شاید تصور کنید قارچها تنها روی سطح زمین یا تنه درختان زندگی میکنند، اما واقعیت شگفتانگیز این است که مهندسی اصلی خاک در زیر پای ما و توسط شبکه پنهان آنها انجام میشود. قارچها از طریق رشتههای ظریف خود (میسلیوم) و ترشح پروتئینی حیاتی به نام «گلومالین»، ذرات خاک را مثل چسب به هم متصل میکنند. این فرآیند نه تنها ساختار خاک را در برابر فرسایش مقاوم میسازد، بلکه با ایجاد تخلخل، راه تنفس ریشهها و نفوذ آب را هموار میکند. بنابراین، حضور قارچ در اکوسیستم، فراتر از یک تجزیهکننده ساده، ضامن بقا و حاصلخیزی زمین است.
قارچها مانند هر موجود زندهی دیگر، میتوانند تاثیرات دوگانهای بر اکوسیستم خاک داشته باشند. از یک سو، کمپوست بستر قارچ مصرفشده (smc) به عنوان یک کود آلی ارزشمند، فعالیت میکروبی خاک را تشدید کرده و محتوای متابولیتهای ضروری را افزایش میدهد.
علاوه بر این، حضور یا عدم حضور گونههای خاص قارچ، به عنوان یک شاخص زیستی (Bio-indicator) دقیق عمل میکند که میزان آلودگی خاک به فلزات سنگین، مواد رادیواکتیو و آلایندههای آلی را نشان میدهد.
سنتز سبز نانوذرات با استفاده از قارچ و پتانسیل نانوپالایی زیستی برای خاکهای آلوده نقشهای متمایز قارچ ها در بهبود خاک و هم یک بعد مهم برای مدیریت پایدار خاک در نظر گرفته میشود. ممکن است شامل کنترل فرسایش خاک، بهبود خاکدانهها، افزایش محتوای مواد آلی خاک باشد.
اما ضایعات پرورش قارچ، چند سالی است که به عنوان آلایندههای خاک و آب مورد دغدغه فعالان محیط زیست قرار گرفتهاند و حاکی از مضرات پرورش قارچ به خاک هستند. در این مقاله در پی آنیم که دوستی یا دشمنی قارچ و خاک را با هم بررسی کنیم.
خاک چیست؟
خاک سالم چیزی فراتر از ترکیب فیزیکی ماسه، لای و رس است؛ خاک یک موجود زنده و پویاست که برای باروری نیاز به ماده آلی و میکروارگانیسمها دارد. دقیقاً همینجاست که قارچها به عنوان حلقه گمشده وارد میدان میشوند. خاکی که فاقد فعالیت بیولوژیکی و قارچی باشد، در واقع یک بستر مرده است که توانایی نگهداری آب و مواد مغذی را از دست داده است.
با این همه، فعالیتهای انسانی آسیبهای فراوانی به خاک زده است؛ آلودگی، شوری، بیابانزایی، فرسایش و تغییرات اقلیمی، بخش بزرگی از توان خاک را از بین بردهاند. خاک منبع اصلی غذا، فیبر و سوخت ماست و اهداف توسعه پایدار (SDGs) سازمان ملل بدون مدیریت صحیح آن قابل دستیابی نیستند.
دوستی قارچ با خاک
قارچها به عنوان یک متحد استراتژیک برای زمین، اثرات بسیار موثری بر مدیریت پایدار آن دارند. مهمترین این اثرات را میتوان در موارد زیر خلاصه کرد:
1. کنترل فرسایش خاک با قارچ
یکی از رویکردهای بیولوژیکی برای کنترل فرسایش خاک، ترویج پرورش قارچ در خاکهای کشاورزی است، به این وسیله اتصال میسلیومهای قارچ، در ذرات خاک، ایجاد شبکههای قارچی قوی خواهد کرد و از دانههای خاک محافظت خواهد نمود. به علاوه هیفهای قارچی با برخی ترکیبات خارج سلولی مانند گروه هیدروفوبین (به عنوان مثال، گلومالین) و پلی ساکاریدها وارد خاک میشوند که مواد آلی خاک را تقویت میکنند.
تشکیل اگزوپلیمرهای آبگریزی و چسبندگی میسلیوم قارچی مکانیسم پیشنهادی برای افزایش مقاومت در برابر فرسایش خاک توسط قارچ است. بنابراین، قارچها میتوانند فرسایش خاک را از طریق تشکیل شبکهای از تودههای خاک و هیفهای قارچی که حاوی مواد آلی، لیپیدها، پروتئین، آب، مواد مغذی و مواد معدنی هستند، کنترل و محدود کنند.
این شبکه ممکن است ناشی از تعامل بین گیاهان و قارچها یا میکروب ها (از یک طرف) و ذرات معدنی و میکروبهای خاک (از طرف دیگر) باشد که نقش عمدهای در تشکیل خاک دارد. قارچهای خاک با تولید یک ماده غیر محلول در آب به نام گلومالین به عنوان یک گلیکول-پروتئین بسیار پایدار (مانند قارچ یا میکوریزا) شناخته شدهاند که میتواند ساختار خاک و حاصلخیزی آن را حفظ کند.
2. بهبود دانههای خاک
چرخه زندگی یک قارچ با یک هاگ در قطر چند میکرون شروع میشود. این هاگ قارچ بزرگ میشود، جوانه میزند و دراز میشود و سلولهای رشتهای را در محیطهای مرطوب و غنی از مواد مغذی تشکیل میدهد که به آن «هیفا» میگویند. پس از رشد هیفا، آنها بلند و بلندتر میشوند و شبکهای از رشتههای هیف به هم متصل به نام “میسلیوم” را تشکیل میدهند.
وجود این شبکه میسلیوم، در لایههای خاک باعث میشود که خاک بتواند بسیاری از از ترکیبات آلی را که قارچ آزاد میکند، دریافت نماید. قارچ نیز میتواند منابع معدنی مورد نیاز خود را از خاک در یک تبادل دوستانه به دست آورد.
هیفهای قارچی میتوانند به لایههای خاک نفوذ کنند. از تشکیل دانههای خاک توسط شبکههای هیف خود حمایت کنند. میتوانند ذرات خاک را به صورت شیمیایی و یا فیزیکی پیوند دهند. بنابراین، قارچها میتوانند کیفیت کلی خاک را با تشکیل شبکههایی از میسلیومهای هستهدار بهبود بخشند، که تجمعات خاک را از طریق افزایش فراوانی قارچ-هایف در خاک افزایش میدهند.
از این رو، تشکیل خاکدانههای قارچی نه تنها فرسایش خاک را کاهش میدهد، بلکه حرکت گازهای درون خاک (عمدتاً O2 و CO2) را افزایش، توانایی ریشهها را برای نفوذ به سیستمهای مختلف خاک بهبود میبخشد. علاوه بر این، چندین فرآیند دینامیکی میکروبی از جمله تکامل میکروبی، ترسیب کربن خاک، گردش مواد مغذی، و انتشار گاز در خاک میتواند توسط دانههای قارچاندود پشتیبانی شود، و ایجاد دانههای پایدار بزرگتری را موجب گردد.
3. افزایش محتوای مواد آلی خاک
محتوای ماده آلی خاک یک مکانیسم کلیدی برای کاهش چندین فرآیند و عملکرد خاک از جمله حاصل خیزی خاک، زیست توده زیستی، هوادهی خاک، ساختار خاک، تشکیل تجمع، فرسایش خاک، ظرفیت ذخیره آب و تنوع زیستی اکوسیستم های خاک است. کشت قارچ در خاک یک روش مؤثر برای ارتقاء محتوای مواد آلی خاک به دو روش اصلی است.
- استفاده از مواد آلی مبتنی بر قارچ (یعنی ترشحات هیف و میسلیوم)
- استفاده از کمپوست و بسترهای smc در خاک
مطالعات متعدد در مورد کاربرد کمپوست (بستر قارچ) در خاک، فواید بسیاری از مواد آلی حاصل از قارچ به خاک و کیفیت آن را تایید کرده است.
نکته حیاتی در مصرف کمپوست قارچ (SMC):
اگرچه بستر مصرفشده قارچ سرشار از مواد آلی است، اما معمولاً دارای «شوری» (EC) بالایی میباشد. استفاده خالص و بیشازحد از این کمپوست میتواند باعث سوختگی ریشه گیاهان حساس و شور شدن خاک شود. توصیه کارشناسان این است که حتماً این کود را با خاک مخلوط کنید یا پیش از مصرف، آن را آبشویی نمایید تا نمک اضافی آن خارج شود و تنها مواد مغذی باقی بماند.
4. افزایش فراهمی زیستی مواد مغذی خاک
مقدار زیادی از ضایعات یا بسترهای مصرف شده قارچ که از کشت قارچ حاصل میشود، حاوی مواد مغذی مختلف (مانند NPK) و ترکیبات آلی مختلف مانند پروتئین خام، کربوهیدرات، سلولز، لیگنین، همی سلولز و الیاف شوینده خنثی و اسیدی هستند.
در حال حاضر تخلیه یا سوزاندن، به جای کاربرد این بسترها در بیشتر نقاط جهان رایج است، اما آنها را میتوان در کمپوستسازی، تولید خوراک دام و آنزیمها، تولید انرژی (بیواتانول)، کشت گونههای جدید قارچ، بستهبندی و مصالح ساختمانی استفاده کرد و در مناطقی از اروپا و چین این کار در حال اجرا است.
آنها را به عنوان یک کود زیستی میتوان به کار گرفت. زیرا حاوی بسیاری از مواد مغذی ضروری است. علاوه بر آن منبعی برای زیست توده میکروبی است.
بنابراین، ضایعات قارچی میتواند فراهمی زیستی مواد مغذی در خاک را به عنوان یک کود زیستی افزایش دهد و باعث رشد نهالها و رشد سایر گونههای قارچ شود. از این کمپوست قارچی میتوان به عنوان منبع جایگزین برخی از منابع محیطی پرورش قارچ مانند پیت یا پرلیت نیز استفاده کرد.
5. احیای خاکهای مخدوش
احیای خاک یا محیط مخدوش از طریق میسلیوم قارچ توسط برخی از محققان به دلیل توانایی قوی آن در تجزیه یا تخریب بسیاری از آلاینده ها و ضایعات گزارش شدهاست. نحوه عمل تجزیهزیستی توسط میسلیوم قارچ ممکن است به تشکیل گروههای آنزیمی پیچیده خارج سلولی بازگردد. میسلیومهای قارچ همچنین به چهار روش مختلف در بازگرداندی محیطهای مخدوش نقش مهمی دارند.
- مایکو رمدیشن: پاکسازی زیستی از طریق ضدعفونی ناحیه خاصی توسط میسلیوم
- مایکو فیلتراسیون: برای فیلتر کردن ضایعات سمی و میکروارگانیسم ها از خاک یا محیط آبی با استفاده از میسلیوم
- مایکو پستیساید: با استفاده از میسلیوم برای کنترل آفات حشرات
- مایکو فارستری: با استفاده از میسلیوم برای احیای جنگلها
آیا فعالیت قارچ میتواند به محیط زیست آسیب بزند؟
خودِ قارچ در طبیعت نقش پاکسازی دارد، اما چالش اصلی «مدیریت نادرست پسماندهای صنعتی قارچ» است. اگر ضایعات واحدهای پرورش قارچ بدون فرآوری در طبیعت رها شوند، باران میتواند شیرابهای غلیظ از آنها استخراج کند. این شیرابه که حاوی نیتروژن و املاح بسیار بالاست، در صورت نفوذ به سفرههای آب زیرزمینی، باعث آلودگی منابع آبی میشود. بنابراین، قارچ دشمن خاک نیست؛ بلکه عدم مدیریت صحیح پسماند آن میتواند خطرساز باشد.
نگرانیهای زیست محیطی در مورد آسیبهای قارچ به خاک، تقریباً به طور کامل حول تصفیه و دفع محصولات جانبی آن متمرکز است. به طور عمده کمپوست مصرفی قارچ مشکل ایجاد میکند و یک تهدید زیست محیطی قابل توجه به شمار میرود. در حال حاضر بستر مصرفی را با دور ریزی و یا آتش زدن دفع میکنند!
پژوهشهای جدید نشان داد آنچه تا مدتها به عنوان مضرات این کمپوست شناخته میشد، در واقع یکی از امتیازات مهم آن است. میتوان از این کمپوست در کشاورزی به طور مجدد استفاده نمود. با اجرای فرآیند پاستوریزاسیون، این منابع پتانسیل استفاده مجدد را در تولید انواع دیگری از قارچ و محصولات کشاورزی خواهند یافت. هم اکنون در بعضی از کشورها مورد بهرهبرداری قرار میگیرند. پیشنهاد میکنیم برای آگاهی بیشتر در این زمینه مقاله پاکسازی زمینهای قهوهای با قارچ را مطالعه کنید.
جمعبندی
قارچ و خاک از دیرباز دوستان متحدی بودند که از یکدیگر برای رشد و بهبود حمایت کردهاند. نگرانیهای زیست محیطی بابت ضایعات قارچی نیز میتواند با اجرای چرخه زیستی پرورش قارچ، به نقطه قوت تبدیل گردد.
منبع: مقالات https://encyclopedia.pub
دانستنی ها درباره قارچ را در هاگ بخوانید.
