मृदा सूक्ष्म जीव विज्ञान

मृदा सूक्ष्म जीव विज्ञान मिट्टी में सूक्ष्मजीवों का उनके कार्यों का अध्ययन है और वे मिट्टी के गुणों को कैसे प्रभावित करते हैं। ऐसा माना जाता है^[1] कि दो से चार अरब साल पहले पृथ्वी के महासागरों पर पहले प्राचीन बैक्टीरिया और सूक्ष्मजीव आए थे। ये जीवाणु समय विखंडन (जीव विज्ञान) या बाइनरी विखंडन में नाइट्रोजन स्थिरीकरण कर सकते हैं और परिणामस्वरूप वातावरण में ऑक्सीजन जारी करते हैं।^[2]^[3] इसने और अधिक उन्नत सूक्ष्मजीवों को जन्म दिया^[4]^[5] जो महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे मिट्टी की संरचना और उर्वरता को प्रभावित करते हैं। मृदा सूक्ष्मजीवों को बैक्टीरिया एक्टिनोमाइसेटोटा कवक शैवाल और प्रोटोजोआ के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। इनमें से प्रत्येक समूह की विशेषताएं हैं जो उन्हें और मिट्टी में उनके कार्यों को परिभाषित करती हैं।^[6]^[7]

पौधों की जड़ों में और उसके आस-पास मिट्टी के प्रत्येक ग्राम में 10 अरब जीवाणु कोशिकाएं निवास करती हैं, इस क्षेत्र को राइज़ोस्फीयर के रूप में जाना जाता है। 2011 में एक टीम ने चुकंदर की जड़ों पर 33,000 से अधिक जीवाणु और पुरातन प्रजातियों का पता लगाया जाता है ।^[8]

आसपास के वातावरण में परिवर्तन की प्रतिक्रिया में राइजोबियम की संरचना तेजी से बदल सकती है।

बैक्टीरिया

बैक्टीरिया और आर्किया, वाइरस के अलावा मिट्टी में सबसे छोटे जीव, प्रोकैरियोट हैं। वे मिट्टी में सबसे प्रचुर मात्रा में सूक्ष्मजीव हैं और नाइट्रोजन स्थिरीकरण सहित कई महत्वपूर्ण उद्देश्यों की पूर्ति करते हैं।^[9]

कुछ बैक्टीरिया मिट्टी में खनिजों का उपनिवेश कर सकते हैं और अपक्षय और इन खनिजों के टूटने को प्रभावित करने में सहायता करते हैं। मिट्टी की समग्र संरचना मिट्टी में बढ़ने वाले जीवाणुओं की मात्रा निर्धारित कर सकती है। क्षेत्र में जितने अधिक खनिज पाए जाते हैं परिणामस्वरूप बैक्टीरिया की अधिकता हो सकती है। ये जीवाणु समुच्चय भी बनाएंगे जो मिट्टी के समग्र स्वास्थ्य को बढ़ाते हैं।^[10]

जैव रासायनिक प्रक्रियाएं

बैक्टीरिया की सबसे विशिष्ट विशेषताओं में से एक उनकी जैव रासायनिक बहुमुखी प्रतिभा है।^[11] स्यूडोमोनास नामक एक जीवाणु जीनस रसायनों और उर्वरकों की एक विस्तृत श्रृंखला को चयापचय कर सकता है। इसके विपरीत नाइट्राट को नाइट्रेट में बदलकर ही नाइट्रोबैक्टर के रूप में जाना जाने वाला एक अन्य जीनस अपनी ऊर्जा प्राप्त कर सकता है, जिसे ऑक्सीकरण के रूप में भी जाना जाता है। जीनस क्लोस्ट्रीडियम बैक्टीरियल बहुमुखी प्रतिभा का एक उदाहरण है क्योंकि यह अधिकांश प्रजातियों के विपरीत ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में एनारोबिक श्वसन श्वसन में बढ़ सकता है। स्यूडोमोनास की कई प्रजातियां जैसे कि स्यूडोमोनास एरुगिनोसा नाइट्रेट को टर्मिनल ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में उपयोग करते हुए एरोबिक और एनारोबिक दोनों तरह से सांस लेने में सक्षम हैं।^[9]

नाइट्रोजन स्थिरीकरण

नाइट्रोजन अधिकांशतः मिट्टी और पानी में सबसे सीमित पोषक तत्व होता है। बैक्टीरिया नाइट्रोजन निर्धारण की प्रक्रिया के लिए उत्तरदाई हैं जो वायुमंडलीय नाइट्रोजन को नाइट्रोजन युक्त यौगिकों (जैसे अमोनिया) में परिवर्तित करता है जिसका उपयोग पौधों द्वारा किया जा सकता है। ऑटोट्रॉफ़िक बैक्टीरिया पौधों या अन्य जीवों पर भोजन करने के अतिरिक्त नाइट्रोबैक्टर प्रजातियों की तरह ऑक्सीकरण के माध्यम से अपना भोजन बनाकर अपनी ऊर्जा प्राप्त करते हैं। ये जीवाणु नाइट्रोजन स्थिरीकरण के लिए उत्तरदायी होते हैं। हेटरोट्रॉफ़िक बैक्टीरिया की तुलना में ऑटोट्रॉफ़िक बैक्टीरिया की मात्रा कम है (ऑटोट्रॉफ़िक बैक्टीरिया के विपरीत हेटरोट्रॉफ़िक बैक्टीरिया पौधों या अन्य सूक्ष्मजीवों का सेवन करके ऊर्जा प्राप्त करते हैं) किंतु बहुत महत्वपूर्ण हैं क्योंकि लगभग हर पौधे और जीव को किसी न किसी तरह से नाइट्रोजन की आवश्यकता होती है।^[6]

एक्टिनोमाइसेट्स

एक्टिनोमाइसेट्स मिट्टी के सूक्ष्मजीव हैं। वे एक प्रकार के जीवाणु हैं किंतु वे कवक के साथ कुछ विशेषताओं को साझा करते हैं जो एक सामान्य निवास स्थान और जीवन शैली के कारण अभिसरण विकास का परिणाम हैं।^[12]

कवक से समानताएं

चूँकि वे बैक्टीरिया साम्राज्य के सदस्य हैं कई एक्टिनोमाइसेट्स कवक के साथ विशेषताओं को साझा करते हैं जिसमें आकार और शाखाओं के गुण बीजाणु गठन और द्वितीयक मेटाबोलाइट उत्पादन सम्मिलित हैं।

माईसीलियम शाखाओं में कवक के समान विधि से होता है
ये वायवीय कवकजाल के साथ-साथ कोनिडिया भी बनाते हैं।
तरल संस्कृति में उनकी वृद्धि बैक्टीरिया की तरह एक समान मैले निलंबन के अतिरिक्त अलग-अलग गुच्छों या छर्रों के रूप में होती है।

एंटीबायोटिक्स

एक्टिनोमाइसेट्स की सबसे उल्लेखनीय विशेषताओं में से एक एंटीबायोटिक दवाओं का उत्पादन करने की उनकी क्षमता है। स्ट्रेप्टोमाइसिन, निओमायसीन, इरिथ्रोमाइसिन और टेट्रासाइक्लिन एंटीबायोटिक्स इन एंटीबायोटिक दवाओं के कुछ ही उदाहरण हैं। स्ट्रेप्टोमाइसिन का उपयोग तपेदिक और कुछ बैक्टीरिया के कारण होने वाले संक्रमण के इलाज के लिए किया जाता है और नियोमाइसिन का उपयोग सर्जरी के समय बैक्टीरिया के संक्रमण के कठिन परिस्थिति को कम करने के लिए किया जाता है। एरिथ्रोमाइसिन का उपयोग बैक्टीरिया के कारण होने वाले कुछ संक्रमणों जैसे ब्रोंकाइटिस, पर्टुसिस (काली खांसी) निमोनिया और कान आंत, फेफड़े, मूत्र पथ और त्वचा के संक्रमण के इलाज के लिए किया जाता है।

कवक

मिट्टी में कवक प्रचुर मात्रा में होते हैं, किंतु जीवाणु अधिक प्रचुर मात्रा में होते हैं। मिट्टी में कवक अन्य, बड़े जीवों, रोगजनकों, पौधों या अन्य जीवों के साथ लाभकारी सहजीवी संबंधों और मिट्टी के स्वास्थ्य के लिए खाद्य स्रोत के रूप में महत्वपूर्ण हैं। कवक को मुख्य रूप से उनके प्रजनन बीजाणुओं के आकार और रंग के आधार पर प्रजातियों में विभाजित किया जा सकता है जिनका उपयोग पुनरुत्पादन के लिए किया जाता है। बैक्टीरिया और एक्टिनोमाइसेट्स के विकास और वितरण को प्रभावित करने वाले अधिकांश पर्यावरणीय कारक भी कवक को प्रभावित करते हैं। मिट्टी में कार्बनिक पदार्थों की गुणवत्ता और मात्रा का कवक के विकास से सीधा संबंध है, क्योंकि अधिकांश कवक पोषण के लिए कार्बनिक पदार्थों का उपभोग करते हैं। बैक्टीरिया की तुलना में अम्लीय मिट्टी से कवक अपेक्षाकृत लाभान्वित होते हैं।^[13] कवक शुष्क शुष्क मिट्टी में भी अच्छी तरह से विकसित होते हैं क्योंकि कवक एरोबिक होते हैं या ऑक्सीजन पर निर्भर होते हैं और मिट्टी में नमी की मात्रा जितनी अधिक होती है उनके लिए उतनी ही कम ऑक्सीजन उपस्थित होती है।

शैवाल

शैवाल प्रकाश संश्लेषण द्वारा अपना पोषक तत्व स्वयं बना सकते हैं। प्रकाश संश्लेषण प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है जिसे पोषक तत्वों के रूप में संग्रहित किया जा सकता है। शैवाल के बढ़ने के लिए उन्हें प्रकाश के संपर्क में आना चाहिए क्योंकि प्रकाश संश्लेषण के लिए प्रकाश की आवश्यकता होती है, इसलिए शैवाल सामान्यतः समान रूप से वितरित होते हैं जहाँ धूप और मध्यम नमी उपलब्ध होती है। शैवाल को सीधे सूर्य के संपर्क में नहीं आना पड़ता है किंतु समान तापमान और नमी की स्थिति में मिट्टी की सतह के नीचे रह सकते हैं। शैवाल नाइट्रोजन स्थिरीकरण करने में भी सक्षम हैं।^[6]

प्रकार

शैवाल को तीन मुख्य समूहों में विभाजित किया जा सकता है: साइनोबैक्टीरीया, क्लोरोफाइसी और बैरीलेिरफेिशए सायनोफाइसी में क्लोरोफिल होता है जो अणु है जो सूर्य के प्रकाश को अवशोषित करता है और उस ऊर्जा का उपयोग कार्बन डाइऑक्साइड और पानी से कार्बोहाइड्रेट बनाने के लिए करता है और वर्णक भी जो इसे नीले-हरे से बैंगनी रंग में बनाते हैं। क्लोरोफाइसी में सामान्यतः केवल क्लोरोफिल होता है जो उन्हें हरा बनाता है और बैसिलरियोफाइसी में क्लोरोफिल के साथ-साथ वर्णक भी होते हैं जो शैवाल को भूरे रंग का बनाते हैं।^[6]

नीला-हरा शैवाल और नाइट्रोजन स्थिरीकरण

नीले-हरे शैवाल या साइनोफाइसी नाइट्रोजन स्थिरीकरण के लिए उत्तरदायी होते हैं। वे नाइट्रोजन की मात्रा तय करते हैं जो जीव की क्षमताओं के अतिरिक्त शारीरिक और पर्यावरणीय कारकों पर अधिक निर्भर करती है। इन कारकों में सूर्य के प्रकाश की तीव्रता अकार्बनिक और जैविक नाइट्रोजन स्रोतों की सांद्रता और परिवेश का तापमान और स्थिरता सम्मिलित हैं।^[12]

प्रोटोजोआ

प्रोटोजोआ यूकेरियोटिक जीव हैं जो यौन प्रजनन के लिए पहले सूक्ष्मजीवों में से कुछ थे बीजाणुओं के दोहराव से एक महत्वपूर्ण विकासवादी कदम जैसे कि कई अन्य मिट्टी के सूक्ष्मजीव निर्भर करते हैं। प्रोटोजोआ को तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: फ्लैगेलेट्स , अमीबा और सिलिअट्स।^[12]

फ्लैगेलेट्स

फ्लैगेलेट्स प्रोटोजोआ समूह के सबसे छोटे सदस्य हैं और उन्हें प्रकाश संश्लेषण में भाग लेने के आधार पर आगे विभाजित किया जा सकता है। गैर-क्लोरोफिल युक्त फ्लैगेलेट्स प्रकाश संश्लेषण में सक्षम नहीं हैं क्योंकि क्लोरोफिल हरे रंग का वर्णक है जो सूर्य के प्रकाश को अवशोषित करता है। ये फ्लैगेलेट्स ज्यादातर मिट्टी में पाए जाते हैं। फ्लैगेलेट्स जिनमें क्लोरोफिल होता है सामान्यतः जलीय परिस्थितियों में होते हैं। फ्लैगेलेट्स को उनके फ्लैगेल्ला द्वारा अलग किया जा सकता है जो उनके आंदोलन का साधन है। कुछ में कई फ्लैगेल्ला होते हैं जबकि अन्य प्रजातियों में केवल एक ही होता है जो एक लंबी शाखा या उपांग जैसा दिखता है।^[12]

अमीबा

अमीबा फ्लैगेलेट्स से बड़े होते हैं और एक अलग विधि से चलते हैं। अमीबा को उनके स्लग-जैसे गुणों और स्यूडोपोडिया द्वारा अन्य प्रोटोजोआ से अलग किया जा सकता है। स्यूडोपोडियम या "फाल्स फुट" अमीबा के शरीर से एक अस्थायी रुकावट है जो इसे आंदोलन के लिए सतहों के साथ खींचने में सहायता करता है या भोजन में खींचने में सहायता करता है। अमीबा में स्थायी उपांग नहीं होते हैं और स्यूडोपोडियम एक फ्लैगेलम की तुलना में अधिक कीचड़ जैसी स्थिरता है।^[12]

सिलिअट्स

सिलिअट्स प्रोटोजोआ समूह में सबसे बड़े हैं, और छोटे कई सिलिया के माध्यम से चलते हैं जो धड़कन की गति उत्पन्न करते हैं। सिलिया छोटे छोटे बाल जैसा दिखता है। वे जीव को स्थानांतरित करने के लिए अलग-अलग दिशाओं में जा सकते हैं इसे फ्लैगेलेट्स या अमीबा की तुलना में अधिक गतिशीलता प्रदान करते हैं।^[12]

रचना नियमन

पादप हार्मोन चिरायता का तेजाब, जैस्मोनिक एसिड और ईथीलीन पौधों की पत्तियों में सहज प्रतिरक्षा के प्रमुख नियामक हैं। सैलिसिलिक एसिड संश्लेषण और संकेतन में बिगड़ा हुआ म्यूटेंट पोषक तत्वों को प्राप्त करने के लिए होस्ट संयंत्र को उपनिवेशित करने वाले रोगाणुओं के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं जबकि जैस्मोनिक एसिड और एथिलीन संश्लेषण और संकेतन में बिगड़ा म्यूटेंट पोषक तत्वों को निकालने के लिए होस्ट कोशिकाओं को मारने वाले जड़ी-बूटियों कीड़ों और सूक्ष्म जीवों के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं। पौधों की जड़ों में विविध रोगाणुओं के एक समुदाय को संशोधित करने की चुनौती एक पौधे के पत्ते के अंदर से कुछ रोगजनकों को साफ करने की तुलना में अधिक सम्मिलित है। परिणाम स्वरुप रूट माइक्रोबायोम रचना को विनियमित करने के लिए उन प्रतिरक्षा तंत्रों की आवश्यकता हो सकती है जो पत्तेदार रोगाणुओं को नियंत्रित करते हैं।^[14]

2015 के एक अध्ययन में अरबिडोप्सिस हार्मोन म्यूटेंट के एक पैनल का विश्लेषण किया गया जो जड़ से सटे मिट्टी में माइक्रोबियल समुदाय और जड़ के ऊतकों के अंदर रहने वाले जीवाणुओं के संश्लेषण या संकेतन या पौधों के हार्मोन के संयोजन में बिगड़ा हुआ है। सैलिसिलिक एसिड संकेतन में परिवर्तन ने एंडोफाइटिक डिब्बे में बैक्टीरिया फ़ाइला के सापेक्ष बहुतायत में एक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य बदलाव को प्रेरित किया। ये परिवर्तन प्रभावित संघ के अंदर कई वर्ग (जीव विज्ञान) के अनुरूप थे यह दर्शाता है कि सैलिसिलिक एसिड माइक्रोबायोम सामुदायिक संरचना का एक प्रमुख नियामक हो सकता है।^[14]

मौलिक पादप रक्षा हार्मोन भी पादप वृद्धि मेटा बोलिज्म और अजैविक तनाव प्रतिक्रियाओं में कार्य करते हैं स्पष्ट तंत्र को अस्पष्ट करते हैं जिसके द्वारा सैलिसिलिक एसिड इस माइक्रोबायोम को नियंत्रित करता है।^[14]

पौधों को पालतू बनाने के समय मनुष्यों ने पौधों में सुधार से संबंधित लक्षणों के लिए चयन किया, किंतु लाभकारी माइक्रोबायोम के साथ पौधों के जुड़ाव के लिए नहीं। यहां तक कि कुछ जीवाणुओं की प्रचुरता में सामान्य परिवर्तन भी पौधों की रक्षा और शरीर विज्ञान पर एक बड़ा प्रभाव डाल सकते हैं समग्र माइक्रोबायोम संरचना पर केवल न्यूनतम प्रभाव के साथ है ।^[14]

जैव रासायनिक गतिविधि

अधिकांश मिट्टी के एंजाइम बैक्टीरिया कवक और पौधों की जड़ों द्वारा निर्मित होते हैं। उनकी जैव रासायनिक गतिविधि मिट्टी की संरचना के स्थिरीकरण और गिरावट दोनों में एक कारक है। अकार्बनिक उर्वरकों की तुलना में खाद के साथ निषेचित भूखंडों में एंजाइम गतिविधि अधिक होती है। राइजोस्फीयर का माइक्रोफ्लोरा वहां एंजाइमों की गतिविधि को बढ़ा सकता है।^[15]

अनुप्रयोग

कृषि

सूक्ष्मजीव मिट्टी में पोषक तत्वों और खनिजों को पौधों के लिए उपलब्ध करा सकते हैं विकास को बढ़ावा देने वाले हार्मोन का उत्पादन कर सकते हैं पौधे की प्रतिरक्षा प्रणाली को उत्तेजित कर सकते हैं और तनाव प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर या कम कर सकते हैं। सामान्यतः अधिक विविध मिट्टी के माइक्रोबायोम के परिणामस्वरूप कम पौधे रोग और उच्च उपज होती है।

खेती मिट्टी के प्रकंद (माइक्रोबियल इकोसिस्टम) को उनके प्रभावों की भरपाई किए बिना उर्वरक और कीटनाशक जैसे मृदा कंडीशनर का उपयोग करके नष्ट कर सकती है। इसके विपरीत स्वस्थ मिट्टी कई विधियों से उर्वरता बढ़ा सकती है जिसमें नाइट्रोजन जैसे पोषक तत्वों की आपूर्ति और कीटों और बीमारियों से बचाव, पानी और अन्य आदानों की आवश्यकता को कम करना सम्मिलित है। कुछ दृष्टिकोण ऐसी मिट्टी में कृषि की अनुमति भी दे सकते हैं जिसे कभी व्यवहार्य नहीं माना गया था।^[8]

राइजोबिया नामक बैक्टीरिया का समूह फलियों की जड़ों के अंदर रहता है और हवा से नाइट्रोजन को जैविक रूप से उपयोगी रूप में स्थिर करता है।^[8]

माइकोराइजा या जड़ कवक पतले तंतुओं का एक घना नेटवर्क बनाते हैं जो मिट्टी में दूर तक पहुँचते हैं पौधों की जड़ों के विस्तार के रूप में कार्य करते हैं जिन पर वे रहते हैं या रहते हैं। ये कवक पानी और पोषक तत्वों की एक विस्तृत श्रृंखला की सुविधा प्रदान करते हैं।^[8]

पौधों द्वारा निर्धारित कार्बन का 30% तक जड़ों से तथाकथित एक्सयूडेट्स के रूप में उत्सर्जित होता है - जिसमें शर्करा, एमिनो एसिड , फ्लेवोनोइड्स, एलिफैटिक एसिड और वसायुक्त अम्ल सम्मिलित हैं - जो हानिकारक सूक्ष्मजीवों को खदेड़ने और मारने के समय लाभकारी माइक्रोबियल प्रजातियों को आकर्षित और फ़ीड करते हैं।^[8]

व्यावसायिक गतिविधि

लगभग सभी पंजीकृत रोगाणु जैव कीटनाशक हैं, जो सालाना $1 बिलियन का उत्पादन करते हैं रासायनिक संशोधन बाजार के 1% से भी कम, अनुमानित $110 बिलियन कुछ रोगाणुओं का दशकों से विपणन किया जाता रहा है जैसे ट्राइकोडर्मा फंगी जो अन्य रोगजनक कवक और कैटरपिलर किलर बैसिलस थुरिंजिनिसिस को दबा देता है। सेरेनेड एक बायोपेस्टिसाइड है जिसमें बेसिलस सुबटिलिस स्ट्रेन होता है जिसमें ऐंटिफंगल और एंटीबायोटिक दवाओं गुण होते हैं और यह पौधे के विकास को बढ़ावा देता है। यह रोगजनकों की एक श्रृंखला से लड़ने के लिए पौधों और मिट्टी पर तरल रूप में लगाया जा सकता है। इसे पारंपरिक और जैविक कृषि दोनों में स्वीकृति मिली है।

बायर निगम जैसी कृषि रसायनों कंपनियों ने प्रौद्योगिकी में निवेश करना प्रारंभ कर दिया है। 2012 में बायर ने आगराक्वेस्ट को 425 मिलियन डॉलर में खरीदा था। इसका €10 मिलियन वार्षिक अनुसंधान बजट रासायनिक कीटनाशकों को बदलने या फसल के स्वास्थ्य और विकास को बढ़ावा देने के लिए बायोस्टिमुलेंट के रूप में काम करने के लिए दर्जनों नए कवक और बैक्टीरिया के क्षेत्र-परीक्षणों को निधि देता है। माइक्रोबियल उर्वरक और कीटनाशक विकसित करने वाली कंपनी नोवोज़ाइम्स ने मोनसेंटो के साथ गठजोड़ किया। नोवोज़ाइम्स ने मृदा कवक पेनिसिलियम बाइलिया युक्त जैव उर्वरक और मेथेरिज़ियम अनिसोप्लिया युक्त जैविक कीट नियंत्रण में निवेश किया। 2014 में सिंजेंटा और बीएएसएफ ने माइक्रोबियल उत्पाद विकसित करने वाली कंपनियों का अधिग्रहण किया जैसा कि 2015 में ड्यूपॉन्ट ने किया था।^[8]

2007 के एक अध्ययन से पता चला है कि कवक और वायरस के साथ एक जटिल सहजीवन ने येलोस्टोन राष्ट्रीय उद्यान में भू-तापीय मिट्टी में डाइचेंथेलियम डाउनी नामक घास को विकसित करना संभव बना दिया है जहां तापमान पहुंच जाता है 60 °C (140 °F). मकई और चावल के लिए 2014 में अमेरिकी बाजार में प्रस्तुत किया गया वे एक अनुकूली तनाव प्रतिक्रिया को ट्रिगर करते हैं।^[8]

यूएस और यूरोप दोनों में कंपनियों को नियामक प्राधिकरणों को प्रमाण के साथ प्रदान करना पड़ता है कि व्यक्तिगत उपभेदों और उत्पाद दोनों ही सुरक्षित हैं कई वर्तमान उत्पादों को "बायोपेस्टीसाइड्स" के अतिरिक्त खुद को बायोस्टिमुलेंट लेबल करने के लिए प्रेरित करते हैं।^[8]

रोग नियंत्रण के लिए जीवाणु का चयन करते समय इसके अन्य प्रभावों पर भी विचार किया जाना चाहिए। कुछ रोग दमनकारी मिट्टी नाइट्रोजन स्थिरीकरण के विपरीत कार्य करती है (देखें § Nitrogen fixation ऊपर), नाइट्रोजन को अनुपलब्ध बनाता है। स्टीवंस एट अल 1998 विशेष रूप से उच्च पीएच पर होने वाले अमोनियम में बैक्टीरियल अनाइट्रीकरण और डिसमिलिटरी नाइट्रेट कमी पाते हैं।^[16]

अनुपयोगी सूक्ष्म जीव

फाइटोफ्थोरा इन्फेस्टान्स नाम का एक कवक जैसा एककोशिकीय जीव, जो फाइटोफ्थोरा इन्फेस्टान्स और अन्य फसल रोगों के लिए उत्तरदाई है पूरे इतिहास में अकाल का कारण बना है। अन्य कवक और जीवाणु जड़ों और पत्तियों के क्षय का कारण बनते हैं।^[8]

मिट्टी जलवायु और पारिस्थितिक तंत्र के प्रभावों के कारण प्रयोगशाला में आशाजनक प्रतीत होने वाले कई उपभेद अधिकांशतः क्षेत्र में प्रभावी सिद्ध होने में असफल रहे अग्रणी कंपनियों ने प्रयोगशाला चरण को छोड़ दिया और क्षेत्र परीक्षणों पर जोर दिया।^[8]

फीका

लाभकारी रोगाणुओं की आबादी समय के साथ कम हो सकती है। सेरेनेड एक उच्च प्रारंभिक बी. सबटिलिस घनत्व को उत्तेजित करता है किंतु स्तर कम हो जाता है क्योंकि बैक्टीरिया में एक रक्षात्मक जगह की कमी होती है। क्षतिपूर्ति करने का एक विधि एकाधिक सहयोगी उपभेदों का उपयोग करना है।^[8]

उर्वरक कार्बनिक पदार्थ और ट्रेस तत्वों की मिट्टी को कम करते हैं, लवणता का कारण बनते हैं और माइकोराइजा को दबाते हैं; वे सहजीवी जीवाणुओं को प्रतिस्पर्धियों में भी बदल सकते हैं।^[8]

पायलट प्रोजेक्ट

यूरोप में एक प्रायोगिक परियोजना में मिट्टी को हल्का सा ढीला करने और उसे जोतने के लिए हल का उपयोग किया गया। उन्होंने ओट्स और वेट लगाया, जो नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया को आकर्षित करता है। उन्होंने माइक्रोबियल विविधता को बढ़ावा देने के लिए छोटे जैतून के पेड़ लगाए। उन्होंने 100 हेक्टेयर के असिंचित क्षेत्र को तीन क्षेत्रों में विभाजित किया एक को रासायनिक उर्वरक और कीटनाशकों से उपचारित किया; और अन्य दो कार्बनिक जैवउर्वरक की विभिन्न मात्रा के साथ, जिसमें चार प्रकार के माइकोराइजा बीजाणुओं के साथ किण्वित अंगूर बचे हुए और विभिन्न प्रकार के बैक्टीरिया और कवक सम्मिलित हैं।^[8]

जिन फसलों को सबसे अधिक जैविक खाद प्राप्त हुई थी वे जोन ए में लगभग दोगुनी ऊंचाई तक पहुंच गई थीं और जोन सी की तुलना में इंच लंबी थीं। उस खंड की उपज सिंचित फसलों के समान थी जबकि पारंपरिक विधि की उपज नगण्य थी। माइकोराइजा ने अम्लों को उत्सर्जित करके चट्टान में प्रवेश किया था जिससे पौधों की जड़ें चट्टानी मिट्टी में लगभग 2 मीटर तक पहुंच गईं और भूजल तक पहुंच गईं।^[8]