17. कार्बन चक्र (CARBON CYCLE)

कार्बन चक्र - सी: एन अनुपात। मृदा जीव विज्ञान - बायोमास - मृदा जीव - उनकी लाभकारी और हानिकारक भूमिकाएं (Carbon cycle – C: N ratio. Soil biology – Biomass – Soil organisms – Their beneficial and harmful roles)

कार्बन चक्र (Carbon cycle)

कार्बन सभी कार्बनिक पदार्थों (पौधों और जानवरों के अवशेष / plant and animal residues) का एक सामान्य घटक (common constituent) है। कार्बन (carbon) प्रकाश संश्लेषक जीवों (photosynthetic organisms) द्वारा प्रकाश के प्रभाव में (under the influence of light) कार्बनिक रूप (organic form) में लगातार तय (continually being fixed) किया जा रहा है और एक बार बंध जाने पर (once bound), कार्बन नए पौधे के जीवन की पीढ़ी (generation of new plant life) में उपयोग के लिए अनुपलब्ध (unavailable for use) हो जाता है।
इसलिए (Therefore), उच्च जीवों के अस्तित्व (survival of the higher organisms) के लिए कार्बोनेसियस सामग्री (carbonaceous materials) को विघटित (decomposed) किया जाना और वायुमंडल (atmosphere) में वापस किया जाना (returned) आवश्यक (essential) है।

मिट्टी में पौधों और जानवरों के अवशेषों का अपघटन (decomposition of plant and animal remains in soil) एक बुनियादी जैविक प्रक्रिया (basic biological process) का गठन (constituents) करता है जिसमें कार्बन (C) $\text{CO}_2$ के रूप में वायुमंडल (atmosphere) में पुन: परिचालित (recirculated) होता है, नाइट्रोजन (N) $\text{NH}_4$ और $\text{NO}_3$ के रूप में उपलब्ध (made available) कराया जाता है और $P$, $S$, $Fe$, $Mn$, $Cu$ और $Zn$ आदि जैसे अन्य संबंधित पोषक तत्व (other associated nutrient elements) पौधे के उपलब्ध रूपों (plant available forms) में दिखाई देते हैं।
इस प्रक्रिया (process) में, पोषक तत्वों (nutrient elements) का एक हिस्सा सूक्ष्म जीवों (micro organisms) द्वारा आत्मसात (assimilated) किया जाता है और माइक्रोबियल ऊतकों (microbial tissues - मिट्टी बायोमास / Soil biomasses) में शामिल (incorporated) किया जाता है।
$C$, $N$, $P$ और $S$ के कार्बनिक रूपों (organic forms) का अकार्बनिक या खनिज रूपों (inorganic or mineral forms) में रूपांतरण (conversion) खनिजकरण (mineralization) कहलाता है और उन तत्वों के अकार्बनिक रूपों (inorganic forms) का उनके कार्बनिक रूपों (organic forms) में रूपांतरण स्थिरीकरण (immobilization) के रूप में जाना जाता है।

कार्बन चक्र (carbon cycle) $\text{CO}_2$ और इसके निर्धारण और पुनर्जनन (fixation and regeneration) के इर्द-गिर्द घूमता (revolves about) है।
क्लोरोफिल युक्त पौधे (Chlorophyll containing plants) गैस का उपयोग (utilize the gas) अपने एकमात्र कार्बन स्रोत (sole carbon source) के रूप में करते हैं, और इस प्रकार संश्लेषित कार्बोनेसियस पदार्थ (synthesized carbonaceous matter) जानवरों की दुनिया (animal world) को पूर्व-निर्मित कार्बनिक कार्बन (preformed organic carbon) की आपूर्ति (supply) करने का काम करता है।
पौधे या जानवर की मृत्यु (death of the plant or animal) पर, माइक्रोबियल चयापचय (microbial metabolism) चक्रीय अनुक्रम (cyclic sequence) में प्रमुख भूमिका (dominant role) निभाता है।
मृत ऊतक (dead tissues) क्षय (decay) से गुजरते हैं और माइक्रोबियल कोशिकाओं (microbial cells) और बड़ी मात्रा में विषम कार्बोनेसियस यौगिकों (heterogeneous carbonaceous compounds) में परिवर्तित (transformed) हो जाते हैं जिन्हें एक साथ ह्यूमस (humus) या मिट्टी के कार्बनिक अंश (soil organic fraction) के रूप में जाना जाता है।
यह चक्र (cycle) पूरा हो जाता है और ह्यूमस और सड़ने वाले ऊतकों (humus and the rotting tissues) से अंतिम अपघटन और $\text{CO}_2$ के उत्पादन (final decomposition and production of $\text{CO}_2$) के साथ कार्बन उपलब्ध (caron made available) कराया जाता है।

कार्बन चक्र (Carbon Cycle)

सी: एन अनुपात (C: N ratio)

• रोगाणुओं और कार्बनिक अवशेषों में नाइट्रोजन सामग्री (nitrogen content in the microbes and in the organic residues) और कार्बन सामग्री (carbon content) के बीच के अनुपात (ratio) को C:N अनुपात (C:N ratio) कहा जाता है।
• जब मिट्टी में ताजा पौधों के अवशेष (fresh plant residues) जोड़े जाते हैं तो वे कार्बन से भरपूर (rich in carbon) और $N$ में खराब (poor in N) होते हैं।
• इसके परिणामस्वरूप व्यापक C: N अनुपात (wider C: N ratio - 40:1) होता है, मिट्टी में कार्बनिक पदार्थ का अपघटन (decomposition of the organic matter) ह्यूमस (humus) में बदल जाता है जिसके परिणामस्वरूप संकीर्ण C: N अनुपात (narrow C: N ratio - 10:1) होता है।
• जब मिट्टी में उच्च कार्बन वाली सामग्री (materials high in carbon) मिलाई जाती है तो खाद्य सामग्री की प्रचुर आपूर्ति (plentiful supply of food material) के कारण माइक्रोबियल आबादी (microbial population) बढ़ जाती है।
• बहुत अधिक $\text{CO}_2$ (A lot of $\text{CO}_2$) निकलती (released) है।
• इस प्रक्रिया (process) के दौरान सूक्ष्म जीव (micro organisms) अपने शरीर के निर्माण (body build up) के लिए मिट्टी $N$ (soil N) का उपयोग करते हैं और $N$ का एक अस्थायी ब्लॉक (temporary block of N) होता है।
• जब ताजा कार्बनिक अवशेषों का अपघटन (decomposition of fresh organic residues) उस स्तर (stage) तक पहुँच जाता है जहाँ C: N अनुपात 20:1 होता है तो $N$ की उपलब्धता (availability of N) में वृद्धि होती है।
• खेती वाली मिट्टी (cultivated soils) का C: N अनुपात 8:1 से 15:1 तक होता है।
• औसत (Average): 10:1 से 12:1।
• फलियां और खेत की खाद (Legumes and Farm manure): 20:1 - 30:1।
• भूसा (Straw): 100:1।
• लकड़ी का बुरादा (Saw Dust): 400:1।
• सूक्ष्म जीवों में (In micro organisms): 4:1 से 9:1।
• कार्बनिक पदार्थ और $N$ सामग्री (organic matter and N content) के बीच एक संबंध (relationship) मौजूद है। मिट्टी के कार्बन (Soil carbon) का कार्बनिक पदार्थ (organic matter) का एक निश्चित अनुपात (definite proportion) होता है।
• इसलिए (Hence) मिट्टी में C से N अनुपात काफी स्थिर (fairly constant) है।
• आर्द्र क्षेत्रों (humid regions) की तुलना में शुष्क क्षेत्रों (arid regions) की मिट्टी में C: N अनुपात कम (lower) होता है।
• उपमृदाओं (subsoils) में C: N अनुपात छोटा (smaller) होता है।

यह कार्बनिक पदार्थ (organic matter) और मिट्टी की नाइट्रोजन सामग्री (nitrogen contents of soils) के बीच घनिष्ठ संबंध (intimate relationship) है। किसी मिट्टी या कार्बनिक पदार्थ (soil or organic material) में कार्बनिक कार्बन के वजन (weight of organic carbon) और कुल नाइट्रोजन के वजन (weight of total nitrogen) के अनुपात (ration) को C: N अनुपात के रूप में जाना जाता है।
उपयुक्त मिट्टी प्रबंधन प्रथाओं (appropriate soil management practices) को विकसित (developing) करने में उपलब्ध नाइट्रोजन (available nitrogen), कुल कार्बनिक पदार्थ (total organic matter) और कार्बनिक पदार्थों के अपघटन की दर (rate of organic materials decomposition) को नियंत्रित (controlling) करने में C: N अनुपात के महत्व (importance) को मान्यता दी गई है।

मिट्टी में अनुपात (Ratio in soils):

मिट्टी का C: N अनुपात इसके विशिष्ट संतुलन मूल्यों (characteristics equilibrium values) में से एक है, ह्यूमस (humus) का आंकड़ा लगभग 10:1 है हालांकि (although) 5:1 से 15:1 तक के मूल्य (values) आम तौर पर अधिकांश कृषि योग्य मिट्टी (most arable soils) में पाए जाते हैं।
महत्वपूर्ण अनुपात (critical ratio - 10:1) गतिशील संतुलन (dynamic equilibrium) का प्रतिबिंब (reflection) है जो माइक्रोबियल आबादी (microbial population) की प्रमुख उपस्थिति (dominating presence) के परिणामस्वरूप होता है, अनुपात माइक्रोबियल कोशिकाओं की औसत रासायनिक संरचना (average chemical composition of microbial cells) के समान (similar) होता है।
एक नियम के रूप में (As a rule) माइक्रोबियल प्रोटोप्लाज्म (microbial protoplasm) में नाइट्रोजन के 1 भाग में कार्बन के 5 से 15 भाग (5 to 15 parts of carbon to 1 part of nitrogen) होते हैं, लेकिन 10:1 प्रमुख एरोबिक अंशों (predominant aerobic fractions) के लिए एक उचित औसत (reasonable average) है जो आगे के अपघटन (further decomposition) के लिए प्रतिरोधी (resistant) हैं जो ह्यूमस (humus) के C: N संतुलन मूल्य (equilibrium value) को संशोधित (modify) कर सकते हैं।
मिट्टी का ऐसा C: N अनुपात जलवायु (climates) यानी वर्षा, तापमान आदि (rainfall, temperature etc.) के साथ भिन्न (vary) हो सकता है। C: N अनुपात आम तौर पर ठंडी (cooler) परिस्थितियों (आर्द्र मिट्टी / humid soil conditions) की तुलना में गर्म (warmer) (शुष्क मिट्टी / arid soil conditions) क्षेत्रों में कम (lower) होता है, दोनों मिट्टी की परिस्थितियों में समान वर्षा (same rainfall) होने के बावजूद (inspite of)।
सतह की मिट्टी (surface soil) की तुलना में उप मिट्टी (sub soils) के लिए अनुपात भी संकीर्ण (narrower) होता है।

पौधों और रोगाणुओं में अनुपात (Ratio in plants and microbes):

पौधों की सामग्री (plant material) में कार्बन और नाइट्रोजन (C:N) अनुपात परिवर्तनशील (variable) होता है और फलियों और खेत की खाद (legumes and farm yard manure) में 20:1 से 30:1 तक होता है और कुछ पुआल के अवशेषों (straw residues) में 100:1 तक होता है।
दूसरी ओर (On the other hand) सूक्ष्म जीवों (micro organisms) के शरीर का C: N अनुपात न केवल अधिक स्थिर (more constant) है बल्कि बहुत संकीर्ण (much narrower) 4:1 और 9:1 के बीच है। जीवाणु ऊतक (Bacterial tissue) सामान्य तौर पर कवक (fungi) की तुलना में प्रोटीन में कुछ हद तक समृद्ध (somewhat richer in protein) होते हैं और इसके परिणामस्वरूप C: N अनुपात संकीर्ण (narrow C: N ratio) होता है।
इसलिए (Therefore), यह आमतौर पर पाया जाता है कि मिट्टी में लगाए गए अधिकांश ताजा कार्बनिक पदार्थों (most of the applied fresh organic materials) में कुल नाइट्रोजन की अपेक्षाकृत बहुत कम मात्रा (relatively very small amounts of total nitrogen) के साथ कार्बन की बड़ी मात्रा (large amounts of carbon) होती है। नतीजतन (As a result), मिट्टी के लिए C: N अनुपात का मूल्य उच्च पौधों और रोगाणुओं (higher plants and the microbes) के बीच होता है।

C: N अनुपात के निहितार्थ (Implications of the C: N ratio):

मिट्टी के कार्बनिक पदार्थों (soil organic matter) में C: N अनुपात दो प्रमुख कारणों (two major reasons) से महत्वपूर्ण है:
उपलब्ध नाइट्रोजन के लिए कड़ी प्रतिस्पर्धा (keen competition for available nitrogen) तब होती है जब उच्च C: N अनुपात (high C: N ratio) वाले कार्बनिक अवशेषों को मिट्टी में जोड़ा (added) जाता है और क्योंकि यह C: N (10:1) मिट्टी में अपेक्षाकृत स्थिर (relatively constant) होता है, कार्बन का रखरखाव (maintenance of carbon) और इसलिए मिट्टी का कार्बनिक पदार्थ (soil organic matter) मिट्टी के नाइट्रोजन के स्तर (level of soil nitrogen) पर काफी हद तक निर्भर (dependent to no small degree) है।
इसलिए C: N अनुपात का स्पष्ट रूप से मिट्टी के साथ-साथ पौधों में नाइट्रोजन की उपलब्धता (availability of nitrogen in soils as well as in plants) पर व्यावहारिक प्रभाव (practical implications) पड़ता है।
उदाहरण के लिए (As for example), विस्तृत C: N अनुपात (50:1) वाले बड़ी मात्रा में ताजे कार्बनिक पदार्थों (fresh organic materials) को अपघटन के लिए अनुकूल मिट्टी की स्थिति (favourable soil conditions for decomposition) के तहत मिट्टी में शामिल (incorporated) किया जाता है। एक तेजी से बदलाव (rapid change) पाया जाएगा। विषमपोषी सूक्ष्म जीव (heterotrophic micro organisms) - बैक्टीरिया, कवक और एक्टिनोमाइसेट्स (bacteria, fungi and actinomycetes) सक्रिय (active) हो जाते हैं और बड़ी मात्रा में $\text{CO}_2$ (large amounts of $\text{CO}_2$) के उत्पादन के साथ अपनी आबादी बढ़ाते हैं।
इन परिस्थितियों (conditions) में, सूक्ष्म जीवों (micro organisms) की तत्काल जरूरतों (urgent needs) के कारण नाइट्रेट नाइट्रोजन (nitrate nitrogen - $\text{NO}_3\text{-N}$) मिट्टी से गायब (disappears) हो जाता है, और समय के लिए, पौधों को थोड़ा या कोई नाइट्रोजन उपलब्ध नहीं (little or no nitrogen is available) होता है। जैसे-जैसे अपघटन (decomposition) आगे बढ़ता है, कार्बन के नुकसान (loss of carbon) और नाइट्रोजन के संरक्षण (conservation of nitrogen) के साथ कार्बनिक पदार्थों पर C: N अनुपात कम (decreases) हो जाता है।

C: N अनुपात के स्थिर मूल्य पर स्थिर होने के कारण (Reasons for the stabilization of C: N ration to a constant value)

जैसे-जैसे क्षय प्रक्रिया (decay process) आगे बढ़ती है, कार्बन और नाइट्रोजन दोनों क्रमशः $\text{CO}_2$ और नाइट्रेट के रूप में नुकसान (loss as $\text{CO}_2$ and nitrates respectively) के अधीन (subject) होते हैं। यह केवल समय का सवाल (question of time) है जब तक कि मिट्टी से उनके गायब होने की प्रतिशत दर (percentage rate of disappearance) कमोबेश समान (more or less the same) न हो जाए, यानी कुल कार्बन का प्रतिशत (percentage of the total carbon) नष्ट हो रहा है। इस बिंदु पर (At this point) C: N अनुपात कमोबेश स्थिर (more or less constant) 10:1 से 12:1 हो जाता है जो हमेशा माइक्रोबियल ऊतक (microbial tissue) के अनुपात से कुछ अधिक (somewhat greater) होता है।

C: N अनुपात और कार्बनिक पदार्थ का स्तर (C: N ratio and the level of organic matter)

चूंकि कार्बन और नाइट्रोजन (carbon and nitrogen) लगभग एक निश्चित अनुपात (definite ratio) में कम हो जाते हैं, इसलिए मिट्टी के नाइट्रोजन की मात्रा (amount of soil nitrogen) काफी हद तक उस कार्बनिक कार्बन की मात्रा (amount of organic carbon) को निर्धारित (determines) करती है जब स्थिरीकरण (stabilization) होता है।
इस प्रकार (Thus), मूल कार्बनिक पदार्थ (original organic material) में जितनी अधिक मात्रा में नाइट्रोजन (nitrogen) मौजूद होगा, व्यवस्थित रूप से बंधे कार्बन (organically bound carbon) के संचय की संभावना (possibility of an accumulation) उतनी ही अधिक होगी।
चूंकि कार्बनिक कार्बन (organic carbon) और मिट्टी के ह्यूमस (soil humus) के बीच एक निश्चित अनुपात (definite ratio - 1:17) मौजूद है, इसलिए किसी भी मिट्टी में बनाए रखे जाने वाले कार्बनिक पदार्थों की मात्रा (amount of organic matter) काफी हद तक मौजूद कार्बनिक नाइट्रोजन (organic nitrogen) की मात्रा पर सशर्त (conditional) है। इस प्रकार नाइट्रोजन और कार्बनिक पदार्थों के बीच का अनुपात (ratio between nitrogen and organic matter) स्थिर (constant) होता है (अधिकांश मिट्टी के लिए कार्बनिक पदार्थ: नाइट्रोजन, 20:1 / organic matter: nitrogen, 20: 1 for most soils)।

मृदा जीव विज्ञान (Soil biology)

मृदा जीव विज्ञान (Soil biology) मिट्टी में माइक्रोबियल और जीव गतिविधि और पारिस्थितिकी (microbial and faunal activity and ecology in soil) का अध्ययन (study) है। इन जीवों में केंचुए, नेमाटोड, प्रोटोजोआ, कवक और बैक्टीरिया (earthworms, nematodes, protozoa, fungi and bacteria) शामिल हैं। मृदा जीव विज्ञान (Soil biology) कई मिट्टी की विशेषताओं (soil characteristics) को निर्धारित (determining) करने में महत्वपूर्ण भूमिका (vital role) निभाता है, फिर भी (yet), एक अपेक्षाकृत नया विज्ञान (relatively new science) होने के नाते, मिट्टी के जीव विज्ञान और मिट्टी की प्रकृति (nature of soil) कैसे प्रभावित होती है, इसके बारे में बहुत कुछ अज्ञात (unknown) है।

क्षेत्र (Scope)

• जैविक प्रक्रियाओं और जनसंख्या की गतिशीलता का मॉडलिंग (Modelling of biological processes and population dynamics)।
• मृदा जीव विज्ञान, भौतिकी और रसायन विज्ञान (Soil biology, physics and chemistry): जैविक प्रक्रियाओं और जनसंख्या व्यवहार (biological processes and population behavior) पर भौतिक रासायनिक मापदंडों और सतह गुणों (physiochemical parameters and surface properties) की घटना।
• जनसंख्या जीव विज्ञान और आणविक पारिस्थितिकी (Population biology and molecular ecology): माइक्रोबियल और जीव आबादी (microbial and faunal populations), विविधता और जनसंख्या की गतिशीलता (diversity and population dynamics), आनुवंशिकी स्थानान्तरण (genetics transfers), पर्यावरणीय कारकों का प्रभाव (influence of environmental factors) का अध्ययन करने के लिए पद्धतिगत विकास और योगदान (methodological development and contribution)।
• सामुदायिक पारिस्थितिकी और कार्यप्रणाली (Community ecology and functioning processes): जीवों और खनिज या कार्बनिक यौगिकों (organisms and mineral or organic compounds) के बीच बातचीत (interactions); मिट्टी के रोगजनकता (soil pathogenecity) में ऐसे इंटरैक्शन (interactions) की भागीदारी; खनिज और कार्बनिक यौगिकों का परिवर्तन (transformation of mineral and organic compounds), तत्वों का चक्रण (cycling of elements); मिट्टी की संरचना (soil structuration)।

पूरक अनुशासनात्मक दृष्टिकोण (Complementary disciplinary approaches) आवश्यक रूप से (necessarily) उपयोग किए जाते हैं जिनमें आणविक जीव विज्ञान (molecular biology), आनुवंशिकी (genetics), इकोफिजियोलॉजी (ecophysiology), बायोग्राफी (biogeography), पारिस्थितिकी (ecology), मिट्टी की प्रक्रियाएं (soil processes), कार्बनिक पदार्थ (organic matter), पोषक तत्व की गतिशीलता (nutrient dynamics) और परिदृश्य पारिस्थितिकी (landscape ecology) शामिल हैं।

बायोमास (Biomass)

बायोमास (Biomass), एक नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत (renewable energy source) के रूप में, जीवित और हाल ही में मृत जैविक सामग्री (living and recently dead biological material) को संदर्भित (refers) करता है जिसका उपयोग ईंधन (fuel) या औद्योगिक उत्पादन (industrial production) के लिए किया जा सकता है।
इस संदर्भ (context) में, बायोमास (biomass) बिजली पैदा करने (generate electricity) या उत्पादन (produce) करने के लिए उगाई जाने वाली पौधों की सामग्री (plant matter) को संदर्भित करता है। उदाहरण के लिए (For example), कचरा (trash) जैसे मृत पेड़ और शाखाएं (dead trees and branches), यार्ड की कतरन और लकड़ी के चिप्स (yard clippings and wood chips) जैव ईंधन (biofuel) हैं, और इसमें फाइबर, रसायन या गर्मी (fibers, chemicals or heat) के उत्पादन के लिए उपयोग किए जाने वाले पौधे या पशु पदार्थ (plant or animal matter) भी शामिल हैं।
बायोमास (Biomass) में बायोडिग्रेडेबल अपशिष्ट (biodegradable wastes) भी शामिल हो सकते हैं जिन्हें ईंधन के रूप में जलाया जा सकता है (burnt as fuel)। इसमें कार्बनिक पदार्थ (organic material) शामिल नहीं (excludes) है जिसे भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं (geological processes) द्वारा कोयले या पेट्रोलियम (coal or petroleum) जैसे पदार्थों में बदल (transformed) दिया गया है।

औद्योगिक बायोमास (Industrial biomass) कई प्रकार के पौधों (numerous types of plants) से उगाया जा सकता है, जिसमें मिसकैंथस (miscanthus), स्विचग्रास (switchgrass), गांजा (hemp), मक्का (corn), चिनार (poplar), विलो (willow), शर्बत (sorghum), गन्ना (sugarcane), और नीलगिरी से लेकर तेल ताड़ (eucalyptus to oil palm) तक विभिन्न प्रकार की पेड़ों की प्रजातियां (variety of tree species) शामिल हैं।
उपयोग किया जाने वाला विशेष पौधा (particular plant used) आमतौर पर अंतिम उत्पादों (end products) के लिए महत्वपूर्ण नहीं (not important) है, लेकिन यह कच्चे माल के प्रसंस्करण (processing of the raw material) को प्रभावित (affect) करता है। बायोमास का उत्पादन (Production of biomass) एक बढ़ता हुआ उद्योग (growing industry) है क्योंकि टिकाऊ ईंधन स्रोतों (sustainable fuel sources) में रुचि बढ़ रही है।

यद्यपि जीवाश्म ईंधन (fossil fuels) की उत्पत्ति प्राचीन बायोमास (ancient biomass) में हुई है, उन्हें आम तौर पर स्वीकृत परिभाषा (generally accepted definition) द्वारा बायोमास नहीं माना जाता है क्योंकि उनमें कार्बन (carbon) होता है जो बहुत लंबे समय (very long time) से कार्बन चक्र (carbon cycle) से "बाहर" ("out") है। इसलिए (Therefore) उनका दहन (combustion) वायुमंडल (atmosphere) में कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री (carbon dioxide content) को परेशान (disturbs) करता है।
बायोमास से प्लास्टिक (Plastics from biomass), जैसे कि हाल ही में समुद्री जल (seawater) में घुलने के लिए विकसित कुछ, उसी तरह (same way) बनाए जाते हैं जैसे पेट्रोलियम-आधारित प्लास्टिक (petroleum-based plastics)। ये प्लास्टिक वास्तव में निर्माण के लिए सस्ते (cheaper to manufacture) होते हैं और अधिकांश प्रदर्शन मानकों (most performance standards) को पूरा करते हैं या उससे अधिक (meet or exceed) होते हैं, लेकिन उनमें पारंपरिक प्लास्टिक (conventional plastics) की तरह जल प्रतिरोध (water resistance) या दीर्घायु (longevity) की कमी (lack) होती है।

मृदा जीव - उनकी लाभकारी और हानिकारक भूमिकाएं (Soil organisms – Their beneficial and harmful roles)

मिट्टी के जीवों की भूमिका (Role of soil organisms) हैं:

• पौधों द्वारा मिट्टी के $N$ का उपयोग (Soil N utilization by plants)
• मृत कार्बनिक पदार्थों का अपघटन (Dead organic matters decomposed)
• पोषक तत्व परिवर्तन (Nutrient transformation)
• मिट्टी के भौतिक और रासायनिक गुण (Physical and chemical properties of soil)
• $\text{CO}_2$ सामग्री (The $\text{CO}_2$ content)
• मृदा निर्माण (Soil formation)

मृदा जीव (Soil organisms) मिट्टी की गुणवत्ता के लगभग हर पहलू (nearly every aspect of soil quality) में शामिल हैं।

सूक्ष्म जीवों (Micro organisms) को आणविक ऑक्सीजन (molecular oxygen) की उपस्थिति (presence) या अनुपस्थिति (absence) में बढ़ने की उनकी क्षमता के आधार पर एरोब (aerobes) और अवायवीय (anaerobes) के रूप में भी वर्गीकृत किया जाता है।

तापमान के आधार पर (Based on temperature):

• साइक्रोफाइल्स (Psychrophiles)
• मेसोफाइल्स (Mesophiles)
• थर्मोफाइल्स (Thermophiles)

सूक्ष्म जीवों (Micro organisms) को शरीर विज्ञान (morphology), आकार (shape), आकार (size), और उनके द्वारा किए जाने वाले जैव रासायनिक परिवर्तनों (biochemical transformations they carryout) के आधार पर भी वर्गीकृत किया जाता है।
मृदा जीवों (Soil organism) को मोटे तौर पर (broadly) मिट्टी के वनस्पति (soil flora) और मिट्टी के जीव (soil fauna) के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।
इन्हें फिर से माइक्रो (micro) और मैक्रो (macro) में विभाजित (subdivided) किया जा सकता है।
माइक्रो फ्लोरा (Micro flora) को फिर से बैक्टीरिया (Bacteria), एक्टिनोमाइसेट्स (actinomycetes), कवक (fungi) और शैवाल (Algae) में वर्गीकृत किया जाता है।

बैक्टीरिया (Bacteria):

• एकल कोशिका (Single celled)।
• कोशिकाएं (cells) रॉड के आकार (rod shaped) या गोलाकार (spherical) हो सकती हैं।
• रॉड्स (rods) लगभग $1\,\mu\text{m}$ चौड़े और $3\,\mu\text{m}$ तक लंबे और लगभग $2\,\mu\text{m}$ व्यास (diameter) के हो सकते हैं।
• बैक्टीरिया (Bacteria) मिट्टी में सूक्ष्म जीव का सबसे प्रचुर समूह (most abundant group of micro organism) है।
• मिट्टी में उनकी आबादी (population) एक समान नहीं (not uniform) है।

बैक्टीरिया का वर्गीकरण (Classification of bacteria):

$O_2$ की आवश्यकता के आधार पर (Based on $O_2$ requirement):

• एरोबिक (Aerobic) और अवायवीय (anaerobic)
• फैकल्टेटिव (Facultative)

तापमान के आधार पर (Based on temperature):

• साइक्रोफाइल्स (Psychrophiles)
• मेसोफाइल्स (Mesophiles)
• थर्मोफाइल (Theromophile)

उनके भोजन तैयार करने के आधार पर (Based on their food preparation):

• ऑटोट्रॉफ (Autotroph)
• हेटेरोट्रॉफ़ (Heterotroph)
• केमोऑटोट्रॉफ़ (Chemoautotroph)
• ऑब्लिगेट केमोऑटोट्रॉफ़्स (Obligate chemoautotrophs): विशिष्ट सबस्ट्रेट्स को प्राथमिकता देते हैं (Prefer specific substrates)
  • नाइट्रोबैक्टर (Nitrobacter) - सब्सट्रेट के रूप में नाइट्राइट (Nitrite as substrate)
  • नाइट्रोसोमोनस (Nitrosomonas) - सब्सट्रेट के रूप में अमोनिया (Ammonia as substrate)
  • थियोबैसिलस (Thiobacillus) - सल्फर यौगिकों (sulphur compounds) को $\text{SO}_4$ में परिवर्तित करता है
  • फेरोबैसिलस (Ferrobacillus) - फेरस (ferrous) को फेरिक (ferric) में परिवर्तित करता है

सहजीवी संबंध के आधार पर (Based on symbiotic relationship):

• सहजीवी $N$ फिक्सर (Symbiotic N fixers): मेजबान पौधे (host plant) के साथ जुड़े। मेजबान (host) और बैक्टीरिया (bacteria) दोनों को लाभ (benefit) मिलता है। वायुमंडलीय $N$ (atmospheric N) को ठीक करें (Fix)।
• गैर सहजीवी $N$ फिक्सर (Non symbiotic N fixers): पौधे के सहयोग (association) के बिना मौजूद बैक्टीरिया। लेकिन वायुमंडलीय $N$ (atmospheric N) को ठीक (fix) करें।
• सहजीवी (Symbiotic), गैर सहजीवी (non symbiotic) और सेल्युलोज डिकम्पोजर (cellulose decomposers) हेटरोट्रॉफ़्स (Heterotrophs) के अंतर्गत आते हैं।
• नाइट्रिफ़ायर (Nitrifiers), डेनिट्रिफ़ायर (denitrifiers), नाइट्रेट बनाने वाले (Nitrate formers) और सल्फर ऑक्सीडाइज़र (sulphur oxidizers) ऑटोट्रॉफ़ (autotrophs) हैं।

बैक्टीरिया की भूमिका (Role of Bacteria):

• बैक्टीरिया कार्बनिक पदार्थों के अपघटन (decomposition of organic matter) और ह्यूमस के संश्लेषण (synthesis of humus) को अंजाम (carryout) देते हैं।
• एंजाइमैटिक ट्रांसफॉर्मेशन (Enzymatic transformations) बैक्टीरिया द्वारा किए जाते हैं।
• बैक्टीरिया कई रासायनिक प्रतिक्रियाओं (chemical reactions) जैसे $N$ निर्धारण (N fixation), सल्फर ऑक्सीकरण (sulphur oxidation), नाइट्रिफिकेशन (nitrification) आदि को ऑक्सीकरण (oxidize) या कम (reduce) करते हैं।

बैक्टीरिया के विकास को प्रभावित करने वाली स्थितियां (Conditions affecting the growth of bacteria):

• ऑक्सीजन (Oxygen)
• नमी (Moisture)
• तापमान (Temperature)
• कार्बनिक पदार्थ (Organic matter)
• विनिमेय $Ca$ और pH (Exch. Ca and pH)
• उच्च $Ca$ सांद्रता (High Ca concentration) और pH 6.0-8.0 इष्टतम (optimum)। कुछ बैक्टीरिया pH < 3.0 पर कार्य (function) करते हैं।
• विनिमेय $Ca$ (Exchangeable Ca) pH से अधिक महत्वपूर्ण (more important) है। बैक्टीरियल आबादी (bacterial population) $10^8 - 10^9/\text{gram}$ हो सकती है।
• बायोमास (biomass) $450 - 4500\text{ kg/ha}$ तक भिन्न हो सकता है।

एक्टिनोमाइसेट्स (Actinomycetes):

• बैक्टीरिया की तरह एककोशिकीय (Unicellular like bacteria)। बैक्टीरिया के समान आकार (same size) है।
• फिलामेंटस (Filamentous) और प्रचुर मात्रा में शाखित (profusely branched)।
• माइसीलियल धागे (Mycelial threads) कवक (fungi) से छोटे होते हैं।
• बैक्टीरिया की तरह कोई परमाणु झिल्ली नहीं (No nuclear membrane)।
• फिलामेंटस (filamentous) के रूप में भी जाना जाता है।
• अम्लीय मिट्टी के प्रति संवेदनशील (Sensitive to acid soils)।
• एक्टिनोमाइसेट्स के कारण होने वाली बीमारी आलू की पपड़ी (Potato scab) को सल्फर लगाकर मिट्टी के pH को कम (lowering the soil pH) करके नियंत्रित (controlled) किया जा सकता है।
• हेटेरोट्रॉफिक (Heterotrophic), इष्टतम तापमान (optimum temperature) $25-30^\circ\text{C}$, pH 6.5 - 8.0।
• कार्बनिक पदार्थों के अपघटन (organic matter decomposition) के लिए एक्टिनोमाइसेट्स महत्वपूर्ण हैं।
• काइटिन (Chitin) और फॉस्फोलिपिड्स (phospholipids) सरल यौगिकों (simple compounds) में कम हो जाते हैं।
• वर्ष के कुछ निश्चित समय पर ताजी जुती हुई भूमि की सुगंध (aroma of freshly ploughed land) संभवतः (probably) एक्टिनोमाइसेट्स (actinomycetes) के साथ-साथ कुछ मोल्ड्स (certain molds) के कारण होती है।
• मिट्टी में एक्टिनोमाइसेट आबादी (Actinomycete population) बैक्टीरिया को छोड़कर अन्य सभी जीवों (all other organisms except bacteria) से अधिक (exceed) है।
• मिट्टी की गहराई (soil depth) के साथ उनका अनुपात बढ़ता (proportion increases) है। उनकी आबादी और बायोमास (population and biomass) बैक्टीरिया के लगभग बराबर (almost equal) हैं।

कवक (Fungi):

• मृदा कवक (Soil fungi) परजीवी (parasitic) या मृतोपजीवी (saprophytic) हो सकते हैं।
• उनके पास अलग-अलग हाइप (individual hyphae) से बना फिलामेंटस माइसेलियम (filamentous mycelium) होता है जो व्यास में $5-20\,\mu\text{m}$ और लंबाई में कई सेंटीमीटर (several centimeters) होते हैं।
• अधिकांश कवक हेटेरोट्रॉफिक (heterotrophic) होते हैं और इसलिए वे मिट्टी के कार्बनिक पदार्थ (organic matter content) पर निर्भर (depend) करते हैं।
• वे अम्लीय मिट्टी में प्रमुख (dominant in acid soils) हैं, कुछ 9.0 तक pH सहन (tolerate) कर सकते हैं।
• कवक कड़ाई से एरोबिक (strictly aerobic) हैं।
• कवक को फाइकोमाइसेट्स (phycomycetes), एस्कोमाइसेट्स (Ascomycetes), बेसिडिओमाइसेट्स (Basidiomycetes) और कवक अपूर्णता (fungi imperfecti) में वर्गीकृत किया जाता है।

कवक को मोल्ड्स (molds) के रूप में भी वर्गीकृत किया जा सकता है: मोल्ड्स, खमीर, मशरूम (Molds, Yeast, Mushrooms)

• मोल्ड्स (Molds): मोल्ड्स फिलामेंटस सूक्ष्म मोल्ड्स (filamentous microscopic molds) हैं जो सभी प्रकार की मिट्टी में (in all types of soils) सख्ती से विकसित (develop vigorously) होते हैं।
  • अम्लीय वन भूमि (acid forest soils) में - कार्बनिक पदार्थों का अपघटन (decomposing organic matter)।
  • सामान्य जेनेरा (common genera) - म्यूकर (mucor), फुसैरियम (Fusarium) और एस्परगिलस (Aspergillus)।
  • उनकी औसत आबादी (average population) - $10-200\text{ billion/m}^2$।
  • ह्यूमस निर्माण (humus formation) और समग्र स्थिरीकरण (aggregate stabilization) में बैक्टीरिया की तुलना में मोल्ड्स अधिक महत्वपूर्ण (more important than bacteria) हैं।
  • वे बैक्टीरिया और एक्टिनोमाइसेट्स (bacteria and actinomycetes) के काम बंद करने के बाद जटिल कार्बनिक पदार्थों को विघटित (decompose complex organic substances) करना जारी रखते हैं।
• खमीर (Yeast):
  • खमीर (Yeast) कवक का एक समूह (group of fungi) है जो एककोशिकीय जीव (unicellular organism) के रूप में मौजूद (exist) है।
  • विखंडन या नवोदित (fission or budding) द्वारा प्रजनन (Reproduce) करते हैं।
  • भोजन के पूरक (food supplement) के रूप में और मादक पेय (alcoholic beverages) के उत्पादन के लिए भी उपयोग किया जाता है।
  • मिट्टी में खमीर आम नहीं (not common) है।
  • वे पौधों की कई बीमारियाँ (several plant diseases) पैदा करते हैं।
• मशरूम (Mushroom):
  • मशरूम (Mushrooms) जंगलों और घास के मैदानों (forests and grasslands) में मौजूद होते हैं जहां प्रचुर मात्रा में नमी और जैविक अवशेष (ample moisture and organic residues) होते हैं।
  • कुछ मशरूम खाने योग्य (edible) होते हैं।
  • मशरूम भी खेती वाली मिट्टी में आम नहीं (not common in cultivated soils) हैं।
  • उनका फलने वाला शरीर (fruiting body) जमीन के ऊपर (above the ground) होता है।

[IMG_29]

शैवाल (Algae):

• शैवाल (Algae) $1-10\,\mu\text{m}$ व्यास (diameter) में फिलामेंटस (filamentous) होते हैं। मिट्टी में आबादी $1-10\text{ billion/m}^2$ के आसपास (around) होती है।
• मिट्टी में उनका द्रव्यमान (mass in soil) प्रति फरो स्लाइस $50-600\text{ kg/ha}$ हो सकता है।
• शैवाल फोटो ऑटोट्रॉफ़ (photo autotrophs) हैं।
• उन्हें 4 सामान्य समूहों (4 general groups) में बांटा गया है। नीला हरा (Blue green), हरा (Green), पीला हरा (yellow green) और डायटम (diatoms)।
• चावल की मिट्टी (rice soils) में नीले हरे शैवाल (Blue green algae) कई (numerous) हैं।
• जलीय फर्न (aquatic Fern) की पत्तियों (leaves) के भीतर बढ़ने वाले नीले हरे शैवाल (Blue green algae)।
• अजोला (Azolla) वायुमंडलीय $N$ (atmospheric N) को भी ठीक (fix) कर सकता है।

[IMG_30]

मृदा जीव (SOIL FAUNA) - मैक्रो जीव (Macro Fauna) - केंचुआ (Earthworm)

• केंचुओं (earthworms) की लगभग 1800 प्रजातियाँ (species) ज्ञात (known) हैं।
• जीनस फेरेटिमा (genus pheretima) में 293 प्रजातियां (species) हैं। भारत में पाए जाने वाले (found in India) सामान्य केंचुए (common earthworms) फेरेटिमा पोस्टुमा (pheretima posthuma), पी. एलोंगेटर (P.elongater), लैम्पिटा मौट्रिटी (Lampita mautritii) आदि हैं।
• उनकी आबादी (population) 1,25,000 से 10,00,000 / हेक्टेयर तक भिन्न (vary) हो सकती है।
• मानसून के मौसम (monsoon season) में वे सक्रिय (active) रहते हैं। कीड़े (worms) अपने भोजन के रूप में कार्बनिक पदार्थों (organic matter as their food) को पसंद करते हैं।
• वे पृथ्वी में मिश्रित छोटे जानवरों और बैक्टीरिया के लार्वा (larvae of small animals and bacteria mixed with earth) का भी सेवन (consume) करते हैं।
• वे बड़ी मात्रा में मिट्टी को निगलते (ingest soil in large quantities) हैं जो आहार नाल (alimentary canal) से होकर गुजरती है जिसमें कई ग्राइंडर गिजार्ड (grinder gizzard) होते हैं।
• अंतर्ग्रहित मिट्टी और कार्बनिक पदार्थ (ingested soil and organic matter) कास्टिंग के रूप में (in the form of castings) निकाले जाते हैं।
• वे करोड़ों (crores) बिल (burrows) बनाते हैं जो मिट्टी को झरझरा (porous) बनाते हैं।
• केंचुए (Earth worms) गर्म ($21^\circ\text{C}$), अच्छी वातित मिट्टी (well aerated soils) पसंद करते हैं। कास्ट (casts) में C:N अनुपात कम (low C:N ratio) होता है।
• मिट्टी में छोड़े गए बिल (burrows) वातन और जल निकासी (aeration and drainage) बढ़ाते हैं। वे मिट्टी के समुच्चय (soil aggregates) का आकार और स्थिरता (size and stability) बढ़ाते हैं।
• मिट्टी में केंचुए की आबादी और गतिविधि (earth worm population and activity) को प्रभावित करने वाले कारक (factors) जैविक पदार्थ की उपलब्धता (availability of organic matter), मिट्टी का pH, तापमान और मिट्टी की नमी (soil pH, temperature and soil moisture) हैं।
• केंचुए का बायोमास या जीवित वजन (biomass or live weight) $110-1100\text{ kg/ha}$ तक हो सकता है।

[IMG_31]
[IMG_32]

चींटियां (Ants):

• उनका स्थानीय प्रभाव (local effects) होता है। कुछ में लकड़ी की सामग्री को तोड़ने की क्षमता (ability to break down woody materials) होती है।
• कुछ चींटियां टीले (mounds) बनाती हैं और कुछ में जमीन के नीचे घोंसले (under ground nests) होते हैं।
• इनके कारण मिट्टी का काफी टर्न ओवर (considerable turn over of the soil) होता है।
• चींटियां और दीमक (ants and termites) मिट्टी की संरचना को संशोधित (modify soil structure) कर सकते हैं और मिट्टी को जोत (till the soil) सकते हैं।

नेमाटोड (Nematodes):

• आमतौर पर धागे के कीड़े या ईलवर्म (thread worms or eelworms) कहा जाता है। लगभग सभी मिट्टी (almost all soils) में मौजूद है।
• वे सूक्ष्म (microscopic) हैं अधिकांश नेमाटोड सैप्रोफाइट्स (Saprophytes) हैं।
• वे अन्य नेमाटोड (other nematodes), बैक्टीरिया (bacteria), शैवाल (algae) और प्रोटोजोआ (protozoa) को खा (feed) सकते हैं।
• जीनस हेटेरोडेरा (genus Heterodera) सभी पौधों की जड़ों (roots of all plants) को संक्रमित (infest) कर सकता है।
• भारी संक्रमण (Heavy infestation) सब्जियों की फसलों (vegetable crops) में गंभीर नुकसान (severe damage) पहुंचा सकता है।

प्रोटोजोआ (Protozoa):

• एकल कोशिका वाले (Single celled), बैक्टीरिया से बड़े (larger than bacteria) और अधिक जटिल (more complex) होते हैं।
• मृदा प्रोटोजोआ (Soil protozoa) अमीबा (amoeba), सेलियेट्स (celiates) और फ्लैगेलेट्स (flagellates) हो सकते हैं।
• मिट्टी में 250 से अधिक प्रजातियां (more than 250 species) हैं। मिट्टी में जीवित वजन (Live weight) $15-175\text{ kg/ha}$ तक होता है।
• वे जानवरों और पौधों में कई गंभीर बीमारियों (number of serious diseases in animals and plants) का कारण (cause) बनते हैं।
• वे नम और अच्छी जल निकासी वाली मिट्टी (moist and well drained soils) और सतह पर (on the surface) अच्छी तरह से पनपते (thrive well) हैं।
• जैविक पदार्थों के अपघटन (organic matter decomposition) और पोषक तत्वों की रिहाई (nutrient release) में प्रमुख भूमिका (major role) निभाने के लिए वे मिट्टी में प्रचुर मात्रा में नहीं (not abundant in soils) हैं।

[IMG_33]
[IMG_34]

रोटिफ़र (Rotifers):

• लगभग 100 प्रजातियों (100 species) का अध्ययन किया गया है। वे नम और दलदली भूमि (moist and swampy lands) के तहत पनपते (thrive) हैं।
• गतिविधियां (Activities) पीट बोग्स और खनिज मिट्टी के गीले क्षेत्रों (peat bogs and wet areas of mineral soils) तक सीमित (confined) हैं।

उच्च पौधों की जड़ें (Roots of higher plants):

• चूंकि जड़ें मिट्टी में बढ़ती और मरती (grow and die in the soil) हैं, वे मिट्टी के माइक्रोफ्लोरा और जीव (soil microflora and fauna) के लिए भोजन और ऊर्जा (food and energy) की आपूर्ति करती हैं।
• वे शारीरिक रूप से मिट्टी को संशोधित (physically modify the soil) करते हैं क्योंकि वे दरारों (cracks) से धक्का देते हैं और नए उद्घाटन (new openings) बनाते हैं।
• मिट्टी से नमी को हटाकर (removing moisture) पौधों की जड़ें शारीरिक तनाव (physical stress) पैदा करती हैं जो मिट्टी के एकत्रीकरण (soil aggregation) को उत्तेजित (stimulates) करती है।
• पौधों की जड़ें (Plant roots) कई रसायनों (several chemicals) को बाहर निकालती हैं जो मिट्टी की संरचना को स्थिर (stabilize the soil structure) करते हैं।
• वे क्षय (decay) करते हैं और ह्यूमस के संश्लेषण के लिए सामग्री की आपूर्ति (supply the material for the synthesis of humus) करते हैं।
• जड़ें (Roots) जमीन के ऊपर की फसल (above ground crop) का लगभग 15-40% हिस्सा बनाती हैं।

[IMG_35]

माइकोराइजा (Mycorrhizae):

• कई कवक और उच्च पौधों की जड़ों के बीच सहजीवी संबंध (symbiotic association between numerous fungi and the roots of higher plants) को माइकोराइजा (mycorrhizae) कहा जाता है जिसका अर्थ है फंगस जड़ें (fungus roots)।
• यह सहयोग (association) पौधों को, विशेष रूप से कम उपजाऊ मिट्टी (from low fertile soils) से, कई आवश्यक पोषक तत्वों की उपलब्धता (availability of several essential nutrients) को बढ़ाता (increases) है।
• यह सहयोग (association) कवक (fungi) को भोजन के रूप में (as food) उच्च पौधों (higher plants) से शर्करा और अन्य कार्बनिक एक्सयूडेट्स (sugars and other organic exudates) प्रदान (provides) करता है।
• कवक (fungi) बदले में $P$, $Zn$, $Cu$, $Ca$, $Mg$, $Mn$ और $Fe$ सहित कई आवश्यक पोषक तत्वों की बढ़ी हुई उपलब्धता (enhanced availability of several essential nutrients) प्रदान करता है।
• माइकोराइजल एसोसिएशन (mycorrhizal associations) 2 प्रकार (2 types) के होते हैं। एक्टो माइकोराइजा और एंडो माइकोराइजा (Ecto mycorrhizae and endo mycorrhizae)।
• वेसिकुलर आर्बस्कुलर माइकोराइजा (vesicular arbuscular mycorrhizae - VAM) सबसे महत्वपूर्ण एंडो माइकोराइजा (most important endo mycorrhizae) है।

उच्च पौधों पर मृदा जीवों के हानिकारक प्रभाव (Injurious effects of soil organisms on higher plants)

• कुछ कृंतक और तिल (rodents and moles) फसलों को गंभीर रूप से नुकसान (severely damage crops) पहुंचा सकते हैं।
• कुछ मौसमों में घोंघे और स्लग (Snails and slugs in some climates) खूंखार कीट (dreaded pests) हैं।
• चींटियां (Ants) एफिड्स (aphids) संचारित (transmit) करती हैं जो प्रमुख कीट (major pests) हैं। नेमाटोड (Nematodes) सभी पौधों की जड़ों (roots of all plants) को संक्रमित (infest) करते हैं जो गंभीर मामलों में (in severer cases) फसल की विफलता (crop failure) का परिणाम (result) होते हैं।
• माइक्रोफ्लोरा (Microflora) पौधों पर सबसे विनाशकारी प्रभाव (most devastating effect on plants) डालता है।
• कवक अधिकांश मिट्टी जनित बीमारियों (most soil borne diseases) के लिए जिम्मेदार (responsible) हैं, विल्ट, डंपिंग ऑफ, रूट रोट्स और गोभी की क्लब रूट (wilt, damping off, root rots and club root of cabbage) कवक के कारण (caused by fungi) होते हैं।
• एक्टिनोमाइसेट्स और बैक्टीरिया (Actinomycetes and bacteria) भी कई बीमारियां (several diseases) पैदा करते हैं।
• कुछ बैक्टीरिया (Some bacteria) $\text{NO}_3$ के मौलिक $N$ (elemental N) में डिनाइट्रिफिकेशन (denitrification) में शामिल (involved) होते हैं जो एक नुकसान (loss) है।
• लाभकारी प्रभावों (Beneficial effects) में $N$ निर्धारण ($N$ fixation), पोषक तत्वों की बढ़ी हुई उपलब्धता (increased nutrient availability), मिट्टी के भौतिक गुणों में सुधार (improvement in soil physical properties), $Fe$ और $Mn$ का ऑक्सीकरण और कमी (oxidation and reduction of $Fe$ and $Mn$) शामिल हैं।
• $S$ का ऑक्सीकरण (Oxidation of $S$) अमोनिया का नाइट्रेट रूप में रूपांतरण (Conversion of ammonia to Nitrate form)।