Роль микроорганизмов в почвообразовании

В почвообразовании участвуют три группы организмов - зеленые растения, микроорганизмы и животные. При совместном воздействии этих организмов в процессе их жизнедеятельности, а также за счет продуктов жизнедеятельности осуществляются важнейшие звенья почвообразования - синтез и разрушение органического вещества, избирательная концентрация биологически важных элементов, разрушение и новообразование минералов, миграция и аккумуляция веществ и другие явления, определяющие формирование главного свойства почвы - плодородия. Микроорганизмы почвы разнообразны по составу и биологической деятельности. Здесь распространены бактерии, актиномицеты, грибы, водоросли, простейшие. Суммарная масса микроорганизмов только в поверхностном горизонте достигает нескольких тонн на гектар. Численность микроорганизмов измеряется миллиардами в 1г почвы. 

Бактерии - это одноклеточные организмы размером в несколько микрометров. Важны автотрофные бактерии, поглощающие углерод из углекислоты, что сопровождается затратами дополнительной внешней энергии. В качестве такой энергии бактерии используют энергию окисления минеральных соединений почвы. Этот процесс называется хемосинтезом.  

Примером хемосинтеза   является деятельность нитрифицирующих бактерий. Под нитрификацией понимают процесс биохимического окисления аммиака до азотной кислоты. О количественном масштабе процесса нитрификации можно судить по тому, что за один год деятельности нитрифицирующих бактерий может образоваться до 300кг солей азотной кислоты на 1г почвы.

Накопление сульфатов в результате деятельности серобактерий в

приповерхностном слое почвы достигает 200-250кг на 1г почвы.

Определенные группы бактерий обладают способностью поглощать молекулярный азот из воздуха. Этот процесс получил название фиксации азота. Нехватка азота в почве сдерживает развитие растительности, ограничивает возможности сельскохозяйственного использования почвы. Значение азотофиксирующих бактерий чрезвычайно велико, так как только благодаря их деятельности для всей остальной массы живых организмов становится доступным атмосферный азот.

Гетеротрофные бактерии поглощают необходимый углерод из готовых органических соединений, разлагая сложные соединения на простые. Благодаря их деятельности осуществляется процесс разрушения мертвого органического вещества, ежегодно поступающего в почву, и освобождение химических элементов, прочно связанных в составе органических остатков.

Актиномицеты – лучистые грибы. Их используют в качестве источника углерода разнообразные органические соединения. Они могут разлагать клетчатку, лигнин, перегнойные вещества почвы. Участвуют в образовании гумуса. Актиномицеты лучше развиваются в почвах с нейтральной и слабощелочной реакцией, богатых органическим веществом и хорошо обрабатываемых. К актиномицетам относят близкие к ним проактиномицеты, микобактерии, микромоноспоры и микрококки.

Среди почвенных микроорганизмов исключительно важное значение принадлежит грибам. Наиболее распространены плесневые грибы, а в лесных почвах гриб - мукор. Грибы разрушают клетчатку, участвуют в разложении белков. При этом образуются органические кислоты, увеличивающие почвенную кислотность и влияющие на преобразование минералов. Так же как актиномицеты, грибы преимущественно являются аэробами.

Водоросли распространены во всех почвах, главным образом в поверхностном слое. Содержат в своих клетках хлорофилл. В болотистых почвах и на рисовых полях водоросли улучшают аэрацию, усваивая растворенный СО[2] и выделяя в воду кислород. Водоросли активно участвуют в процессах выветривания пород и в первичном процессе почвообразования.

Лишайники не относятся к микроорганизмам, но поскольку они представляют собой сложное симбиотическое образование гриба и водоросли, целесообразно рассмотреть их участие в почвообразовании. Лишайники поселяются как на органическом веществе, так и на горных породах. Особый интерес представляет их деятельность на горных породах. Воду и углерод лишайники получают из атмосферы, а другие химические элементы - за счет разрушения минералов.

Микрофлора почв

Почва состоит из минеральных и органических соединений. Она – продукт жизнедеятельности микроорганизмов, осуществляюших процесс еѐ формирования, самоочищения, круговорота азота, углерода, серы и железа в природе. Очаговость распространения микроорганизмов – главная особенность их экологии в почве, позволяющая сохранить виды почвенных микроорганизмов и специфичность группировок по горизонтам почвы. 

Численность микроорганизмов в почве колеблется от нескольких десятков - сотен тысяч (почвы севера), до нескольких миллиардов (черно- и красноземы) в 1г. На поверхности почвы микроорганизмов сравнительно мало из-за губительного действия ультрафиолета, перепадов влажности и ряда других факторов. Наибольшая плотность микрофлоры находится на глубине до 15-20см (пахотный слой почвы), где складывается благоприятный режим влаги, температуры, воздухообеспеченности, и где находятся растительные и животные остатки - источники питания гетеротрофных микробов. Здесь в основном обитают актиномицеты и аэробы. По мере углубления количество микроорганизмов постепенно уменьшается до нуля (на глубине четырех метров). Независимо от глубины наиболее густо всегда заселена околокорневая (ризосферная) зона растений. 

Микрофлора почвы включает все известные группа микроорганизмов:

споровые и споронеобразующие бактерии, актиномицеты, грибы, спирохеты, архебактерии, простейшие, сине-зеленые водоросли, микоплазмы и вирусы. В 1г почвы насчитывается до 6 млрд. микробных тел. На качественный и количественный состав микрофлоры почвы влияет тип почвы, еѐ плодородие, влажность, аэрация и физикохимические свойства. 

На микробиоценоз почвы существенно влияет деятельность человека:

обработка почвы, внесение удобрений,     мелиорация,   загрязнение отходами производств. Особо опасным в санитарном отношении является загрязнение почвы необезвреженными отходами животноводства (навоз, моча, отходы боенского производства, трупы животных). Самоочищающая способность почвы ограничена, а методы обеззараживания почвы громоздки и малоэффективны (например, 5 кг хлорной извести на 1м² почвы). 

Некоторые патогенные микроорганизмы в зависимости от экологических особенностей вегетируют в почве, и почва для них является естественным местом обитания. 

Другая группа, в том числе и споронеобразующие, длительно сохраняются в почве     определенного физико-химического состава, где при благоприятном температурно-влажностном режиме размножается. 

К третьей группе относятся возбудители хламидиозов, риккетсии, вирусы и особо прихотливые бактерии. Они быстро отмирают в почве.

Обеззараживающая способность разных почв неодинакова и подчас почва может служить благоприятным субстратом для патогенных микроорганизмов. Почва как субстрат, состоящий из твердой фазы и воды, служит естественным местом обитания для возбудителей многих заразных болезней: клостридиозов, сибирской язвы, листериоза, лептоспироза, туберкулеза, дерматомикозов, сальмонеллеза и др.

Санитарное состояние почвы оценивают по коли-титру, количеству анаэробов, споровых и термофилов, по наличию яиц гельминтов и специфических возбудителей инфекций. Для чистой почвы титр кишечной палочки не более 1г, умеренно загрязненной – до 50 мг, для сильно загрязненной – 1-2 мг.