Роль микробиологии для почвы

Глава 6. Распространение микроорганизмов в природе — Л. Б. Богоявленская

Микроорганизмы распространены в окружающей среде повсеместно. Они находятся в почве, воде, воздухе, организме человека и животных. Микроорганизмы участвуют в процессах превращения веществ, усвоении их растениями и животными.

Микроорганизмы обладают способностью приспосабливаться (адаптироваться) к самым различным условиям окружающей среды. Они встречаются в разнообразных сочетаниях (ассоциациях) и количествах. Каждый объект имеет свою, характерную для него микрофлору. Наши знания об особенностях распространения микроорганизмов помогают предупреждать инфекционные болезни и даже ликвидировать некоторые из них.

Микрофлора почвы

В почве микроорганизмы находят наиболее благоприятные условия для своего развития. Органические вещества, минеральные соединения, достаточная влажность почвы создают условия для накопления в ней огромного количества микроорганизмов.

Наиболее богата микроорганизмами культурная, возделываемая почва (до 5 млрд. в 1 г почвы), наименее — почва пустынь, бедная влагой и органическими веществами (200 млн. в 1 г).

Неодинаково также число микроорганизмов в почве в различных климатических условиях: в южных областях оно значительно выше. Неравномерно распределение их и в разных слоях почвы. Так, в поверхностном слое почвы, вследствие губительного действия солнечных лучей и высыхания, микроорганизмов сравнительно мало, на глубине 10-20 см число их достигает максимума и затем, по мере углубления, количество их стремительно падает.

Микрофлора почвы очень разнообразна; она состоит из нитрифицирующих, азотфиксирующих, денитрифицирующих, целлюлозоразлагающих бактерий; серо- и железобактерий, грибов, водорослей, простейших. Большинство микроорганизмов, обитающих в почве, принимает участие в круговороте веществ в природе: разложении органических веществ до неорганических, усвоении минеральных элементов и фиксации атмосферного азота растениями. С помощью микроорганизмов изменяется структура и химический состав почвы.

Почва может служить путем передачи возбудителей инфекций. С выделениями человека и животных, трупами и отбросами в почву попадают патогенные бактерии. Большинство из них из-за недостатка питательных веществ, влияния солнечного света и действия микробов-антагонистов быстро погибает. Однако некоторые микроорганизмы сохраняются в течение времени, достаточного для распространения инфекции (от нескольких часов до нескольких месяцев). Имеются и микроорганизмы, длительно (многие годы) сохраняющиеся в почве, через которую и происходит заражение животных и человека. К таким относятся спорообразующие бактерии: возбудители сибирской язвы, столбняка, газовой гангрены. И, наконец, для некоторых микроорганизмов почва — постоянное место обитания: возбудители ботулизма, актиномицеты и др.

Микрофлора воды

Вода открытых водоемов является естественной средой обитания многих микроорганизмов. В воду они попадают из почвы, с выделениями человека и животных, отбросами, сточными водами.

Обычная микрофлора почвы — сапрофиты. В воде обитают псевдомонады, микрококки, вибрионы. Помимо этого, в воду могут попасть, сохраниться и даже размножиться возбудители инфекционных болезней. Так, например, кишечная палочка и возбудители брюшного тифа переживают в воде длительное время, а возбудители холеры размножаются.

Интенсивность обсеменения воды микроорганизмами и состав микрофлоры зависят от степени загрязнения водоема, особенно органическими соединениями. Вблизи от населенных мест, в которых водоемы загрязняют сточными, хозяйственными и промышленными водами, количество микроорганизмов в воде особенно велико, а микрофлора более разнообразна.

В воде постоянно происходят процессы самоочищения — микроорганизмы погибают от действия солнечных лучей и химических веществ, осаждения, воздействия антибиотических веществ, вырабатываемых другими микроорганизмами, водорослями, грибами.

Вода морей и океанов также богата микроорганизмами, но там их значительно меньше, чем в пресноводных открытых водоемах. Особенно много микроорганизмов в слое придонного ила, на котором они образуют тонкую пленку. Наиболее чистыми являются почвенные воды, попадающие на поверхность через артезианские скважины и родники.

Вода играет большую роль в передаче инфекционных болезней. Возбудители кишечных инфекций, полиомиелита, туляремии, лептоспироза нередко вызывают «водные» эпидемии, а для холеры вода служит основным путем передачи инфекции.

Определение чистоты воды и предупреждение ее загрязнения- одно из обязательных мероприятий в борьбе с инфекционными болезнями.

Микрофлора воздуха

Воздух не содержит питательных субстратов, нужных для развития микроорганизмов. Кроме того, солнечная радиация, смена температуры и другие факторы оказывают неблагоприятное воздействие на микроорганизмы. Несмотря на это, в воздухе постоянно находится значительное количество микроорганизмов, которые попадают в воздух с пылью с поверхности почвы. Наиболее часто в воздухе встречаются споры грибов и бактерий, пигментные сапрофитные бактерии, плесневые и дрожжевые грибы, различные кокки.

Количество микроорганизмов в воздухе колеблется в широких пределах.

Наиболее загрязнен воздух крупных промышленных городов. В сельской местности воздух значительно чище, а меньше всего микроорганизмов содержится в воздухе над лесом, горами, морями.

В верхних слоях атмосферы микроорганизмов меньше, чем в нижних; зимою меньше, чем летом; в помещениях больше, чем под открытым небом. Особенно много бактерий в плохо проветриваемых помещениях при отсутствии влажной уборки.

Патогенные микроорганизмы попадают в воздух вместе с капельками слюны и мокроты, при кашле, чиханье, разговоре больных людей, а также с пылью с загрязненных предметов и инфицированной почвы.

Микроорганизмы находятся в воздухе в виде аэрозоля (капельках жидкости или в мельчайших твердых частицах, взвешенных в воздухе).

Вдыхая воздух, загрязненный патогенными микроорганизмами, человек может заболеть. Такой путь передачи инфекции называется воздушно-капельным (воздушно-пылевым).

Малоустойчивые патогенные микроорганизмы передаются обычно лишь на расстоянии, близком от больного (возбудителя кори, гриппа, коклюша); с частицами пыли переносятся кокки, споры и более устойчивые микроорганизмы. К последним относятся возбудители сибирской язвы, туберкулеза и др. Эпидемии заболеваний, распространяющихся через воздух, обычно возникают зимой при скоплении людей в закрытых помещениях, недостаточно проветриваемых и при отсутствии ежедневной влажной уборки.

Для предотвращения этих заболеваний применяют марлевые маски, которыми пользуется медицинский персонал, больные, сотрудники детских учреждений.

Микрофлора организма человека

Нормальная миклофлора человека сложилась в результате взаимодействия микро- и макроорганизма в процессе эволюции. Совокупность микробных видов, характерных для отдельных органов и полостей организма — биоценоз — необходимое условие нормальной жизнедеятельности организма. Нарушение биоценоза, появление необычных для него микроорганизмов, особенно болезнетворных, вызывает развитие заболевания.

Плод человека во время беременности стерилен. Уже при родах в организм ребенка из родового канала матери попадают микроорганизмы. Они также поступают с кожи матери, рук персонала, окружающих предметов и воздуха.

В течение жизни человека характер микрофлоры меняется, но в целом он постоянен и характерен для отдельных органов. Внутренние органы человека обычно стерильны (кровь, мозг, печень и др.). Органы и ткани, сообщающиеся с окружающей средой, содержат микроорганизмы.

Микрофлора кожи довольно постоянна. Она представлена стафилококками, стрептококками, дифтероидами, спорообразующими бактериями, дрожжеподобными грибами. Питательным субстратом для них являются выделения сальных и потовых желез, отмершие клетки и продукты распада. Микроорганизмы, попавшие на чистую здоровую кожу, обычно погибают от воздействия выделений разных желез и бактерий, постоянно обитающих на коже.

Загрязнение кожи способствует развитию патогенных микроорганизмов, поэтому очень важно постоянно поддерживать чистоту кожи.

Микрофлора полости рта обильна и разнообразна. Постоянная температура, влажность, наличие питательных веществ, щелочная реакция слюны создают благоприятные условия для развития микроорганизмов. Преобладают различные виды кокков, молочно-кислые бактерии, дифтероиды, спирохеты; встречаются веретенообразные палочки, актиномицеты и дрожжеподобные грибы.

Микроорганизмы полости рта играют большую роль в развитии кариеса зубов, стоматита, воспаления мягких тканей. В первой стадии воспалительного процесса преобладают стрептококки, бактероиды, актиномицеты. По мере развития кариеса к ним присоединяются гнилостные бактерии: протей, клостридии и др. В предупреждении этих заболеваний большое значение имеет гигиена рта.

Микрофлора желудочно-кишечного тракта. Обычно микрофлора желудка крайне скудна из-за губительного действия кислого желудочного сока. В тонком кишечнике, несмотря на щелочную реакцию, микроорганизмов также немного в связи с неблагоприятным действием ферментов. В толстом кишечнике условия для размножения микроорганизмов более благоприятны. На протяжении жизни человека микрофлора толстого кишечника меняется: у грудных детей преобладают молочно-кислые бактерии, у взрослых обычно обнаруживают бактероиды, бифидобактерии, кишечную палочку, фекальный стрептококк и др. Около трети каловых масс составляют различные микроорганизмы.

Микрофлора дыхательных путей. Человек вместе с воздухом вдыхает огромное количество микроорганизмов. Однако большинство из них задерживается в полости носа или выводится наружу с помощью мерцательного эпителия верхних дыхательных путей. В носоглотке и зеве обычно встречаются стафилококки, стрептококки, дифтероиды и др. При ослаблении организма (охлаждении, истощении, травмах) микроорганизмы — постоянные обитатели верхних дыхательных путей — могут вызывать различные заболевания, поражая при этом и нижние отделы дыхательного тракта (бронхиты, воспаление легких).

Микрофлора слизистой оболочки глаз очень скудна из-за действия на нее лизоцима, содержащегося в слезах. Все же на конъюнктиве встречаются стафилококки и дифтероиды.

Микрофлора влагалища изменяется в течение жизни женщины. У девочек преобладает кокковая флора, у взрослых женщин — палочка Дедерлейна.

Нормальная микрофлора человека — необходимое условие сохранения его здоровья. Нарушение микробных биоценозов в разных органах и системах организма ведет к развитию патологических процессов, снижению защитных сил организма, развитию дисбактериоза.

Контрольные вопросы

1. Чем характеризуется микрофлора почвы, воды, воздуха?

2. Какова роль нормальной микрофлоры тела человека?

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.

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