જમીનમાંની જીવસૃષ્ટિ

જમીનમાંની જીવસૃષ્ટિ : પૃથ્વીની સપાટી પરના હવાના સંપર્કમાં રહેતા, પ્રથમ પડની જમીનમાં રહેતા જીવો. વનસ્પતિનાં વિકાસ અને વૃદ્ધિ માટે જરૂરી હવા, પાણી, ખનિજ તેમજ કાર્બનિક પદાર્થો જમીન પૂરાં પાડે છે. જમીનમાં રહેલાં કાર્બન, હાઇડ્રોજન, ઑક્સિજન, નાઇટ્રોજન, ફૉસ્ફરસ, પોટૅશિયમ, કૅલ્શિયમ, સલ્ફર, મૅગ્નેશિયમ, લોહ, મૅંગેનીઝ, જસત, તાંબું, બોરોન, મોલિબ્ડેનમ તથા ક્લોરિન જેવાં વિવિધ પ્રકારનાં તત્વો હવા અને પાણીની હાજરીમાં જીવાણુ(સૂક્ષ્મજીવો)નાં વિકાસ અને વૃદ્ધિ માટે જરૂરી યોગ્ય પ્રાકૃતિક પર્યાવરણ ઊભું કરે છે. આશરે બસો કરોડ વર્ષથી જમીનના આદ્યસ્તરોમાં અગણિત સૂક્ષ્મ જીવાણુઓ વિવિધ રીતે જીવતા આવ્યા છે અને પોતાના અસ્તિત્વ માટે સંઘર્ષ કરતા રહ્યા છે. મુઠ્ઠીભર ફળદ્રૂપ જમીનમાં અબજોની સંખ્યામાં સૂક્ષ્મજીવો રહેલા હોય છે. આથી જ જમીનને સૂક્ષ્મ જીવાણુઓનું આદર્શ ઘર ગણવામાં આવે છે. વિવિધ પ્રકારના સ્વપોષી (autotrophs) અને વિષમપોષી (heterotrophs) સૂક્ષ્મજીવોનાં વિકાસ અને વૃદ્ધિ જમીનમાં સારી પેઠે થઈ શકે છે. જમીનમાં વાસ કરતા જીવાણુઓ વિવિધ પ્રકારનાં ભૂ-રાસાયણિક પરિવર્તનો લાવે છે.

આ પરિવર્તનોને અધીન જમીનનું સ્વરૂપ બદલાતું રહે છે. વાતાવરણ અને જમીનમાં થતાં આ ભૌતિક અને રાસાયણિક પરિવર્તનો જીવાણુઓ ઉપર અસર કરે છે, પરિણામે જીવાણુઓની જાતિ તેમજ તેમના જથ્થામાં વખતોવખત ફેરફારો જોવા મળે છે. જમીનમાં કુદરતી રીતે જ પોતાનું રહેઠાણ બનાવી રહેતા જીવાણુઓથી તે જમીનમાં સતત જોવા મળતા ફેરફારોના કારણે જમીનને સજીવ એકમ (living entity) માનવામાં આવે છે. જમીનના જે ભાગમાં જીવાણુઓની ચયાપચયી કાર્યવહી અવિરત ચાલતી હોય છે તે ભાગને જીવમંડલ (biosphere) કહે છે. અગાઉ વૈજ્ઞાનિકો માત્ર બૅક્ટેરિયાને ભૂ-રાસાયણિક પરિવર્તનો માટે જવાબદાર ગણતા; પરંતુ જ્યારે બૅક્ટેરિયા ઉપરાંત અન્ય સૂક્ષ્મજીવો પણ જમીનમાં જણાયા, ત્યારે જમીનમાં થતા ફેરફારોમાં તેમનો શો ફાળો છે તે અંગેની જાણકારી મહત્વની બની. ક્રમશ: બૅક્ટેરિયા, ફૂગ, ડાયેટમ્સ, લીલ (algae), પ્રજીવો ઉપરાંત વિવિધ જાતિનાં કૃમિ, અળસિયાં, કીટકો વગેરે જોવા મળતાં હોય છે. આ સજીવોની સંખ્યા તેમજ તેમના પ્રકારોનો આધાર જમીનની જાત, પોત, ઊંડાઈ, ભેજ, તાપમાન, કાર્બોદિત પદાર્થોનું પ્રમાણ, પ્રાણવાયુનો પ્રાપ્ય જથ્થો, pH વગેરે પરિબળો પર હોય છે. આ જીવંત સૃષ્ટિના પરિણામરૂપ જમીનમાં અનેક પ્રકારની જૈવભૂસ્તરીય અને જૈવરાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ બનતી રહે છે, જેમાંની કેટલીક ઉપયોગી તો કોઈક ખતરનાક પણ નીવડે છે. જમીનની ફળદ્રૂપતાનો આધાર પણ જમીનમાં થતી જૈવિક ક્રિયાઓ ઉપર હોય છે, જેની અસર અર્થતંત્રને પણ સ્પર્શે છે.

પૃથ્વી ઉપર આવેલા ખડકો ઉપર જોવા મળતી શેવાળ, લીલ, લાઇકેન તેમજ પ્રકાશસંશ્લેષક બૅક્ટેરિયા પોતાના વિકાસ અને સંવર્ધન માટે હવામાં રહેલા મુક્ત કાર્બન ડાયૉક્સાઇડનું રાસાયણિક રૂપાંતર વિવિધ કાર્બનિક સંયોજનોમાં કરે છે, તે જ પ્રમાણે આવાં કાર્બનિક સંયોજનો તેમજ અનેક વનસ્પતિઓનું વિઘટન અન્ય જીવાણુઓ દ્વારા થાય છે. તેના પરિણામે પણ જમીનમાં વિવિધ પ્રકારના અમ્લો તેમજ કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ ઉત્પન્ન થાય છે. આવી પ્રક્રિયા દરમિયાન ઉત્પન્ન થતાં કેટલાંક રસાયણો ખડકોને ઓગાળે છે. પાણીની હાજરીને લીધે કુદરતી ગરમીઠંડીનાં ચક્રીય પરિવર્તનો દરમિયાન ખડકોમાં પડેલ તિરાડો મોટી થતી જાય છે અને છેવટે ખડકનું પરિવર્તન જમીનમાં થાય છે. તેમાં વિવિધ પ્રકારની વનસ્પતિઓ સારી રીતે વિકાસ પામે છે. આ વિકાસમાં જમીનના સૂક્ષ્મ જીવો અત્યંત મહત્વનો ભાગ ભજવે છે. પ્રકાશસંશ્લેષી અને અન્ય સ્વપોષી સૂક્ષ્મ જીવો પર્યાવરણમાં રહેલ કાર્બન ડાયૉક્સાઇડનું શોષણ કરી શ્વસનક્રિયા માટે અગત્યના એવા ઑક્સિજન વાયુને મુક્ત કરે છે. જમીનના સૂક્ષ્મજીવો અને તેમની હાજરીની અસર હેઠળ ત્યાં થતાં પરિવર્તનોની જાણકારી પ્રાપ્ત કરવા સૌપ્રથમ વિનોગ્રાડ્સ્કીએ શોધખોળ શરૂ કરી. બાઇજરિંક નામના વિજ્ઞાનીએ જમીનમાં રાઇઝોબિયમ, ઍઝોટોબૅક્ટર અને બાઇજરિંકિયા બૅક્ટેરિયાની શોધ કરી; જ્યારે વિનોગ્રાડ્સ્કીએ ક્લૉસ્ટ્રિડિયમ પાશ્ચુરિએનમ ને નાઇટ્રોબૅક્ટર વિનોગ્રાડ્સ્કિયા બૅક્ટેરિયાની શોધ કરી. આમાંના ઘણા જીવાણુઓ નત્રલીકરણ અને નાઇટ્રોજન-સ્થિરીકરણ જેવી પ્રક્રિયા કરે છે તેની માહિતી મેળવી ભારતના રાજગોપાલ, રાજુ સંન્યાસી, પી. કે. ડે અને અન્ય વિજ્ઞાનીઓએ પણ સ્વતંત્ર રીતે તે માહિતી પ્રાપ્ત કરી. છેલ્લા કેટલાક દાયકાથી ખેત-સંશોધન સંસ્થાઓમાં આ અંગેનાં મહત્વનાં સંશોધનો થયેલાં છે. અગાઉ પ્રજીવોની હાનિકર્તા અને જીવાણુઓના દુશ્મન તરીકે જ્યારે ફૂગની ત્રાસદાયક તત્વ કે ધૂળમાં આવેલા નકામા સૂક્ષ્મજીવ તરીકે ગણના થતી; પરંતુ આજે આ માન્યતા સાવ ખોટી નીવડી છે.

જમીનના સૂક્ષ્મજીવો પર અસરકારક પરિબળો : જમીનનું pH, જમીન ઉપરનું વાતાવરણ, જમીનમાં નાખવામાં આવતું ખાતર, જમીનમાં વાસ કરતા અન્ય સજીવો અને વિષાણુઓ, જમીનની આર્દ્રતા, તાપમાન અને જમીનની ઊંડાઈ જેવાં પરિબળોની અસર જમીનની અંદરના સૂક્ષ્મજીવો પર થતી હોય છે. કેટલાંક અગત્યનાં પરિબળોની અસર નીચે મુજબ હોય છે :

1. જમીનનું pH : pH 6 અથવા તો સહેજ ઓછું હોય તો ઍઝોટોબૅક્ટર, રાઇઝોબિયમ, ક્લૉસ્ટ્રૉડિયા, બેસિલસ અને સ્યૂડોમૉનાસ જેવા નાઇટ્રોજન-સ્થિરક સૂક્ષ્મજીવો માટે વિઘાતક નીવડે છે, જ્યારે ફૂગના વિકાસ માટે તે અનુકૂળ હોય છે. ઍક્ટિનોમાયસિટ્સ માટે અલ્કલાઇન pH માફક આવે છે. તટસ્થ pHની આસપાસનું માધ્યમ મોટા ભાગના સૂક્ષ્મજીવોને માફક નીવડે છે.

2. જમીન ઉપર આવેલું વાતાવરણ : ઋતુમાં થતા ફેરફારોને લીધે જમીનના વાતાવરણમાં પણ ફેરફારો થતા હોય છે. તાપમાન, વાતાવરણમાં ભેજનું પ્રમાણ અને પ્રદૂષણ જેવાં પરિબળોને લીધે સૂક્ષ્મજીવોનો વિકાસ રૂંધાય અથવા તો ઝડપી બને છે. વસંત તેમજ વર્ષાઋતુનાં પરિબળો સૂક્ષ્મજીવોને વધુ માફક આવે છે. ગ્રીષ્મ અને શિશિર ઋતુઓ ઘણા સૂક્ષ્મજીવોને માફક નથી આવતી. તેમની સંખ્યામાં ઘટાડો થાય છે.

3. ખાતર : જમીનમાં વખતોવખત ઉમેરવામાં આવતાં કુદરતી કે કૃત્રિમ ખાતરોની અસર હેઠળ જીવાણુઓની સંખ્યામાં વધઘટ થતી હોય છે. એમોનિયમ સલ્ફેટ જેવાં અમ્લીય ખાતરો ફૂગ માટે, જ્યારે ચૂનાયુક્ત ખાતર સામાન્ય સૂક્ષ્મજીવો તેમજ ઍક્ટિનોમાયસિટ્સ માટે અનુકૂળ હોય છે. વૉક્સમૅને વિવિધ પરિબળોને અધીન જમીનના સૂક્ષ્મજીવોની સંખ્યામાં થતા ફેરફારોનો અભ્યાસ કર્યો છે.

સારણી-1 ગ્રામદીઠ સંખ્યા
	ખાતરનો પ્રકાર	pH	જીવાણુઓ	ઍક્ટિનો– માયસિટ્સ	ફૂગ
			X104	104	104
1	ખાતર વગરની જમીન	4.6	300	115	0.6
2	ચૂનો	6.4	521	241	2.2
3	વિવિધ ક્ષારો	5.5	516	152	3.8
4	ખાતર + ક્ષારો	5.4	880	292	7.3
5	એમોનિયા સલ્ફેટ + ક્ષારો	4.1	260	37	11.1
6	એ. સલ્ફેટ + ક્ષારો + ચૂનો	5.8	700	252	3.9
7	સોડિયમ સલ્ફેટ + ક્ષારો	5.5	760	253	4.0

ખાતરમાં રહેલ કાર્બનિક રસાયણોની અસર હેઠળ કેટલાક સૂક્ષ્મજીવો પ્રતિજૈવકો(antibiotics)નો સ્રાવ કરતા હોવાથી રોગકારક જીવાણુઓ નાશ પામતા હોય છે, અને અન્ય કેટલાક સૂક્ષ્મજીવો ઝડપથી વૃદ્ધિ અને વિકાસ પામે છે.

4. જૈવિક પરિબળો : જમીનમાં રહેલા પ્રજીવો અને વિષાણુઓ વિશિષ્ટ પ્રકારના સૂક્ષ્મજીવોનો નાશ કરતા હોવાથી જમીનમાં રહેલા અસરગ્રસ્ત જીવાણુઓની સંખ્યામાં વધઘટ જોવા મળે છે. જમીનનું અર્ધનિર્જંતુકરણ કરીને પરીક્ષણ કરવાથી શરૂઆતમાં જીવાણુઓની સંખ્યામાં ઘટાડો અને ત્યારબાદ તુરત જ તેમાં વધારો થતો જોવા મળે છે; પરંતુ આવી જમીનમાં અર્ધનિર્જંતુકરણ કર્યા વિનાની જમીન ઉમેરાતાં નવેસરથી નાખવામાં આવેલ જમીનમાં વાસ કરતા પ્રજીવોને લીધે અન્ય સૂક્ષ્મજીવોની સંખ્યામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો જોવા મળે છે. મૂળમાં ગાંઠ ઉત્પન્ન કરનારા જીવાણુઓ પ્રજીવોનો સામનો કરે છે, જ્યારે એન્ટરોબૅક્ટર જાતના જીવાણુઓ તેમનો ભોગ બને છે. વિષાણુઓ પણ સજીવોના શરીરમાં વાસ કરતા હોવાથી તેની અસર હેઠળ અન્ય જીવાણુની સંખ્યામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો નોંધાય છે.

5. છોડનો વિકાસ અને જીવાણુઓ પર થતી તેની અસર : જમીન પર વસતી વનસ્પતિ અને તેનો વિકાસ સૂક્ષ્મ જીવોની કાર્યવહી સાથે સંકળાયેલ છે. જમીનમાં વસતા જીવાણુઓ છોડના મૂળ દ્વારા પોષક તત્વો મેળવતા હોય છે, જે જીવાણુના વિકાસને સહાય કરે છે. છોડ દ્વારા જમીનમાંથી પોષક દ્રવ્યોનું શોષણ કરવાથી સૂક્ષ્મ જીવો માટે ક્યારેક વિષમ પરિસ્થિતિનું નિર્માણ થાય છે. ઘાસનાં મૂળ જમીનનું ધોવાણ અટકાવતાં હોય છે અને સૂક્ષ્મજીવોની પ્રવૃત્તિ માટે આદર્શ પરિબળો પૂરાં પાડે છે.

જમીનના સૂક્ષ્મજીવો ઉપર અસર કરતાં ઉપર દર્શાવેલ પરિબળો ઉપરાંત જમીનની જાત, તેની ઊંડાઈ, પાકમાં કરવામાં આવતા ફેરફારો અને ખેડાણ જેવાં અનેક પરિબળો સૂક્ષ્મજીવોની સંખ્યા તથા તેમની વિવિધતા માટે અસરકારક નીવડતાં હોય છે.

જીવાણુઓનાં ભૂમિગત રહેઠાણ : સારી જમીનમાં આશરે 10 % હવા, 40 % પાણી અને 50 % જમીનના વિવિધ પદાર્થો આવેલા હોય છે. સામાન્ય રીતે pH 6થી 8 વચ્ચે રહેતું હોવાથી આ પરિબળો સૂક્ષ્મજીવોના અસ્તિત્વ માટે લાભદાયી નીવડે છે. વળી સારી જમીન ભેજ ગ્રહણ કરવા ઉપરાંત પાણીનો સંગ્રહ પણ કરતી હોવાથી જમીનમાંથી ઊગતા છોડની વૃદ્ધિ પણ સારી રીતે થતી હોય છે.

વાતાવરણમાં ગરમીનું પ્રમાણ ઋતુ અનુસાર બદલાતું હોવાથી તેને અનુરૂપ સમશીતોષ્ણરાગી (mesophilic), તાપરાગી (thermophilic) અને શીતરાગી (psychrophilic) સૂક્ષ્મજીવોના વિકાસમાં ફેરફારો જોવા મળે છે. મોટે ભાગે જમીનનું સરેરાશ તાપમાન 150 સે.થી 400 સે. વચ્ચે રહેતું હોવાથી બારેય માસ સૂક્ષ્મજીવો ઓછાવત્તા પ્રમાણમાં વૃદ્ધિ પામતા નિહાળી શકાય.

જમીનમાં થતા ફેરફારો સામાન્યપણે સ્વપોષી, પરપોષી, વાતજીવી કે અવાતજીવી માટે માફક આવતા હોવાથી તેને અધીન વિશિષ્ટ સમૂહના સૂક્ષ્મજીવો સારી રીતે વિકાસ પામતા હોય છે. જીવાણુઓ મોટે ભાગે અકાર્બનિક કણોની આસપાસ આવેલ કલિલ સ્તરોમાં વસવાટ કરતા હોય છે. કલિલ સ્તરો જીવાણુઓએ ઉત્પન્ન કરેલા ઝેરી પદાર્થોનું શોષણ કરતા હોય છે. વળી કલિલોની ઉત્સેચક સમ પ્રવૃત્તિ પણ સૂક્ષ્મજીવોના વિકાસને સાનુકૂળ પર્યાવરણ ઊભું કરે છે. એ રીતે ભૂમિ જીવિત સૂક્ષ્મજીવોનું આદર્શ રહેઠાણ બને છે.

ભૂમિગત સૂક્ષ્મજીવોની સૃષ્ટિ : 1. સહજીવન : જમીનમાં જીવન પસાર કરતા ઘણા સજીવો પરસ્પર અસર કરે એવું જીવન જીવતા હોય છે. બન્નેને લાભદાયક હોય તેવા સહઅસ્તિત્વને સહજીવન (symbiosis) કહે છે. શિંબી (શિંગવાળી, leguminous) વનસ્પતિમાં ગાંઠ બનાવીને ત્યાં નાઇટ્રોજનસ્થિરક બૅક્ટેરિયા વાસ કરતા હોય છે. બૅક્ટેરિયા વનસ્પતિને નાઇટ્રોજનયુક્ત સંયોજનો પૂરાં પાડે છે જ્યારે વનસ્પતિ આ બૅક્ટેરિયાને પોષક ઘટકો આપે છે. વનસ્પતિ અને બૅક્ટેરિયા વચ્ચેનું આ સહજીવનનું નોંધપાત્ર ર્દષ્ટાન્ત છે.

ઘણા સજીવો સાથે રહેવા છતાં એકની અસર બીજાના જીવન પર ન થાય એવું બને છે. વળી એમ પણ બને કે એક સહજીવકને બીજાનો લાભ મળે પણ બીજાને તેનું અસ્તિત્વ હાનિકારક નીવડે; દાખલા તરીકે કેટલાક પ્રજીવો આસપાસમાં રહેતા સૂક્ષ્મજીવોનું ભક્ષણ કરતા હોય છે. પ્રતિજૈવિકોનો સ્રાવ કરનાર જીવાણુઓનો સમાવેશ ચોથા પ્રકારમાં કરી શકાય જ્યાં પ્રતિજૈવિકોની અસર હેઠળ અન્ય સજીવોનો નાશ થાય છે.

2. ભૂમિગત સૂક્ષ્મજીવોના પ્રકાર : જમીનવાસી સૂક્ષ્મજીવોમાં બૅક્ટેરિયા, ઍક્ટિનોમાયસિટ્સ, ફૂગ, શેવાળ અને પ્રજીવોનો સમાવેશ થાય છે. સગવડ ખાતર ન્યૂક્લિયો-પ્રોટીનયુક્ત વિષાણુઓનો સમાવેશ પણ સૂક્ષ્મજીવો સાથે કરવામાં આવે છે.

જમીનમાં વાસ કરતા બૅક્ટેરિયા : જમીનમાં વસતી 50 % જેટલી જીવસૃષ્ટિ માત્ર બૅક્ટેરિયાની બનેલી છે. જમીનના ઉપલા સ્તરમાં તેમની સંખ્યા સારી હોય છે. ઊંડાઈ વધતાં ક્રમશ: બૅક્ટેરિયાની સંખ્યામાં ઘટાડો થાય છે. જમીનની વિવિધ ઊંડાઈએ વાસ કરતા વિવિધ સૂક્ષ્મ જીવોની સંખ્યા સારણી 2માં દર્શાવવામાં આવી છે :

સારણી–2 ભૂમિની વિવિધ ઊંડાઈએ વાસ કરતા કેટલાક જીવાણુઓનું વસ્તીપ્રમાણ
ઊંડાઈ	દરેક ગ્રામદીઠ માટીમાં વસતા સૂક્ષ્મજીવોની સંખ્યા : X 103
સેમી.માં	બૅક્ટેરિયા			ફૂગ	શેવાળ
	જારક	અજારક	ઍક્ટિનો– માયસિટ્સ
3થી 8	7800	1950	2080	119	25
20થી 25	1800	379	245	50	5
35થી 40	472	98	49	14	0.5
65થી 75	10	1	0.5	0.6	0.1
135થી 145	1	0.4	–	0.3	–

જમીનમાં વાસ કરતા બૅક્ટેરિયાને તેમના આકાર પ્રમાણે ગોલાણુ, દંડાણુ, નાના દંડાણુ અને સર્પાણુ – આમ 4 સમૂહોમાં વર્ગીકૃત કરાય. દંડાણુ અને ગોલાણુ મોટા ભાગે ગ્રામધન પ્રકારના જ્યારે નાના દંડાણુ સામાન્ય રીતે ગ્રામઋણી પ્રકારના હોય છે. ગ્રામધન દંડાણુઓ બીજાણુધારી હોય છે.

સામાન્ય સંજોગોમાં જમીનમાંથી મળી આવતા બૅક્ટેરિયામાં મોટા ભાગના સજીવો બૅસિલસ અને આર્થ્રોબૅક્ટરોના સમૂહોનું અને તેમનું પ્રમાણ 50 %થી 60 % જેટલું હોય છે. બાકીના બૅક્ટેરિયામાં સ્યૂડોમૉનાસ, ઍગ્રોબૅક્ટેરિયમ, ઍક્રોમૉબેક્ટર માઇક્રોકૉકસ, ફ્લવૉબેક્ટેરિયમ, સારસીના, માઇક્રોબૅક્ટેરિયા, ક્રોમોબૅક્ટેરિયમ, સ્ટેફિલોકૉકસ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.

જમીનમાં ખાતર નાખવાથી કે દૂષિત પાણીનો સંપર્ક થવાથી જમીનમાં ઇસ્પ્રેરિમિયા, સાલમોનેલા, સ્ટ્રૅપ્ટોકૉકાઈ, ક્લૉસ્ટ્રિડિયમ જેવા રોગકારક બૅક્ટેરિયા પણ જોવા મળે છે. તે જ પ્રમાણે રોગપીડિત ઝાડપાનની અસર હેઠળ કોઈક વાર જમીનમાં એગ્રોબૅક્ટેરિયા, ઇરવિનિયા, સ્યૂડોમૉનાસ અને ઝેન્થોમૉનાસ જેવા ઝાડને રોગ કરતા બૅક્ટેરિયાનું પ્રમાણ વધે છે. જમીનમાં સેલ્યુલોઝનું પ્રમાણ વધવાથી સાયટોફાગા, સ્પોરોસાયટોફાગા અને સેલ્યુલોમૉનાસ જેવા સેલ્યુલોઝનું પાચન કરનાર બૅક્ટેરિયાના વિકાસનું પ્રમાણ વધે છે. જમીનમાં વાસ કરતા વિવિધ બૅક્ટેરિયાનું પ્રમાણ સારણી 3માં દર્શાવવામાં આવ્યું છે :

	સારણી–3 જમીનમાં વસતા વિવિધ બૅક્ટેરિયાનું પ્રમાણ
	બૅક્ટેરિયાના પ્રકાર	જમીનમાં વાસ કરતા બૅક્ટેરિયાની કુલ ટકાવારી
1	અબીજધારી દંડાણુ	જમીનનો નમૂનો-1	જમીનનો નમૂનો-2
	1.1        ગ્રામ-ઋણ 1.2        ગ્રામધન	19થી 24 2થી 6	19થી 29 3થી 7
2	બીજાણુધારી દંડાણુ	12થી 18	10થી 15
3	દંડાણુ સિવાયના બૅક્ટેરિયા	36થી 46	31થી 41
4	ઍક્ટિનોમાયસિટ્સ	11થી 25	12થી 32

કેટલાક સ્વપોષી બૅક્ટેરિયા સૂર્યપ્રકાશમાં રહેલ સૂર્યશક્તિનો ઉપયોગ કરી પોતે પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દ્વારા આવશ્યક પોષક દ્રવ્યોનું ઉત્પાદન કરે છે. પ્રકાશસંશ્લેષક બૅક્ટેરિયામાં જાંબલી (chromabium) અને લીલ (chlorobium) ગંધક બૅક્ટેરિયાનો સમાવેશ થાય છે.

અકાર્બનિક પદાર્થોના ઑક્સિડેશનથી મુક્ત થતી કાર્યશક્તિનો ઉપયોગ કરી સ્વપોષી જીવન ગુજારનાર બૅક્ટેરિયાને સંશ્લેષિત સ્વપોષી કહે છે. આવાં પોષક દ્રવ્યોના આધારે સ્વપોષી બૅક્ટેરિયાનું નીચે મુજબ વર્ગીકરણ કરવામાં આવે છે :

1. પ્રોટીનો

(અ)    એમોનિયાયુક્ત : નાઇટ્રાઇટનું ઑક્સિડેશન કરતા નાઇટ્રોસોમૉનાસ, નાઇટ્રોસોકૉકસ અને નાઇટ્રોસોલ્યુબસ.

(આ)   નાઇટ્રાઇટયુક્ત : નાઇટ્રેટનું ઑક્સિડેશન કરતા નાઇટ્રોબૅક્ટર, નાઇટ્રોકૉકસ અને નાઇટ્રૉસ્પિના.

2. અકાર્બનિક સલ્ફર : તેને સલ્ફરમાં ફેરવી શકનાર થાયોબૅસિલસ થાયોઑક્સિડન્સ.

3. Fe⁺⁺નું Fe⁺⁺⁺માં રૂપાંતર

     થાયૉબૅસિલસ ફેરોઑક્સિડન્સ

4. હાઇડ્રોજન સાથે પ્રક્રિયા : જીવનાર જાતજાતના બૅક્ટેરિયા.

Fe⁺⁺ પર થતી ઉપચયન પ્રક્રિયા(Fe⁺⁺⁺)ની અસર હેઠળ થતું નાઇટ્રોજનનું સ્થિરીકરણ.

નાઇટ્રોજનના સ્થિરીકરણથી જમીન વધુ ફળદ્રૂપ બને છે. આવી રીતે જમીનની ફળદ્રૂપતા વધારનાર સૂક્ષ્મજીવોની માહિતી સારણી 4માં આપવામાં આવેલી છે :

સારણી–4 નાઇટ્રોજન–સ્થિરીકરણ કરતા સૂક્ષ્મજીવો
1. મુક્તજીવી બૅક્ટેરિયા
અ.  વાતજીવી	આ. વૈકલ્પિક વાતજીવી	ઇ.  અવાતજીવી
1.    ઍઝોટોબૅક્ટર 2.   બાઇજરિંકિયા 3.   ડર્ક્સિઆ 4.  ઍક્રોમોબૅક્ટર	1. ક્લેબ્સિયેલ્લા 2. બૅસિલસ સ્યૂડોમૉનાસ	1.  ક્લૉસ્ટ્રિડિયમ પાસ્યુરિનેસ 2.  ક્લોરોબિયમ 3.  ક્રોમેશિયમ 4.  રોડોસ્પાયરિલમ 5.  ડીસલ્ફોવિબ્રિયો 6.  મૅથેનો બૅક્ટેરિયમ 7.  રોડોસ્યૂડોમૉનાસ
2.  સહજીવી બૅક્ટેરિયા
અ. કઠોળ વનસ્પતિ સાથે : રાઇઝોબિયમ
આ. કઠોળ સિવાયની વનસ્પતિ સાથે :
યજમાન : 1. આલ્કલ્ડર 2. કૅશ્વારીન 3. ફૂગ (લાઇકેન) 4. ફર્ન 5. સાયકસ
3. સાયનોબૅક્ટેરિયા (મુક્તજીવી) 1. ઍનાબીના         2. કૅલોથ્રિક્સ 3. ફિલૉરાગ્લિયા-     4. મૅસ્ટિગોક્લૅન્ડિયસ ફસ્ચરેલ્લા         6. સ્ટેગોનિમા 5. નૉસ્ટૉક            7. ટોલિપેથ્રિક્સ,
4. યીસ્ટ (મુક્તજીવી) 1. પુલુલારિયા        2. રોડોટોર્યુલા

જમીનમાં સલ્ફર, ફૉસ્ફરસ, કૅલ્શિયમ, મૅગ્નેશિયમ તેમજ લોહતત્વો સાથે સંકળાયેલી કેટલીક પ્રક્રિયા બૅક્ટેરિયા દ્વારા સતત થતી હોય છે. આના પરિણામે જમીન તેમજ પર્યાવરણમાં વિવિધ તત્વોનું સમતોલન જળવાય છે, જેમાં સંશ્લેષિત સ્વપોષી સૂક્ષ્મજીવો અગત્યનો ભાગ ભજવે છે.

દંડ જેવા આકારના ડેલોવિબ્રિયા બૅક્ટેરિયા પરોપજીવન ગુજારી અન્ય બૅક્ટેરિયાનું ભક્ષણ કરે છે. અન્ય બૅક્ટેરિયા નાશ પામવાથી કેટલીક વાર જમીનમાં વિકટ પરિસ્થિતિ સર્જાય છે.

ભૂમિવાસી ઍક્ટિનોમાયસિટ્સ : પાતળા, લાંબા, દોરી જેવી શાખા ધરાવતા બૅક્ટેરિયાને ઍક્ટિનોમાયસિટ્સ સમૂહના ગણવામાં આવે છે. અગાઉ તેમની ગણના એક સ્વતંત્ર પ્રકારના સૂક્ષ્મજીવો તરીકે કરવામાં આવતી હતી. તે ઘણી વાર નાના ટુકડામાં વિભાજિત થયેલા જોવા મળે છે. નદીનો કાદવ અને તળાવના તળિયા જેવી ભેજવાળી જમીનમાં પણ તે વાસ કરતા હોય છે. તે મુખ્યત્વે અલિંગી બીજાણુ અથવા તો કવકસૂત્ર સ્વરૂપમાં દેખાતા હોય છે. એક ગ્રામ માટીમાં 10⁵થી 10⁸ જેટલા ઍક્ટિનોમાયસિટ્સ વાસ કરતા હોય છે. 10 %થી  50 %  જેટલા જમીનવાસી સૂક્ષ્મજીવો માત્ર ઍક્ટિનોમાયસિટ્સના બનેલા હોય છે, જેમાંથી 70 %થી 80 % જેટલા ઍક્ટિનોમાયસિટ્સ સ્ટ્રેપ્ટોમાયસિસ સમૂહના હોય છે. નોકાર્ડિયા અને માઇક્રોમૉનોસ્પોરા પ્રજાતિના ઍલ્ટ્રિનોમાયસિટ્સ પણ જમીનમાં સારી સંખ્યામાં જોવા મળે છે, જમીનમાં મળતી અન્ય પ્રજાતિઓમાં ઍક્ટિનોમાયસિસ, ઍક્ટિનોપ્લેન્સ અને સ્ટ્રેપ્ટોસ્પોરૅજિયમનો સમાવેશ થાય છે.

જમીનમાં જોવા મળતા હોય મોટા ભાગના ઍક્ટિનોમાયસિટ્સ જીવાણુઓને 28⁰ સે.થી 37⁰ સે. સુધીનું તાપમાન અને 6.5થી 8.0 pH માફક આવે છે. જ્યારે કેટલીક ઉષ્માચાહક પ્રજાતિઓ; દા.ત., થર્મોઍક્ટિનોમાયસિસ અને સ્ટ્રૅપ્ટોમાયસિસ 55⁰ સે. કે તેથી સહેજ ઊંચા તાપમાને પણ સારો વિકાસ સાધે છે.

ઍક્ટિનોમાયસિટ્સની વૃદ્ધિ માટે ઑક્સિજન જરૂરી હોવાથી આ વાયુ વિપુલ પ્રમાણમાં મળે તેવી રેતાળ, ગોરાડુ, છિદ્રાળુ કે ખેડેલ ભેજવાળી જમીનમાં તે મોટી સંખ્યામાં જોવા મળે છે. ઍક્ટિનોમાયસિટ્સ જમીનના ઉપરના પડમાં તેમજ ત્રીજા ઊંડા સ્તર સુધી પણ જીવી શકે છે. ઍક્ટિનોમાયસિટ્સ જમીનમાં ભળતા કાર્બોદિત અને ઝાડપાનના ભાગોનું વિઘટન કરી કોહવાટમાં ફેરવી જમીનની ફળદ્રૂપતા વધારે છે. કોહવાયેલ પદાર્થોનું વિઘટન કરી નાઇટ્રોજનને છૂટો પાડવામાં તે અગત્યનો ભાગ ભજવે છે. ઉષ્માચાહક પ્રજાતિની હાજરી કોહવાટની પ્રક્રિયાને વધુ વેગ આપે છે.

ઍક્ટિનોમાયસિટ્સ સૂક્ષ્મ જીવોપ્રતિજૈવિકો(antibiotics)નું ઉત્પાદન કરતા હોય છે. જમીનમાં આ પ્રતિજૈવિકો પ્રસરવાથી, તેની વિઘાતક અસર હેઠળ ઘણા સૂક્ષ્મજીવો નાશ પામતા હોય છે (જુઓ સારણી 5). જમીનના પુનર્મિશ્રણ(recycling)માં પણ તેમનો ફાળો મહત્વનો છે. સ્ટ્રૅપ્ટોમાયસિસની બે પ્રજાતિઓ બટાકામાં રોગ ઉપજાવતી હોય છે.

સારણી–5 જમીનમાં ફેલાયેલા ઍક્ટિનોમાયસિટ્સની અસર હેઠળ જુદી જુદી ઋતુમાં નાશ પામતા સૂક્ષ્મજીવોની ટકાવારી
સૂક્ષ્મજીવો	ઉનાળામાં	શિયાળામાં
રાઇઝોક્ટોનિયા સોલેની	23 %	19 %
ફ્યુજેરિયમ ઑક્સિસ્પોરિયમ	13 %	7 %
કૅન્ડિડા આલ્બિકન્સ	10 %	10 %
બૅસિલસ સલટીલીસ	24 %	17 %
ઇશ્ચિરિશિયા કોલી	3.1 %	1.9 %
આર્થ્રોબૅક્ટર સીમાલેક્સ	10 %	10 %

ભૂમિગત ફૂગના પ્રકાર : છિદ્રલ અને ખેડાણ કરેલી જમીન ફૂગને ઘણી માફક આવે છે. જમીનમાં રહેલાં કાર્બનિક સંયોજનો તેમનો ખોરાક છે. અમ્લીય પર્યાવરણ ફૂગને ઘણું માફક આવે છે. તે લિંગી અને અલિંગી પ્રજનન દ્વારા વિવિધ પ્રકારના બીજાણુ ઉત્પન્ન કરે છે. ડ્યૂટરોમાયસિટ્સ માત્ર અલિંગી પ્રજનન દ્વારા નવી પ્રજા ઉત્પન્ન કરે છે, જ્યારે ફાયકોમાયસિટ્સ અલિંગી અને લિંગી પ્રજનન દ્વારા વંશવૃદ્ધિ સાધે છે.

તે કાર્બનિક રસાયણોનું વિઘટન કરી જમીનને દાણાદાર બનાવી છિદ્રતા વધારે છે. પરિણામે, જમીનની પાણી સંઘરવાની ક્ષમતા વધે છે.

ભૂમિગત ફૂગના વિવિધ પ્રકારો :

1. ડ્યૂટરોમાયસિટ્સ વર્ગ : આ ફૂગ સારા પ્રમાણમાં જમીનમાં વસે છે. તેની અલ્ટરનેરિયા, ઍસ્પિર્જીલસ, ક્લેડોસ્પોરિયમ, હેલ્મિન્થોસ્પોરિયમ, અને હ્યૂમિકોલા પ્રજાતિઓ સારી રીતે વિકસેલી હોય છે. છિદ્રાળુ જમીન બનાવવામાં તેમનો ફાળો અગત્યનો છે. અન્ય પ્રજાઓમાં ટ્રાયકોડર્મા, ફ્યુજેરિયમ, મોનીલિયા રાઇઝોક્ટોનિયા બોટ્રાઇટિસ કોમા અને કર્વ્યુલેરિયાનો સમાવેશ થાય છે.

2. ફાયકોમાયસિટ્સ વર્ગ : પ્રજાતિ ઍબ્સિડિયા, કનિંગહેમેલા, મ્યૂકર, રાઇઝોપ્સ અને પીથિયમ.

3. ઍસ્કોમાયસિટ્સ વર્ગ : પ્રજાતિ ક્લૅવિસેપ્સ અને ઇરિસિફી

4. બૅસિડિયોમાયસિટ્સ વર્ગ : પ્રજાતિ પક્સીનિયા, યુસ્ટિલાગો અને એગેરિકસ.

ફૂગનો અભ્યાસ કરવા 5.0થી 5.5 pH માધ્યમનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. બૅક્ટેરિયાના પ્રમાણમાં ફૂગનો વિકાસ ઘણો ધીમો હોય છે તેથી બૅક્ટેરિયાના વિકાસને અટકાવવા માધ્યમમાં પ્રતિજૈવિકો અથવા તો રોઝ બૅન્ગાલ જેવાં રંજક દ્રવ્યોને ઉમેરવામાં આવે છે.

જમીનમાં વાસ કરતી કેટલીક ફૂગ વનસ્પતિ તેમજ માનવ જેવાં પ્રાણીઓમાં રોગ ઉત્પન્ન કરે છે.

જમીનમાં વાસ કરતી મ્યુકૅરિયમ, હેલ્મિન્થોસ્પોરિયમ, પીથિયમ, રાઇઝોક્ટોનિયા જેવી ફૂગ વનસ્પતિમાં જ્યારે હિસ્ટોપ્લાસ્મા કૅપ્સુલેટમ અને કૉકીડિઓઇડ્સ ઇમીટસ માનવમાં રોગ ઉપજાવતી હોય છે.

ઍક્ટોમાઇક્રોરહાઇઝા પ્રકારમાં વનસ્પતિનાં મૂળની ફરતે કવકતંતુઓની જાળ બનાવી તેને ઢાંકી દે છે. આ પ્રકારનું સહજીવન બૅસિડિયોમાયસિટ્સ વર્ગની ફૂગ અને પિનેસી, સેલીકેસી, ફેગેસી જેવી વનસ્પતિ વચ્ચે જોઈ શકાય છે. એન્ડોમાઇક્રોરહાઇઝા પ્રકારમાં ફૂગના કવકતંતુઓ મૂળની પેશીમાં પ્રવેશે છે. આવી રીતે પણ આ વનસ્પતિ જમીન સાથે સાતત્ય જાળવી રાખે છે. ઍસ્કોમાયસિટ્સ સિવાયની અન્ય ફૂગ ઑર્કિડ અને દ્વિદળી વનસ્પતિ સાથે ઍન્ડોમાઇક્રાહ્રિઝા પ્રકારનું સહજીવન વિતાવે છે.

એકકોષીય ફૂગ : તે જમીનમાં ઓછાવત્તા પ્રમાણમાં વાસ કરતી હોય છે. આ એકકોષીય રચના ધરાવતી ફૂગ કલિકા અથવા તો વિખંડન દ્વારા વંશવૃદ્ધિ કરે છે. એકકોષીય ફૂગના દાખલા : કૅન્ડિડા, ક્રિપ્ટોકૉક્સ, ટેન્સેનુલા, સેકેરોમાયસિસ, ટોર્યુલા, ટોર્યુલોસ્પોરા, ટોર્યુલેપ્સિસ પીચિયા, પુલુલારિયા અને ઝાયગો-સેકેરોમાયસિસ.

જમીનમાં વાસ કરતી શર્કરા-સહિષ્ણુ ફૂગનો ઉપયોગ શર્કરાનું આથવણ કરવામાં થાય છે.

એક ગણતરી મુજબ એક ગ્રામ જમીનમાં 10³ જેટલી એકકોષીય ફૂગ નોંધવામાં આવેલી છે. જમીનમાં થતા ફેરફારોમાં એકકોષીય કયો ભાગ ભજવે છે તે હજુ સ્પષ્ટ નથી.

લીલ (શેવાળ–Algae) : ભેજ અને પ્રકાશ હોય તેવી જમીનમાં લીલ સારા પ્રમાણમાં ફેલાયેલી જોવા મળે છે. લીલ મોટે ભાગે સ્વોપજીવી અને પ્રકાશસંશ્લેષક હોય છે. તેથી જમીનના ઉપલા સ્તરે (5થી 10 સેમી. ઊંડાઈ) વાસ કરે છે. ચોમાસામાં તો તે ખુલ્લી ધરતીને લીલીછમ બનાવી દે છે. આ લીલ મોટે ભાગે એકકોષીય હોવા ઉપરાંત તંતુમય શરીર ધરાવે છે. પરપોષી લીલને સહેજ ઊંડાઈએ પણ જોઈ શકાય, તેના વિકાસ માટે તટસ્થ કે સહેજ અલ્કલિક pH માધ્યમની જરૂર છે તેથી અમ્લિક પર્યાવરણમાં લીલ જોવા મળતી નથી.

જમીન પરની લીલનું વર્ગીકરણ : તેને ચાર પ્રકારમાં વહેંચી શકાય : 1. હરિત લીલ (Chlorophyta), 2.  નીલહરિત લીલ (Cyanophyta), 3.  દ્વિઅણુ (Diatoms) અને 4. પીળી લીલ (Xanthophyta)

નીલહરિત લીલની કેટલીક પ્રજાતિઓ ડાંગરના ક્યારામાં જોવા મળે છે. નાઇટ્રોજન-સ્થિરીકરણમાં તેમનો ફાળો અગત્યનો છે અને તે ડાંગરને નાઇટ્રોજન્ય પોષક તત્ત્વો પૂરાં પાડે છે. કેટલાક દેશોમાં લીલનું અનુરોપણ કરવામાં આવે છે (જુઓ સારણી6).

સારણી–6
ક્રમ	લીલની જાત	દેશ	પાકમાં થયેલો વધારો
1	ટોલીપીથ્રિક્સ ટનુઇસ	જાપાન	2.0થી 20.0 %
2	ઓલોસેરા ફર્ટિલીઝામા	ભારત	114 %
3	મિશ્રલીલ	ભારત	30 %
4	એનાબિના એઝોટિકા	એશિયાઈ દેશો	24 %

ભૂમિગત પ્રજીવો : મોટા ભાગના આ પ્રજીવો પરપોષી પ્રકારના હોય છે. જોકે કેટલાક નીલકણયુક્ત હોય છે અને વૈકલ્પિક સ્વપોષી તરીકે પોતાનો ખોરાક બનાવે છે. મોટા ભાગના પ્રજીવો જમીનમાં વસતા બૅક્ટેરિયાના ભક્ષણથી પોષક તત્વો મેળવે છે. જમીનના ઉપલા સ્તરમાં બૅક્ટેરિયા રહેતા હોવાથી ત્યાં પ્રજીવો સારી રીતે ફેલાયેલા હોય છે.

જમીનવાસી પ્રજીવો ટ્રૉપોઝૉઇટ અવસ્થામાંથી પસાર થઈ વૃદ્ધિ પામતા હોય છે. સામાન્યપણે દ્વિભાજન(binary fission)થી નવાં સંતાનોને જન્મ આપે છે; પરંતુ વિપરીત પરિસ્થિતિમાં તે કોષ્ઠાવસ્થા (cyst stage) પ્રાપ્ત કરી સુષુપ્ત બને છે.

જમીનવાસી પ્રજીવો નીચે જણાવેલ ત્રણ વર્ગોમાં વહેંચાયેલા હોય છે :

1. કશાધારી (flagellata) : દા.ત., એલાન્ટિઓન, બોડો, સ્પાયરોમૉનાસ

2. પક્ષ્મલ (ciliophara) : દા.ત., વોર્ટિસેલા, યુરોલેપ્ટસ, કલ્પોડા અને બેલાન્ટિફોરા

3. મૂળપદી (sacrodina) : દા.ત., એમીબા, બાયોમિક્સા, યુગ્લીના અને ટ્રાઇનેમા.

ખાતર નાખવાથી જમીનમાં બૅક્ટેરિયાની સંખ્યા વધે છે; પરંતુ પ્રજીવો તેમનું ભક્ષણ કરતા હોવાથી બૅક્ટેરિયા જમીનમાં રહેલ સંકીર્ણ સ્વરૂપનાં કાર્બનિક સંયોજનોનું વિઘટન કરી શકતા નથી. આવી પ્રતિક્રિયાના અભાવે જમીનની ફળદ્રૂપતા ઘટે છે.

વિષાણુ (virus) : વિષાણુઓને પર્યાવરણમાંથી સજીવોના શરીરમાં પ્રવેશનાર ‘ન્યૂક્લિયો-પ્રોટીન’ના ઘટકો તરીકે વર્ણવી શકાય. તે યજમાનના શરીરમાં રહેલ ઉત્સેચકો અને અન્ય ઘટકોની મદદથી પોતાના જેવા નવા ન્યૂક્લિયો-પ્રોટીનોનું ઉત્પાદન કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. આ નવાં સંયોજનો યજમાનના કોષોનું લયન કરી શરીરમાંથી બહાર આવે છે અને અન્ય યજમાનના શરીરમાં પ્રવેશીને ક્રિયાશીલ બને છે.

જમીનમાં વસતા બૅક્ટેરિયાના શરીરમાંથી વિષાણુઓ સહેલાઈથી મેળવી શકાય છે. તેથી સૂક્ષ્મજીવવૈજ્ઞાનિકોએ આવા વિષાણુઓ તરફ પોતાનું ધ્યાન કેંદ્રિત કર્યું છે.

વિષાણુઓના બૅક્ટેરિયા યજમાનો : એગ્રોબૅક્ટેરિયા, ઍઝેટોબૅક્ટર, બૅસિલસ,ક્લૉસ્ટ્રિડિયમ, ઇરવિનિયા, માઇક્રોબૅક્ટેરિયા, સ્યૂડોમૉનાસ, રાઇઝોબિયમ, ઝેન્થોમૉનાસ, નોકાર્ડિયા, સ્ટ્રૅપ્ટોમાયસિસ અને નાઇટ્રોબૅક્ટર.

વિષાણુઓના ફૂગ યજમાનો : ઍસ્પૅર્જિલસ, ફ્યુજેરિયમ, પેનિસીલિયમ, રાઇઝોપસ, ઉસ્ટિલાગો અને ગ્લિઓક્લૅડિયમ.

ફૂગના વિષાણુઓને ‘ફાજ’ની જેમ પૂંછડી હોતી નથી તેથી તે ફૂગનું લયન કરી શકતા નથી. જમીનવાસી બિલાડીટોપ(એગેરિકસ બાયૉસ્પોરસ)ના શરીરમાં પણ વિષાણુઓ વાસ કરતા હોય છે.

નદી, તળાવ અને ખાબોચિયામાંની નીલ-હરિત લીલમાં વિષાણુઓ જોવા મળે છે; પરંતુ ભૂમિગત લીલમાં તેમની હાજરી હજુ નોંધાઈ નથી. આજ સુધીમાં એનાબિના, નૉસ્ટૉક, સિલિન્ડ્રૉસ્પર્મમ, માઇક્રોસિસ્ટ, ઑસિલેટૉરિયા અને ફૉર્મડિયમ લીલમાં વિષાણુઓ નોંધાયા છે. લીલના વિષાણુઓ બૅક્ટેરિયોફાજને મળતા આવે છે અને તે લીલનું લયન કરી શકે છે.

શૈલેષભાઈ ર. દવે