Биологические свойства почвы (часть 1)
Биологические свойства почвы определяются составом и численностью микроорганизмов, участвующих в круговороте веществ и самоочищении почвы. В ней могут быть также патогенные микроорганизмы, яйца и личинки гельминтов, представляющие угрозу здоровью животных и людей.
Почва весьма богата разнообразными микроорганизмами (бактериями, актиномицетами, плесенями, дрожжами, протозоа и водорослями), которых принято называть геобионтами, а также насекомыми и их личинками, нематодами и другими червями.
Большинство почвенных микроорганизмов — сапрофиты. К более или менее постоянным или типичным видам почвенной микрофлоры относятся: сапрофитные кокковы формы (Micrococcus albuSy М. Candidas, М. Cerens, М. Flavus, М. Roseus) спороносные анаэробы, спороносные аэробы (В. Mycoides, В. Subtilis, В. Megaterium, М. Mesentericus и др.), термофильные бактерии, пигментные и непигментные неспоровые бактерии. В почве содержатся также азотфиксирующие, нитрифицирующие, денитрифицирующие, целлюлозорасщепляющие бактерии, серобактерии и др. Установлено, что в щелочных почвах обитают в основном бактерии, а в кислых (торфяных, болотистых, подзолистых) — плесневые и другие грибы. Благодаря жизнедеятельности многочисленных видов микрофлоры в почве постоянно совершаются биохимические процессы (разложение органических веществ), что имеет большое агротехническое и санитарное значение.
Необходимо знать комплекс ветеринарно-санитарных и агротехнических мероприятий по оздоровлению и охране почвы от загрязнений (обеззараживание навоза и сточных вод, правильная уборка и утилизация трупов, соблюдение севооборотов, применение загонного метода пастьбы скота, использование удобрений с учетом химического состава почвы и растений). Следует учитывать способность почвы поглощать и разлагать органические вещества до минеральных (самоочищение почвы). При этом следует понять сущность процессов аммонификации и денитрификации. Необходимо уяснить, что количество отбросов не должно превышать способности почвы к поглощению.
Почва — резервуар и источник многообразной микрофлоры, микрофауны и приемник всех бытовых, растительных и животных остатков и отходов; при загрязнении инфекционными и инвазионными возбудителями почва может стать источником заражения животных.
Общее число микробов достигает 1-2 млрд на 1 г почвы (миллионами насчитываются одни лишь сапрофитные бактерии). Самый высокий уровень содержания микроорганизмов отмечается в почве на глубине от 1 до 10 см. В сильно унавоженных, черноземных, подвергающихся хорошей агротехнической обработке почвах значительно больше микроорганизмов, чем в неудобренных, особенно песчаных, супесчаных, суглинистых, глинистых и подзолистых или плохо обрабатываемых. В почвах, насыщенных влагой и плохо аэрируемых или, наоборот, в чрезмерно сухих, количество микроорганизмов резко уменьшается.
Источник
Свойства почвы биологические методы
Занятие 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВЫ
Цель занятия. Ознакомиться с методами исследования почвы при изучении ее химического состава и биологических свойств.
Материалы и оборудование. Пробы почвы; колба на 500 мл; 7%-ный раствор гидроксида калия; реактив Несслера; реактив Грисса; ФЭК; чашки Петри; среда Эндо; пробирки.
Содержание занятия. От химического состава почвы зависит качество произрастающей на ней растительности. Многие болезни животных возникают в связи с недостатком или отсутствием в почве минеральных солей и микроэлементов.
Почва, загрязненная большим количеством органических отбросов, — благоприятная среда для развития различных микроорганизмов, яиц гельминтов и личинок насекомых.
Исследование химического состава почвы. В почве постоянно идут сложные химические процессы разложе-ния — перехода органических веществ в минеральные (минерализация). Это, естественно, влечет за собой освобождение (самоочищение) почвы от загрязнений продуктами жизнедеятельности человека, выделениями животных, сточными водами.
В лабораторных условиях с помощью химического анализа можно определить общее содержание органических веществ, общего азота, минеральных азотсодержащих веществ (азота, аммиака и аммонийных солей азота, нитритов и нитратов), сульфатов, хлоридов и др.
Для этого готовят водную вытяжку из почвы. В колбу помещают 50 г свежей исследуемой почвы и добавляют 250 мл бидистиллированной воды. В течение 3—5 мин содержимое колбы взбалтывают.
Для осветления жидкости в колбу вносят 1 мл 13%-ного раствора сернокислого аммония и вновь взбалтывают в течение 30 с. Если жидкость не осветлилась, в колбу прибавляют 0,5 мл 7%-ного раствора гидроксида калия и взбалтывают. Содержимое колбы фильтруют. Если полученный фильтрат (вытяжка из почвы) оказался окрашенным, использовать его для исследования на наличие азотсодержащих веществ и хлоридов нельзя. Его дополнительно обрабатывают вышеуказанными растворами сернокислого аммония и гидроксида калия до полного обесцвечивания.
Для ориентировочных исследований, отработки навыков и предварительной оценки почвы можно рекомендовать упрощенный, проверенный в лабораторной практике метод анализа почвы на нали-чие в ней аммиака, нитритов.
Определение наличия аммиака. Навеску исследуемой почвы массой 5 г помещают в пробирку, доливают 15 мл 1%-ного раствора хлорида калия, встряхивают в течение 3—5 мин, дают отстояться и фильтруют. В чистую пробирку наливают фильтрат, добавляют 2—3 капли реактива Несслера. Появление желтого окрашивания указывает на наличие аммиака в почве. Количество аммиака определяют колориметрически.
Определение наличия нитритов. В пробирку помещают навеску исследуемой почвы (5—10 г) и наливают 15—20 мл дистиллированной воды, встряхивают содержимое в течение 3—5 мин, дают отстояться и фильтруют. В чистую пробирку наливают 10 мл фильтрата, добавляют 1 мл реактива Грисса, помещают на 15 мин в водяную баню при температуре 70 «С. При наличии азотистой кислоты или ее соединений в зависимости от ее количества вытяжка окрасится в розовый или красный цвет. Количество нитритов определяют колориметрически.
При обсуждении результатов исследований механического состава, физических свойств и некоторых химических показателей почвы следует использовать и руководствоваться обобщенными данными, характеризующими давность загрязнения почвы, степень выживаемости в ней отдельных микроорганизмов.
Давность загрязнения почвы органическими веществами, степень и активность их разложения можно оценить по данным анализа этих процессов:
Исследование биологических свойств почвы. Пробы почвы для бактериологического анализа отбирают не менее чем с двух участков площадью 25 м2, причем один из них должен находиться вблизи источников загрязнения. Для составления средней пробы на каждом участке почву берут в пяти точках по диагонали или в пяти точках, расположенных конвертом, с глубины до 20 см стерильным инструментом (маленькая лопатка или совок).
Пробы почвы из более глубоко залегающих слоев (0,75—2 м) следует брать буром. При отсутствии бура выкапывают яму необходимой глубины и стерильным совком отбирают пробы с каждого горизонта, начиная с нижнего.
Для исследования почвы полей орошения и огородов пробы берут на глубине нахождения в ней клубнеплодов (30 см). Среднюю пробу составляют из трех отдельно взятых с каждой гряды проб.
При изучении влияния почвы на санитарное состояние подземных вод и водоемов пробы следует брать с глубины 0,75—2 м. На кладбищах и скотомогильниках пробы берут с глубины 25 см и ниже глубины захоронения, а на участках для обеззараживания хозяйственно-бытовых отбросов — с глубины 25, 100 и 150 см.
Пробу почвы (200—300 г) помещают в стерильную банку и накрывают слоем ваты. Горлышко банки обертывают бумагой и перевязывают. На банку ставят номер и наклеивают записку, в которой указывают необходимые данные (дату, место отбора пробы). Если проб несколько, банки с почвой укладывают в деревянный ящик с гнездами и отправляют в лабораторию.
В лаборатории почву освобождают от щебня, стекла, корней и т. п., после чего просеивают через стерильные сита с отверстиями диаметром 3 мм. Затем образец почвы перемешивают и из него отбирают 30 г для разведения. Если невозможно провести бактерио-логические исследования в день отбора почвы, допускается ее хранение не более 24 ч при температуре 1 —2 «С.
Для гельминтологического исследования пробы почвы отбирают на участках возможного загрязнения фекалиями с глубины 2— 3 см, а на вспаханных почвах — до 25 см в зависимости от выращиваемых культур. На исследуемом участке в 9—10 точках пробы (200 г) берут с поверхности почвы шпателем или лопаточкой, а из глубоких слоев — лопатой или буром.
Пробы помещают в стеклянные банки или в мешки из целлофана или клеенки. Исследуют почву не позднее чем через 2—3 сут после взятия пробы. При необходимости пробы можно хранить в холодильнике в течение нескольких месяцев. Для этого их помещают в стеклянные банки, почву в них периодически увлажняют водой и изредка перемешивают (для лучшей аэрации). При хранении в условиях комнатной температуры пробы необходимо залить 3%-ным раствором формалина или 1 —2%-ным раствором соляной кислоты.
При микробиологических исследованиях с санитарной точки зрения имеет значение не только общее количество микробов, в том числе анаэробов, в почве, хотя оно обычно и соответствует содержанию органических веществ в ней, но и качественный (видовой) их состав.
Важную роль в отдельных случаях может играть исследование
почвы на присутствие в ней возбудителей сибирской язвы, эмфизематозного карбункула, столбняка, злокачественного отека, паратифозных бактерий и т. д.
Для характеристики санитарного состояния почвы особую ценность имеет установление коли-титра водной вытяжки почвы, поскольку наиболее частым источником заражения ее служат фекалии животных и людей, с которыми в почву может попадать различная патогенная микрофлора.
Под коли-титром подразумевают наименьшее количество посевного материала, при внесении которого в питательную среду наблюдается развитие бактерий кишечной группы.
Для анализа 30 г почвы помещают в стерильный сосуд вместимостью 500 мл, добавляют 270 мл стерильной водопроводной воды. После взбалтывания в течение 10 мин из полученной суспензии без отстаивания получают разведение 1 : 10.
1 мл приготовленной суспензии стерильной пипеткой переносят в пробирку, куда приливают 9 мл стерильной воды. Получается разведение 1:100. Таким же образом приготавливают последующие разведения: для чистых почв 3—4 разведения (1:1000,1:10 000), для загрязненных — 4—6 разведений (1:10 000, 1:1 000 000).
Исследуемую суспензию почвы в убывающих количествах вносят в питательную среду. Чашки Петри с засеянными средами помещают на 24 ч в термостат при температуре 37—43 °С. После этого определяют наличие (отсутствие) изменений в питательной среде под влиянием роста кишечной палочки; минимальное количество внесенной в среду суспензии почвы, в котором были обнаружены эти микроорганизмы, допуская, что попадание одного микроба вызывает видимые изменения в среде.
На практике для оценки степени загрязнения почвы пользуются табл. 13 (при условии, что пробы почвы отбирали с глубины до 20 см).
Источник
3.6. БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ
Почва весьма богата разнообразными микроорганизмами (бактериями, актино- мицетами, плесенями, дрожжами, про- тозоа и водорослями), которых принято называть геобионтами, а также насекомыми и их личинками, нематодами и другими червями.
Большинство почвенных микроорганизмов — сапрофиты. К более или менее постоянным или типичным видам почвенной микрофлоры относятся: сапрофитные кокковы формы (Micrococcus albuSy М. Candidas, М. Cerens, М. Flavus, М. Ro- seus) спороносные анаэробы, спороносные аэробы (В. Mycoides, В. Subtilis, В. Ме- gaterium, М. Mesentericus и др.), термофильные бактерии, пигментные и непигментные неспоровые бактерии. В почве содержатся также азотфиксирующие, нитрифицирующие, денитрифицирующие, целлюлозорасщепляющие бактерии, серобактерии и др. Установлено, что в щелочных почвах обитают в основном бактерии, а в кислых (торфяных, болотистых, подзолистых) — плесневые и другие грибы. Благодаря жизнедеятельности многочисленных видов микрофлоры в почве постоянно совершаются биохимические процессы (разложение органических веществ), что имеет большое агротехническое и санитарное значение.
Необходимо знать комплекс ветеринарно санитарных и агротехнических мероприятий по оздоровлению и охране почвы от загрязнений (обеззараживание навоза и сточных вод, правильная уборка и утилизация трупов, соблюдение севооборотов, применение загонного метода пастьбы скота, использование удобрений с учетом химического состава почвы и растений). Следует учитывать способность почвы поглощать и разлагать органические вещества до минеральных (самоочищение почвы). При этом следует понять сущность процессов аммонификации и денитрификации.
Почва — резервуар и источник многообразной микрофлоры, микрофауны и приемник всех бытовых, растительных и животных остатков и отходов; при загрязнении инфекционными и инвазионными возбудителями почва может стать источником заражения животных.
Общее число микробов достигает 1-2 млрд на 1 г почвы (миллионами насчитываются одни лишь сапрофитные бактерии). Самый высокий уровень содержания микроорганизмов отмечается в почве на глубине от 1 до 10 см. В сильно унавоженных, черноземных, подвергающихся хорошей агротехнической обработке почвах значительно больше микроорганизмов, чем в неудобренных, особенно песчаных, супесчаных, суглинистых, глинистых и подзолистых или плохо обрабатываемых. В почвах, насыщенных влагой и плохо аэрируемых или, наоборот, в чрезмерно сухих, количество микроорганизмов резко уменьшается. Верхний слой почвы в результате действия на нее солнечных лучей и высыхания содержит меньше микроорганизмов и то лишь преимущественно более устойчивые виды. По мере углубления в почву, особенно начиная с 100-200 см, число микробов резко падает, и на глубине 2-4 м от поверхности встречаются единичные экземпляры, а на глубине 6 м микробы не обнаружены. Причина этого заключается в том, что верхние слои почвы всегда богаче питательным материалом для микробов; благодаря своей фильтрующей и поглотительной способности почва верхних слоев задерживает большинство бактерий (табл. 10).
Количество микроорганизмов в почве в течение года изменяется: зимой их меньше, весной число их сильно увеличивается и достигает максимума к началу лета.
При определенных условиях (содержании гумуса, рН, влажности, температуре) в почве могут находиться относительно долго (недели и месяцы) неспороносные патогенные микроорганизмы: возбудители туберкулеза, бруцеллеза, рожи свиней, сальмонеллеза, пуллороза птиц, некробациллеза, ящура, дерматомикозов и т. д. Многочисленные исследования показали, что неспорообразующие патогенные микроорганизмы не размножаются в почве и их пребывание в ней
Источник
Биологические свойства почвы
Почва весьма богата разнообразными микроорганизмами (бактериями, актиномицетами, плесенями, дрожжами, протозоа и водорослями), которых принято называть геобионтами, а также насекомыми и их личинками, нематодами и другими червями. Почва — основной источник микроорганизмов окружающей среды (воздуха, кормов и воды).
Для сохранения и размножения микроорганизмов в почве должны быть необходимые органические вещества, а также влага и тепло. Поэтому в почвах, сильно унавоженных, черноземных, подвергающихся хорошей агротехнической обработке, значительно больше микроорганизмов, чем в почвах неудобренных, особенно песчаных, супесчаных, суглинистых, глинистых и подзолистых или плохо обрабатываемых. В почвах, насыщенных влагой и плохо аэрируемых или, наоборот, в чрезмерно сухих, количество микроорганизмов резко уменьшается; мало содержат микроорганизмов девственные почвы.
Больше всего микроорганизмов находится на глубине 15—25 см, где в 1 г почвы, в зависимости от ее состава и физических свойств, могут находиться сотни тысяч, миллионы и десятки миллионов микроорганизмов. Самый верхний слой почвы в результате действия на нее солнечных лучей и высыхания содержит меньше микроорганизмов и то лишь преимущественно более устойчивые виды. По мере углубления в почву, особенно начиная со 100—200 см, число микробов резко падает и на глубине 2 -4 м от поверхности встречаются единичные экземпляры, а на глубине 6 м микробы не обнаружены. Причина этого включается в том, что верхние слои почвы всегда богаче питательным материалом для микробов; они благодари своей фильтрующей и поглотительной способности одерживают большинство бактерий.
Количество микроорганизмов в почве в течение года изменяется: зимой их меньше, весной число их сильно увеличивается и достигает максимума к началу лета. Микрофлора почвы весьма разнообразна. В почве находятся различные виды кокков, бактерий, грибы, фильтрующиеся вирусы и бактериофаги. Большинство почвенных микроорганизмов — сапрофиты.
К более или менее постоянным или типичным видам почвенной микрофлоры относятся: сапрофитные кокковые формы (Micrococcus albus, М. eandidans, М. cereus, М. flavus, М. roseus), спороносные аэробы (В. mycoidcs, В. subtilis, В. megaterium, meseilleitoils и др.), термофильные бактерии. Установлено, что в щелочных почвах обитают и основном бактерии, а в кислых (торфяных, болотистых) — плесневые и другие грибы.
Благодаря жизнедеятельности многочисленных видов почвенной микрофлоры в почве постоянно совершаются биохимические процессы, разложение органических веществ и образование новых других, что имеет большое агротехническое и санитарное значение.
Кроме сапрофитов, в почве встречаются патогенные микробы, их споры и зародыши гельминтов. Они попадают в почву главным образом с выделениями больных животных, навозом, трупами, с различными зараженными органическими отбросами и сточными водами. Условия для размножения и сохранения в почве многих видов далеко не благоприятны. Тем не менее, известно, что некоторые патогенные микроорганизмы могут сохранять в почве свои болезнетворные свойства в течение длительного срока, исчисляемого годами, а иногда десятилетиями (Луи Пастер, Б. Фишер и Л. Биттер, П. Д. Байтин, Д. Штраух, 3. А. Ваксман, Я. Р. Коваленко и др.). К ним относятся возбудители таких инфекционных заболеваний, как газовой гангрены и злокачественного отека (В. perfringene, Vibrio opliqne, В, oedematiens, В. histolyticus), столбняка (В. tetani), сибирской язвы (В. anthracis), эмфизематозного карбункула (В. chauvoei), ботулизма (В. bot ulinns).
Болезни, вызываемые этими возбудителями, получили название почвенных инфекционных болезней, так как заражение ими происходи через почву, чаще на пастбище. Например, споры сибирской язвы при наличии нейтральной или слабощелочной реакции почвы и ее затопления могут не только продолжительное время сохраниться в активном состоянии, но и прорастать, заражать почву, воду и растения (К. А. Миротворский, Лунгу, Попа, Ван Неве и Штейн и т. р.).
Зараженные торфянистые и болотистые участки во время понижения уровня грунтовых вод создают благоприятные условия для развития сибиреязвенных спор и обычно в это время служат очагом распространения инфекции. Большое значение в выносе возбудителей инфекции из глубины почвы имеют вымывание их грунтовой водой во время затопления (заливные луга), раскопки в связи со строительными работами и т. п.
Таким образом, почва, зараженная возбудителями почвенных инфекционных болезней, имеет большое эпидемиологическое и экологическое значение и представляет угрозу заражения людей и животных при прямом их контакте с почвой или косвенно — через корма, питьевую воду, грызунов, насекомых, дождевых червей, обувь, инструменты и пр.
При определенных условиях (содержание гумуса, рН, влажности и температуры) в почве могут находиться относительно долго (недели и месяцы) патогенные микроорганизмы: возбудители туберкулеза, бруцеллеза, рожи свиней, пастереллеза, пуллороза птиц, мыта лошадей, дерматомикозов и т. д. Многочисленные исследования показали, что неспорообразующие патогенные микроорганизмы не размножаются в почве и их пребывание в ней ограничивается периодом жизни одной популяции (Е. И. Мишустин и М. И. Персовская, В. С. Киктенко и В. Д. Кучеренко и др.). Следовательно, попадая в почву, патогенные микроорганизмы создают очаги инфекции. Часто инфицируются те участки почвы, которые находятся в контакте с животными или продуктами их переработки: животноводческие помещения, выгульные площадки, пастбища, лагеря, стойбища, погрузочные и разгрузочные площадки, территории мясокомбинатов и других пищевых предприятий и т. п.
Наряду с возбудителями различных инфекционных заболеваний почвы могут быть инвазированы (заражены) зародышами гельминтов (паразитических червей), так как многие из них (геогельминты) нуждаются в почве как во временной среде для своего развития и созревания. К геогельминтам относят яйца аскарид, зародыши возбудителей диктиокаулеза (легочно-глистной болезни), гемонхоза (сычужно-глистной болезни), мониезиоза, амидостоматоза и др. Кроме того, почва является средой обитания ряда промежуточных хозяев гельминтов, как, например, возбудителя фасциолеза (моллюск), метастронгилидоза (дождевые черви) и др. В почве зародыши гельминтов чаще погибают через год и только в южных районах значительно раньше (через 3— 6 месяцев). Заражение животных гельминтами происходит в данном случае через корма, выращенные на зараженных участках, и питьевую воду.
Почва служит и средой для развития паразитических насекомых — мух, мошек, слепней, оводов и др.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник