Что такое микробиота почвы

Почва состоит из минеральных и органических соединений. Она – продукт жизнедеятельности микроорганизмов, осуществляюших процесс её формирования, самоочищения, круговорота азота, углерода, серы и железа в природе. Микроорганизмы почвы фиксируют азот из воздуха ( около 100 млн т ежегодно), образуют гумус почвы и высвобождают питательные вещества для растений, выполняют санитарную функцию почвы.
Очаговость распространения микроорганизмов – главная особенность их экологии в почве, позволяющая сохранить виды почвенных микроорганизмов и специфичность группировок по горизонтам почвы. В верхних слоях обитают актиномицеты и аэробы. В нижних – грибы и анаэробы. Общее количество микроорганизмов уменьшается по мере углубления в почву. Независимо от глубины наиболее густо всегда заселена околокорневая (ризосферная) зона растений (от греч. rhiza – одежда). Качественный состав околокорневой микрофлоры зависит от вида растений, но во всех случаях преобладает грибная флора. Количество микроорганизмов околокорневой зоны в тысячи раз превышает микробное число не занятой растениями почвы. Этот факт используется при обезвреживании почвы, обсемененной патогенными бактериями.
Микрофлора почвы включает все известные группа микроорганизмов: споровые и споронеобразующие бактерии, актиномицеты, грибы, спирохеты, архебактерии, простейшие, сине-зеленые водоросли, микоплазмы и вирусы. В 1 г почвы насчитывается до 6 млрд микробных тел. На качественный и количественный состав микрофлоры почвы влияет тип почвы, её плодородие, влажность, аэрация и физико – химические свойства. На микробиоценоз почвы существенно влияет деятельность человека: обработка почвы, внесение удобрений, мелиорация, загрязнение отходами производств.
Особо опасным в санитарном отношении является загрязнение почвы необезвреженными отходами животноводства (навоз, моча, отходы боенского производства, трупы животных). Самоочищающая способность почвы ограничена, а методы обеззараживания почвы громоздки и малоэффективны (например, 5 кг хлорной извести на 1 м кв почвы).
Некоторые патогенные микроорганизмы в зависимости от экологических особенностей вегетируют в почве, и почва для них является естественным местом обитания. Другая группа, в том числе и споронеобразующие, длительно сохраняются в почве определеного физико – химического состава, где при благоприятном температурно – влажностном режиме размножается. К третьей группе относятся возбудители хламидиозов, риккетсии, вирусы и особо прихотливые бактерии. Они быстро отмирают в почве.
Обеззараживающая способность разных почв неодинакова и подчас почва может служить благоприятным субстратом для патогенных микроорганизмов. Почва как субстрат, состоящий из твердой фазы и воды, служит естественным местом обитания для возбудителей многих заразных болезней: клостридиозов, сибирской язвы, псевдотуберкулеза, листериоза, лептоспироза, эризипелоида, туберкулеза, мелиоидоза, синегнойной инфекции, дерматомикозов, микотоксикозов, холеры, иерсиниоза, сальмонеллеза.
Санитарное состояние почвы оценивают по коли – титру, количеству анаэробов, споровых и термофилов, по наличию яиц гельминтов и специфических возбудителей инфекций. Для чистой почвы титр кишечной палочки не более 1г, умеренно загрязненной – до 50 мг, для сильно загрязненной – 1-2 мг.
Обезвреживание почвы, обсемененной патогенными микроорганизмами, проводят механической обработкой и посевом растений. Применение химических веществ приводит к утрате почвой плодородия.

Источник

Почвенная микробиология

Вы будете перенаправлены на Автор24

Почвенная микробиология – это раздел знаний, который изучает состав микроорганизмов, населяющих почву.

Почвенная микробиология: предмет и цель

Почвенная микробиология ставит перед собой цель разработки научных рекомендаций по управлению системой жизнедеятельности микробиоты почвы в целях контроля над оптимальным процессом минерального питания растений, повышения их урожайности, предотвращения нарушения биологического круговорота веществ.

Вышеизложенное свидетельствует о том, что почвенная микробиология тесно связана с генетическим почвоведением, химией, физикой, экологией, географией почв, а также с агрохимией и физиологией растений. Таким образом, почвенная микробиология является комплексной отраслью знаний.

Почва – это естественная среда обитания микроорганизмов в природе, крупнейший резервуар для обитания миллиардов клеток.

Количество микроорганизмов, обитающих в почве, существенно различается в зависимости от ее состава. В глинистой почве может быть 1•108 КОЕ/г микроорганизмов, в черноземе состав увеличивается до 5 • 109 КОЕ/г. Также количество и разнообразие почвенной микробиоты сильно зависит от присутствия в ней органических веществ. Также на видовой состав микроорганизмов почвы существенно влияет структура почвы, уровень ее влажности, механизмы обработки почвы, а также характер растительного покрова.

Крайне важным фактором является степень загрязненности почвы. Многие отходы хозяйственной деятельности человека оказывают негативное воздействие на всех почвенных обитателей, иногда приводя к их полному уничтожению.

В почвенную микробиоту входят:

несколько тысяч видов бактерий;
плесневых грибов;
вирусов;
простейших.

Готовые работы на аналогичную тему

Микробиота почв

Как уже отмечалось ранее, количество микроорганизмов в почве и их качественный состав подчиняются определённой динамике. Почти во всех видах почвы наблюдается тенденция к активации микробных сообществ в весенний период.

При реализации микробиологических исследований нередко получаются сильно различающиеся данные внутри одного и того же региона, но современные методы микробиологии позволяют привести полученные сведения к более или менее сопоставимым результатам.

Микробиота южных почв, как правило, более богата по сравнению с северными районами. В северных районах значительно сокращается количество спорообразующих бактерий и актиномицетов. Кроме того, микроорганизмами значительно более богаты окультуренные почвы по сравнению с целинными. Меняется качественный состав микроорганизмов и по мере углубления: в более глубоких слоях больше бацилл и актиномицетов.

В ходе процессов жизнедеятельности человека и других организмов в почву постоянно попадают различные отходы, а также выделения животных и человека. Кроме того, на состав почвы существенно влияют погибшие растения и животные. Почвенная микробиология установила тот факт, что почва поддерживает равновесие за счет процесса самоочищения почвы.

Жизнедеятельность микроорганизмов играет колоссальную роль в процессах самоочищения почвы и обеспечивает круговорот веществ в природе. Органические вещества, попавшие в почву, разлагаются до минеральных самыми различными микроорганизмами. Среди них:

бактерии гниения;
нитрифицирующие бактерии;
бактерии, фиксирующие азот;
денитрифицирующие бактерии.

Постоянный приток микроорганизмов в почву обеспечивается также и их патогенной группой, например они попадают в грунт с выделениями больных животных и людей, трупами инфекционно зараженных организмов и из других источников. Чаще всего быстро погибают лишь спорообразующие бактерии, большинство других микроорганизмов выживает. Сроки выживания в почве возбудителей заболеваний разные: от нескольких часов до нескольких месяцев. Естественно, долго сохраняются в почве спорообразующие, такие как возбудители ботулизма, столбняка, газовой гангрены и др.

По-разному размещаются в почве и патогенные микроорганизмы в горизонтальном направлении. Наименьшее количество микробиоты содержится в верхнем горизонтальном слое почвы. Это происходит потому, что здесь максимально неблагоприятные условия для них, а именно действие солнечных лучей и отсутствие достаточного количества влаги. На глубине 5 – 10 см находится наиболее заселенный слой почвы. По мере углубления почву количество микроорганизмов существенно снижается. На глубине 30 см их в несколько раз меньше.

Читайте также: Виды парников для дома

Качественный состав микробиоты почвы также меняется по мере углубления: в верхних слоях почвы преобладают сапрофитные аэробы. Эти организмы обитают в достаточно сложных условиях, но обладают высокой степенью выживаемости. По мере углубления в почву снижается также и количество кислорода, находящегося в ней. В связи с этим смена состава микробиоты почвы происходит постепенно и в глубинных слоях почвы обитают фактически только анаэробные бактерии.

Микробиота почвы очень разнообразна. В нее входят различные виды бактерий, грибов, актиномицетов. Среди бактериального состава чаще всего можно наблюдать гнилостные бактерии, а также бактерии, способные образовывать споры.

Плодородие почвы обеспечивается последовательная жизнедеятельность микроорганизмов, они сменяют друг друга и осуществляют почвенный круговорот веществ. Благодаря им вся почвенная органика, попадающая в почву, минерализуется постепенно. Важно, что микроорганизмы преобразуют недоступные для растений соединения углерода, азота, фосфора и других элементов в усвояемые формы.

Кроме всего вышеописанного, почвенная микробиология занимается оценкой санитарного состояния почвы. Считается не только количество бактерий группы кишечных палочек, но и определяется дополнительное микробное число и загрязненность почвы навозом (оценивается по титру термофильных микроорганизмов).

Тем самым, почвенная микробиология является перспективной областью знаний, которая позволяет выявить особенности развития биологического компонента литосферы и дает возможность предотвратить течение патогенных процессов внутри нее.

Источник

Повышение плодородия почвы. Роль микроорганизмов.

Понятия микроорганизмы, микробы, микробиота, микромир, биота приводятся в данной статье как синонимы, чтобы избежать неудобных для чтения повторов.

Современное понимание плодородия почвы напрямую связывают с разнообразием, массой и активностью почвенной биоты.

Основную биомассу микромира почвы составляют грибы, актиномицеты и бактерии . Также всегда есть какое-то количество архей, вирусов, бактериофагов, водорослей, простейших.

Последние выводы ученых — общая биомасса подземных обитателей, по крайней мере, не меньше, чем биомасса всех наземных организмов .

Микробиота находится в постоянной активности – идет борьба за еду, создаются симбиотические сообщества, ведутся войны, создается оружие (в основном, химическое).

Микромир разных почв, даже разных участков одного огорода, может существенно различаться. Картина микромира зависит от времени года и даже дня, температуры и влажности, рН почвы, освещенности и множества других факторов. Это существенно затрудняет практическую работу ученых и логическую достоверность их выводов.

Наука о почвенном микромире – одна из самых новых, хотя первые исследования были сделаны еще в 19 веке. Очень интересно знакомиться с современными научными работами.

Вот ряд выводов, к которым приходят исследователи. Их стоит взять на заметку каждому огороднику:

— Микробиота кислых почв, в основном, представлена грибами. В торфах на долю грибов приходится до 90% от массы всей почвенной биоты.

— Чем более плодородна почва, тем больше в ней аэробных бактерий и актиномицетов. Скорее всего, достоверно и обратное.

— Именно бактерии отвечают за круговорот азота. Одни фиксируют азот воздуха (азотфиксирующие), другие расщепляют белки растительного и животного опада, навоза, выделяя в почву аммиак (аммонифицирующие). Следующие бактерии окисляют аммиак до нитрозо- и нитросоединений (нитрофицирующие). В форме нитратов азот попадает и в растения. Остатки нитратов в почве денитрофицирующие бактерии восстанавливают до молекулярного азота. И круговорот этого элемента повторяется.

— Когда человек вносит в почву минеральные удобрения, он кормит не только (а может быть, не столько) растения, но и микроорганизмы. Есть многократно подтвержденные данные исследователей, показывающие, что количество микробиоты после внесения удобрений вырастает в разы.

— Для жизнедеятельности бактерий, отвечающих за оборот азота в почве, требуется нейтральная кислотность. В кислой среде они не работают.

— Органические кислоты (гуматы), которые составляют основу органических удобрений (навоза, перегноя, вермикомпоста) не могут усваиваться растениями. Они должны сначала переработаться микроорганизмами (минерализоваться), и в таком виде уже становятся доступны растениям. Это значит, что органикой мы подкармливаем не растения, а микробиоту. Но зато микроорганизмы, получив легко усваиваемую пищу, активно размножаются, синтезируют ферменты, гормоны, витамины, антибиотики, которые нужны растениям не меньше, чем минеральные компоненты.

Принято говорить, что микробиота формирует пищевые цепочки. Что они в себя включают?

— Часть микроорганизмов получает пищу и энергию из минералов, воды, воздуха (как фитотрофы и цианотрофы). Известно, что в почве могу идти процессы, аналогичные фотосинтезу. О фиксации азота уже говорилось выше. Бактерии и другие представители микромира могут «питаться» минералами, переводя нерастворимые соли в хелатную форму (это комплексы неорганических соединений с органическими молекулами). И в форме хелатов минералы становятся доступны другим представителям биоты, а также растениям.

— Часть микроорганизмов существует за счет живых биологических субстанций и растения (микробы-паразиты или гетеротрофы).

— Часть микроорганизмов перерабатывает неживую органику (их называют сапрофиты), переводя ее в гумусовые соединения. Здесь первыми в пищевой цепочке являются грибы. И далее, проходя через организмы ряда бактерий, гумус постепенно перерабатывается в минеральные компоненты.

— В почвенной среде много дружественных симбиозов, помогающих его членам выживать. Всем известны симбиозы грибов и водорослей – лишайники.

Для нас важно, что корни растений (ризота) дружат с грибами и бактериями, создавая микоризу.

Без дружественных (или временно прикидывающихся друзьями) микроорганизмов растения обречены на голод и не защищены от врагов и болезней.

Вспомним про питание растений. Мы знаем, что оно бывает воздушное и корневое.

Воздушное питание обеспечивают зеленые листья. Они способны улавливать из воздуха углекислый газ и трасформировать его в углеводы (этот процесс называется фотосинтезом и протекает с использованием хлорофилла). Углеводы – ценный, энергоемкий вид питания.

Углеводы транспортируются к корням, где их поджидают всевозможные микрообитатели почвы. Некоторые из них – например, отдельные виды грибов, азотфиксирующие бактерии проникают непосредственно в ткани корней, другие образуют колонии вокруг корневых волосков. Корни выделяют углеводы, и всасывают почвенные растворы, в которых есть минеральные компоненты, а также продукты жизнедеятельности микроорганизмов — ферменты, гормоны, другие биологически активные вещества. Это корневое питание растений.

— Грибы, проросшие в корни растений, могут эффективно поставлять растениям воду, так как их отростки (гифы) могут расти существенно быстрее корней, и их длина может измеряться километрами. Грибы могут глубже корней проникать в почву в поисках воды, так как им не опасны анаэробные (лишенные кислорода) среды.

Более конкретно о почвенном микромире, о том, как использовать микроорганизмы на практике, будет рассказано в следующих статьях.

Поэтому подписывайтесь на наш канал!

Попробуем разобраться в хитросплетениях мифов и реальностей.

Вас ждут неожиданные факты, полезные для практики результаты научных исследований.

Источник