Почва как среда обитания микроорганизмов кратко

Обновлено: 04.07.2024

Под влиянием биологических, химических и физических воздействий на горную породу образовалась почва.

Почвообразование — сложный исторический процесс. В зависимости от сочетания многих факторов и их интенсивности формируются различные типы почв.

Микроорганизмам принадлежит основная роль в первичном почвообразовательном процессе. Минералы и горные породы разрушаются под влиянием специфических микроорганизмов, так называемых силикатных бактерий, к которым Аристовская причисляет нитрификаторы, тиобактерии, а также спорообразующие бактерии.

Участие микроорганизмов в разрушении минералов бывает прямым и косвенным. При прямом разрушении микрофлора воздействует на горную породу двумя способами: ферментативно и посредством микробной слизи. Более значимым является ферментативное разрушение, при котором высвобождается сера, железо, марганец и др. Менее существенное значение имеет разрушение горной породы под действием слизеобразования, поскольку этот процесс очень специфичен. Слизь содержит обычно полисахариды, уроновую кислоту, карбоксильные и фенильные группы, которые воздействуют на минералы. В результате образуются комплексные соединения, и минералы разрушаются. В косвенном воздействии на почвообразующие породы принимают участие метаболические продукты микроорганизмов, которые являются очень сильными реагентами. К ним относятся, помимо прочих, минеральные и органические кислоты, основания, хелатообразующие вещества, характеризующиеся выраженными восстановительными свойствами. Одни микроорганизмы высвобождают серную кислоту, другие — азот. Установлено, что неорганические кислоты, выделенные микроорганизмами, наиболее активно участвуют в разрушении горной породы. Это самая ранняя стадия почвообразовательного процесса, в ходе которой развиваются автотрофные микроорганизмы, использующие минеральные питательные вещества. Гетеротрофные микроорганизмы развиваются более интенсивно там, где имеются органические вещества. Кислоты, выделяемые микроорганизмами, вызывают разрушение горных пород, при этом сами нейтрализуются, и создается благоприятная среда для развития микрофлоры. Многие микроорганизмы при своем развитии выделяют щелочные соединения, которые разрушают труднорастворимые соединения, в частности почвенные минералы. Следовательно, микроорганизмы активно участвуют в первичном почвообразующем процессе. Микроорганизмы, органические соединения, содержащие азот, и горная порода — это необходимые факторы формирования почвы. Автотрофные микроорганизмы являются первыми обитателями безжизненной породы, они образуют органическое вещество и создают условия для развития гетеротрофных микроорганизмов и более высших форм жизни — лишайников, мхов, растений. В связи с этим одна из основных задач — это исследование микробиологических процессов в первичном и современном почвообразовательном процессе.

Почвенная микрофлора играет важную роль в жизни растений. Она образует вблизи корней биологически активный слой, улучшает питание растений, предохраняет их от болезней и т. д. Однако до настоящего времени сравнительно мало известно об огромной роли микроорганизмов в питании растений, о естественном симбиозе растений и микроорганизмов, который, вероятно, постоянно совершенствовался в ходе эволюции растений и, бесспорно, играл и играет большую роль в жизни каждого растительного вида. Не случайно еще древние римляне утверждали, что для успешного развития растений необходима хорошая почва. В настоящее время наукой доказано, что в почве обитают микроорганизмы, с помощью которых растения приспосабливаются к среде и которые поставляют растениям питательные вещества и защитные средства.

Для развития почвенной микробиологии огромное значение имеют исследования ученых-микробиологов: Виноградского, Омелянского, Буткевича, Костычева, Худякова и др. В 1880 г. Каменский открыл у растений микоризу и сделал вывод, что корни некоторых растений покрыты мицелием грибов. Костычев в 1882—1885 гг. изучал роль почвенных грибов в образовании гумуса. Виноградский открыл процесс хемосинтеза и тем самым новую эру в развитии почвенной микробиологии. Он изолировал и изучил сернистые, железистые и нитрифицирующие бактерии, а в 1894 г. обнаружил и выделил клостридию — G. pasteurianum, — анаэробный азотфиксатор. Вслед за этим голландский микробиолог Бейеринк открыл азотобактер (Azotobacter chroococcum) — аэробный азотфиксатор. Исследования Буткевича были посвящены интенсивности и закономерностям процесса разложения органического вещества, связи между содержащимся в нем азотом и углеродом. Омелянский изучал разложение целлюлозы в почве и поведение азотфиксирующих бактерий. Русские и советские микробиологи установили, что микробиологическая активность в почвах бывает различной и зависит не только от состава микрофлоры, но и от условий, которые созданы для ее развития. Это еще одна из наиболее важных задач почвенной микробиологии: определение факторов, от которых зависит развитие микрофлоры, и оптимальных условий для биологических процессов в почве.

Почва густо населена микроорганизмами, которых она обеспечивает питательными веществами, воздухом, влагой, благоприятной температурой. Развитие микрофлоры в большой степени зависит от водно-физических и физико-химических свойств почвы.

В структурной почве такие факторы, как хорошая аэрация и влажность, создают условия, благоприятные для развития микроорганизмов. Кроме того, многие микроорганизмы в процессе жизнедеятельности выделяют вещества, в свою очередь положительно влияющие на структуру почвы, и таким образом сами создают и улучшают условия для своего развития. Ведущая роль в этом отношении отводится аэробным микроорганизмам, которые соединяют разложившиеся органические остатки, как будто цементируя их. По мнению Мишустина (1956), в создании устойчивой структуры почвы активно участвуют грибы и актиномицеты, они образуют мицелий, опутывающий почвенные частицы. Бактерии (азотобактер, различные бациллы и т. д.) выделяют слизь, с помощью которой формируется водопрочная структура. При разложении органических веществ под влиянием некоторых микроорганизмов выделяется уроновая кислота; соединяясь с белками, она формирует уропротеиновые комплексы, обладающие цементирующими свойствами.

Структурные почвы наиболее богаты микроорганизмами, развивающимися в порах, в связи с чем порозность почвы имеет большое значение для их жизнедеятельности. Почвенные поры обычно заполнены водой, которая используется микроорганизмами. Последние скапливаются на поверхности почвенных частиц, где адсорбированы различные питательные вещества. Бактерии обычно адсорбируются почвой, но это не препятствует их развитию.

Почвенный раствор содержит много питательных веществ, обеспечивающих развитие популяций микроорганизмов.

Для жизнедеятельности микроорганизмов большое значение имеет реакция почвенного раствора (pH), поскольку она влияет на растворимость солей. Однако не сама величина pH, а концентрация водородных ионов в почвенном растворе оказывает влияние на растворимость питательных веществ. Кислая реакция не благоприятствует развитию микрофлоры.

В поверхностных слоях почвы интенсивно протекают окислительные процессы, активно развивается микрофлора, тогда как в более глубоких горизонтах снижается содержание кислорода и усиливаются процессы восстановления. Граница между этими двумя противоположными процессами определяется свойствами почвы и зависит от глубины, на которой развиваются аэробные и анаэробные микроорганизмы.

Важным фактором, способствующим развитию микроорганизмов, является наличие в почве воздуха с высоким содержанием двуокиси углерода. Кислород в достаточном количестве содержится лишь в поверхностном горизонте, где и отмечается наибольшая численность микрофлоры.

Буферная способность, которой обладает почва, инактивирует различные вещества, такие как кислоты, токсины и др., создавая таким образом условия, благоприятные для жизнедеятельности микрофлоры.

Температурные условия также положительно влияют на развитие микрофлоры, поскольку значительные колебания температуры происходят лишь в поверхностном горизонте, тогда как в более глубоких слоях почвы температура бывает довольно постоянной. Микроорганизмы выдерживают относительно низкую температуру. Установлено, что при оттаивании замерзшей почвы стимулируется их развитие. Почвенные микроорганизмы могут страдать от вредоносного влияния солнечных лучей, но, с другой стороны, солнце положительно влияет на микрофлору. По данным Красильникова, азотфиксирующие микроорганизмы более активны в почвенно-климатических условиях с высокой температурой.

Под влиянием микроорганизмов в почве разлагаются растительные и животные остатки. Получаемые продукты разложения органических веществ подвергаются биохимическим превращениям, в результате которых в почве накапливаются специфические вещества, называемые гумусом. В процессах минерализации и синтеза при образовании гумуса участвуют различные ферменты, синтезируемые микроорганизмами. В органических остатках в первую очередь разлагаются запасающие углеводы, затем белки, жиры и в последнюю структурные углеводы — гемицеллюлоза, целлюлоза и лигнин. Органические вещества, которые не минерализуются под влиянием микроорганизмов, в почве практически отсутствуют.

Синтез органических веществ в почве происходит при участии различных видов микроорганизмов. Особую роль играют автотрофные микроорганизмы: серобактерии, железобактерии, нитрифицирующие бактерии и др., которые в процессе жизнедеятельности превращают минеральные вещества в органические, служащие источником питания для гетеротрофных микроорганизмов.

Корни растений и микроорганизмы выделяют в почву различные биологически активные вещества: витамины, ауксины, пантотеновую и никотиновую кислоту и ферменты, находящиеся в активном состоянии и стимулирующие развитие микрофлоры. В почве присутствуют и выделяемые микроорганизмами антибиотики, которые ингибируют или полностью подавляют жизнедеятельность некоторых вредных видов, способствуя развитию полезных микроорганизмов.

Бактериальные клетки обычно адсорбированы на поверхности почвенных частиц, что особенно сильно проявляется в поверхностных горизонтах и на почвах с высокой сорбционной способностью. В кислых почвах бактерии адсорбируются более интенсивно. Для высокой адсорбции на нейтральных почвах требуется низкая влажность и высокая температура. Адсорбция — обратимый процесс: изменение температуры, почвенной реакции, влажности и других факторов приводит к десорбции бактериальных клеток. Адсорбированные микроорганизмы защищены от неблагоприятных условий, однако обладают меньшей активностью, поскольку их адсорбция носит не физико-химический, а биологический характер. Почвой адсорбируются также продукты жизнедеятельности микроорганизмов. Особо важное значение для развития микрофлоры имеет адсорбция продуктов метаболизма, поскольку при этом почва освобождается от токсических веществ. При адсорбции ферментов, антибиотиков, стимуляторов роста и других веществ их активность сохраняется продолжительное время, что имеет важное значение для плодородия почвы и развития микрофлоры.

Клетки микроорганизмов распределены в почве неравномерно. Они образуют различные по величине колонии. Наиболее часто сожительствуют неантагонистические виды. Микроорганизмы обычно размещены в крупных порах, хотя могут проникать в мелкие поры и капилляры. Они подвижны и способны перемещаться на 1,5—3,5 м.

В почве практически нет участков, не заселенных микроорганизмами, их расселению помогает способность менять форму в зависимости от внешних условий. Они могут становиться палочковидными, кокковидными, а кроме того, изменять размер и т. д.

О специфическом влиянии типа почвы на количество и состав микрофлоры мнения различны. Так, Мишустин считает, что микроорганизмы распространены в строгой географической зональности. Например, соотношения Azotobacter, клубеньковых бактерий, В. mycoides и др. меняются в соответствии с почвенно-географическими условиями. По мнению Красильникова (1958), Пошона и де Бержака (1969), численность и состав почвенной микрофлоры зависят от окружающих условий — растительного покрова, влажности, температуры и других факторов, т. е. распространение микроорганизмов определяется не географической зональностью, а экологическими факторами. Температура — один из важнейших экологических факторов. В почве наиболее многочисленны мезофильные микроорганизмы. В зависимости от географической зональности различают психрофильные и термофильные микроорганизмы.

Важным фактором для жизнедеятельности микроорганизмов является влага: в зонах с низкой влажностью преобладают ксерофитные формы, к основным представителям которых относятся микобактерии и актиномицеты. Распространение и состав микроорганизмов зависят не от типа почвы, а от сочетания факторов, характерных для данной местности. По мнению Мишустина (1948), Сушкиной (1949), по распространению отдельных микроорганизмов можно судить о характере и плодородии почвы. Наиболее часто в качестве такого показателя принимают численность и активность бактерий рода Azotobacter, которые особенно чувствительны к изменению почвенно-экологических условий. Следовательно, почва — это естественный субстрат, в котором микроорганизмы находят условия для своего существования. Необходимо отметить, что в природе нет стерильной почвы, т. е. не заселенной микроорганизмами. Численность микроорганизмов, соотношение между отдельными группами, интенсивность процессов, в которых они участвуют, видовой состав и т. д. существенно зависят от почвенно-климатических условий.

При определении заселенности почвы микроорганизмами важно знать не только их численность, но и активность микрофлоры. Количество микроорганизмов в сущности определяет степень биологической активности почвы. В экологических системах вследствие сочетания различных факторов в почве устанавливается биологическое равновесие, которое наиболее сильно нарушается антропогенным воздействием. Различные агротехнические приемы — удобрение, орошение, обработка почвы, чередование культур в севообороте и др., применяемые при возделывании культур, оказывают существенное влияние на почвенную микрофлору. При внесении удобрений микрофлора, как правило, активизируется. Орошение и обработка почв значительно меняют условия существования микроорганизмов. Изменения биологических свойств почвы в зависимости от технологии возделывания культур отражаются на ее свойствах и плодородии, при этом меняется численность, состав и активность микрофлоры, нарушаются основные процессы, происходящие в почве, изменяется степень ее плодородия. Поэтому особую актуальность приобретает изучение биологических свойств почвы, особенно при интенсивном возделывании и удобрении культур как одного из основных факторов антропогенного влияния.

soil-lamp-2

Почва – это разнородный по структуре субстрат, имеющий микромозаичное строение. Почва представляет собой совокупность множества очень мелких (от долей миллиметра до 3-5мм) агрегатов, пронизанных порами, омываемых почвенным раствором, протекающим по капиллярам.

Остатки растений и животных, гумусовые вещества — органический элемент почвы — распределены в ней не равномерно, а сосредоточены в отдельных микроочагах, часто устилая пленкой почвенные гранулы, создавая зоны, где протекает бурная, но непродолжительная деятельность микробных сообществ, заселяющих эти участки.

На поверхности почвенных частиц микроорганизмы располагаются небольшими микроколониями (по 20—100 клеток в каждой). Часто они развиваются в толще сгустков органического вещества, на живых и отмирающих корнях растений, в тонких капиллярах и внутри комочков.

Природные микроколонии микробов представляют собой размножающиеся в естественной среде популяции, т.е. совокупности родственных между собой особей (клеток) одного вида, расположенных на ограниченном участке природного субстрата.

В микроучастке, где находится органический материал (концентрат энергии), поселяются микробы, требующие для своего развития высокой концентрации органического вещества, быстро размножающиеся и минерализующие его. Они являются характерными представителями экологической группы макрофитов — требовательных к пище микроорганизмов.

После исчерпания источников пищи деятельность этой группы микроорганизмов в очаге замирает и микробы переходят в состояние длительного покоя, близкого к анабиозу, вплоть до нового притока энергии и новой бурной вспышки их активности. Значительная часть биомассы бурно развившихся популяций микроорганизмов лизируется. Арена активной жизни — гранулы почвы — оказываются усеянными спорами, цистами и другими, переживающими неблагоприятные условия, формами.

В период высокой активности от очага, обогащенного органическим материалом, в окружающие микроучастки диффундируют растворимые органические вещества (в том числе вещества, выделяемые микроорганизмами). Это ведет к возникновению зоны, содержащей небольшие количества легко подвижных источников энергии. В этой сфере развивается микрофлора, растущая при низком содержании пищи в среде. Эти организмы представляют другую экологическую группу микрофитов – микробов, растущих при минимальных концентрациях органических веществ в почве и экономно использующих их.

При новом поступлении органического вещества в очаг тормозится развитие микрофитных бактерий и нередко следует за этим лизис (растворение) клеток. Часто популяции выживают. Завоеванная микрофитами территория утрачивается ими. В обогащенном источниками пищи очаге вновь активно размножаются требующие высокого уровня питания макрофиты. Так возникают микропульсации активности микроорганизмов и совершается длящаяся миллионы лет смена микробных сообществ.

Указанные процессы состоят из фаз различной длительности. Одни фазы длятся дольше (разложение значительных масс органического вещества), имеют сезонный характер (растительный опад осенью). Рядом соседствующие микроочаги могут развиваться в противоположных направлениях (обеднение и обогащение очага), что ведет к проявлению упоминавшейся ранее мозаичности. Поэтому почва всегда оказывается насыщенной разного рода микроорганизмами (находящимися, как правило, в состоянии покоя), готовыми к ответу (росту, использованию субстрата) при попадании в почву источников пищи и энергии. В 1см 2 сравнительно небогатой дерново-подзолистой почвы может содержаться до 20 млрд. клеток. Это составляет около 1% от веса самой почвы. В 30-сантиметровом слое на площади 1га в почвах разных типов содержится от 1,5-2 до 15-40т биомассы. Живой массой микробов с площади 1га можно загрузить целую колонну большегрузных автомашин.

По имеющимся в распоряжении ученых данным, биомасса всех обитающих на суше нашей планеты живых существ составляет от 10-12 до 10-13т (поверхность суши равна 51-Ю9 га), в том числе:

  1. суммарная биомасса животных организмов (сухой остаток) — 0,55-109т;
  2. суммарная биомасса растений (сухой остаток) — 55-1О9т;
  3. суммарная биомасса микроорганизмов (сухой остаток): (тундровые и пустынные почвы — 3,06-109m + другие почвы —71,4-109т) x 74,46 x 109т;
  4. биомасса простейших животных и почвенных водорослей (сухой остаток) — 1,5-109т.

Как легко убедиться, суммарная биомасса животных и высших растений, обитающих на суше, составляет около 56-109т. В то же время суммарная биомасса микроорганизмов, простейших и водорослей равна 76-109т. Несмотря на ориентировочность таких расчетов, все же становится очевидным, что биомасса существ, составляющих мир микробов, равна биомассе всех остальных обитателей суши и, возможно, превышает ее. То есть, микроорганизмы оказывают огромное влияние на природную среду.

Сообщества любых организмов, в том числе микроорганизмов, представляют собой не случайные скопления, а организованные объединения популяций, обладающих коллективными функциями и взаимодействием. Такие объединения обладают большой стабильностью, и многие воздействия на среду обитания (вспашка почв, внесение удобрений и др.) не разрушают типичных, для данного субстрата ценозов. Сообщества и популяции, их составляющие, обладают рядом особенностей: плотностью (количество особей на единице пространства), адаптивностью (способностью осваивать новые субстраты за счет фонда дремлющих форм, физиологической адаптации активной микрофлоры и др.). Популяции (не только особи!) обладают возрастом, стареют. Микробные ценозы могут быть неполноценными по составу — не содержать некоторых специализированных групп микробов. Важным свойством микробных ассоциаций является их способность к авторегуляции состава и деятельности.

К числу регуляторных механизмов микробных ассоциаций относится характер взаимоотношений между микробными популяциями. Он бывает различным и сложным. Широко распространены в природе антагонистические взаимоотношения и подавление продуцентами антибиотиков (в первую очередь грибами и актиномицетами) других организмов и изменение кислотности среды в зонах обитания организма при разложении органического вещества.

Антагонизм может быть и более драматическим. Хищники (простейшие) выедают бактерии и водоросли в значительных количествах. Взаимосвязь между хищниками и жертвами оказывается очень прочной: при падении числа особей жертв отмирает часть популяции хищника и, как следствие, возрастает численность клеток жертв, а затем и хищника. Устанавливается своеобразный пульсирующий характер взаимодействия.

Другим примером антагонистических взаимоотношений является паразитизм. В роли паразитов выступают внутриклеточные паразитические бактерии из рода Bdellovibrio и вирусы бактерий — бактериофаги.

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

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 органических веществ, синтезированных растениями. Совокупность микроорганизмов, содержащихся в большом количестве в узкой зоне вокруг корней, называют ризосферной микрофлорой, а саму зону — ризоcферой. 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. 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.

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.

Каждый вид микроорганизма способен расти, развиваться и размножаться в рамках внешних условий, которые отражают их уровень толерантности (устойчивости) 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 галофиты, растущие в насыщенных растворах солей, многие облигатные термофилы, глубоководные барофильные бактерии (устойчивые к высокому давлению), выдерживающие давление 1400атм, облигатные анаэробы, погибающие при незначительных примесях кислорода в атмосфере. Ряд бактерий и грибов способны размножаться при 0°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 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.

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.

Почва как среда обитания микроорганизмов. Почва является благо­приятной средой обитания для микроорганизмов, так как в ней достаточно влаги, отмерших остатков растительного и животного мира, в нее не прони­кают губительные для бактерий солнечные лучи. Почва населена огромным количеством микроорганизмов, которые участвуют в процессах минерали­зации веществ, кругообороте веществ в природе и самоочищении почвы.

Количественный и качественный состав микроорганизмов в почве обусловлен содержанием в ней органических остатков, влаги, рН, темпера­турой, климатическими условиями и др. С увеличением органических остатков количество микроорганизмов в почве возрастает. Больше всего их содержится в поверхностном слое почвы, на глубине до 20 см. Начиная с метровой глубины количество бактерий уменьшается, что связано с обед­нением почвы органическими остатками и кислородом.

В почве постоянно присутствуют гнилостные спорообразующие аэробы (Вас. mycoides, Вас. subtilis, Вас. megaterium), гнилостные неспорообразующие аэробы и факультативные анаэробы (Ps. fluorescens, Proteusvulgaris, Bact. flavum), гнилостные анаэробы (CI. sporogenes, CI. putrificum, CI. per­fringens) , азотфиксирующие и нитрифицирующие бактерии, серо- и желе­зобактерии и др. Здесь же активно размножаются плесневые грибы, актиномицеты, дрожжи, микроскопические водоросли, простейшие.

Почвенные бактерии играют основную роль в минерализации органи­ческих веществ, способствуя ее самоочищению. В ходе минерализации сложные органические вещества разрушаются до простых, например до Н2, NH3, С02, Н20, и становятся доступными растениям и автотрофным микроорганизмам. В почве протекают и процессы синтеза. Так, серо-, железо-, водород-, метанокисляющие бактерии ассимилируют СO2 и син­тезируют органические вещества своей клетки. В ходе процессов нитрифи­кации NH3 окисляется до нитритов и нитратов, которые могут быть ус воены растениями. Эти процессы имеют большое санитарное значение.

В ходе самоочищения почвы содержание санитарно-показательных микроорганизмов изменяется. Так, при свежем фекальном загрязнении в течении первых двух недель обнаруживается главным образом Е. coli (60%) и в меньшей степени Enterobacteriumaerogenes (38%). В процессе самоочищения количество бактерий Е. coliуменьшается. В средней полосе России даже сильно загрязненные почвы самоочищаются в течение 5 мес или 1 — 2 лет в случае плохой аэрации почв. Продолжительность отмирания бак­терий группы Е. coliв почве зависит от многих факторов: рН среды, темпе­ратуры, влажности, света, присутствия растений, выделяющих антибиоти­ческие вещества.

Почва как источник передачи возбудителей инфекционных заболева­ний. Патогенные микроорганизмы попадают в почву с выделениями боль­ных, трупами людей и животных, погибших от инфекционных болезней, сточными водами. Большинство патогенных микроорганизмов погибают в почве, так как не находят в ней благоприятных условий для развития.

Скорость их отмирания зависит от многих факторов внешней среды и характера самого возбудителя. Дольше других в почве сохраняются споро­вые бактерии. В течение многих лет в почве сохраняются жизнеспособные споры возбудителей ботулизма, столбняка, газовой гангрены, сибирской язвы. Срок жизни патогенных неспорообразующих бактерий значительно меньше. Так, бактерии рода Salmonella сохраняются от 10 дней до 9 мес, Vibriocholerae от 10 дней до 4 мес, от 14 дней до 10 мес, Micobacteriumtuberculosis от 3 до 7 мес и более. Выживаемость энтеровирусов в почве также колеблется в широких пределах в зависимости от почвенных усло­вий. Наиболее опасной является почва, загрязненная фекалиями больных кишечными инфекциями.

Очистка и обезвреживание почвы. В естественных условиях под действием микроорганизмов происходит активное разложение органиче­ских веществ, в результате чего почва очищается. В местах поселения человека почва загрязняется чрезмерно. Ее санитарное состояние резко ухудшается. Такая почва нуждается в специальной очистке. В первую оче­редь следует очищать территории, где находятся пищевые предприятия, мясорыбокомбинаты, молокозаводы, а также места, где содержатся сель­скохозяйственные животные. Обезвреживание отбросов проводят двумя способами: почвенным и биотермическим.

Почвенный способ основан на запахивании отбросов, перепахивании ложа водоемов, в результате чего происходит активная минерализация органических веществ, отмирают сапрофитные и патогенные бактерии. Недостатком этого способа является длительность процесса.

Биотермический способ основан на способности органических ве­ществ самонагреваться и даже самовозгораться под действием термо­фильных бактерий.

Для санитарной оценки почвы проводят ее микробиологическое иссле­дование. Краткий анализ почвы включает определение двух показателей: микробного числа и колититра. Полный анализ предполагает помимо этого определение также титра анаэробов, термофильных бактерий и бак­терий рода Proteus.

Микробное число показывает содержание бактерий в 1 г почвы и ха­рактеризует загрязненность почвы органическими веществами. В чистых почвах количество бактерий составляет около 1,5 млн. в 1 г, в сильно загрязненных — до 3 — 5 млн.

Исследование почв на присутствие в них патогенных бактерий про­водится только в специальных случаях, зачастую же используют косвен­ные показатели, например присутствие санитарно-показательных микроор­ганизмов: бактерий группы Е. coli, CI. perfringens, бактерий рода Proteus. Наличие бактерий группы Е. coli свидетельствует о фекальном загрязнении почвы. Коли-титр загрязненных участков составляет 10 -3 —10 -5 г (в чис­тых может быть равен 1). Присутствие CI. perfringens также свидетельствует о фекальном загрязнении почвы. По соотношению вегетативных и споровых клеток судят о давности такого заражения. Выявление в почве бактерий рода Proteus свидетельствует о загрязнении ее органическими веществами животного происхождения, присутствие термофилов — о загрязнении почв навозом и компостами.


Почва является естественной средой обитания микроорганизмов. В ней имеются все условия для благоприятного их развития (достаточное количество влаги, органических и минеральных веществ). Из природных субстратов почва наиболее обильно населена микроорганизмами, которые составляют ее постоянную микрофлору. Санитарно-гигиеническая роль этой микрофлоры огромна. Почвенные микроорганизмы участвуют в минерализации органических отбросов, самоочищении почвы, в круговороте веществ в природе. Существенное влияние на состав микробиоценозов оказывают агротехнические мероприятия, такие как вспашка, мелиорация, внесение, удобрений, ядохимикатов и др. Плотность микрофлоры особенно высока в черноземных, каштановых почвах, хорошо удобряемых сероземах. Состав микрофлоры почвы меняется в зависимости от ее глубины. В поверхностном слое почвы (0-10 см) количество микроорганизмов незначительно; это связано с губительным действием прямого солнечного света и низкой влажности почвы. Максимальное количество микроорганизмов обнаруживается на глубине 10-30 см. На глубине 1 м выявляются единичные клетки бактерий. Наиболее богата микроорганизмами культурная возделываемая почва (до 5 млрд клеток на 1 г почвы), наименее - почва, бедная влагой и органическими веществами (200 млн клеток в 1 г).

Микроорганизмы почвы участвуют во всех процессах трансформации вещества и энергии: осуществляют синтез биомассы и аккумуляцию энергии, биологическую фиксацию азота, брожение, гниение (аммонификацию), нитрификацию, денитрификацию, трансформацию серы, фосфора и других элементов.

Почва содержит также микроорганизмы, поступающие из воды, воздуха, от животных, растений. С фекально-бытовыми, сточными водами различных предприятий в почву попадают патогенные и условно-патогенные для человека микроорганизмы. В почву с выделениями больных, а также с трупами людей и животных, погибших от инфекционных болезней, со сточными водами попадают патогенные микроорганизмы. В связи с этим почва может служить источником распространения возбудителей инфекционных заболеваний. Через почву может происходить обсеменение сапрофитными и болезнетворными микробами сырья, пищевых продуктов, кормов. Поэтому отбросы, поступающие в почву, должны подвергаться очистке и обезвреживанию.

В нормально функционирующей почве интенсивно протекает процесс самоочищения, в результате чего относительно быстро перерабатываются органические вещества в гумус и почва освобождается от несвойственных ей микроскопических грибов и бактерий.

Сроки переживания патогенных для человека микробов в почве широко варьирует в зависимости от их вида и интенсивности процессов самоочищения. Аспорогенные патогенные и условно-патогенные бактерии, вирусы выживают в течение нескольких дней, недель или месяцев; споры возбудителей столбняка, сибирской язвы, анаэробной раневой инфекции могут сохраняться мно­го лет. Для возбудителей ботулизма, актиномикоза, глубоких микозов, микотоксикозов почва является естественной средой обитания.

Санитарно-микробиологическое состояние почвы оценивается на основании сопоставления количества термофильных бактерий и бактерий — показателей фекального загрязнения. Почвы с преобладанием бактерий, свидетельствующих о фекальном загрязнении (санитарно-показательные бактерии), рассматривают как санитарно неблагополучные. Для определения давности фекального загрязнения почвы определяют несколько санитарно-показательных организмов. Присутствие в почве Е. coli и Streptococcus faecalis указывает на свежее, бактерии родов Citrobacter и Enterobacter — на несвежее, a Clostridium perfringens — на давнее фекальное загрязнение. Более точная оценка проводится с помощью определения коли-индекса — количества бактерий группы кишечной палочки (БГКП), обнаруженных в 1 г почвы, перфрингенс-титра — массы почвы (в граммах), в которой обнаружен штамм вида Cl. perfringens, общей численности сапрофитных, термофильных и нитрифицирующих бактерий в 1 г почвы.

Санитарная охрана почвы, как одного из важнейших объектов окружающей среды, в настоящее время имеет актуальное значение. В первую очередь это связано с тем, что несмотря на профилактические мероприятия, проводимые в нашей стране, заболеваемость кишечными инфекциями бактериальной природы остается на высоком уровне, что в значительной степени обусловлено циркуляцией в окружающей среде патогенных энтеробактерий.

Чтобы своевременно ограничить циркуляцию в окружающей среде патогенных микроорганизмов за счет проведения профилактических мероприятий, необходимо знать санитарно-микробиологическое состояние почвы.

Узнать степень её безопасности в эпидемическом и гигиеническом отношении, Вы можете, проведя исследование в ФГБУ "Центральная научно-производственная ветеринарная радиологическая лаборатория". Специалисты отдела ветеринарно-санитарной экспертизы исследуют почву на микробиологические показатели в соответствии с нормативной документацией.

Читайте также: