीच्या सुट्ट्या कणांचे छोट्या समूहामध्ये एकत्रीकरण (aggregate) व त्यापासून तयार होणारी मातीची रचना हि संपूर्णपणे जैविक प्रक्रिया आहे.

जमीनीतील वाळू, चिकणमाती, पोयटा (silt) च्या (%) प्रमाणावरून मातीचा पोत ठरतो. जमीनीचा पोत हि नैसर्गिक स्थिती असून मशागत अथवा व्यवस्थापनाने जमीनीच्या पोतामध्ये सुधारणा होऊ शकत नाही.  

मातीमधील पोकळ्यांमुळेच सूक्ष्म जीवाणू जगू शकतात व जमीन सजीव बनते.

चांगली जमीन = चांगले पीक ?

का

चांगले पीक = चांगली जमीन ?

प्रश्न चुकीचा वाटू शकतो पण विचार करा, जमीनीला चांगली, सुपीक, सजीव कोण तयार करते ? वाढणाऱ्या वनस्पती, जमीनीमध्ये वाढणारी त्यांची मुळे, व मुळांमुळे वाढणारे सूक्ष्म जीव व सूक्ष्म जीव – मुळी यांच्या सहयोगाने वनस्पती अन्नद्रव्य उपलब्धता, व वनस्पतीच्या वाढीसाठी नैसर्गिकरीत्या तयार होणारी परिस्थिती (यामध्ये कीड-रोग प्रतिकार करण्याची शक्ती अंतर्भूत आहे)

वरील क्रिया झाल्यामुळेच माती सुपीक बनते अन्यथा जमीन म्हणजे निव्वळ दगडाचे किंवा वाळूचे निर्जीव कण. झीजलेल्या दगडांच्या निर्जीव कणांपासून उपजाऊ, सुपीक माती तयार करण्याचे कार्य सूक्ष्म जीव करतात. यांच्या कार्यामुळे जमीन सजीव बनते व मातीमध्ये वनस्पतीची वाढ शक्य होते.     

खोल मशागत, जमीन उघडी ठेवणे, रासायनिक खताचा अति वापर यासारख्या कारणांमुळे जमीनीची रचना बिघडते, जमीन कडक बनते व अशा वेळी सर्वप्रथम सूक्ष्म जीवांचे कार्य नष्ट होते, जमीनीची अधोगती होते.

२.      सेंद्रिय पदार्थांचे विघटन: विकरांची निर्मिती जीवाणू करतात व त्यामुळे सेंद्रिय पदार्थांचे विघटन होते.

३.      खनिजीकरण / स्थिरीकरण: वनस्पती-उपलब्ध स्थितीमध्ये खनिजांना आणणे (खनिजीकरण), व असेंद्रिय स्वरूपातील नत्राचे स्थिरीकरण करणे हि प्रक्रिया / पुनर्प्रक्रिया अव्याहतपणे चालू असते.

o   हवेतील नत्र वनस्पतीला उपलब्ध करून देणे तसेच नत्राच्या विविध स्वरुपात (N₂, NH₃, NH₄, NO₃, NO₂) रुपांतर करणे हे केवळ जीवाणूंमुळे शक्य आहे. (खालील नत्र चक्राचा तक्ता पहा) 

o   स्थिरीकरण (Immobilization): पिकाला उपलब्ध असेंद्रिय स्वरूपातील नत्र जसे NH₄ व NO₃ चे रुपांतर पिकाला अनुपलब्ध सेंद्रिय (NH₂) स्वरुपात करण्याच्या प्रक्रियेला स्थिरीकरण म्हणतात. उच्च C:N गुणोत्तर असलेले पदार्थ जसे गहू, मका, ज्वारी, बाजरी ची ताटे (50 कर्ब : 1 नत्र) जमीनीमध्ये गाडली तर यामधील कर्बाचे प्रमाण जास्त असल्याने ते कुजवण्यासाठी जीवाणूंना मोठ्या प्रमाणात नत्र लागते. जीवाणूंचा C:N गुणोत्तर हे 3:1 असते. जीवाणू हे वनस्पती पेक्षा नत्र घेण्यामध्ये कार्यक्षम असल्यामुळे प्रसंगी जमीनीतील नत्र घेवून हे पदार्थ कुजवले जातात. व अशा वेळेला पीक वाढीसाठी नत्र अनुपलब्ध होवू शकतो.  

जीवाणूंच्या शरीरामध्ये असलेला नत्र त्यांच्या मृत्यूनंतर जमीनीला परत उपलब्ध होतो.

o   खनिजीकरण (Mineralization): अनेकांचा हा गैरसमज आहे कि सेंद्रिय स्वरूपातील अन्नद्रव्य हे पिकाला उपलब्ध स्थिती मध्ये असते. सेंद्रिय (NH₂) नत्राचे रुपांतर असेंद्रिय, पिकाला उपलब्ध असणार्‍या स्वरुपात करण्याच्या प्रक्रियेला खनिजीकरण म्हणतात. म्हणजेच सेंद्रिय नत्राचे NH₃ अमोनिया, व त्यांनंतर NH₄ अमोनियम मध्ये परिवर्तन करणे. हि जीवाणूंमुळे होणारी प्रक्रिया असून दोन टप्प्यात घडून येते.

४. ह्युमस ची निर्मिती: ज्यामुळे जमीनीची पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता, उच्च धन आयन विनिमय क्षमता (CEC) इत्यादी शक्य होतात.  

५.    जमीनीमधील सूक्ष्मजीव वनस्पतीची वाढ करण्यासाठी उपयोगी PGPR (प्लांट ग्रोथ प्रोमोटिंग राइझोबॅक्टेरिया) ची निर्मिती करू शकतात.  

लेख क्रमांक ४ (भाग २): " जमीनीतील सूक्ष्म जीव " लवकरच प्रकाशित होइल.

सदर लेखमालेतील लेख आवडला असल्यास इतरांना या लेखाची लिंक पुढे पाठवा तसेच या ब्लॉगला फॉलो (Follow) करा. Follow करण्यासाठी https://ecoagroservices.blogspot.com/ या लिंकला जा व पान उघडा. पानाच्या खालच्या उजव्या कोपऱ्यात  या चौकटीवर क्लिक आहे त्यावर क्लिक करा.  नवीन लेख प्रकाशित होताच त्याची सूचना तुम्हाला ई-मेल द्वारे प्राप्त होइल. 

लेखाबाबत काही प्रश्न / सूचना असल्यास आपण ecoagropune@gmail.com या ई-मेलच्या माध्यमातून आम्हाला पाठवू शकता.