মৃত্তিকা জীববিজ্ঞান (সয়েল বায়োটা, ইংরেজি: Soil biota; এডাফন, ইংরেজি: Edaphon নামেও উল্লিখিত) মাটিতে আণুবীক্ষণিক জীব ও প্রাণীর পারস্পরিক ক্রিয়াকলাপ এবং বাস্তুবিদ্যার অধ্যয়ন। মৃত্তিকা জীবন, মৃত্তিকা বায়োটা, মৃত্তিকা ফাউনা বা প্রাণী, এবং এডাফোন, এই প্রতিশব্দ সমষ্টির একটি উল্লেখযোগ্য অংশ পরিবেষ্টন করে থাকে মৃত্তিকা প্রোফাইল বা মাটির-উদ্ভিদজ জঞ্জাল-এ অবস্থানকারী সমস্ত অর্গানিজম বা সজীববস্তু-র জীবচক্র-এ । এই প্রাণীগুলির মধ্যে কেঁচো, নিমাটোড, প্রোটোজোয়া, ছত্রাক, ব্যাকটেরিয়া, বিভিন্ন সন্ধিপদী-র পাশাপাশি কিছু সরীসৃপ (যেমন সাপ), কিছু স্তন্যপায়ী যেমন গোফার, মোল এবং প্রেইরি কুকুর অন্তর্ভুক্ত। মৃত্তিকা জীববিজ্ঞান, মাটির অনেক বৈশিষ্ট্য নির্ধারণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। মাটির জীব দ্বারা জৈব পদার্থ-এর পচন, মাটির উর্বরতা, উদ্ভিদের বৃদ্ধি, মাটির গঠন, এবং কার্বন সঞ্চয়ণ-এ প্রচুর প্রভাব ফেলে। অপেক্ষাকৃত নতুন বিজ্ঞান হিসাবে, মৃত্তিকা জীববিজ্ঞান এবং মাটির বাস্তুতন্ত্রর উপর, এর প্রভাব সম্পর্কে অনেক কিছুই অজানা রয়ে গেছে।
সাধারণ বিবরণ
পৃথিবীর জীববৈচিত্র্য-এর একটি বড়ো অংশের বাস এই মাটতে। মাটির জীব এবং মাটির ক্রিয়াকলাপগুলির মধ্যের সংযোগ, অবিশ্বাস্যভাবে জটিল হিসাবে পরিলক্ষিত হয়। এই মাটির ‘খাদ্য জাল’ বা ‘ফুড ওয়েব’-এ মাটির আন্তঃসংযুক্তি এবং জটিলতার অর্থ হল, মৃত্তিকার ক্রিয়াকলাপগুলি যে কোনও মূল্যে অবশ্যই মাটির মধ্যে থাকা জীবিত সম্প্রদায়-এর সাথে মিথস্ক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করা আবশ্যক। আমরা জানি, মাটির জীবগুলি জৈব পদার্থকে ভেঙে দিয়ে গাছপালা এবং অন্যান্য জীবজন্তুর জন্য পুষ্টি সরবরাহ করে। মাটির জীবের দেহে সঞ্চিত পুষ্টি উপাদানগুলি, ক্ষরণ-এর মাধ্যমে পুষ্টি-ক্ষয় রোধ করে। মাইক্রোবিয়াল এক্সিউডেট(exudates/রস) মাটির কাঠামো বজায় রাখার জন্য কাজ করে এবং কেঁচো, জৈববৈথুন-এ খুব গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা নেয়। তবে, আমরা দেখতে পাচ্ছি, এই জীবগুলি কীভাবে কাজ করে এবং তাদের পারস্পরিক সম্পর্ক বজায় রাখে, তার জটিল ব্যপারগুলি এখনও আমরা বুঝে উঠতে পারিনি। ১৯৯৫ সালে গ্লোমালিন আবিষ্কার ইঙ্গিত দেয়, মাটিতে জৈব-রাসায়নিক চক্র সম্পর্কে কিছু প্রাথমিক প্রশ্নের সঠিক উত্তর দিতে আমাদের জ্ঞানের যথেষ্ট অভাব আছে। বায়োস্ফিয়ার-এ মাটির জৈবিক উপাদানগুলির পরিবেশগত ভূমিকা সম্পর্কে আরও ভালো ধারণা অর্জনের জন্য অনেক কাজ পড়ে রয়েছে।
সুষম মাটিতে গাছ সক্রিয় থাকে এবং পরিবেশে নিয়মিতভাবে বৃদ্ধি পায়। মাটির খনিজ উপাদান এবং তার অনুকূল কাঠামো, তাদের সুস্থতার জন্য গুরুত্বপূর্ণ। তবে পৃথিবীতে তার বেঁচে থাকার শক্তি সরবরাহ করে মাটির উর্বরতা। মাটির জীবের ক্রিয়াকলাপ ছাড়া, জৈব পদার্থগুলি মাটির উপরিভাগে জমে থাকত এবং মৃত্তিকাকে জঞ্জালযুক্ত করায় গাছপালার জন্য কোনও খাদ্য থাকত না। মৃত্তিকার বায়োটার অন্তর্ভুক্ত:
- মেগাফাউনা: আকার, ২০ মিমি বা তার বেশি, যেমন মোলস, খরগোশ, এবং ইঁদুর।
- ম্যাক্রোফাউনা: আকার, ২ থেকে ২০ মিমি, যেমন উড লাইস, কেঁচো, গুবরে পোকা, সেন্টিপেড, স্লাগ, শামুক, পিঁপড়ে, এবং হার্ভেস্ট ম্যান।
- মেসোফাউনা: আকার, ১০০ মাইক্রোমিটার থেকে ২ মিমি, যেমন টার্ডগ্রাডস, উই এবং স্প্রিংটেইল।
- মাইক্রোফাউনা এবং মাইক্রোফ্লোরা: আকার, ১ থেকে ১০০ মাইক্রোমিটার, যেমন ইস্ট, ব্যাকটেরিয়া (সাধারণত অ্যাক্টিনোব্যাকটেরিয়া), ছত্রাক, প্রোটোজোয়া, গোলকৃমি, এবং রটিফার।
এর মধ্যে ব্যাকটেরিয়া এবং ছত্রাক, মৃত্তিকার সুস্থতা বজায় রাখতে মূল ভূমিকা পালন করে। তারা পচনকারীর ভূমিকায় জৈব পদার্থগুলিকে ভেঙে দেয়। কেঁচো সেগুলিকে খেয়ে গ্রাস করে, মাটিতে মিশিয়ে দেয়। ছত্রাক, ব্যাকটেরিয়া-র মতো মৃতজিবী, পচনশীল উপাদান থেকে দ্রবণীয় পুষ্টি শোষণ করে নেয়। একইভাবে পিঁপড়েও সে সব ভেঙ্গে মিশিয়ে দেয়, সঙ্গে সে সব অন্যত্র বয়ে নিয়ে চলেও যায়। এছাড়াও ইঁদুর, উড-ইটার মাটিকে আরও শোষণ সহায়ক করে তোলে।
মাটির লাইফ টেবিল
এটি মৃত্তিকার কয়েকটি প্রাণীর(অর্গানিজম) বিশদ টেবিল
সুযোগ
মৃত্তিকা জীববিজ্ঞান নিম্নলিখিত ক্ষেত্রগুলির কাজে জড়িত:
- জৈবনিক প্রক্রিয়া এবং জনসংখ্যা গতিবিদ্যার মডেলিং
- মৃত্তিকা জীববিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান এবং রসায়ন: মনোরসায়ন(সাইকোকেমিক্যাল) পরিমাপকের উপস্থিতি এবং জনসংখ্যার আচরণের উপর জৈবনিক প্রক্রিয়ার পৃষ্ঠতলের বৈশিষ্ট্যর উপস্থিতি
- জনসংখ্যা জীববিজ্ঞান এবং আণবিক বাস্তুশাস্ত্র: মাইক্রোবিয়াল এবং ফিউনাল সংখ্যা অধ্যয়নের জন্য পদ্ধতিগত বিকাশ এবং অবদানের জন্য সৃষ্ট; বৈচিত্র্য এবং পপুলেশন ডাইনামিক্স বা জনসংখ্যা গতিশীলতা; জিনগত স্থানান্তরকরণ, পরিবেশগত কারণগুলির প্রভাব
- কমিউনিটি বাস্তুতন্ত্র এবং কার্যক্ষম প্রক্রিয়া: জীব(অর্গানিজমস) এবং খনিজ বা জৈব যৌগগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়া; মাটিতে জড়িত রোগজীবাণুর এ জাতীয় মিথস্ক্রিয়া; খনিজ এবং জৈব যৌগের রূপান্তর, উপাদানগুলির চক্র; মাটির কাঠামো
আণবিক জীববিজ্ঞান, জেনেটিক্স, ইকোফিজিওলজি, বায়োজিওগ্রাফি, বাস্তুতন্ত্র, মৃত্তিকা প্রক্রিয়া, জৈব পদার্থ, পুষ্টির গতিবিদ্যা এবং ভূদৃশ্য বাস্তুতন্ত্র সহযোগে, পরিপূরক শৃঙ্খলাযুক্ত পদ্ধতি ব্যবহার করা দরকার।
ব্যাকটেরিয়া
ব্যাকটেরিয়া হ'ল এককোষী জীব এবং কৃষিজমিতে থাকা সবচেয়ে বেশি সংখ্যক বাসিন্দা - প্রতি গ্রামে প্রায় ১০০ মিলিয়ন থেকে ৩ বিলিয়ন। তারা খুবই দ্রুত দ্বিবিভাজন (দুটি ভাগে বিভক্ত) পদ্ধতিতে প্রজননে সক্ষম। একটি ব্যাকটেরিয়াম মাত্র ২৪ ঘণ্টায় ১৬ মিলিয়ন ব্যাকটেরিয়া উৎপাদন করতে পারে। বেশিরভাগ মাটির ব্যাকটেরিয়া, গাছের শিকড়ের খুব কাছাকাছি বাস করে এবং সেগুলি প্রায়ই রাইজোব্যাকটেরিয়া হিসাবে চিহ্নিত হয়। ব্যাকটেরিয়া বাস করে মাটির জলে, মাটির কণার চারপাশে আর্দ্রতার পাতলা স্তর সহ স্থানে এবং কেউ কেউ ফ্ল্যাজেলার মাধ্যমে সাঁতার কাটতে সক্ষম। বেশিরভাগ উপকারী মাটিতে-বাসকারী ব্যাকটেরিয়ার প্রয়োজন অক্সিজেন (সেইহেতু এইরোবিক ব্যাকটিরিয়া হিসাবে অভিহিত)। যাদের বাতাসের প্রয়োজন হয় না, তাদেরকে অ্যানেরোবিক হিসাবে উল্লেখ করা হয় এবং মৃত জৈব পদার্থের বাধা হিসাবে দেখা দেয়। এইরোবিক ব্যাকটিরিয়া, আর্দ্র মাটিতে সবচেয়ে বেশি সক্রিয় থাকে (তবে আদ্রতা পরিপূর্ণ থাকে না, কারণ তা হলে এইরোবিক ব্যাকটিরিয়া প্রয়োজনীয় বায়ু থেকে বঞ্চিত হবে), এবং নিরপেক্ষ মাটির পিএইচ, এবং যেখানে উদ্ভিদের প্রচুর পরিমাণে খাদ্য রয়েছে (জৈব পদার্থ থেকে শর্করা এবং মাইক্রোনিউট্রিয়েন্টস) সেখানেও থাকে। প্রতিকূল পরিস্থিতিতেও ব্যাকটেরিয়া পুরোপুরি মরে যায় না; পরিবর্তে, ব্যাকটিরিয়ার বৃদ্ধি বন্ধ হয়ে যায় এবং একটি সুপ্ত পর্যায়ে চলে যায়। যে গুলি অভিযোজন-সক্ষম, তারা পরিবর্তিত নতুন পরিস্থিতিতে আরও ভাল প্রতিদ্বন্দিতা করতে পারে। কিছু গ্রাম-পজিটিভ ব্যাকটেরিয়া আরও অনুকূল পরিস্থিতির অপেক্ষায় থেকে স্পোর তৈরি করে এবং গ্রাম-নেগেটিভ ব্যাকটেরিয়া একটি "ননক্লাস্টারেবল" পর্যায়ে চলে যায়। ব্যাকটেরিয়া-পোষক জিনের ক্রম নির্ধারণে ব্যাকটেরিয়া, জীবাণু এজেন্ট (ব্যাকটেরিওফাজ)-এর মাধ্যমে উপনিবেশের মতো জোট বেঁধে টিকে থাকতে পারে।
জৈব উদ্যানের (অর্গানিক গার্ডেনার) দৃষ্টিকোণ থেকে, ব্যাকটেরিয়া যে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে তা হ'ল:
নাইট্রিফিকেশন
নাইট্রিফিকেশন, নাইট্রোজেন চক্রর একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ, যেখানে কোন নির্দিষ্ট ব্যাক্টেরিয়া (যারা সালোকসংশ্লেষ ছাড়াই নিজেরা নিজের কার্বোহাইড্রেট উৎপাদন করে নেয়) প্রোটিনকে ভেঙ্গে নাইট্রেট করার জন্য অ্যামোনিয়াম আকারে নাইট্রোজেন-এ রূপান্তর ঘটাতে সক্ষম। এই নাইট্রেটই বর্ধনশীল উদ্ভিদ ব্যবহার করে, পুনরায় প্রোটিনে রূপান্তরিত করে নেয়।
নাইট্রোজেন ফিক্সেশন
চক্রের অন্য একটি অংশে, অনবরত নাইট্রোজেন সংযুক্তিকরণ-এর ফলে জৈব সঞ্চালনে অতিরিক্ত নাইট্রোজেন যুক্ত হয়। এমন কাণ্ড মাটিতে বা জলে অবস্থিত অজোটোব্যাক্টার-এর মতো মুক্ত-জীবি নাইট্রোজেন-সংযুক্তকারী ব্যাকটেরিয়া দ্বারা চালিত হয়, অথবা শিম্ব জাতীয় উদ্ভিদে রাইবোজিয়া-র সাথে ঘনিষ্ঠ মিথোজীবিতায় পরিচালিত হয়। এই ব্যাকটেরিয়াগুলি মটর, বিন এবং ঐ প্রজাতির উদ্ভিদের শিকড়ে অর্বুদেরগুচ্ছ তৈরি করে। সেগুলি বায়ুমণ্ডল থেকে নাইট্রোজেনকে নাইট্রোজেনযুক্ত জৈব পদার্থে রূপান্তর করতে পারে।
ডিনাইট্রিফিকেশন
নাইট্রোজেন সংযুক্তিকরণ যেমন বায়ুমন্ডল থেকে নাইট্রোজেনকে জৈব যৌগতে রূপান্তরিত করে, নাইট্রোজেন বিযুক্তিকরণ বা ডিনাইট্রিফিকেশন প্রক্রিয়া তেমনি বায়ুমণ্ডলে প্রায় সম পরিমাণ নাইট্রোজেনকে ফিরিয়ে দেয়। নাইট্রোজেন বিযুক্তিকারক ব্যকটেরিয়া হ'ল অক্সিজেন-রোহিত(অ্যানেরোব), অথবা দল অ্যানেরোব প্রকৃতির (অক্সিজেন নির্ভর ও অক্সিজেন-স্বতন্ত্র প্রকারের বিপাকের মধ্যে পরিবর্তন আনতে পারে)। অ্যাক্রোমোব্যাকটর এবং সিউডোমোনাসও নাইট্রোজেন বিযুক্তিকারক। অক্সিজেনমুক্ত অবস্থার কারণে সৃষ্ট পরিশোধন প্রক্রিয়ায়, মাটির নাইট্রেট এবং নাইট্রাইট রূপান্তরিত হয়, নাইট্রোজন গ্যাস কিম্বা নাইট্রাস অক্সাইড অথবা নাইট্রিক অক্সাইড-এর মতো বায়বীয় যৌগে। অতিরিক্ত ডিনাইট্রিফিকেশনের কারণে, মাটিতে সামগ্রিকভাবে নাইট্রোজেনের ঘাটতি হয়, ফলে কমে যায় মাটির উর্বরতা। যাইহোক, নির্দিষ্ট পরিমাণ নাইট্রোজেন বায়ুমণ্ডলে প্রত্যাবর্তন করার আগে, জীব এবং মাটির মধ্যে অনেক বার তা চক্রাকারে ঘুরতে পারে। উপরের ছবিটি নাইট্রোজেন চক্রের এই চিত্র তুলে ধরেছে।
অ্যাক্টিনোব্যাকটেরিয়া
অ্যাক্টিনোব্যাকটেরিয়া, জৈব পদার্থ এবং হিউমাস-এর পচনে সহায়ক। তারা সেলুলোজ এবং লিগিনিন, তার সাথে কীটপতঙ্গের বাইরের শক্তখোলকে যে চিটিন আছে, তাকে বিশেষভাবে ভেঙে ফেলতে পারে। তাদের উপস্থিতি, সুমিষ্ট সুবাসের "পৃথিবী"তে ভাল স্বাস্থ্যকর মাটির পক্ষে উপযোগী। তাদের প্রচুর বায়ু এবং ৬.০ থেকে ৭.৫ এর মধ্যের পিএইচ প্রয়োজন হলেও, তুলনায় শুষ্ক পরিবেশে অধিকাংশ ব্যাকটেরিয়া ও ছত্রাকের তুলনায় অনেক সহনশীল হয়।