Виды почвенных бактерий реферат

Обновлено: 04.07.2024

Бактерии считаются важным звеном круговорота веществ в природе. Благодаря их жизнедеятельности, отмершие частицы растений и животных перерабатываются в перегной. Вышеперечисленные компоненты представители флоры снова способны использовать для своего роста и развития.

Значение

Грунты в современном виде являются результатом упорных стараний многих сообществ бактерий. Одноклеточные на протяжении длительного времени смешивали горные породы, перерабатывали отмершую органику, соединяя ее с элементами от своей жизнедеятельности. Шаг за шагом микроорганизмы превращали дикие пустыни и скалы в земли с плодородным верхним слоем.

Бактерии – это самые древние организмы, которые могут быть как жизненно важными, так и вредоносными для растений и животных. Микроорганизмы – основные двигатели жизни на нашей планете. В состав микрофлоры грунта входят бактерии, грибы, плесень. Их роль в росте и развитии растительности переоценить довольно сложно. Почвенные бактерии регулярно осуществляют переработку животной органики и преобразуют ее в полезные минеральные компоненты.

В результате субстрат состоит из большого количества полезной органики, а также кальция, железа, азота и фосфора.

Микрофлора грунта не только обогащает ее состав, но и делает структуру лучше. Она довольно разнообразна и богата, таким образом, в 1 грамме почвы может находиться около 1 млрд бактерий. Для учета их количества используют специальные методы, а также приспособления, включая оптический микроскоп, метод посева и другие. Со временем видовой состав почвенных микроорганизмов меняется. Разновидности популяций бактерий в субстрате зависят от следующих факторов:

типа почвы;
состава субстрата;
глубины исследуемого участка земли.

Почвенные бактерии имеют вид мелких одноклеточных микроорганизмов. Они проживают в тонкой водной пленке грунта, около корней растительности. Небольшие размеры этих существ способствуют их возможности расти, функционировать и адаптироваться даже к тем условиям среды, которые быстро меняются.

Зачастую такие микроорганизмы имеют шарообразную форму тела, иногда палочковидную или изогнутую.

В грунтах также находится большое количество болезнетворных одноклеточных. Согласно исследованиям ученых, основные пути инфицирования патогенной группой простейших – это зараженные остатки живых существ. Такие микроорганизмы часто являются причиной инфицирования людей и животных такими опасными недугами, как сибирская язва, гангрена и всевозможные кишечные инфекции.

Несмотря на то что в природе встречаются патогенные бактерии, способные нанести вред человеку, эти одноклеточные приносят огромную пользу.

Участвуют в химических реакциях и процессах, повышают биологическую активность грунта.
Принимают участие в гумусообразовании, то есть создании органических веществ.
Оздоравливают почву, стимулируя ее самоочищение от патогенных организмов.
Приводят в норму сбалансированное питание растительности.
Защищают представителей флоры и стимулируют их рост на ранних стадиях.
Способствуют образованию и развитию корневой системы.
Укрепляют защитные реакции растительных организмов, а также их сопротивляемость различным инфекциям.

Обзор видов

Живущие в почве нашей планеты микроорганизмы делятся на несколько видов согласно способу питания, функциональным особенностям, среде обитания и другим особенностям. Организмы, обитающие в почве, представлены бактериями гниения, паразитами и симбионтами. При этом взаимоотношения между различными видами сапрофитов могут быть самыми разными.

Микроорганизмы, которые относятся к группе одноклеточных, образующих споры, бывают 12-ти типов. Они выделяются на основе предпочтений бактерий к среде обитания.

Например, термофилы могут существовать только в теплой среде. Под влиянием данных одноклеточных многие элементы, в частности, мочевина превращается в вещества, типичные для роста и развития растительности.

Патогенная микрофлора грунта является результатом ее загрязнения фекалиями. Такие микробы попадают в субстрат из кишечника животных или растений и тем самым способствуют процедуре гниения. Главными представителями патогенной микрофлоры считают колиформных прокариотов. После попадания в грунт эти одноклеточные существуют в ней длительное время при условии хорошего прогревания почвы и отсутствия доступа прямого солнечного света.

Колиформных бактерий относят к наиболее опасным, так как они попадают в почву из кишечника животного.

Также опасными для людей и других живых организмов считаются бактерии, что вырабатывают ферменты высокотоксичной природы.

По форме клеточных стенок

Классификация почвенных бактерий по форме клеточных стенок была основана на методах геномных исследований. По данному принципу ученые выделяют 3 типа одноклеточных:

бациллы, у которых клетка имеет стержневидную форму;
кокки имеют клетку в форме сферы;
спириллы – это спиралевидные организмы.

Также были выявлены почвенные микроорганизмы сложного типа. К таковым относят разветвленных актиномицет.

По отношению к кислороду

Согласно использованию кислорода в процессе своей жизнедеятельности, почвенные одноклеточные бывают следующих видов:

аэробные, для их существования необходим кислород;
анаэробные бактерии погибают при наличии кислорода в определенном слое грунта.

По способности окрашиваться методом Грама

Суть метода Грама – в наличии внешней оболочки, которая выполняет защитную функцию, она может пропускать или препятствовать проникновению антибиотика и красителя внутрь бактерии. Грамположительными считаются крупные виды почвенных микроорганизмов, у которых толстая оболочка, выдерживающая водный стресс.

Грамотрицательными называются мелкие бактерии, которые не проявляют устойчивости к водному стрессу.

Чаще всего в почвах встречаются следующие грамотрицательные бактерии:

псевдомонады, имеющие вид одиночных мелких организмов, что не образуют спор;
азотобактерии – большие подвижные свободноживущие палочки;
клубеньковые одноклеточные;
энтеробактерии могут быть подвижными и неподвижными, они представлены в виде кишечной флоры млекопитающих организмов, патогенных бактерий для растительности, а также жители грунта и воды;
почкующиеся организмы – нитрифицирующие бактерии;
цитофаги и миксобактерии – микроорганизмы, образующие слизь и плотные тяжи.

Грамположительные организмы представлены в грунте следующими видами:

спорообразующими;
бациллами – это палочковидные бактерии, проживающие подвижными колониями;
анаэробными крупными организмами, участвующими в гниении, сбраживании углеводов, крахмала, пектина;
коринеподобными бактериями, обитающими в почве, подстилке, мертвом и живом растительном субстрате.

По типу питания

Согласно типу питания, бактерии, живущие в почве, делят на автотрофных и гетеротрофных. Первые получают органику для своей жизнедеятельности своими силами. Гетеротрофные организмы пользуются готовой органикой.

По функциям

Микроорганизмы, находящиеся в грунте, необходимы для деструкции органики. В процессе своей деятельности одноклеточные обогащают важными соединениями почвы. Функцию фиксации азота в прикорневой системе выполняют клубеньковые бактерии.

Нитрифицирующие виды микроорганизмов используют для того, чтобы повысить плодородие грунта.

Помимо этого, согласно функциональным особенностям, выделяют следующие группы одноклеточных.

Деструкторы. Они потребляют углеводы и всевозможные органические соединения, которые представлены в виде свежей либо отмершей органики.

Мутуалисты. Эти бактерии способны сожительствовать на взаимовыгодных друг для друга условиях. Примером таких микроорганизмов являются клубеньковые бактерии.

Хемоавтотрофы способны получить энергию из неорганического вещества, в котором нет углерода.

Патогены, паразиты растительности.

Все вышеперечисленные группы почвенных бактерий играют основную роль в питании представителей флоры. Эти одноклеточные преобразуют почвенную органику, нейтрализуют пестициды, накапливают в грунте азот, предотвращают заболевание растений, а также образовывают почвенные микроагрегаты, увеличивающие влагоемкость субстрата.

Чем питаются?

Существует несколько способов получения энергии почвенными бактериями.

Среди них встречаются автотрофы – существа, которые вырабатывают вещества для своего питания собственными силами.

Некоторые представители данной группы используют в пищу соединения органической природы. Последние называются гетеротрофами и делятся на 3 группы.

Паразиты. Бактерии данного вида представляют собой микроорганизмы патогенной природы, живущие за счет иных организмов.

Симбионты. Клубеньковыми азотфиксаторами называют бактерии, которые поселяются в прикорневой системе, образуя узлы шарообразной формы. У этих бактерий продолговатая овальная или палочкообразная форма. Зачастую эти организмы взаимодействуют с горохом, чечевицей, люцерной и другими бобовыми.

Сапрофиты – это бактерии гниения. Проживают они в верхних слоях почвы и находятся в ней в огромном количестве. Результат жизнедеятельности сапрофитов – это утилизация мертвых тканей и высокая скорость разложения веществ. Бактерии проявляют особую требовательность к органике грунта. Они не могут существовать без азотсодержащих соединений, нуклеотидов, витаминов, белков и углеводов.

Бактерии проживают во всех уголках нашей планеты. В земле эти одноклеточные взаимодействуют с другими представителями микрофлоры и играют роль их хранителей, а также распространителей. Почвенные бактерии способны довольно быстро разложить неживую органику и превратить ее в качественный гумус в разных слоях почвы. Это очень важные одноклеточные, без которых круговорот веществ был бы практически невозможным.

Что такое почвенные бактерии, смотрите далее.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

по биологии

ученицы 9 класса

ГБОУ ООШ пос. Аверьяновский

Бисиналиевой Асель

Руководитель: Величкина А.А.

Миклофлора почвы

Почвы, которые сегодня присутствуют на Земле, были образованы в результате жизнедеятельности бактерий. Перерабатывая минеральные частицы горных пород и смешивая их с продуктами переработки отмерших органических соединений и результатом собственной жизнедеятельности, микроорганизмы постепенно превратили безжизненные скалистые долины нашей планеты в плодородные земли. Живые микроорганизмы и бактерии – важнейший элемент цепи естественного круговорота в природе.

Микрофлора почвы очень богата и разнообразна. Всего в одном кубическом сантиметре может встречаться до миллиарда бактерий. Однако популяция почвенных микроорганизмов может изменяться. Это зависит от типа и состава почвы, ее состояния, а также глубины изучаемого слоя

Жизнедеятельность почвенных бактерий

Микробы в почве являются ключом к переработке углерода и азота. Чайная ложка плодородной почвы может содержать от 100 млн и до 1 млрд бактерий. Бактерии - это крошечные одноклеточные организмы шириной около 0,2-2 мкм (в среднем - 1 мкм) и длиной около 1-10 мкм. По размеру бактерии сопоставимы с частичками глины (

Классификация почвенных бактерий

Микроорганизмы, живущие в почве, выделяют в следующие группы:

По форме клеточных стенок. Такая классификация была определена до появления методов исследования генома. Среди всех видов бактерии обособляются в три основные группы:

бациллы – клетка по форме похожа на стержень

кокки – сферические клетки

спириллы – клетка спиралевидной формы

Есть более сложные разновидности, например, разветвленные актиномицеты или другие формы, не попадающие под выше названную классификацию.

По отношению к кислороду:

аэробные – для жизни необходимо наличие кислорода

анаэробные – наличие кислорода для них губительно

По способности окрашиваться методом Грама. Суть в наличии внешней защитной липидной оболочки, покрывающей клеточную капсулу не пропускающую краситель и антибиотики:

грамположительные – большие по размеру, с толстой оболочкой, хорошо выдерживают водный стресс.

грамотрицательные – более мелкие, не устойчивы к водному стрессу.

По типу питания:

автотрофы – способные самостоятельно получать органику для питания.

Гетеротрофы – использующие готовую органику.

По экологическим предпочтения микроорганизмов (филии). Выделяют 12 таких типов по тем средам и условиям в которых они обитают, например, термофилы – в теплых источниках и т. д.

Деление почвенных бактерий по функциям

Существует многофункциональное деление агропочвенных микроорганизмов по их функциям :

1. Деструкторы – бактерии, которые проживают в грунте и минерализуют базисные соединения, находящиеся в верхнем слое земли. Их роль – преобразование остатков живых существ и растений в эклектические элементы.

2. Азотфиксирующие либо клубневые микроорганизмы – симбионты растений. Их значимость заключается в том, что только этот тип бактерий способен объединять неорганичные кислородные элементы и обеспечивать ими растения. Именно благодаря этому почва и растения получают важные минеральные вещества.

3. Хемоавтотрофы – микроорганизмы, которые сосредотачивают существующие неорганические вещества в базисные молекулы. Их значимость состоит в том, что они могут подвергать обработке накапливающиеся в основе эклектические элементы, а затем передавать их растениям.

Микроорганизмы в почве не просто существуют. Они осуществляют множество различных биохимических реакций, потребляют одни вещества, синтезируют другие. Благодаря такому высокому разнообразию, высокой численности почва превращается в мощнейшую биохимическую машину, которая пропускает через себя значительные потоки вещества и энергии в масштабах планеты. Циклы многих важнейших для жизни на Земле химических элементов, таких как углерод, азот, фосфор, так или иначе связаны с активностью почвенных микроорганизмов.

Микробы в почве могут фиксировать атмосферный азот, превращая его в доступные для других живых существ соединения. Микробы могут, наоборот, разрушать азотсодержащие соединения, возвращая в атмосферу молекулярный азот и оксиды азота. То же самое с углеродом. Микроорганизмы могут разлагать органические вещества, например растительный опад, и возвращать таким образом в атмосферу углекислый газ. Могут, наоборот, консервировать углерод в виде инертного трудно разлагаемого органического вещества. Все эти процессы весьма интересны человеку, потому что оказывают прямое влияние на сельское хозяйство, на состояние окружающей среды, на климат. Это особенно актуально в последнее время в связи с попыткой регуляции углекислого газа в атмосфере. И поэтому человек давно пытается регулировать эти процессы.

Микроорганизмы - очистителями окружающей среды.

Почва - это не только субстрат, на котором растут растения, из которого они черпают минеральные элементы питания, она представляет собой сложную систему с различными протекающими в ней биологическими и биохимическими процессами. В почве происходят разнообразные биохимические превращения, устанавливается сложная взаимосвязь между микроорганизмами.

Почвенные микроорганизмы составляют значительную часть любой биогеосистемы - экологической системы, включающей почву, косное (неживое) и биокосное (живое или произведенное живыми организмами) вещества - и активно участвуют в ее жизнедеятельности. Почва обладает высокой буферной способностью, т.е. долгое время может не изменять своих свойств под воздействием загрязнителей. Микроорганизмы почв обладают высокой чувствительностью к антропогенному воздействию. Поэтому они являются хорошими индикаторами загрязненности окружающей среды. Так, по виду микрофлоры, преимущественно обитающей (или, наоборот, отсутствующей) на данной территории, можно определить не только степень загрязнения, но и его вид (какое именно загрязняющее вещество превалирует на данном участке). Например, индикаторами сильного антропогенного загрязнения является отсутствие коккоидных форм микроводорослей из отдела Chlorophyta. Наиболее устойчивыми к загрязнению оказались нитчатые формы синезеленых водорослей (цианобактерий Cyanophyta) и зеленых водорослей.

Микроорганизмы сами являются очистителями окружающей среды. Дело в том, что питательными веществами для многих бактерий являются абсолютно несъедобные для высших организмов вещества. В большинстве случаев данные вещества (такие, как нефть, метан и т.п.) являются для таких бактерий прямыми источниками энергии, без которой они не выживут. Еще до приспособления бактерий в качестве биофильтров и биоочистителей, до появления искусственных загрязнителей, микроорганизмы уже эффективно выполняли очистительную роль в природе.

Оценка состояния обитающих в почве организмов, их биоразнообразия имеет важное значение при решении задач природоохранной практики: выделении зон экологического неблагополучия, расчете ущерба, нанесенного деятельностью человека, определении устойчивости экосистемы и воздействии тех или иных антропогенных факторов. Микроорганизмы позволяют проводить раннюю диагностику любых изменений окружающей среды, что важно при прогнозировании изменений окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов.

Расселением, изучением структуры и функций особей и сообществ организмов в природной обстановке занята специальная отрасль биологии - экология. Исследование микробного мира находится в сфере экологии микроорганизмов. Основная суть этой науки улавливается даже из самого термина "экология" (от греч. "ойкос" - дом, местообитание). Поэтому экологические исследования микроорганизмов проводятся в "их доме". Ни на каком ином уровне, изучая наследственные свойства микробов, химический состав и тонкое строение клетки, нельзя получить тех сведений, которые добываются при экологических исследованиях.

Файлы: 1 файл

реФ.doc

Известны многочисленные примеры паразитирования бактерий на мицелии грибов, хищных грибов, активно захватывающих и лизирующих мелких почвенных червей (нематод).

Особым случаем взаимодействия микроорганизмов - крайнее проявление симбиоза - являются лишайники. Они представляют собой ассоциацию из водорослей и грибов. Часто им сопутствуют бактерии. Эти ассоциации очень устойчивы, рассматриваются в специальном разделе, но, по сути дела, являются микробными.

Сложный характер взаимодействия двух и тем более многих компонентов ассоциаций оказывает большое влияние на микробные ценозы, особенно при усилении влияния отдельных групп и последующей смены доминирующих организмов.

Другим источником воздействий на микрофлору почв является сам субстрат. Хорошо известны явления токсичности почв за счет кислой реакции, наличия токсических соединений алюминия и др. Ученые исследуют также явление микробостазиса - свойства почвы задерживать рост и развитие обитающих в ней микробов. Механизмы этих процессов не изучены, но, по-видимому, связаны со специфическим влиянием продуктов жизнедеятельности микроорганизмов и веществ, попадающих в почву при отмирании и лизисе клеток. Почва как своеобразное "живое тело" сопротивляется избыточному развитию микроорганизмов, поддерживая их в дремлющем (латентном) состоянии и "разрешая" вспышки фаворитных групп, обеспеченных в краткие промежутки времени пищей и энергией.

Высшие растения, являясь основным источником питательных веществ для преобладающего числа микробного населения почв - гетеротрофов,- оказывают существенное влияние на микробные ценозы.

Зоны, непосредственно примыкающие к корням живых растений, являются областями активного развития микроорганизмов. Это связано прежде всего с выделениями из корней (экзосмосом) органических веществ, синтезированных растениями. Совокупность микроорганизмов, содержащихся в большом количестве в узкой зоне вокруг корней, называют ризосферной микрофлорой, а саму зону - ризосферой. Кроме того, существует представление о ризоплане - непосредственной поверхности корня, заселенной микробами. Ясно, что метаболизм (обмен веществ) корней оказывает большое влияние на почвенную среду, прилегающую к корням. Считают, например, что корни увеличивают кислотность примыкающих к ним микрослоев почвы за счет выделения углекислоты и Н+ ионов. Такие изменения возможны в пределах нескольких миллиметров вокруг корня. Важным источником стимуляции почвенного микронаселения является выделение корнями питательных веществ. Патогенные и симбиотические микроорганизмы привязаны к ним либо способны растворять стенку клеток корня и проникать внутрь цитоплазмы. Экзосмос органических веществ из корней растений обусловлен активными процессами, пассивной диффузией или выделениями из отмирающих клеток.

Молодые корешки обычно покрыты слизистыми чехликами, обильно заселенными микробами.

В продуктах экзосмоса корней обнаружено большое количество различных веществ, в том числе 10 разных Сахаров, 23 аминокислоты, 10 витаминов, полисахаридные слизи, органические кислоты и др. Характер выделений зависит от вида и возраста растений. К сожалению, еще нет достаточных сведений о процессах корневого экзосмоса и использования веществ микроорганизмами в условиях природной нестерильной среды.

Сфера воздействия корней на микрофлору в почве определяется лишь приблизительно но увеличению числа микробов по мере приближения к поверхности корня. Большинство трупп микроорганизмов обнаруживается в большем числе в ризосфере (Р), чем в окружающей почве (П), что можно выразить отношением: Р/П.

Не все бактерии одинаково реагируют на стимулирующее действие корней. Так, грамотрицательные бактерии явно лучше развиваются в ризосфере, чем грамположительные неспорообразующие бактерии. Способность бактерий заселять зону корня связана не только с выделяемым веществом, но и с отношением к физическим факторам, антагонизму. Многие исследователи обнаружили, что бактерии, способные разлагать целлюлозу, растворять фосфаты, использовать белки и сахара, синтезировать витамины и бактериальные полисахариды,- являются типичными обитателями ризосферы. Удается также отметить некоторую корреляцию между таксономическими и физиологическими группами бактерий в ризосфере. Так, например, виды Pseudomonas доминируют в ризосфере, а виды Arthrobacter - в окружающей почве. Представители обоих родов заметно различаются по потребностям в ростовых факторах.

Меньше внимания уделялось актиномицетам, хотя их приуроченность к ризосфере установлена. Возможно, что в этих условиях они образуют активные вещества (антибиотики), угнетающие развитие патогенов на корнях. В этом вопросе остается много неясностей. По видовому составу и особенно физиологии виды актиномицетов, обитающие в ризосфере и в почве, не отличаются.

На ризосферную микрофлору влияют вид, возраст растений и их состояние, положение и характер распределения корней, тип почвы и окружение. Корни растений стимулируют или угнетают микробов в разной степени. Бобовые растения чаще всего стимулируют развитие микробов. В ризосфере клеверов, например, обнаруживается значительно больше микроорганизмов, чем в зоне корней злаков и деревьев. Корневые выделения растений в случае длительного выращивания одних и тех же культур растений (монокультур) на одних и тех же площадях приводят к так называемому "почвенному утомлению". Такая обстановка в сочетании с монотонным по составу растительным опадом вызывает селекцию отдельных групп и даже видов микроорганизмов и их чрезмерное развитие в почвах. Следствием этого являются стойкие заболевания растений (при развитии патогенных для растений микробов), уносящие урожай. В пределах поверхности одного корешка микрофлора оказывается разной и обилие микроорганизмов нарастает к кончикам корней, где, например, отмечен наибольший экзосмос аминокислот.

Ризосферный эффект увеличивается после прорастания семени и достигает максимума в период цветения и плодоношения растений. Таким образом, возраст и старение растений играет большую роль в формировании и деятельности ризосферной микрофлоры.

Степень освещенности и температура воздуха также влияют на корневые выделения и, следовательно, на микроорганизмы.

Ризосферный эффект более ярко выражен в песчаных почвах и менее - в гумусных. В пустынных районах ризосфера является, по-видимому, единственной зоной, где активно развивается микрофлора. В любой почве изменения окружающей среды, включая агротехнические мероприятия, оказывают меньшее воздействие на микроорганизмы в ризосфере по сравнению с обитателями почвы. Ризосферная зона представляет собой своеобразную "буферную" систему, препятствующую воздействию среды на микрофлору. вода почва ризосферный микрофлора

Мероприятия, проводимые человеком, оказывают огромное воздействие на микробные ассоциации. Среди них наиболее существенно применение химических средств борьбы с сорняками (гербициды), всевозможных протравителей семян, минеральных удобрений. Все это в сочетании с разными типами обработки почв (вспашка, орошение, мелиорация) изменяет микробные ценозы, часто стойко и не всегда в благожелательном для хозяйства направлении. В этом плане во всем мире ведется большая исследовательская работа.

Широко распространенное, даже среди некоторой части специалистов, мнение о почве как о подобии питательной среды, которую можно заселить любыми микроорганизмами, глубоко неверно. Колонизация микробами отдельных участков (как было показано, часто очень мелких) может иметь место в течение непродолжительного времени. Затем вступают в действие те или иные регуляторные механизмы, и популяции "пришельцев" оказываются сведенными к минимуму. Настойчивые попытки на протяжении многих лет применить бактеризацию (внесение) почвы микроорганизмами с полезными для растений свойствами (фиксаторов азота, активных минерализаторов фосфорсодержащих веществ) оказались неуспешными.

Колонизация почвы микроорганизмами (в том числе не содержащимися в ассоциациях в данном участке) все же ограниченно возможна, если не лимитируется следующими условиями:

а) наличием пригодного места в данный момент (в реальных микрозонах обитания микроорганизмов, а не вообще в почве);

б) присутствием в достаточном количестве субстрата, обеспечивающего длительное развитие данного организма;

в) способностью использовать многие источники энергии и пищи в экосистеме, и причем более эффективно, чем аборигенная микрофлора;

г) высокой толерантностью (выносливостью) попадающего организма к микроэкологическим факторам - колебаниям рН и температуры, осмотическому давлению, содержанию кислорода, окислительно- восстановительному потенциалу, влажности и другим, обеспечивающим вегетативный рост;

д) наличием механизмов активного воздействия на другие организмы - образованием физиологически активных метаболитов, способностью к антагонизму и устойчивостью к продуктам жизнедеятельности других организмов.

Несоблюдение указанных условий и даже некоторых из них делает невозможным активное поселение микроорганизмов в почве. Более того, как уже отмечалось, входящие в состав ценоза микробы при отсутствии возможностей приспособиться к изменившимся условиям среды выпадают из активного участия в деятельности ценоза, переходя в переживающее состояние.

Каждый вид микроорганизма способен расти, развиваться и размножаться в рамках внешних условий, которые отражают их уровень толерантности или экологическую амплитуду. Эти рамки определены критическими величинами факторов. Отдельные организмы способны существовать при крайних (экстремальных) значениях факторов среды и часто становятся узкоспециализированными - облигатными (обязательными) по отношению к уровню действующего фактора. Таковыми являются облигатные галофилы (род Halobacterium), растущие в насыщенных растворах солей, многие облигатные термофилы, глубоководные барофильные бактерии (устойчивые к высокому давлению), выдерживающие давление 1400 атм, облигатные анаэробы, погибающие при незначительных примесях кислорода в атмосфере (род Selenomonas и др.). Ряд бактерий и грибов способны размножаться при О °С, если водный раствор не замерзает (растворы солей, в отличие от чистой воды, замерзают при более низкой температуре).

Имеются многочисленные примеры исключительности микробного мира в целом по отношению к факторам среды в экстремальном (крайнем) выражении. Так, например, опасным температурным пределом для животных, включая простейших, является 50 °С, максимум для грибов 56-60 °С. Сине-зеленые водоросли (род Synechococcus) активны в горячих источниках при 73-75 °С, а некоторые флексибактерии активно размножаются в горячих гейзерах (90 °С). Зона толерантности микробного мира поистине грандиозна, ее границы часто находятся на предельных значениях отдельных факторов. Эта особенность микроорганизмов обеспечивает им практически беспредельное развитие на нашей планете.

Большинство же микроорганизмов ограничено более узкими рамками, и их развитие либо задерживается, либо в результате воздействия отдельных факторов наступает гибель и разрушение клеток. Большую роль в выживаемости микроорганизмов в условиях, которые могут оказаться губительными, играют "факторы компенсации". Так, например, температурный барьер преодолевается микробами, не приспособленными к этому, при наличии питательных элементов. Термофильная бактерия Bacillus stearothermophilus развивается при низкой температуре при наличии в среде ростовых факторов. Arthrobacter globiformis толерантен к высокой и низкой температуре в присутствии солей (NaCl). Низкая температура придает Bacillus stearothermophilus нечувствительность к токсинам, не мешая ее росту.

Нет практически ни одного вещества (в первую очередь содержащего углерод), которое не могло бы быть разложено микроорганизмами. Самые устойчивые соединения - асфальты, битумы и новые синтезированные химическим путем соединения, не встречающиеся в природе, также атакуются микробами.

Все изложенные выше сведения, составляющие лишь фрагменты того, что известно современной микробиологии, дают основание самому читателю сделать вывод об огромной и исключительной роли микроорганизмов в круговороте веществ в природе.

5.Микробное население почв разных типов

Приступая к характеристике микронаселения различных почв, стоит прежде всего отметить большую его динамичность. Численность микрофлоры довольно сильно меняется не только в течение года, но и в небольших отрезках времени. Это является следствием динамики температуры и влажности почвы, состояния растительного покрова и т.д.

В южной зоне, особенно в неполивных почвах, где отмечается летний дефицит влаги, колебание численности микроорганизмов выражено более резко. В летний период иссушения здесь доминируют менее требовательные к влаге актиномицеты, а весной и осенью бактерии, численность которых летом сильно уменьшается. Увлажнение почв, конечно, коренным образом меняет положение дел. В более северной зоне, где обычно бывает достаточно влаги, колебание численности отдельных групп микроорганизмов выражено значительно меньше. Не отмечается здесь и больших сдвигов в соотношении систематических группировок микроорганизмов.

Почти во всех почвах имеет место большая или меньшая активизация деятельности микроорганизмов весной. Очевидно, это связано с обогащением почв отмершей за осенне-зимний период растительностью. Сезонная динамика численности микроорганизмов не снимает тем не менее вопроса о плотности заселения разных почв микроорганизмами. Несмотря на имеющиеся колебания, легко заметить, что одни почвы богаче, а другие беднее микроорганизмами. Если ориентироваться на средние числа наблюдений, то можно получить примерные данные, обрисовывающие степень населенности почв микроорганизмами (т.е. биогенность почвы).

Как уже отмечалось раньше, микробиологические анализы дают условные показатели, но если для изучения разных почв используется одна и та же методика, то получаются вполне сопоставимые результаты. Для установления богатства почв микроорганизмами или, как говорят, их биогенности Н.М. Лазарев применил прямой микроскопический метод, рекомендованный С.Н. Виноградским. Средние показатели, полученные для горизонта А целинных почв и пахотного слоя окультуренных почв, даны в табл.3. Для более глубоких горизонтов материал не приводится, но следует помнить, что по мере углубления численность микроорганизмов падает. Размер этого снижения в значительной мере зависят от мощности гумусового горизонта.

Роль почвенных бактерий трудно переоценить. Они необходимы, чтобы перерабатывать органические остатки в минеральные вещества, что является их основным предназначением. Рассмотрим особенности среды обитания микроорганизмов, их разновидности и классификацию по разным признакам, как и чем они питаются. Чем отличаются почвенные бактерии от бактерий гниения.

Общая информация

Почвенные бактерии и грибы способствуют разложению органических остатков до минеральных элементов, без этого процесса существование биоценозов было бы невозможно. Их главное значение в том, что частички растительных и животных тканей они перерабатывают в питательный перегной, который затем новые растения используют для питания, роста и развития. Положительное действие бактерий отмечается и в том, что гумус, получающийся в результате их деятельности, формирует почвы, делает верхний слой плодородным, улучшает структуру грунта.

Польза и вред почвенных микроорганизмов определяется их составом, разновидностями и количеством. Не всегда в почве преобладают полезные микроорганизмы, если по каким-либо причинам размножаются вредные, например, плесень, субстрат становится непригодным для использования. Отрицательное воздействие плесени проявляется в угнетении растений, которая приводит к их гибели. В почве могут находиться и переносчики опасных инфекционных болезней – столбняка, сибирской язвы, кишечных инфекций и других.

Среда обитания

Различные виды микроорганизмов в земле питаются разными органическими остатками, обитают в разных слоях. Преимущественно они располагаются в зоне, где находятся корни растений. Микроорганизмы потребляют как свежие растительные остатки, так и вещества, которые находятся возле корневой системы растений.

Для успешного роста культур необходимо, чтобы в почве жили, прежде всего, фотосинтетические бактерии. Микроорганизмы этого типа фиксируют азот из воздуха и углерод, вырабатывают органические вещества и связывают много других питательных веществ, которые питают растения и участвуют в круговороте соединений.

Виды почвенных бактерий

Вся совокупность бактериальной флоры почвы делится на группы в зависимости от строения, потребления кислорода, функций, питания и других характеристик.

По форме клеточных стенок

Различие в строении стенок клеток почвенных микроорганизмов было выявлено в результате исследований. По этому признаку одноклеточные делят на 3 основные группы:

бациллы, у которых клетка имеет цилиндрическую форму;
кокки со сферической клеткой;
спириллы, имеющие спиралевидную форму.

Существуют бактерии со сложной формой, например, актиномицеты, у которых форма разветвленная.

По отношению к кислороду

Все почвенные бактерии делятся на группы, одна из которых потребляет кислород, другая может обходиться без него. Это аэробные и анаэробные микроорганизмы. Отношение к кислороду определяет и то, какие реакции будут идти при помощи этих микроорганизмов. Анаэробные бактерии отвечают за процессы брожения, энергии при таком способе вырабатывается меньше, чем при аэробном способе, который в этом отношении более эффективный.

По способности окрашиваться методом Грама

Метод основан на том, что у некоторых видов почвенных микроорганизмов есть внешняя защитная оболочка, которая не пропускает внутрь вещества. Такие бактерии считаются грамположительными, те, которые окрашиваются красителями, – грамотрицательными. К ним относятся: псевдомонады, азотобактерии, клубеньковые одноклеточные, энтеробактерии, цитофаги, миксобактерии, нитрифицирующие бактерии. Грамположительные микроорганизмы: бациллы, анаэробные, коринеподобные и спорообразующие бактерии.

По типу питания

Микроорганизмы делятся на автотрофных и гетеротрофных. Автотрофные в процессе жизнедеятельности создают органические соединения из неорганических, гетеротрофные используют для питания органику.

По функциям

Нитрифицирующие виды микроорганизмов используют для того, чтобы повысить питательность почвы. Клубеньковые микроорганизмы фиксируют азот из воздуха и передают его в почву, нитрифицирующие переводят азот из аммонийной формы в нитратную, чем повышают его доступность для растений.

По функциональным особенностям существуют такие группы микроорганизмов:

Деструкторы, которые потребляют свежую органику, разлагают и минерализуют ее.
Мутуалисты – способны существовать с растениями на взаимовыгодных условиях. Пример – клубеньковые бактерии.
Хемоавтотрофы перерабатывают неорганическое вещество, не содержащее углерода.
Патогены-возбудители заболеваний растений и животных.

Все одноклеточные, кроме патогенов, преобразуют почвенную органику, накапливают азот, нейтрализуют токсичные вещества пестицидов, предотвращают болезни растений, образуют почвенные микроагрегаты, которые увеличивают влагоемкость грунта.

Как питаются бактерии

Для получения питания и энергии бактерии почвы используют разные способы. Одни питаются органическими, другие – неорганическими веществами. Разлагая органику, они строят собственные клетки, неорганические вещества используют для питания.

В чем отличие бактерий гниения от почвенных?

Процессы гниения вызываются сапрофитами. Располагаются они в верхнем слое грунта, их цель – разложение мертвых тканей с большой скоростью. Сапрофиты требовательны к органике, их жизнедеятельность невозможна без белков, углеводов, азотсодержащих веществ, нуклеотидов, витаминов.

Почвенные микроорганизмы осуществляют в земле функции, связанные с круговоротом питательных элементов, воды и угнетением болезнетворных бактерий. Некоторые вырабатывают вещества, которые связывают частички грунта в агрегаты, чем делают его структурнее, повышают влагоудерживающую способность. Многие полезные микроорганизмы конкурируют с болезнетворными в надземных поверхностях и корневых системах.

Окончил Херсонский экономико-правовой институт. С 2008 года занимается выращиванием ягод и саженцев малины, клубники и ежевики. Сейчас владелец небольшого питомника "Заречье Плант".

Читайте также: