o أما في الحالة الثانية فيكون انحلالهما في الوسط غير الهوائي طيئاً ويتم بوجود نوعين من البكتيريا العصوية الرفيعة ذات الأطراف المنتفخة (بكتيريا عكس التازت) تعمل على اختزال الآزوتات بمساعدة الأكسجين الناتج عن تحلل السليلوز.
ثالثاً: يتم انحلال الدبال بتأثير بكتيريا خاصة في وسط جيد التهوية ومتعادل إلى جزء من الآزوت على حالة نشادر يتأزت بسرعة وينتج عنه ثاني أكسيد الكربون و...الخ تكون فيه نسبة الآزوت إلى غاز الكربون تساوي 1/10-15 وهي أكبر من نسبة الآزوت إلى الكربون في النباتات الخضراء التي تقرب من 1/25-40 . ويتصف هذا الانحلال بأنه سريع في الوسط المتعادل أما في الوسطين الحامضي والقلوي فيكون بطيئاً.
ب‌- انحلال المواد العضوية الآزوتية ويتم حسبما يلي:
أولاً : تكوين النشادري Amonification: إن إضافة الأسمدة الآزوتية والفوسفاتية والبوتاسية للتربة وانحلالها فيها يجعل فائدة النبات منها سريعة بعكس ما هو عليه عند التسميد بالمواد العضوية الناشئة عن متخلفات النبات والحيوان إذ أن هذه تحتاج إلى وقت كافي تتحلل بفعل ( البكتيريا والفطور) ومن ثم انحلالها كي يستفيد منها النبات.
فالآزوت مثلاً الناتج من المواد العضوية يتحلل إلى نشادر بفعل بكتيريا النشدرة والفطر ثم يتحلل النشادر إلى آزوتيت ومن ثم إلى آزوتات قبل أن يستفيد منه النبات (وهذا يحتاج إلى فترة غير قصيرة، إضافة إلى أن بكتيريا النشدرة قد تحتاج إلى مجهود أثناء عملها قد تحصل عليه من أكسدة السكر المضاف إلى التربة، وعملها هذا يكون بطيئاً. أو أنها تحصل على المجهود من الآزوتات الناتجة من تحلل المواد العضوية ويكون عملها سريعاً.
لذا فإن إضافة القش غير المتعفن كمادة كربوايدراتية أو قلب مخلفات المحاصيل في التربة قد يحدث انخفاضاً في كمية المحصول المنزرع فيها مباشرة إذا أن القش والمخلفات هذه تستغرق وقتاً للتحلل وبأثناء وجود البكتيريا فيها قد تأخذ منها حاجتها من الآزوت وتحوله إلى بروتوبلازم جسمها، ولايمكن للنبات أن يستفيد من هذا الآزوت إلا بعد موت هذه البكتيريا وانتشار رفاتها في التربة.
أي أن وجود المواد الآزوتية المعقدة في التربة أو وجود المواد الكربوايدراتية فيها كمصدر للمجهود هو سبب في عرقلة عملية النشدرة وبطء سرعتها وإن عملية النشدرة قد تتم بوجود ميكروباتها التي تعمل على تحلل المواد العضوية وإنتاج النشادر في وسط هوائي، علماً بأن من صفات هذه الميكروبات أنها متجرثمة وهوائية شكلها مختلف منها العصوي القصير (كفلورسنس) ومنها الكروي مثل (الميكروكوكس) الشكل رقم (4) وهما الميكروبان غير المتجرثمان ذوا عمل أكثر نشاطاً في عملية النشدرة ومنها المتجرثم مثل (ستلس وميكويدس) ( والبيوتريفكس) الهوائيان.



ثانياً : تحلل اليوريا يجري كالتالي:
مجهود + (NH2)C2O3 2H2O + (NH2)2CO
حرارة كربونات النشادر ماء يوريا
ويتم هذا بوجود نوع من البكتيريا هو أنزيم البورير أشهرها البوروكوكس، ويوروباسلس، وباسلس باستراي الشكل رقم (5) ويوروسارسينا بالإضافة إلى نوع من البكتيرا Bacillus pasteuri متجرثم ومن أنشط الأنواع المحللة.



ثالثاً: تحلل حامض اليوريك: يقوم بتحليل حامض اليوريك بعض الميكروبات العضوية (فلورسنس) إلى مادة الالنتوين وهو خلاصة الرهل، ثم تحويلها إلى اليوريا ومن ثم تحلل اليوريا إلى نشادر.
رابعاً: تحلل سيناميد الكلس (نوع من السماد): يتحلل هذا النوع من السماد بتأثير الرطوبة إلى سيناميد ثم إلى يوريا وأخيراً إلى نشادر حسب المعادلات التالية:
NC.NCa + 2 H2O NC.NH2 + Ca(HO)2

NC.NH2 + H2O (NH2) CO

(NH2)CO + 3 H2O (NH4)CO2

خامساً: تكوين الآزوتات Nitrification : وتتم من أملاح النشادر على مرحلتين بفعل بكتيريا التأزت.
المرحلة الأولى: إنتاج الآزوتيت من النشادر بتأثير الأكسجين
(NH4)2CO3 + 3 O2 2NHO3 + CO2 + 3 H2O
ماء ثاني أكسيد آزوتيت أكسجين كربونات
الكربون النشادر
المرحلة الثانية: إنتاج الآزوتات من الآزوتيت بتأثير الأكسجين أيضاً حسب المعادلات التالية:
2NHO2 + Ca(HO)2 Ca(NO2)2 + 2 H2O

Ca(NO2)2 + O2 Ca(NO3)2

بحيث تتم المرحلة الأولى بوجود بكتيرا نتروزوموناس ، وتتم المرحلة الثانية بوجود بكتيريا نتروباكتر ، وهما بكتيريا التأزت.
خواص بكتيريا التأزت Proprieties of B.:
تتصف بكتيريا التأزت (النتروزوموناس والنترباكتر) بما يلي:
الأولى: بشكلها العصوي البيضاوي وبحجمه البالغ 1.2- × 0.9 ميكرون أو بشكلها الكروي ذي القطر البالغ 3 ميكرون الشكل رقم (6).


الثانية: بشكلها العصوي الكمثري الدقيق وبحجمه البالغ 0.5× 0.3 ميكرون، هذان النوعان من البكتيريا الهوائية وهما ينموان على درجة 30 م° ويؤمنان حاجتهما من المجهود من الناتج من عمليتي التأزت، كما يستمدان الكربون من ثاني أكسيد الكربون الموجود في الهواء الجوي. يتأثران بوجود النشادر المطلق وليس من أملاح النشادر في التربة.
سير عمليات النشدرة والتأزت Method of Am.& N.: تسير عملية النشدرة ببطء وتسير عملية الآزوتيت بأسرع منها أما عملية الآزوتات فتسير بأسرع من كليهما بكثير.
ونستنتج من ذلك أن بطء تأثير الأسمدة النشادرية (كسلفات الأمونياك) في المحاصيل يعود إلى فترة تحوله إلى آزوت ومن ثم إلى آزوتات وبعدهما إلى امتصاص النبات إلى مادة الآزوت.

وكذلك فإن السماد البلدي بطيء التحلل نظراً لاحتوائه على المواد العضوية الذائبة المتضمنة النشادر الذي يحتاج إلى تحلله إلى آزوتيت ثم إلى آزوتات كي يستطيع النبات الاستفادة منه، وعمليتا التأزت هاتان تتمان تحت تأثير العوامل الملائمة التالية:
‌أ- الرطوبة: يجب أن تتوفر في التربة بنسبة 60-70% .
‌ب- التهوية: أن بكتريا التأزت (النتروزوموناس والنتروباكتر) من البكتيريا الهوائية فلابد من توفير تخلل التربة بالهواء، لذا كانت الحراثة عاملاً رئيسياً في توفر الهواء في التربة.
‌ج- الحرارة: توافق عملية التأزت درجة حرارة تساوي 30 م° وتبطئ هذه العملية بانخفاض هذه الدرجة أو ارتفاعها.
‌د- تأثير البيئة : تتأثر عملية التآزت بالوسط ذي الـPH <8 وتقف عندما PH=4.
‌ه- المواد العضوية: إن وجودها في التربة مع الهواء الذي يتخلل ذرات التربة لايؤثر على عملية التآزت.
‌و- المواد السامة: إن لوجود مواد كلور الصوديوم وكربونات الغنزيوم في التربة تأثير على نشاط عملية التأزت إذ يسبب بطأها ، بعكس الحالة عندما تتوفر الكربوايدرات السهلة الانحلال حيث تسرع في تكاثر البكتريا وتسهل في تناولها مادة الآزوت من المادة العضوية المتحللة وذلك مما يؤدي إلى خفض نسبة الآزوت في التربة وجعل النباتات المزروعة فيها مفتقرة إلى هذه المادة. لذا ينصح بإضافة الأسمدة الأزوتية بكميات كافية..
وفي حالة إضافة السماد البلدي الحديث التخمر للأرض أو قلب مخلفات المحاصيل فيها ومن أجل استفادة النبات منهما لابد من قضاء فترة لبينما يتم التحلل وأثناءها لابد من التعويض على النبات المنزرع بشيء من غذائه بإضافة كمية من السماد الآزوتي.
ونتيجة لتجربة أجريت وجد أن عملية التآزت تقف في التربة عندما تبلغ فيها نسبة الآزوت إلى الكربون 1/13-15 وتستمر عندما ترتفع إلى 1/11-11.6 فبإضافة سماد أزوتي إلى التربة تجعل عملية التأزت نشيطة بالإضافة إلى فائدة النبات التي استفادها من الآزوت المضاف، وبالعكس إذا صغرت النسبة أي عندما تساوي 1/30-40 فتخمد العملية وتقل استفادة النبات.

تستحصل بكتيريا النشدرة على المجهود اللازم لها من أحد مصدرين : من تحلل الآزوت العضوي في التربة أو من الكربوايدرات المضافة إليها وإن استهلاكها للمجهود يكون حافزاً لتكاثرها فإذا استنفذته مثلت النشادر والآزوتات الموجودة في التربة لبناء بروتوبلازم جسمها.. الأمر الذي يسبب الفقدان المؤقت لكمية الآزوت في التربة وذلك بظهور علائم الفقد على المحصول المنزرع حديثاً ومن أجل تلافي هذا النقص من الآزوت لابد من إضافة كمية كافية من الأسمدة الآزوتية للتربة.

يقوم بهذه العملية نوعان من البكتيريا أحدهما العقدية المعروفة في علم الجراثيم بـ Bacteria Radicicoia أو Bacteria Pseudomonus ولدى علماء التربة تعرف بـRyzobium leguminosarium ونوع آخر يعيش في التربة.
يتصف هذان النوعان من البكتيريا بدقتهما وكثرة حركتهما، يعيشان في بيئة هوائية شكلهما غير متجرثم ، يختلفان بحسب البيئة التي يعيشان فيها، يلائمهما الوسط المتعادل ذو الحرارة 25 م° حاو على مادتي الكربوايدرات والفوسفات. تعيش البكتيريا العقدية على جذور النباتات البقولية الحاوية على مادة تشجع نشاط حركتها كمادة الفوسفور مثلاً.
تمتص الآزوت الجوي وتثبته في جسمها مكونة مادة البروتين داخل عقد متراصة بجانب بعضها البعض مشكلة حلقات حول الجذور فتزود النبات بحاجته من الآزوت وتدخر ماتبقى لديها منه. فإذا حصدت النباتات البقولية هذه وقلبت في التربة تكسرت هذه العقد وأفضت بما فيها من أزوت في التربة أي سمدتها بطريقة غير مباشرة.
ولقد درس العالمان ببولي Bewil وهاتشنس Huchisnson أدوار حياة هذه البكتريا وأبانا الفوارق التي تظهر أثناء نموها.
كما وجدا أن البكتيريا في الدور الأول من حياتها تكون بشكل كريات دقيقة متراصة غير متحركة تعرف Coccoids تتحول هذه إلى كريات منتفخة ذات أهداب (فلاجات ) تعرف باسم Swarmers بعدها تستطيل هذه الكريات متضخمة وتطول أهدابها فتعرف باسم Motil rods لاتلبث أن تفقد أهدابها وتكف عن حركتها وتصبح جوفاء وتعرف عندئذٍ باسم Vaculateds rods آخذة شكل الشرائط ولاتزال آخذة شكل الشرائط حتى تنفرط وينتشر عنها الدور الأول الـCoccoids كي تبدأ أدوار حياتها من جديد، علماً بأن شكل الميكروب في هذا الدور يكون مستقيماً أو متفرعاً ويعرف باسم Bacteroids.



من خواص هذه البكتيريا أنها تنشط بتوفر الهواء في التربة مع الرطوبة الكافية والحرارة والمناسبة كما أن لها القدرة على الحركة بمقدار 2.5 سم في الأربع وعشرين ساعة إذا قلت نسبة الرطوبة أو اختلفت درجة الحرارة عن المعدل أو كانت التربة متماسكة قلت حركتها.

عندما يمد النبات جذوره وجذيراته في التربة الملوثة ببكتيريا العقد الجذرية تتلوث رؤوس هذه الجذور والجذيرات بميكروباتها التي تنشط بتأثير مادة يفرزها النبات بعد التلوث ومن ثم تتكاثر هذه على رأس الجذر أو الجذير مكونة كرة (عقدة) تخرج من أطرافها خيوط جيلاتينية ( الفلاجيلات ) تمتد إلى الخلية المجاورة ومن هذه إلى خلية مجاورة أخرى. تدعى هذه الخيوط بخيوط العدوى Infection thread .
تخترق هذه الخيوط في الطور الأول من حياتها طبقة البريسيكل في الجذير، ومن ثم تتكاثر وتنتقل إلى الطبقة القشرية وتنتفخ مكونة درنة صغيرة ومن ثم درنة صغيرة أخرى وهكذا تتكون درنة ثانية وثالثة .. الخ ترتص هذه الدرنات بجانب بعضها البعض إذا ضغط على إحدى هذه الدرنات أثناء طور تكوينها الأول والثاني خرج منها سائل مخاطي أو سائل رائق لالون له.
تتحلل هذه العقد البكتيرية في التربة أثناء طور تكوين البذور في النبات وتنتشر خلاياها في التربة وتكمن فيها سنين عديدة حتى إذا زرع محصول بقولي آخر تلوثت جذوره ببكتيريا المحصول السابق ومن ثم تكاثرت وكونت عقداً بكتيرية جديدة خزنت في داخلها الآزوت الجوي.

أثناء طور الإزهار في النبات البقولي وأثناء طور البكتيريا البكترويدي تمتص البكتيريا الآزوت من الهواء وتثبته في جسمها مكونة العقد الجذرية، فتستهلك جزء منه في بناء بروتوبلازم جسمها، وتزود النبات بحاجته من الآزوت بجزء آخر متبادلة معه المجهود الذي يلزمها في سد حاجتها منه وتخزن ماتبقى في جسدها.
وإنه بقدر مايتوفر للبكتيريا من مجهود لسد حاجتها بقدر ما تنشط في تثبيت الآزوت الجوي وتخزينه. وكلما كان النبات قوياً وسليماً كلما كثر تكوين العقد على جذوره وجذيراته والعكس صحيح.
وقد يرافق البكتيريا في معيشتها أنزيم قد يؤثر على حياتها فيميتها أحياناً بعدها يقوم النبات بامتصاص المتحصلات المهضومة (الآزوت) وهي بحالة مركبات عضوية ذائبة (أميدات وأحماض أمينية) بينما يكون الآزوت الذي تفرزه البكتيريا على حالة مركبة ذائبة يستفيد منه النبات البقولي مباشرة.

كان يظن سابقاً بأن بكتيريا العقد الجذرية هو نوع واحد يتواجد على أكثر من نبات بقولي، إلا أنه نتيجة للبحث تبين أن لميكروبات العقد الجذرية أنواع عديدة تزيد على العشرين نوعاً وإن كل نوع يعيش على نبات بقولي خاص.
فالميكروب الذي يعيش على البرسيم لايعيش على الفول وكذلك الميكروب الذي يعيش على العدس لايعيش على الفول السوداني والسبب في ذلك هو أن ميكروب العقد الجذرية يفضل العيش في الوسط الذي يعيش فيه النبات البقولي في وسط متعادل ودرجة حرارة معينة كما يرى بعض علماء البكتريا ويرى آخرون أن نوعية الميكروب ترجع إلى الاختلاف في نوعية البروتينات التي تحتويها بذور النباتات البقولية.
ووجد أيضاً نتيجة للتجربة بأنه لايمكن أن يلقح نبات العدس بميكروب الفول، ولا نبات البرسيم بميكروب الفول السوداني، كما وأن الميكروبات الخاصة بالمحاصيل البقولية في أوروبا هي ذاتها الخاصة بالمحاصيل البقولية في آسيا وهي متشابهة في تكوين جسمها ولافوارق هامة بينهما.
أما بالنسبة لمقدرة البكتيريا على عدوى النباتات البقولية فقد قسمت إلى مجموعتين:
المجموعة الآولى: ذات فلاجلات تنتشر على جسمها وتعيش على نباتات من أصل أوروبي تضم:
‌أ- مجموعة تصيب أصناف البرسيم (المصري، الأبيض، نباتات أخرى).
‌ب- مجموعة تصيب ( الفصة والحلبة وبعض النباتات).
‌ج- مجموعة تصيب (البازلاء، الفول ، العدس، الجلبان وبازلاء الزينة).
‌د- مجموعة تصيب (الفاصولياء بأصنافها).
‌ه- مجموعة تصيب (الترمس).
المجموعة الثانية: ذات فلاجليوم واحد يتواجد على أحد أطرافها وتعيش على نباتات من أصل آسيوي منها:
أ‌- مايصيب (فول الصويا).
ب‌-مايصيب (الفول السوداني، اللوبيا، والليما).
كيف تلقح التربة ببكتيريا العقد الجذرية:
يمكن تلقيح التربة (تلويثها) بميكروبات العقد الجذرية بعدة طرق:
أولاً: بنقل كمية من تربة حقل ملوث ببكتيريا محصولي بقولي سبق أن زرع فيها ونجحت زراعته إلى حقل جديد بكر، بحيث تنثر هذه التربة المنقولة قبل زراعة المحصول البقولي الجديد بمدة لاتقل عن أسبوع وبمعدل 250-650 كغ/الهكتار.
ثانياً: تلويث البذار المراد زراعته بالبكتيريا الخاصة به وقد سبق أن استحصل عليها من مصدر مخبري موثوق، وتتم هذه العملية بحسب الخطوات التالية:
1- ترطيب البذار بالماء جيداً.
2- سكب البكتيريا فوق البذور المرطبة وتقليبها حتى يتم التلوث.
3- تنشر البذور الملوثة في مكان ظليل كي تجف.
4- زراعة هذه البذور على الخضير.
يلاحظ:
1- عدم تعريض البذور الملوثة لأشعة الشمس لئلا يضعف تأثير البكتيريا أو تموت.
2- عدم التأخير في الزراعة أكثر من 48 ساعة على عملية تلويث البذار.
3- الري بعد الزراعة مباشرة (في الزراعة على العفير أو إجراء عملية التزحيف بعد الزراعة مباشرة (في الزراعة على الخضير).
وإنه نتيجة للبحث وجد أن الأرض المحتوية على نسبة عالية من الآزوت تعيق عملية تكوين العقد الجذرية أو أنها تضعفها كما لو وجدت في أرض ذات وسط حامضي. وإن توفر المواد الفوسفاتية والكلسية والبوتاسية في التربة تعمل على تنشيط عملية تكوين العقد الجذرية وتكاثرها.

إن احتواء النباتات البقولية على كمية كبيرة من الآزوت في جذورها مما يجعلها ذات قيمة سمادية هامة قد توفر على المزارع جزءً من تكاليف زراعته لذلك كان من الضروري إدخالها في الدورات الزراعية متبادلة مع المحاصيل النجيلية والليفية والزيتية والخضراوات فهي تعمل على تحسين بنية التربة فتزودها بالآزوت وبالمواد العضوية ولقد قدرت كمية الآزوت التي يخلفها المحصول البقولي في التربة بـ125-260 كغ / الهكتار (جزء يحصل عليه النبات من الهواء ويثبته في عقده الجذرية وجزء آخر يمتصه من التربة) ولتسهيل عملية تثبيت الآزوت وتنشيطها توفر عمليتا تهوية التربة وجودة الصرف كما يضاف للتربة مادتا الفوسفور والبوتاس بكميات كافية ولايضاف الآزوت إلا بكمية يسيرة لتنشيط جذور النبات فقط. إذ أن إضافة كمية وافرة من الآزوت للنبات البقولي تضعف عملية تثبيت الآزوت.

إن الأرض المبورة تزيد فيها المواد الآزوتية نتيجة وجود المواد التالية فيها (الدبال، أكسيد الحديد، المنغنيز) المتحللة تحت تأثير التيارات الكهربائية والبكتيريا الهوائية واللاهوائية التي لاتشترك مع النبات في معيشتها.
1- البكتيريا الهوائية: تعرف هذه البكتيريا باسم (الآزوتوباكتر) وهي العامل الثاني في تثبيت آزوت الجو وتخزينه في جسمها لتستعمله في غذائها ومن ثم تركه في التربة بعد موتها.





تتصف هذه البكتيريا بحجمها الكبير 5×3-7×4 ميكرون ذات شكل كروي أو بيضاوي لها جدار مخاطي تلائم معيشتها حرارة 30م° تستمد المجهود الذي تحتاجه من الكربوايدرات والكحول ومن بعض الأملاح الموجودة في التربة بالإضافة إلى السليلوز المحلل بواسطة ميكروبات خاصة، إن معدل ماتثبته من الآزوت من 1 غرام سكر هو 5 ملغ، كما أن وجود الآزوت والنشادر في التربة يؤثر على نشاطها في عملية التثبيت. وإن وجود الطحالب له عكس التأثير عليها.
توجد هذه البكتيريا في جميع الأراضي الزراعية المستعملة ولاتوجد في الأراضي البكر ، كما يزداد عددها في التربة أثناء الربيع وفي الصيف والشتاء وتلائمها الأرض ذات الوسط المتعادل. مقاومة للجفاف ولمدة طويلة إلا أنها تتأثر بالحرارة العالية ، أهم أنواعها:
- أزوتوباكتر (كروكوكم) Azotobacter chrococum بطيء الحركة بني اللون.
- ازوتوباكتر (أجيلي) Azotobacter Agili تنمو على بيئة من الآجر لونها أخضر لامع.
- أزوتوباكتر (بيحرنيكياي) Azotobacter beigrinciai لونها أبيض أو أصفر.
بالإضافة إلى أنواع أخرى أقل نشاطاً ومقدرة على تثبيت الآزوت ذي المعدل (1-6) ملغ ، ومن هذه الأنواع:
- بكتريوم راديوباكتر B.Radiobacter
- بكتريو كلويكي B.Cloecae
- بكتريوم راديوجينس B.Radiogenes .
- بكتريوم مالابارنس B.Malabarenses
2- البكتيريا غير الهوائية : أهم هذه البكتيريا باسلس أميلوبكتر