Мікрофлора ґрунту.

ЕКОЛОГІЯ МІКРООРГАНІЗМІВ.

Вивченням зв'язку організмів між собою і з навколишнім середовищем займається екологія. Екологія мікроорганізмів досліджує лише окремі частини цілісних екологічних систем. Основною одиницею в екології є екосистема. До її складу входять як біотичні, так і абіотичні компоненти. Біотичні компоненти становлять спільність організмів, або біоценоз. При цьому йдеться, як правило, про популяції мікроорганізмів, причому популяції можуть складатися з одного чи кількох видів. Абіотичні компоненти — це фізико-хімічні умови екосистеми, в якій живуть організми. Приклади екосистем: озеро, коренева система рослин, рубець жуйної тварини, ротова порожнина людини та ін. Весь життєвий простір нашої планети — біосферу — можна розглядати як гігантську екосистему. З тією чи іншою екосистемою часто пов'язують поняття "навколишнє середовище". Це середовище підтримує взаємозв'язок певного організму (або популяції) з біотичними та абіотичними компонентами екосистеми, які його (її) оточують.

У межах екосистеми для кожного виду можна описати місце існування. Це та ділянка або життєвий простір, в якій (якому) живе даний організм (індивідуум або популяція). На відміну від терміну "місце існування" поняття "екологічна ніша" відображає не місце у просторі, а функцію певного виду або популяції у спільності організмів.

Всі мікроорганізми екосистеми можна поділити на дві категорії: автохтонні та алохтонні. Автохтонні мікроорганізми є типовими мешканцями даної екосистеми; вони присутні в ній завжди. Наявність алохтонних (зимогенних) мікроорганізмів залежить від випадкового підвищення концентрації поживних речовин або добавлення певних сполук.

Серед природних середовищ ґрунт краще забезпечує розвиток і життєдіяльність мікроорганізмів, і, разом з тим, найбільше змінюється під їхнім впливом. Кількість мікроорганізмів у різних ґрунтах коливається в широких межах. Так, 1 г чорнозему містить до 3 млрд. клітин, підзолу - від 300 млн. до 2 млрд., піщаних ґрунтів - до 100 тис клітин.

Ґрунти містять достатню кількість води, повітря та поживних речовин. У складі ґрунтів виділяють три фази: тверду, рідку і газоподібну.

Тверда фаза утворена мінеральними та органічними речовинами. На твердих частинках ґрунту зосереджені основні поживні речовини: гумус, органо-мінеральні колоїди, іони Са²⁺, Mg²⁺ тощо. Більшість ґрунтових мікроорганізмів адсорбується на поверхні частинок ґрунту, на органічних залишках та живих коренях рослин. Проте вони при цьому не утворюють суцільної плівки, а розміщені у вигляді колоній в окремих зонах.

Рідка фаза - ґрунтовий розчин, що заповнює капіляри ґрунту і утворює навколо твердих частинок плівки різної товщини. Вміст води у ґрунті визначає його аерацію. Великі маси води знижують аерацію ґрунту, сприяють розвитку анаеробних процесів. У складі ґрунтових розчинів виявлено мінеральні, органо-мінеральні та органічні речовини в молекулярно-розчиненому або колоїдному станах. Вміст цих речовин неоднаковий в ґрунтах різних типів і залежить від горизонту ґрунту та сезону року. Так, найбільша кількість органічних речовин виявлена в підзолах та болотяних ґрунтах; у чорноземі співвідношення органічних та мінеральних речовин приблизно однакове; в каштанових ґрунтах та сіроземах більше мінеральних речовин, ніж органічних. Верхні шари ґрунту містять більше органічних речовин, ніж нижні.

На розвиток мікрофлори ґрунту суттєво впливають активна кислотність, осмотичний тиск ґрунтового розчину тощо.

Газоподібна фаза -повітря ґрунту, що становить 25-70% його загального об'єму. Повітря ґрунту відрізняється від атмосферного значним зростанням вмісту СО₂ (1,5-3,0% і вище проти 0,03% в атмосферному повітрі) і зменшенням кисню, що відбувається за рахунок мінералізації органічних речовин. Повітря ґрунту збагачене метаном, воднем, азотом, оксидами азоту та вуглецю, леткими органічними сполуками.

Отже, ґрунт - це динамічна, гетерогенна система, яка забезпечує для розвитку мікроорганізмів різні умови аерації, вологості рН, різну концентрацію поживних речовин тощо.

Ґрунт - не тільки середовище для існування мікроорганізмів, але й продукт їхньої життєдіяльності. Всі ґрунти нашої планети утворилися з материнських гірських порід внаслідок взаємодій двох процесів - вивітрювання та ґрунтоутворення.

Вивітрювання - початковий етап руйнування гірських порід при одночасній дії фізичних, хімічних та біологічних факторів. Важливу роль в деструкції мінералів відіграють нітрифікуючі та тіонові бактерії, гриби, актиноміцети. Для руйнування кристалічної решітки мінералів і переходу хімічних елементів у рухомий стан важливе значення мають ферментні системи цих мікроорганізмів і продукти їхньої життєдіяльності (органічні і мінеральні кислоти, хелатуючі агенти, слизи). Під впливом мікроорганізмів, фізичних та хімічних факторів гірська порода перетворюється у дрібнозем.

Паралельно з вивітрюванням проходять процеси ґрунтоутворення, в результаті яких формуються різні типи ґрунтів. Найважливішими серед них є мінералізація рослинних і тваринних рештків, утворення гумусу та його руйнування.

Різноманітний за хімічним складом опад рослин мінералізують численні неспорові і спорові бактерії родів (Pseudomonas, Arthrobacter, Cytophaga, Mycobacterium, Bacillus, Clostridium та ін.), гриби родів (Penicillium, Fusarium, Mucor, Aspergillus та ін.), актиноміцети.

Швидкість руйнування залежить від хімічної будови речовини. Деструкція простих вуглеводів, білків, крохмалю здійснюється за короткий час. Найповільніше за усіх мінералізуються клітковина і лігнін.

Продукти розпаду органічних речовин (феноли, хінони, ароматичні альдегіди, пептиди, амінокислоти, уронові кислоти тощо) використовуються мікроорганізмами у процесах синтезу гумусу (перегною), який є комплексом складних високомолекулярних сполук (гумусові кислоти, гуміни та прогумінові речовини). Нагромадження гумусу - довготривалий процес, і саме гумус забезпечує особливу властивість ґрунтів - родючість.

Завдяки особливостям хімічної структури і здатності утворювати комплекси з мінеральною частиною ґрунту гумус забезпечує його гідрофільні та іонообмінні властивості, зокрема фіксацію та вивільнення кальцію, заліза, фосфору, алюмінію та інших елементів. Гумус впливає на структуру ґрунту, його повітряний, водний та тепловий режими. Він служить джерелом енергії та поживних речовин для мікроорганізм і в деструкторі в гумусу. Мінералізація гумусу мікроорганізмами збагачує ґрунти на вуглець та азотовмісні сполуки, які засвоюються рослинами.

Здійснюючи різноманітні процеси у ґрунті, мікроорганізми взаємодіють між собою та з іншими живими організмами. У природних угрупованнях при взаємодії з рослинами і тваринами виникають певні трофічні та метаболічні зв'язки (симбіоз, антагонізм, коменсалізм, аменсалізм, паразитизм та хижацтво). У зоні коренів рослин (ризосфера) розвиваються азотфіксатори, амоніфікатори, а також патогенні бактерії. Багато мікроорганізмів продукує фітогормони, ауксини, цитокініни, деякі синтезують інгібітори росту рослин.

Складні симбіотичні зв'язки виникають між мікроорганізмами та безхребетними тваринами ґрунтів. Мікроби служать їжею для мікрофауни ґрунту.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Антагоністичні взаємовідносини.	\|	Мікрофлора води.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.013 сек.