Почвата е местообитание на много видове микроорганизми и един от най-големите резервоари за тях в природата. Микробите се намират в почвите на различни зони на земята от Далечния север до тропиците.

От структурните части на почвата за микробиологията особен интерес представлява нейната органична материя – хумус, състояща се от останки от животински и растителни организми и микроби, живеещи в почвата. Повърхностният слой на почвата е по-беден на микроби, тъй като те се влияят неблагоприятно от фактори на околната среда: изсушаване, ултравиолетови лъчи, слънчева светлина, висока температура и др.

Най-голям брой микроорганизми има на дълбочина 5-15 см, по-малко на дълбочина 20-30 и още по-малко на дълбочина 30-40 см. Почвите, богати на бактерии, са биологично по-активни. Съществува известна зависимост между плодородието на почвата и съдържанието на микроорганизми в нея. Изчисленията показаха, че на всеки хектар неплодородна почва се падат 2,5-3,0 тона микробна маса, силно плодородна - до 16 т. Броят на микроорганизмите в 1 g почва може да варира от 1-3 x10 6 до

Култивираните (културни) почви са най-богати на микрофлора; бедни - песъчливи, планински и лишени от растителност почви; съдържанието на микроби в почвата се увеличава от север на юг. Цвят и мирис се придават от някои видове актиномицети. Типичните почвени бактерии включват Bac.subtilis, Bac.mycoides, Bac.mesentericus, Cl. histolyticus, Cl.botulinum, Cl.chauvoei, както и термофилни, пигментни и други микроорганизми, понякога съставляващи 80-90% от общата почвена микрофлора.

В някои случаи почвата е резервоар за някои патогенни микроби, които влизат със секретите на болни животни или трупове. Времето за оцеляване на патогенните бактерии в почвата зависи от тяхното биологични свойстваи условия на околната среда. Най-дълго живеещите спорообразуващи микроби са причинителите на тетанус, злокачествен оток, ботулизъм; спорите на антраксния бацил могат да съществуват в продължение на десетилетия. При благоприятни условия микробите в почвата могат не само да оцелеят, но и да запазят своите вирулентни свойства за дълго време (седмици, месеци и дори години).

За обща оценка на санитарното състояние на почвата наличието на E. coli е от първостепенно значение, тъй като времето на оцеляване на Escherichia coli е приблизително равно на времето на оцеляване на други патогенни представители. За същата цел са посочени Ent.faecalis, Cl.perfringens, Bact.thermophylus.

Всички биохимични процеси в почвата са свързани с микроорганизми. При аеробни условия размножаването достига пълна минерализация на остатъците с образуване на окислени съединения с прост състав; при анаеробни условия се образуват газообразни вещества и междинни продукти под формата на органични киселини.

Почвената микрофлора се разделя на автохтонен(от лат. autochthonous - местен, местен), който абсорбира хумусни вещества директно от почвата, и сапрофитен, или зимогенен(от лат. zimogenic - стимулиращ ферментацията), който разгражда органичните съединения, влизащи в почвата отвън. Автохтонните включват представители на родовете Pseudomonas, Bacterium, Mycobacterium, Bactoderma, Clostridium, както и гъбички - Penicillium, Aspergillus. Съставът на зимогенната микрофлора е доминиран от бактерии, особено неспорообразуващи форми, чийто род е доста труден за установяване.

Като ектосимбионт, микроорганизмите живеят в почвата непосредствено около корените на растенията. Площите на почвата, непосредствено заобикалящи корените на растението, заедно с повърхността на корените, съставляват растителна ризосфера. Във функционален смисъл може да се определи като площта, разположена в рамките на няколко милиметра от повърхността на всеки корен, в която химическата активност на растението засяга микробната популация. Това влияние се проявява главно в количествено отношение: броят на бактериите в ризосферата обикновено надвишава броя им в околната почва с 10, а често и няколкостотин пъти. Има и качествени промени. Ризосферата е доминирана от къси грам-отрицателни пръчици, докато грам-положителните пръчковидни и кокоидни форми са по-рядко срещани тук, отколкото в останалата част от почвата. Въпреки това, не са установени специфични асоциации на специфични бактериални видове със специфично растение.

Причината за относителното изобилие от бактерии в ризосферата несъмнено се дължи на факта, че корените на растенията отделят органични хранителни вещества, които избирателно стимулират растежа на бактериите с определени видове хранене. Въпреки това, не са установени ясни трофични връзки, въпреки че вече са идентифицирани много органични продукти, екскретирани от корените на растенията. Също така остава неясно дали растението извлича някаква полза от свързването с микроорганизми. Известно е обаче, че много свободно живеещи почвени бактерии изпълняват функции, необходими за растенията, като фиксиране на азот и минерализация на органични съединения. Следователно е логично да се предположи, че някои растения се възползват от близък контакт с микроорганизми.

Водна микрофлора

вода - среда на животмикробно местообитание. От ветеринарна гледна точка качеството има значение пия водаза животни, които трябва да отговарят на изискванията за питейна вода за хората и специално установените изисквания. От гледна точка на ветеринарната микробиология, питейната вода за животни не трябва да съдържа никакви патогенни бактерии, а броят на сапрофитните микроби трябва да бъде минимален. Замърсената вода е опасна, може да бъде фактор за предаване на болести.

Атмосферната вода, която все още не е кондензирана, практически не съдържа бактерии. Валежите (дъжд, сняг, градушка) в момента на контакт със земната повърхност често вече могат да открият бактерии и колкото по-близък е контактът на валежите с праховите частици във въздуха, толкова повече. Съдържанието на бактерии е в диапазона от по-малко от 10 до няколко стотици на 1 cm 3 . Седиментите, които са попаднали в оттока от повърхността, могат да бъдат особено замърсени с микроби в първия участък на оттока. Често съдържанието на бактерии в отпадъчни води от земеделска земя варира от няколкостотин до милион на 1 cm 3 . Седиментите, които са попаднали в оттока от повърхността, могат да бъдат особено замърсени с микроби в първия участък на оттока.

Получените потоци, в зависимост от притока на вода, съдържат рязко различен брой бактерии една от друга. В неоткрити средни и долни слоеве на потоци и в турбулентни течения броят на бактериите отново намалява, тъй като тук могат да действат множество фактори, които допринасят за намаляване на съдържанието на бактерии: разреждане с вода на източници с малко съдържание на бактерии, утаяване на големи органични частици и смърт на вегетативни форми на бактерии.

Факторите за самопречистване са толкова по-ефективни, колкото по-дълго е въздействието на утаяването, активността на други микроорганизми, температурата, слънчевата светлина, токсичните метаболитни продукти, органичните хранителни запаси, липсата на кислород и други фактори, които допринасят за намаляването на бактериите в естествените и изкуствени резервоари. Микрофлората на водоема в естествени условия се вписва в установения биологичен баланс. Микроорганизмите играят важна роля в минерализацията на органичните вещества във водата и по този начин са важно звено в кръговрата на веществата в природата. Броят на автохтонните бактерии (независима, първоначално съществуваща микрофлора, за която водата е естествено местообитание) варира от няколкостотин до 1000 бактерии на 1 cm 3 вода. Особено голям брой бактерии има на повърхността на утайката.

Различни атмосферни валежи захранват подземните подземни води. В резултат на филтриране и адсорбция в почвата се задържат не само проникващите бактерии, но и хранителните вещества. В реалните подземни води броят на бактериите в 1 cm 3 варира от по-малко от 10 до няколко стотин. Само рядко подземните води са напълно свободни от бактерии. Тук доминират много бавно размножаващи се форми, които в много случаи определят условната стерилност на водата.

Водата във всичките й форми е вторичен биоток, в който може да се установи биологично равновесие при естествени условия. Чужди бактерии (алохтонни), които навлизат във водата от почвата, от разлагащите се растения и особено от отпадните води под формата на алохтонен алувий, придобиват решаващо хигиенно значение, когато водата се използва като питейна вода или дори за битови нужди.

Микроорганизмите, постоянно живеещи във водата, включват: Azotobacter,

Nitrobacter, Microccus roseus, Pseudomonas fluorescens, Bact.aquatalis, Proteus vulgaris, Spirillum и др. Във водата освен сапрофити могат да присъстват и патогени на инфекциозни заболявания по животните и хората.

Трудно е да се определи специфичен патоген, поради което се дава санитарна оценка на водата от наличието на Escherichia coli (E.coli) в нея. Освен това се определят ферментационен титър, брой микроби, коли-титър и коли-воден индекс, титър на фекален стрептокок (Ent.faecalis), който е постоянен обитател на червата на животните и хората.

За бактериално изследване 400-500 ml вода се поема в стерилна бутилка, която се напълва до ¾ от обема и се затваря със стерилна запушалка. От открити водоеми водните проби се вземат на дълбочина 10-15 минути от повърхността, а от плитките - на ниво 10-15 cm от дъното. Водата първо се източва от водопровода в продължение на 10 минути, кранът се запалва и след това се взема проба, водните проби се доставят в лабораторията не по-късно от 4 часа след вземането.

ферментационен титър- най-малкият обем вода, при засяване на която в среда с глюкоза се открива газообразуване.

Общ брой на микробитеили количеството MAFAnM се определя от броя на микроорганизмите, съдържащи се в 1 ml вода. Водата от чешмата се счита за подходяща за пиене, ако общият брой микроби в 1 ml е не повече от 100, съмнителни - 100-150, замърсени - 500 микроби или повече. Във водата от кладенци и открити резервоари в 1 ml не трябва да има повече от 1000 микроби. Степента на биологично замърсяване се оценява чрез коли-титър и коли-индекс. Ако-титърНаречен най-малък обемвода в милилитри или сухо вещество в грамове, в които е открита поне една Escherichia coli. ферментационен титърсъответства на коли-титъра в случай, че ферментацията на глюкозата причинява E. coli, а не други микроорганизми.

Индексът на коли е броят на E. coli, открити в 1 литър вода. Съгласно съществуващите стандарти водата се счита за висококачествена, ако нейният индекс е не повече от 3 и ако титърът й е най-малко 300. Водата от рудни кладенци трябва да има индекс не повече от 10, а ако титърът е най-малко 100. За преобразуване на if-титъра в if индексът 1000 е разделен на индекса if титъра и за преобразуване на индекса if в if титърът 1000 е разделен на числото, изразяващо индекса if.

Въздушна микрофлора

Източник на замърсяване на въздуха с микроорганизми е повърхността на почвата, водата, животните и хората. Въздухът е неблагоприятна среда за размножаване на микроорганизми. Различни фактори влияят върху оцеляването на микробите във въздуха. Липса на хранителни вещества слънчеви лъчии изсушаването причиняват бърза смърт на микроорганизмите във въздуха. В резултат на това въздушната микрофлора не е толкова изобилна, колкото почвената и водната микрофлора.

Количественият и качественият състав на микрофлората на атмосферния въздух претърпява значителни колебания в зависимост от сезона на годината, климатичните и метеорологичните условия, както и естеството на почвата, разстоянието от повърхността на почвата и общото санитарно състояние на територията. Максималният брой микроби се установява през юни-август, а минималният - през декември-януари; делът на спорообразуващите бактерии (процент) е по-голям в зимно време. Ветровете допринасят за обогатяването на въздуха с микроби. Атмосферните валежи (дъжд, сняг) при преминаване през въздушните слоеве се разтварят и адсорбират въздушните частици с микробни клетки. 1 ml дъждовна вода, която попада в големите градове, съдържа хиляди бактерии, а снегът също съдържа значителен брой микроорганизми.

По-голямата част от въздушните микроби са сапрофитни видове, чийто състав се формира главно от почвените микроби. При естествени условия във въздуха са открити около 1200 вида бактерии и актиномицети, около 40 000 вида гъби, мъхове, папрати и др. В повърхностните слоеве на атмосферата преобладават плесени, а близо до земята – бактериални форми. По-често изолирани от въздуха: Bac.subtilis, Bac. megatherium, Bac.mycoides, Micrococcus candicans, M. flavus, Staphylococcus aureus, St. citreus, Sarcina alba, Torula alba, Penicillium, Aspergillus, Mucor, Actinomyces и др.

Заедно с праха във въздуха могат да попаднат патогенни микроорганизми, излъчвани от хора и животни. В висящия прах се откриват спори на плесени и пигментни микроби, а в утаения прах се откриват анаероби и спорови аероби. Въздухът е от голямо значение като фактор при предаването на патогени на инфекциозни заболявания с въздушно-капков механизъм на предаване.

В животновъдните сгради аерозоли се появяват при кашляне, смъркане, бързо движещи се животни, по време на раздаването на фураж, особено груб фураж, както и при кихане, кашляне и разговор с придружителите. Доказано е, че 1 m 3 въздух в животновъдните сгради съдържа до 2 милиона микробни клетки, понякога повече, включително и патогенни. Степента на замърсяване на въздуха с микроорганизми зависи от вентилацията, струпването на животните, вида на помещенията, начина на отглеждане на животните и разпределянето на сухи фуражи. В помещения с лоша вентилация броят на микробите в 1 m 3 въздух е 5-6 пъти по-голям, отколкото в добре вентилирани помещения.

Санитарното състояние на въздуха се оценява по микробния брой - броя на микроорганизмите, намиращи се в 1 m 3 атмосферен въздух, а в помещенията за животни (краварници, свинарници, птицевъдници, зайци) на месодайни и птичекомплекти - по микробния брой и наличието на санитарно-индикативни микроби.

Бактериологичното изследване на въздуха се извършва с помощта на седиментационни, аспирационно-филтрационни (сорбционни) методи, основани на отлагането на микроорганизми от въздуха върху повърхността на твърдите хранителни среди или тяхното задържане в течна среда чрез сифониране и барботиране.

Допустимите санитарни и бактериологични показатели за въздуха на животновъдните сгради не трябва да надвишават 500-1000 бактерии

Ролята на микроорганизмите във формирането на почвите и почвеното плодородие е изключително сложна и разнообразна; микроби, като най-старите организми на Глобусът, съществуващи от милиарди години, са най-древните почвообразуватели, действали много преди появата на висши растения и животни. Последиците от жизнената дейност на микроорганизмите надхвърлят обитаваните от тях почви и до голяма степен определят свойствата на седиментните скали, състава на атмосферата и естествените води, геохимичната история на такива елементи като въглерод, азот, сяра, фосфор, кислород , водород, калций, калий, желязо.
Микроорганизмите са биохимично полифункционални по свойства и са способни да осъществяват процеси в биосферата и почвите, които са недостъпни за растенията и животните, но които са съществена част от биологичния цикъл на енергия и вещества. Това са процесите на азотфиксация, окисляване на амоняк и сероводород, редукция на сулфатни и нитратни соли, утаяване на желязо и манганови съединения от разтвора. Това включва и микробен синтез в почвата на много витамини, ензими, аминокиселини и други физиологично активни съединения.
Извършвайки тези удивителни реакции, автотрофните бактерии, подобно на растенията, могат сами да синтезират органична материя, но без да използват енергията на Слънцето. Ето защо има всички основания да се смята, че първичният почвообразуващ процес на Земята е извършен от общности от автотрофни и хетеротрофни микроорганизми много преди появата на зелените растения. Трябва да се отбележи, че бактериите и гъбите са много силни разрушители на първични минерали и скали, агенти на така нареченото биологично изветряне.
но основна характеристикамикроорганизми е способността им да довеждат процесите на разлагане на растителна и животинска органична материя до пълна минерализация. Без тази връзка нормалният спираловиден цикъл от биологични процеси в биосферата не би могъл да съществува и самият живот не би бил възможен. Това е дълбоката фундаментална разлика между ролята на микроорганизмите в биосферата и ролята на растенията и животните. Растенията синтезират органична материя, животните извършват първично механично и биохимично унищожаване на органичната материя и я подготвят за бъдещо образуване на хумус. Микроорганизмите, завършвайки разлагането на органичната материя, синтезират почвения хумус и след това го унищожават. Синтезът на физиологично активни съединения, образуването на хумус и пълната минерализация на органичните остатъци е основна функция на микроорганизмите в почвените процеси и биологичния цикъл.
Микроорганизмите понякога се намират на дълбочина от десетки и стотици метри. Но основната им маса е съсредоточена в коренообитаемите почвени хоризонти и особено в горните 10-20 см. Общото тегло на мократа маса на различни микроорганизми може да бъде до 10 t/ha в горния 25-сантиметров почвен слой. . Мака от микроорганизми е 0,5-2,5% от теглото на хумуса в почвите. В същото време, на базата на 1 g почва, броят на микроорганизмите е десетки и стотици милиони копия, а в ризосферата на растенията - десетки милиарди. Колкото по-високо е нивото на плодородие на естествените почви, толкова по-богати и разнообразни са представени в тях микроорганизми. Високоплодородните култивирани почви са най-богати на различни микроорганизми. С развитието на новите методи за изследване на микроорганизмите става ясно, че настоящите ни познания все още са крайно недостатъчни. Очевидно ролята, изобилието и функциите на микроорганизмите при образуването на почвата са много по-големи, отколкото си представяме сега.
Сред почвените микроорганизми има и двата представителя флора, и представители на животинския свят (фиг. 52). Микрофлората съдържа най-много гъби, актиномицети и бактерии. Водораслите са много по-рядко срещани. Микрофауната е доминирана от амеба и флагелати. Реснички и микронематоди в почвите също понякога се срещат в големи количества. Натрупват се все повече данни за наличието на неклетъчни форми на микроорганизми (бактериофаги, вируси) в почвите.

почвени водорасли

Почвените водорасли са едноклетъчни и многоклетъчни микроорганизми (понякога мобилни), които имат специфични пигменти като хлорофил, които осигуряват усвояването на въглеродния диоксид и фотосинтезата на органичната материя. Водораслите, за разлика от повечето други микроорганизми, допринасят за обогатяването на почвите с органична материя и кислород.
Водораслите обитават предимно горните осветени почвени хоризонти, въпреки че се срещат поединично на дълбочина до 30-50 см. В зависимост от вида на пигментите се разграничават зелени, синьо-зелени, лилави и жълти водорасли. В 1 g почва може да има до 300 хиляди едноклетъчни водорасли. Ролята на едноклетъчните микроводорасли се проявява особено на повърхността на безплодни глинести почви на пустини - такири, върху солонци, върху пресни алувиални отлагания в плитки води. Използвайки отделящата се влага, микроводораслите обогатяват повърхността с прясна органична материя, предизвикват повишено разрушаване на първичните минерали и увеличават дисперсията на твърдата фаза. Някои водорасли играят значителна роля в трансформацията на силициевите съединения (диатомеите) и калция в почвата, докато други имат способността да фиксират азот.
Особено важни в баланса на почвения азот са синьо-зелените водорасли (Индия, Япония, Индонезия), живеещи в оризови полета и на алувиални почви на речните долини в тропиците. Те доставят азот и кислород на почвата и растенията на тези земи в значителни количества, като поддържат плодородието им. В сравнение с други микроорганизми, значението на водораслите при образуването на почвата все още е относително ограничено. Това се обяснява с факта, че общата стойност на биомасата на водораслите е средно 0,5-1 t/ha.

почвени гъби

бактерии

Бактериите са най-многобройните и най-разнообразни най-малки едноклетъчни организми, които обитават почвите. Размерът им е много малък - 0,5-2 микрона.
Бактериите заедно с водораслите, гъбите и протозоите в почвите изпълняват функцията на образуване на хумус и пълна минерализация на органичната материя. Описани са около 50 рода и до 250 вида почвени бактерии. Сред многото групи бактерии, две или три са от особено значение за образуването на почвата: истински бактерии, актиномицети и миксобактерии. Истинските бактерии се делят на две групи – неспорови и спорови. Неспоровата група включва автотрофни бактерии, които сами синтезират органична материя и следователно могат да съществуват в среда, където всяка форма на органична материя напълно отсъства. Това са бактерии, които окисляват водорода (Bacterium hydrogenius), въглеродни съединения (Bact. methanicus), железни бактерии и серни бактерии, които окисляват желязото и сярата, нитрифициращи бактерии, които окисляват амоняка до нитрити и последните до нитрати (табл. 29). Ролята на автотрофните бактерии е била особено важна преди появата на водорасли и зелени растения, синтезиращи органични вещества.

Същата група неспорови бактерии включват т. нар. полуавтотрофи, които фиксират азота от почвения въздух, но в същото време се нуждаят от органична материя. Азотфиксиращите бактерии живеят свободно или в симбиоза с бобови растения, образувайки своеобразни възли по корените. Бактериите от рода Phizobium Azotobactcr и Clostridium живеят свободно в почвата и фиксират азота в почвения въздух. През годината тези микроорганизми могат да натрупват до 50-300 kg/ha азот в почвата, като унищожават и окисляват пропорционално количество органична материя. Това е основата за практиката на внасяне на растителни маси (слама, листа, зелени торове и др.) в почвата, което осигурява „подхранване“ на азотфиксатори и активира тяхната дейност. За засилване на азотната фиксация в полетата се използват специални бактериални торове.
Актиномицетите се считат за преходни организми между бактериите и гъбичките. Те са типични хетеротрофни организми. По форма те представляват разклонени едноклетъчни организми, малко по-големи от истинските бактерии. Най-тънките хифи (по-малко от 1 микрон) са доста дълги. От тази група бактерии Ваксман изолира щамове стрептомицети, които произвеждат добре познатия антибиотик стрептомицин, който има огромна активност. Някои видове актиномицети се използват за производство на витамини. Актиномицетите придават на почвата характерната миризма на прясно изорана земя. В почвата актиномицетите са тясно свързани с разлагащата се органична материя, разграждайки и консумирайки целулоза, хемицелулоза, протеини и очевидно дори лигнин. Актиномицетите са аеробни микроорганизми и играят основна роля в почвите на сух, горещ климат.
Споровите бактерии са, според S.N. Мишустин, чувствителен индикатор за посоката на почвообразуващия процес, възрастта на почвите и степента на тяхната обработка. Някои микробиолози въвеждат понятието за биогенност на почвата и биооргано-минералния комплекс на почвите. Последният включва повърхностни слоеве от минерали, органични и органо-минерални колоиди, микроорганизми, вода и газове. Колкото по-висока е биогенността на почвата, толкова по-високо е плодородието им. Култивираните и напояваните почви винаги имат относително по-висока биогенност. Активното производство на въглероден диоксид в почвите е един от показателите за тяхната биогенност. Въглеродният диоксид е универсален продукт от метаболизма на почвените организми.Годишното производство на CO2 в почвата може да достигне 3-4 и дори 8 хил. l/ha. Въглеродният диоксид в повърхностния въздух е продукт от метаболизма на почвените организми и резултат от минерализацията на органичните съединения.
Земеделските растения на такива силно биогенни почви като черноземи, ливадни почви на долини, благодарение на работата на микроорганизмите, са снабдени с физиологично активни съединения, азотно и фосфорно хранене и относително висока концентрация на въглероден диоксид, който е толкова необходим за фотосинтезата. Култивираните почви, като правило, са богати на бактериални микроорганизми, съдържат активни форми на Azotobacter и са обогатени с физиологично активни съединения. Във вечно замръзналите кисели почви на север, в торфа, поради ниската активност на микроорганизмите, растенията са слабо снабдени с хормонално и витаминно хранене, както и с минерални съединения на азот и фосфор. Повърхностният въздух в Арктика има 2 пъти по-ниска концентрация на въглероден диоксид (според А. А. Григориев - 0,16% вместо 0,03%). Това значително намалява плодородието на почвата на север като цяло. Почвите на пустините, особено субтропичните и тропическите, също са изчерпани с бактерии поради изсушаване и нагряване до 70-80°C.

Вируси (бактериофаг)

Микроорганизмите са невидими за окото и затова хората са склонни да подценяват ролята им в биосферата и образуването на почвата. Междувременно от казаното по-горе ясно следва, че микроорганизмите са незаменим компонент на всяка естествена биогеоценоза. И трофичните вериги, и екологичните пирамиди, илюстриращи процеса на унищожаване на биомасата и преразпределение на енергията, натрупана във фитомасата и зоомасата на всеки ландшафт, включват сложни връзки от света на микроорганизмите.
За разлика от животинския свят, много автотрофни микроорганизми попълват до известна степен биомасата и запасите от натрупана енергия, удължавайки биогенния цикъл на веществата в биосферата в нейната почвена част. Теглото на микробиомасата в земните почви е в абсолютно изражение стойност от порядъка на 1 * 10 9 t, което по отношение на фитобиомасата е само 0,0001%, но невероятната скорост на размножаване и генерационни промени в микроорганизмите е толкова висока, че геохимичното и почвено значение на дейността на микроорганизмите в биосферата е еквивалентно на стойността на растителната дейност и може би дори я надхвърля. Съдържание на предмета "Санитарно-микробиологично изследване на почвата. Микрофлора на водоемите.":

Почвени микроорганизмиоказват пряко влияние върху реалното образуване и образуване на почвата, върху минерализацията (разлагането) на органичните остатъци и образуването на хумус. Следователно, без да имаме представа за основните екологични, физиологични, морфологични групи на почвената микрофлора, е невъзможно обективно да се оцени санитарното състояние на почвата, активността на нейните процеси на самопречистване от патогенни микроорганизми. При провеждане на санитарни и микробиологични изследвания Специално вниманиесе дават на физиологични групи почвени микроорганизми.

Физиологични групи почвени микроорганизмивключват видове, участващи в цикъла на азот, въглерод, сяра и фосфор. Въпреки това, за пълномащабна оценка на санитарното състояние на почвата и нейните процеси на самопречистване е необходимо да се определи наличието не само на видове, участващи в цикъла на веществата, но и на отделни групи микроорганизми, които допринасят за бързо разлагане на органични вещества: спорообразуващи бактерии (предимно бацили), актиномицети, гъбички (предимно пеницил и кандида).

Групи почвени микроорганизмипатогенни за хората. По правило патогенните микроорганизми не оцеляват дълго време в почвата. Някои видове обаче се включват в почвените биоценози, превръщайки се в негови постоянни обитатели. Такива микроорганизми са разделени на три групи.

Микроорганизми, за което почвата служи като естествен биотон - причинителят на ботулизъм, актиномицети, патогени на дълбоки микози, образуващи аспергилус микотоксини.

Микроорганизми, попадащи в почвата с екскременти на хора, животни и оставащи там дълго време(в продължение на години и десетилетия) - антракс, причинителят на тетанус, газова гангрена.

Микроорганизмикоито влизат в почвата с човешки и животински секрети, но остават в нея за относително кратко време (седмици и месеци) - E. coli (до 8 месеца), салмонела (до една година при минусови температури), шигела ( до 100 дни), холера вибрион (2 месеца).

Почвата е основният резервоар и естествено местообитание на микроорганизми, които участват в процесите на нейното образуване и самопречистване, както и в циркулацията на вещества (азот, въглерод, сяра, желязо) в природата. Освен неорганични вещества, почвата се състои от органични съединения, образувани в резултат на смъртта и разлагането на живите същества. Почвените микроорганизми живеят във водни и колоидни филми, които обгръщат почвените частици. Съставът на почвената микрофлора е разнообразен и включва предимно спорообразуващи бактерии, актиномицети, спирохети, архебактерии, протозои, синьо-зелени водорасли, микоплазми, гъбички и вируси. Съставът на микрофлората зависи от вида на почвата, методите на нейната обработка, съдържанието на органични вещества, влажността, климатични условияи други причини. В песъчливите почви преобладават аеробните организми, а в глинестите - анаеробите.

Броят на бактериите в почвата.Почвата съдържа огромен брой бактерии. Преди това техният брой се измерваше в стотици хиляди на грам почва. С.Н. Виноградски (1924) разработва метод за директно микроскопско преброяване на бактериите в почвата чрез оцветяването им. След това стана ясно, че броят на бактериите се измерва в стотици милиони на 1 г. В бедните тундрови или песъчливи почви на пустинята има до J500 милиона, в слабо подзолистите почви - до един милиард, а в богата органична материя (чернозем) - до два милиарда и повече. .

Два милиарда бактерии на грам почва съставляват около 3% от сухото тегло на почвата. Толкова голям брой бактерии предполага, че повечето от процесите, протичащи в почвата, са от биологичен характер, т.е. свързани с бактериална активност.

Ако процесът на натрупване на азот, както и на въглерод, вървеше само в една посока, тогава животът скоро би станал невъзможен на Земята поради изобилието от неразложени органични остатъци. Вече знаем, че жизнената активност на бактериите е причина за разграждането на протеиновите вещества.

Разграждане на протеини от бактерии.Бактериите, които разграждат протеиновите вещества до по-прости компоненти, се наричат ​​гнилостни бактерии или амонизатори, тъй като амонякът се натрупва в средата в резултат на разграждането на протеина. Разлагайки сложните протеинови вещества в прости минерални съединения, самите бактерии се хранят с продукти на разлагането и се размножават. Обаче масата на телата, образувана от тях, е само незначителна част от разложената материя. Именно в тази минерализираща дейност се крие огромната полезна роля на гнилостните бактерии, които те играят в природата.

Процесът на гниене протича както при анаеробни, така и при аеробни условия. Особено бързо преминава в аеробни условия.

При факултативни анаеробни условия гниенето на протеините се извършва от редица бактерии. От тях могат да се отбележат Escherichia coli и Proteus.

При аеробни условия, разлагането на протеините произвежда сенен бацил и други спорообразуващи форми. От неспорообразуващите форми можем да споменем малка пръчка (1-2 микрона) - Pseudomonas.

При разпадането се образуват вода, въглероден диоксид, амоняк, сероводород, метил меркаптан (CH 3 SH). Много характерни продукти на анаеробното смилане на протеини са продуктите с неприятна миризма индол и скатол, получени в резултат на частичното разрушаване на аминокиселината триптофан при анаеробни условия.

Изсушеното протеиново вещество не се разлага от бактерии и може да се съхранява много дълго време. Сушеното или пушено месо, сухите яйца на прах не се развалят, ако се съхраняват на сухо място.

Една от специалните групи амонизатори са бактериите, които разграждат уреята. Урея – основна компонентурина на хора и повечето животни. Човек отделя бактерии, които разграждат 30 до 50 g урея на ден. Под въздействието на бактерии уреята се разлага, образува се амониев карбонат. Последният бързо се разлага на вода, амоняк и въглероден диоксид.

процес на нитрификация.Амонякът, образуван в резултат на амонификация, се използва или от висши растения, или се нитрифицира. Процесът на нитрификация е окисляване на амоняка до азотна киселина. Първата фаза на нитрификация се причинява от микроб, който окислява амоняка до азотна киселина. Той получи името нитрозомонас. Втората фаза се причинява от бактерията Nitrobacter, която окислява азотната киселина до азотна киселина. Азотната киселина не се натрупва в почвата, тъй като и двете бактерии винаги се намират заедно, като са в един вид симбиоза.

Nitrosomonas е сферична бактерия, снабдена с флагел, докато нитробактерът е неподвижен и представлява малка пръчка. Първият етап на нитрификация освобождава повече енергия от втория.

В първата фаза на нитрификация се отделят 663,6 J (или 158 кал):

Във втората фаза на нитрификация се отделя много по-малко енергия:

Нитрификаторите синтезират органична материя чрез хемосинтеза поради енергията на окисляване на амоняка в азотна киселина и азотната киселина в азотна киселина. Нитрификаторите, подобно на зелените растения, използват въглероден диоксид за хранене.

С.Н. Виноградски открива много висока чувствителност на нитрификаторите към органичната материя, която действа върху тях като отрова, а nitrosomonas е по-чувствителна към органична материя от нитробактер. Малките концентрации на органична материя забавят растежа на бактериите, а няколко големи концентрации накрая го спират.

Нитрификация в почвата.Нитрификацията в почвата протича малко по-различно от нитрификацията в лабораторни условия. На първо място, това се отнася до влиянието на органичната материя върху този процес. Ако в лабораторни условия нитрификаторите показват много висока чувствителност към органична материя и не растат в нейно присъствие, то в естествена среда се наблюдава точно обратната картина. Наличието на органична материя допринася за процеса на нитрификация, тъй като е източник на образуване на амоняк.

процес на денитрификация.Процесът на денитрификация, който по същество е противоположен на процеса на фиксиране на азот, също е свързан с азотния цикъл в природата. Денитрификацията е процес на редуциране на нитратите до свободен азот.

Процесът на денитрификация, за разлика от нитрификацията и азотфиксацията, се причинява от редица нискоспецифични микроорганизми, принадлежащи към пръчки, които не носят спори. Денитрифициращите бактерии са факултативни анаероби. В условия на широк достъп на кислород, те не произвеждат денитрификация. Веднага след като попаднат в анаеробни условия обаче, в присъствието на достъпни за тях нитрати и органична материя, започва процесът на денитрификация. При липса на кислород микроорганизмите започват да го отнемат от нитратите, като ги възстановяват. В същото време се окислява органичната материя, която усвояват – захари или соли на органични киселини. най-добри условияза процеса на денитрификация са анаеробни условия, наличие на нитрати и органични вещества, подходящи за микроорганизми.

Цикълът на азота в природата.Нека обобщим цикъла на азота в природата. Висшето растение синтезира протеин в тялото си от свързания минерален азот и въглехидрати. Растенията се ядат от животни, които сами по себе си не са в състояние да синтезират протеини от въглехидрати и минерален азот. Когато умират, животните и растенията стават храна за гнилостните бактерии, които разграждат протеините до амоняк; същите тези бактерии разграждат протеините в оборския тор. Амонякът се абсорбира от растението или се нитрифицира. Азотфиксаторите свързват атмосферния азот и го превръщат обратно в протеин, който по-късно може да бъде разложен от гнилостни бактерии. Тук трябва да споменем и свързването на азота чрез електрически разряди в атмосферата, който под формата на азотна киселина с дъжд попада в почвата. Така се случва азотният цикъл в природата; преминава от една форма в друга, потвърждавайки великия закон на природата - закона за запазване на материята, открит от М.В. Ломоносов.



Бактериите са най-древната категория организми, които все още съществуват на нашето земно кълбо днес. Първите бактерии са се появили преди повече от 3,5 милиарда години. В продължение на почти милиард години те бяха единствените активни същества на нашата планета. Тогава торсът им имаше примитивна структура. Какви почвени бактерии съществуват, сортове и местообитание - всичко това се разглежда в рамките на тази статия.

Обща информация за бактериите

Съставът на земята включва маса от различни микроорганизми, сред които има почвени бактерии, плесени и гъбички. Те се делят на вредни и необходими за развитието на растенията.

Микроорганизмите също се различават по своята жизнена активност. Някои могат да се развият без достъп до кислород, докато за други присъствието му е от съществено значение. Съществува и специална категория бактерии, които могат да растат със или без кислород.

Ролята на почвените бактерии в живота на растенията

Почвените бактерии са полезни за растенията? Значението на микроорганизмите в живота на растенията е доста голямо. Необходимите агро-почвени бактерии ежедневно преработват органичната материя на животните в необходимите минерали. При такава обработка почвата се обогатява с калций, желязо, фосфор, азот и много други необходими елементи.

Почвените бактерии не само обогатяват земята с полезни елементи, но и подобряват физиологичните качества на почвата. Колкото повече са необходими бактерии в състава на почвата, толкова по-високо е нейното плодородие.

Необходимите организми се намират в зоната на разпространение на голямата коренова система на растението, а именно в ризосферата. В него почвените бактерии използват за храна умиращите части на кореновата система.

Групи опасни почвени микроорганизми

Групи почвени бактерии съдържат онези видове, които участват във фотосинтезата на азот, въглерод и фосфор. Съставът на почвата съдържа не само полезни микроорганизми, но и патогенни. Най-често патогенните бактерии живеят в почвата за кратко време. Някои видове обаче са постоянни жители. Патогенните бактерии попадат в три категории:

Бактерии, за които земята е естествен биотон. Те са причинители на ботулизъм и актиномицети.

Бактерии, които влизат в почвата с органичните екскреции на живи същества. Такива микроорганизми могат да се задържат в земята доста дълго време. Те са причинителите на антракс и гангрена.

Бактериите, които също влизат в почвата с органични екскреции, обаче остават там до един месец. Те могат да причинят E. coli, салмонела, шигела и холера. Всички вредни бактерии унищожават не само полезни характеристикипочвата, но и кореновата система на растенията.

Местообитание за бактерии

Почвените бактерии живеят в земната покривка доста неравномерно. Всяка категория микроорганизми живее там, където може да намери удобно местообитание, храна и вода. Простите организми присъстват навсякъде, където има основни елементи – главно в горната почвена покривка. Изненадващо, почвени бактерии са открити и в нефтени кладенци, чиято дълбочина достига повече от 16 километра.

Живее близо до кореновата система

Както казахме по-рано, най-любимото място за почвените бактерии е горният почвен слой. Ризосферата е земният слой около кореновата система. Той е гъсто населен от микроорганизми, които се хранят с растителни отпадъци, както и с техните протеини и захари. като червеите се хранят с микроорганизми и също така пребивават в сферата с големи корени. Поради това циркулацията на полезни елементи и потискането на болестите се извършва именно в ризосферата.

растителна постеля

Малко хора знаят къде живеят почвените бактерии. В тази статия ще се опитаме да ви разкажем по-подробно за средата им на живот.

Гъбите са най-популярните разложители на растителни фрагменти. Почвените бактерии не могат да пренасят някои основни елементи на дълги разстояния. Това е, което позволява на гъбичките да растат. Именно в постелята на гъбите има и огромно количество бактерии.

Хумусът е друго местообитание на почвените бактерии. Само гъбите произвеждат определени ензими, които са необходими за разграждането на трудни елементи, намиращи се в хумуса. Значителна част от важните елементи, които се съдържат в земята, преди това са били разграждани от гъбички и микроорганизми голям брой пъти. Хумусните съединения, които се получават в резултат на разцепването, включват малко количество отлеснодостъпен азот.

На агро-почвени единици

Друго местообитание на почвените бактерии са агро-почвените агрегати. На повърхността им съдържанието на микроорганизми е много по-високо, отколкото вътре. В средата могат да се извършват само онези процеси, които не изискват кислород. Голям бройагрегатите са изпражненията на земните червеи и други прости организми. Членестоноги и нематоди се движат между агро-почвени агрегати, които не могат да създават канали директно в почвата.

Организмите, които са податливи на загуба на влага, както и почвените бактерии, живеят в канали, пълни с вода. За изхранване на влаголюбивите организми е необходима основната част от почвата, която активно се намалява ежегодно в земеделските площи. Именно поради тази причина има нужда от използването на торове.

Вреда от почвените бактерии

Вярвам, че всеки градинар някога се замисля дали почвените бактерии са опасни. В тази статия ще се опитаме да разсеем всички митове и предположения, свързани с този въпрос. Огромен брой живее в почвата.Например, в горния 30-сантиметров слой почва, с размери един хектар, живеят около 30 тона прости организми. Имайки силен набор от ензими, те разграждат протеините до аминокиселини. Това е основният критерий в процеса на разлагане. Тези микроорганизми носят на живите същества огромен брой проблеми. Между другото, именно поради работата на тези прости организми хранителните продукти, които са предназначени за дълъг срок на годност, а именно кисели краставички и замразени плодове и зеленчуци, бързо се развалят. За щастие домакините отдавна са се научили да излизат от ситуацията. За по-дълго съхранение те използват процес на стерилизация и обработка на храни. Въпреки това, някои видове микроорганизми все още могат да развалят приготвените храни, въпреки внимателната обработка.

Те влизат в земята поради заразени живи същества. Както казахме по-рано, някои подвидове микроорганизми и гъби могат да бъдат в земята в продължение на десетилетия. Това се дължи на тяхната отличителна черта- предизвикват противоречия. Те предпазват бактериите от негативни влияния отвън. заобикаляща среда. Такива микроорганизми стимулират развитието на някои от най-много опасни заболявания- антракс, отравяне, гангрена и каталепсия.

Как бактериите попадат в почвата

Просто казано, агро-почвените бактерии са част от състава на почвата, но не от самата земя, а от нейния плодороден слой. Една десертна лъжица копка съдържа повече от един милиард прости организми, които редовно участват или в определен етап на разпадане на мъртвата органична материя, или във фиксиране на еклектичните елементи, пристигащи в основата, и изграждането на трудни основни молекули от тях.

Групи агро-почвени микроорганизми произхождат от времето, когато други живи същества тепърва се появяват и оставят първите следи от своята жизнена дейност. Именно тези останки станаха първият дом на почвените микроорганизми. След като се научиха да променят органичната материя в почвата, бактериите живеят в нея и до днес, адаптирайки се към променящите се условия на околната среда.

Деление по функция

Сред биолозите има многофункционално разделение на агропочвените микроорганизми според техните функции:

1. Деструктори – бактерии, които живеят в почвата и минерализират основни съединения, разположени в горния слой на земята. Тяхната роля е да трансформират останките от живи същества и растения в еклектични елементи.

2. Азотфиксиращи или грудкови микроорганизми – растителни симбионти. Тяхното значение се крие във факта, че само този вид бактерии са способни да комбинират неорганични кислородни елементи и да осигуряват растенията с тях. Благодарение на това почвата и растенията получават важни минерали.

3. Хемоавтотрофи – микроорганизми, които концентрират съществуващите неорганични вещества в основни молекули. Тяхното значение се крие във факта, че могат да обработват еклектичните елементи, които се натрупват в основата, и след това да ги прехвърлят в растенията.

Невероятен факт

Дълго време се смяташе, че само сложни организми могат да усетят миризми. Преди две години обаче се оказа, че дрождевите бактерии и слузестите плесени също имат такъв рецептор.

Учените решават да проведат експеримент и да установят дали агро-почвените бактерии усещат наличието на амоняк във въздуха около тях. Изненадващо, бактериите надминаха всички надежди на експериментаторите. Благодарение на това учение, учените са открили, че микроорганизмите също са способни да различават миризмите.

Обобщаване

Почвените бактерии играят важна роля в живота на всички живи същества. В тази статия разбрахме къде живеят почвените бактерии и как са свързани с развитието на растенията и живите организми.

Когато работите с почвата, си струва да запомните, че там присъстват не само полезни микроорганизми, но и патогенни, които могат да станат причинители на животозастрашаващи заболявания. Силно препоръчваме да носите ръкавици и да измиете добре ръцете си в края на работата. Бъдете здрави!