जमीनीतील सूक्ष्म जीव (लेख क्रमांक ४ - भाग २)

 श्री रवींद्र थत्ते,

संचालक,

इको ऍग्रो ग्रुप, पुणे.

जमीनीतील सूक्ष्म जीव (लेख क्रमांक ४ - भाग २)

मातीतील जीवाणू (Bacteria):

१. एकपेशीय असतात.
२. बहुतेक जीवाणू निष्क्रिय असतात व अल्प कालावधीसाठी सक्रीय होतात.
३. प्राणवायूजीवी (aerobic) हे प्राणवायू असताना सेंद्रिय कर्ब कुजावण्याचे कार्य करतात. तर काही जीवाणू प्राणवायूच्या अनुपस्थिति जगणारे (anaerobic) असून यापैकी काही रोग निर्माण करतात.
४. प्रामुख्याने दोन प्रकारचे जीवाणू असतात. (ऑटोट्रॉफ) स्वताचे अन्न स्वतः तयार करतात, यामध्ये हरीतद्र्व्य (क्लोरोफिलचा) वापर करून प्रकाश संश्लेषणाद्वारे तसेच गंधक किंवा इतर धातूंचे भस्मीकरण करून अन्न तयार करतात. तर हेटीरोट्रॉफ प्रकारचे जीवाणू मृत वनस्पती व प्राणी यांना खाऊन जगतात.  
५. काही जीवाणू नत्र स्थिरीकरण करतात उदा: र्‍हायझोबियम, अझॅटोबॅक्टर. तर काही स्फुरद व इतर अन्नद्रव्य विद्राव्य स्वरुपात आणायचे कार्य करतात. र्‍हायझोबियमचे जीवाणू, नायट्रोजीनेस या विकराचा वापर करून हवेतील नत्र (N₂) अमोनियाच्या (NH₃) स्वरुपात पिकाला उपलब्ध करते.
६. जीवाणूंच्या अंदाजे एक कोटी प्रजाती असल्या तरी बहुतेक जीवाणू उपयुक्त काम करतात. फार थोडे जीवाणू माणसाला अथवा पिकासाठी रोग निर्माण करतात.
७. जीवाणू सर्वात जास्त र्‍हायझोस्फियर क्षेत्रात म्हणजेच मुळांभोवती 5 मिलीमीटरच्या परिघात आढळतात.

विशेष म्हणजे जीवाणू एकमेकांशी आणि इतर जीवाणूंसोबत संपर्कात असतात व प्रतिक्रिया पण देऊ शकतात. कोरम पद्धतीने हे साध्य केले जाते. कोरम म्हणजे विशिष्ठ संख्याबळ. जीवाणू मध्ये लोकसंख्येवर आधारित जीन्स अभिव्यक्त करण्याची पद्धत विकसित आहे त्याला कोरम सेन्सिंग असे म्हणतात. त्यामुळे सामुदायिक प्रतिक्रिया व्यक्त होतात. हि पद्धत जीवाणू, प्रोटोझुवा, बुरशी, विषाणू यामध्ये दिसून येते.

जीवाणू मधील संदेशांच्या वहनांचे काम auto inducer म्हणजे जैव रासायनिक  पद्धतीने चालते. auto inducer ची तीव्रता (concentration) हि जीवाणूंच्या संख्येवर अवलंबून असते. जिवाणूंकडून कोरम सेन्सिंग पद्धतीचा वापर "बायो फिल्म"^** तयार करणे, विषारीपणा (toxicity), हालचाल, नत्राचे स्थिरीकरण, बीजाणू तयार करणे, इत्यादी साठी केला जातो.

^**"बायो फिल्म": जीवाणू एकमेकांना व पृष्ठभागाला चिकटून एक पातळ थर (film) तयार करतात व समूहासारखे राहतात. यांच्यामार्फत पॉलिसेकेराइड्स सारख्या पदार्थांची निर्मिती केली जाते. उदा: 

• दातांवरती येणारे किटणाचा थर, 
• द्राक्षामधील झायलेला व सफरचंदामधील फायर ब्लाईट रोग हे झायलम मध्ये बायो फिल्म निर्मितीने झालेले रोग आहेत. 
• र्‍हायझोस्फियर मध्ये "बायो फिल्म" हे रोगकारक जीवाणू आणि बुरशी पासून संरक्षण करण्याचे काम देखील करतात. 

अ‍ॅक्टिनोमायसेट्स: हा जीवाणूंसदृश गट असून बुरशीच्या तंतुसारखी याची वाढ होते. कोरडी माती पाण्याने भिजल्यावरती मातीला येणारा विशिष्ठ गंध हा अ‍ॅक्टिनोमायसेट्स यांच्याद्वारे स्त्रवणाऱ्या जिओस्मीन नावाच्या रसायनामुळे येतो. हे सूक्ष्मजीव जास्त सामू मध्ये सुद्धा सक्रीय राहतात व काही अ‍ॅक्टिनोमायसेट्स, स्ट्रेप्टोमाइसिन सारखे प्रती-जैविक तयार करण्याचे कार्य करतात. विघटनास कठीण असणाऱ्या कायटिन, सेल्युलोज या पदार्थांचे विघटन करतात. (अ‍ॅक्टिनोमायसेट्स चित्र, reference - field crop news.com, spoils for soils)

अ‍ॅक्टिनोमायसेट्स

बुरशी: बुरशी अतिसूक्ष्म तंतू (Fungal hyphae) या स्वरुपात जमीनीमध्ये वाढते. बुरशीला तोंड नसून आम्ल / विकर यांचा स्त्राव सोडून सेंद्रिय पदार्थाचे विघटन करते व तंतुच्या मार्फत शोषून घेते. साधारणपणे बुरशी हि आम्ल सामू मध्ये अधिक सक्रीय असते. बुरशी बहुपेशीय असून उच्च C:N गुणोत्तर (१०:१) असते. सेंद्रिय पदार्थाचे रुपांतर कर्बा मध्ये करण्यात बुरशी जीवाणूंपेक्षा अधिक कार्यक्षम असते. बहुवार्षिक पिके,  जमीनीची शून्य / कमीत कमी मशागत हि बुरशीच्या वाढीसाठी अनुकूल असते कारण जमीनीच्या मशागतीने तंतूचे जाळे तुटते. (बुरशी चित्र, reference - anbg.gov.au / Orchid Recovery Project)

बुरशी

वनस्पतीचे सेल्युलोज, लीग्निन सारखे कठीण घटक जीवाणू खाऊ शकत नाही परंतू ते कुजवण्याचे कार्य बुरशी करते. ८०-९०% वनस्पती जमीनीतल्या नैसर्गिक मायकोर्‍हायझल बुरशी सोबत परस्पर सहयोगी पद्धतीने संबंध ठेवतात. ब्रासिका कुळातील कोबी, कॉलीफ्लॉवर, मोहरी, ब्रोकोली हि पिके याला अपवाद आहेत. मायकोर्‍हायझा बुरशी वनस्पतीला स्फुरद, काही सूक्ष्मअन्नद्रव्ये तसेच पाणी पुरवते तर त्याबदल्यात वनस्पती बुरशीला कर्बाचा (उर्जा) पुरवठा करते.

मायकोरायझा बुरशीचे महत्वाचे प्रकार खालीलप्रमाणे:

1.      आर्बस्क्युलर मायकोरायझल बुरशी किंवा VAM: (एन्डोमायकोरायझल बुरशी)

• हि जवळपास ८५% उत्पादित पिके, भाजीपाला व फळझाडांमध्ये सहयोग करते.
• अतिसूक्ष्म धाग्यासारखे ततुंचे (hyphae) जाळे पिकाच्या मुळापासून पुष्कळ अंतरापर्यंत असू शकते.
• हे जाळे वनस्पतीच्या वेगवेगळ्या मुळांना, शेजारच्या वनस्पतीच्या मुळांना इतकेच नाही तर दुसऱ्या प्रकारच्या वनस्पतीच्या मुळांना देखील जोडले जाते.
• या बुरशी मुळे वनस्पतीची मुळांची वाढ व केशमुळांची संख्या कमी होते (कारण मुळांचे कार्य मायकोरायझा बुरशी करते.)
• यांच्यामार्फत ग्लोमालीन नामक पदार्थाची निर्मिती केली जाते. ग्लोमालीन हे मातीच्या सुट्ट्या कणांचे छोट्या समूहामध्ये एकत्रीकरण व रचना करण्यामध्ये अतिशय महत्वाची भूमिका बजावते. 

2.      एक्टोमायकोरायझल बुरशी:

• फक्त बहुवार्षिक मोठी जंगलात वाढणारी झाडे यांच्याबरोबर संयोग असतो.
• पिकाच्या वाढीवरती सकारात्मक फरक होतो. यांने मुळांना अधिक शाखा तयार होतात पण मुळांची वाढ कमी होते. व मुळांची जाडी वाढते.
• याने देखील स्फुरद, पाणी पिकाला पुरवले जाते.
• रोग निर्माण करणाऱ्या बुरशीपासून संरक्षण मिळते.

बुरशीचे तंतू (Fungal hyphae) हे मुळांपेक्षा 10 पट बारीक असतात व त्यांच्यामुळे मुळांना मातीतील खूप मोठ्या क्षेत्रातून अन्नद्रव्य घेता येते. (खालील आकृती पहावी). बुरशीचे तंतू हे विस्तारित मुळासारखे कार्य करत असून ७०० पट अधिक क्षेत्रामधून अन्नद्रव्य वनस्पतीला उपलब्ध करून देऊ शकतात.

शैवाळ: एकपेशीय, तंतुमय असून, समूहात आढळते. नील- हरित शैवाल, पीत हरित शैवाल, हरित शैवाल व डायॲटम हे प्रकाश संश्लेषण करतात, हे सूक्ष्म जीव कार्बोनिक आम्लाची निर्मिती करतात, जमीनीला सेंद्रिय कर्ब पुरवतात, मातीचे कण एकत्र जोडण्याचे कार्य करतात, यापैकी काही प्रजाती नत्राचे स्थिरीकरण करतात. (शैवाळ चित्र, reference - The 9th International Conference on Algal Biomass, Bio-fuels and Bio-products (AlgalBBB 2019) 

शैवाळ

प्रोटोझुआ: एकपेशीय, जीवाणूंपेक्षा आकाराने मोठे. शेपटीसारख्या भागाचा वापर करून ते हालचाल करू शकतात. ते जिवाणू खातात. प्रोटोझुआ चा C:N गुणोत्तर १०:१ असते तर जीवाणूचे ३:१ असते. प्रोटोझुआ जीवाणू खातो पण त्याला एवढ्या नत्राची गरज नसते, त्यामुळे प्रोटोझुआ हा अमोनिकल नत्र (NH₄) र्‍हायझोस्फियर मध्ये (मुळांच्या कक्षेत) सोडतो. वनस्पतीला त्याचा वापर करता येतो. जीवाणूची संख्या मर्यादित करायचे कार्य सुद्धा प्रोटोझुआ करतात. यातील रोचक भाग असा आहे कि जीवाणू खाल्ल्यामुळे जीवाणूंची संख्या वाढायला मदत होते. प्रोटोझुआ कोरड्या मातीमध्ये सुप्त अवस्थेत जातात. वाळवीसारख्या कीटकांच्या आतड्यामध्ये हे परस्पर सहयोगी पद्धतीने राहून लीग्निन युक्त कठीण लाकूड पचवण्याचे कार्य करतात.

सुत्रकृमी: ह्या जीवाणू, बुरशी, प्रोटोझुवा खातात. काही भक्षक सूत्रकृमि इतर सूत्रकृमिला खातात. काही सूत्रकृमिच्या प्रजाती परोपजीवी असुन या पिकामध्ये रोग अथवा वनस्पतीला नुकसान करतात. मात्र बहुसंख्य सुत्रकृमी या जीवाणू व बुरशी खाऊन त्यांचे नियंत्रण करतात. सूत्रकृमि जेव्हा जीवाणू किंवा बुरशी खाते तेव्हा अमोनियम (NH₄) बाहेर सोडते. सूत्रकृमि हालचाल करत असल्यामुळे जीवाणू व बुरशीला जमीनीमध्ये पसरवण्याचे कार्य केले जाते.  (सुत्रकृमी चित्र: reference- nature.com)

सुत्रकृमी

सूक्ष्म जीवांचे प्रकार व त्यांचे मुख्य कार्य:

जीवाणूंच्या विपुलतेवर परिणाम करणारे घटक:

1. सेंद्रिय पदार्थ:    
• त्यांच्या उपलब्धतेचे प्रमाण व गुणवत्ता.
2. भौतिक घटक:
• आर्द्रता व तापमान.
• जमीनीतील प्राणवायूचे प्रमाण. (बहुतांश सूक्ष्मजीव प्राणवायूजीवी (aerobic) असतात.)
3. जैविक घटक:
• इतर भक्षक प्रजातींकडून संहार
• अन्नासाठी स्पर्धा
4. रासायनिक घटक:
• विद्राव्य पोषक तत्वे
• विनिमयशील कॅल्शियम
• क्षारता
• सामू (उदा: र्‍हायझोबियम हे ६-८ सामू मध्ये उत्तम कार्य करते)

जमीनीतील विविध सूक्ष्म जीवांसाठी अनुकूल सामू:  

जीवाणूंच्या कार्यावर क्षारतेचा होणारा परिणाम: 

जमीनीच्या तापमानाचा सूक्ष्म जीवांवर होणारा परिणाम: (जमीनीचे तापमान डिग्री सेंटीग्रेड मध्ये, जमीनीच्या पृष्ठभागाच्या 4 इंच खाली, दुपारी 1 ते 3 या वेळा मध्ये.)

जमीनीच्या खोलीनुसार सूक्ष्मजीवांची संख्या कमी होत जाते. 

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.