Der Boden ist reich mit Mikroorganismen besiedelt, die darin leben, sich vermehren und sterben.

Die Anzahl der Mikroorganismen ist in den Oberflächenschichten des Bodens am größten, obwohl sie sich je nach Boden- und Klimabedingungen etwas unterscheidet. In Gebieten mit niedrigen Temperaturen ist die Anzahl der Mikroorganismen unbedeutend und nimmt in gemäßigten, subtropischen und tropischen Zonen zu. In Böden, die reich an organischer Substanz sind, gibt es mehr Mikroorganismen als in humusarmen Böden.

Von allen natürlichen Umgebungen ist der Boden der günstigste für die Entwicklung von Mikroorganismen. Es enthält immer die notwendigen Nährstoffe, Feuchtigkeit, Sauerstoff; es schützt Mikroben gut vor den schädlichen Auswirkungen direkter Sonneneinstrahlung und vor dem Austrocknen.

Verschiedene Typen Böden unterscheiden sich in chemischer Zusammensetzung, Struktur, Feuchtigkeits- und Luftgehalt und der Reaktion der Umwelt. Daher sind die Zusammensetzung und Anzahl der darin lebenden Mikroorganismen nicht gleich. Die Zusammensetzung und Anzahl der Mikroorganismen im Boden wird auch durch klimatische Bedingungen, Jahreszeit, Vegetationsbedeckung und andere Bedingungen beeinflusst. Die Oberflächenschicht des Bodens (ohne die oberste dünne Schicht) in 1-2 cm Tiefe enthält 10-20 mal mehr Mikroorganismen als in 25 cm Tiefe.

In den oberen Schichten, reich an pflanzlichen und tierischen Resten und gut mit Luft versorgt, überwiegen aerobe Mikroorganismen, die komplexe organische Verbindungen abbauen können. Tiefere Bodenschichten haben weniger organische Verbindungen und weniger Luft, was zu einem Übergewicht anaerober Bakterien führt.

Mikroorganismen werden aus dem Boden auf Pflanzen übertragen. Auf der Oberfläche von Pflanzen und Blumen befinden sich Kohlenhydrate und andere organische Verbindungen, und dort leben oft Milchsäurebakterien.

Die Entwicklung und lebenswichtigen Funktionen von Mikroorganismen hängen von ihrer Umgebung ab. Je günstiger die Lebensbedingungen, desto intensiver entwickeln sich die Mikroorganismen, und umgekehrt, je ungünstiger die Bedingungen, desto langsamer entwickeln sie sich.

Die Kenntnis der Rahmenbedingungen für das Zusammenspiel von Umwelt und Mikroorganismen ermöglicht es Ihnen, Maßnahmen zur erfolgreichen Bekämpfung oder zum effektiven Einsatz von Mikroorganismen in Produktionsprozessen zu entwickeln. Durch die Regulierung der Bedingungen der äußeren Umgebung ist es nicht nur möglich, die lebenswichtige Aktivität von Mikroorganismen zu kontrollieren, sondern auch die gewünschten Veränderungen in ihnen zu bewirken, um neue, nützlichere Formen von Mikroorganismen zu erhalten.

Die Entwicklung von Mikroorganismen wird durch physikalische, chemische und biologische Faktoren beeinflusst.

Im Boden leben eine Vielzahl von Mikroorganismen. Besonders verbreitet sind darin Fäulnis-, Buttersäurebakterien, Pilze usw. Der Boden kann auch Krankheitserreger enthalten - Erreger von Brucellose, Tetanus, Milzbrand, Botulismus usw. Daher ist eine Bodenkontamination von Milchprodukten direkt oder durch Wasser eine große Gefahr .

Am weitesten verbreitet sind Bakterien, Actinomyceten, mikroskopische Pilze, Niederalgen, Protozoen, Viren usw. Derzeit Bakterien, Actinomyceten und Pilze, also Arten, die am Bodenbildungsprozess und am Stoffkreislauf aktiv beteiligt sind , sind gut studiert.

Die äußerst wichtige Rolle von Mikroorganismen ist die tiefe und vollständige Zerstörung von organischem Material.

Die Besonderheit von Bodenmikroorganismen ist ihre Fähigkeit, die komplexesten hochmolekularen Verbindungen in einfache Endprodukte zu zersetzen: Gase (Kohlendioxid, Ammoniak usw.), Wasser und einfache Mineralverbindungen. Jeder Bodentyp, jeder Bodenunterschied hat seine eigene spezifische Profilverteilung von Mikroorganismen. Gleichzeitig spiegeln die Anzahl der Mikroorganismen und ihre Artenzusammensetzung die wichtigsten Eigenschaften des Bodens wider: Reserven an organischer Substanz, Humusmenge und -qualität, Nährstoffgehalt, Reaktion, Feuchtigkeitsversorgung und Belüftungsgrad.

An folgenden Prozessen sind Mikroorganismen aktiv beteiligt:

1. Humusbildung;

2. Zerstörung und Neubildung von Bodenmineralien;

3. Umwandlung von stickstoffhaltigen Verbindungen (Nitrifikation), Schwefel, Eisen und Mangan (Gleybildung, Versalzung);

4. Atmung des Bodens.

Der Großteil der Mikroorganismen konzentriert sich im oberen Teil des Bodenprofils in der 0-20 cm-Schicht Die höchste mikrobiologische Aktivität wird bei einer Temperatur von 25-35 ° C und einem Feuchtigkeitsgehalt von 60% der Gesamtfeuchtigkeitskapazität beobachtet. Die gesamte Bodenmikroflora ist am aktivsten, wenn die Reaktion der Umgebung nahe 4 neutral ist.

Die Biomasse von Pilzen und Bakterien erreicht 5 t / ha. In 1 g Boden erreicht die Anzahl der Bakterien Milliarden von Zellen. Mit den Worten von V. I. Vernadsky "ist der Boden mit Leben gesättigt". Mikroorganismen können mehrere Generationen pro Tag abgeben.

Bakterien kann autotroph und heterotroph sein. Die meisten Bakterien gehören zu heterotrophen Organismen. Sie brauchen für ihre Existenz fertige organische Stoffe. Autotrophe Bakterien sind seltener. Als Energiequelle nutzen sie die Oxidationsprozesse einfacher chemischer Verbindungen: Ammoniak, Schwefelwasserstoff, Kohlenmonoxid. Einige Bakterien sind in der Lage, Eisenoxid zu oxidieren.

In Bezug auf Sauerstoff werden Bakterien in zwei Gruppen eingeteilt: aerob und anaerob. Erstere brauchen Sauerstoff, um zu existieren, letztere brauchen keinen Sauerstoff. Bakterien sind in allen Böden aktiv an der Umwandlung organischer Substanz beteiligt. Sie sind in der Lage, fast alle organischen Verbindungen abzubauen. Diese Mikroorganismen nutzen mit Hilfe ihrer Exoenzyme aktiv Protein, Einfachzucker, Stärke, organische Säuren, Alkohole, Aldehyde, bauen Ballaststoffe und Kohlenhydrate mit hoher Geschwindigkeit ab. Die meisten Bakterien bevorzugen eine mittlere Reaktion, die nahezu neutral ist.

Aktinomyceten beteiligen sich aktiv am Abbau organischer Stoffe. Sie können alle Kohlenhydrate verwenden, einschließlich der aktiven Zerstörung von Mannanen, Xylanen, Pektinsubstanzen, Cellulose, Carotin, Chitin und können lange Ketten von Fettsäuren und Kohlenwasserstoffen brechen. Aktinomyceten sind eine große Gruppe von Mikroorganismen, die jedoch weniger konkurrenzfähig sind als Bakterien und Pilze. Sie existieren lange Zeit als ruhende Sporen im Boden und wachsen, wenn Nahrung, die erforderliche Temperatur (5-10 °C) und Luftfeuchtigkeit vorhanden sind. Sie spielen eine besonders wichtige Rolle bei der Umwandlung von organischer Substanz in Chernozemen. Aktinomyceten sind in Böden mit einer neutralen und leicht alkalischen Reaktion am aktivsten.

Pilze besitzen ein breites Spektrum an Enzymen, die es ihnen ermöglichen, schwer abbaubare organische Verbindungen zu zerstören, jedoch in der Regel mit geringerer Geschwindigkeit als Bakterien. Gleichzeitig sind Pilze beim Abbau aromatischer Verbindungen aktiver als Bakterien; die Spaltung von Lignin und Tanninen erfolgt in der Natur hauptsächlich unter ihrem Einfluss. Pilze zersetzen auch Humus. Basen- und stickstoffarme Koniferenstreu wird hauptsächlich von Pilzen abgebaut.

Die aktive Aktivität von Pilzen trägt zur Bildung verschiedener saurer Verbindungen (Zitronen-, Essig- und andere Säuren) sowie des Fulvathumus bei, der den Säuregehalt des Bodens erhöht und zur Umwandlung und Zerstörung von Mineralien führt.

Pilze sind überwiegend aerobe Organismen, die günstigste Reaktion der Umgebung für Pilze ist sauer. Das Verhältnis von Pilzen zu Bakterien hängt ab von chemische Zusammensetzung Pflanzenstreu, Reaktion der Umwelt und Feuchtigkeit.

Bodenbewohnende Algen an der Bildung von organischer Bodensubstanz aufgrund von Luftkohlendioxid und Sonnenenergie beteiligt sind. Algenzellen werden aktiv von Amöben, Ciliaten, Zecken, Nematoden gefressen. Lebenswichtige Sekrete von Algen werden wie andere Mikroorganismen zur Nahrung für Pilze und Bakterien. Algen setzen biologisch aktive Substanzen frei. Unter krautiger Vegetation gibt es mehr Algen und weniger im Nadelwald.

Die Bildung steht in engem Zusammenhang mit der Aktivität von Mikroorganismen; und Dynamik von biochemischen, Ernährungs-, Redox- und Luftregimen von Böden, ihren Säure-Basen-Bedingungen. Die Zahl der Mikroorganismen in Böden steigt von Norden nach Süden von 300-600 Millionen Zellen pro Gramm Boden (Podsolböden) auf 2.500-3.000 Millionen (Chernozem).

Der Großteil der ökologischen Funktionen des Bodens wird ausgeführt; unter direkter Beteiligung von Bodentieren und Mikroorganismen. Sie beteiligen sich an den Prozessen der Zersetzung und Synthese von organischen Rückständen, die in den Boden gelangen. Die Prozesse der Synthese und Zerstörung von Biomasse sind kontinuierlich und zyklisch. Jährlich werden unter Beteiligung von Bodenorganismen bis zu 55 Milliarden Tonnen organischer Substanz gebildet und zerstört, von denen etwa 90% in die Gasphase und der Rest in organische Zwischenverbindungen und Humus übergehen. Als Ergebnis dieses globalen Prozesses entsteht die Humosphäre - eine sehr dünne Bodenhülle der Erde, eine Art "Haut" des Planeten.

Historisch gesehen waren Bodenmikroorganismen im Stoffwechselprozess an der Bildung der Gaszusammensetzung der Atmosphäre beteiligt. Sauerstoff, Stickstoff und Kohlendioxid haben das Lebendige des Bodens schon oft passiert.

Nicht weniger bedeutend ist die Rolle von Mikroorganismen bei der Zerstörung und; Neubildung von Mineralien. Sie mobilisieren viele Elemente, aus denen die Mineralien (Fe, Mn, S, Ca, P, Al) bestehen, die mobil werden und an der Bodenbildung beteiligt sind. Die direkte Wirkung auf den mineralischen Teil des Bodens ist die enzymatische Oxidation und Reduktion von Mineralien, die Elemente unterschiedlicher Wertigkeit enthalten. Mikroorganismen werden mit der Bildung von Eisen-Mangan-Knötchen und der Erholung in Verbindung gebracht! Eisenoxidverbindungen - Gleying-Prozess.

Ähnliche Informationen.

Bodenmikroorganismen leben nicht nur in einer natürlichen heterogenen Umgebung, sondern sind selbst ein Schlüsselfaktor bei der Bodenbildung und an der Umwandlung von Gesteinen in Böden mit charakteristischer Struktur beteiligt. Bei der Bewertung der Rolle von Mikroorganismen identifizierte T. V. Aristovskaya fünf der wichtigsten elementaren bodenmikrobiologischen Prozesse: Abbau von Pflanzenstreu, Humusbildung, Humusabbau, Abbau von Mineralien des Muttergesteins und Neubildung von Mineralien. Diese und andere Funktionen von Bodenmikroorganismen bilden sozusagen die Grundlage terrestrischer Ökosysteme. Der Abbauprozess der organischen Substanz im Boden wurde genauer untersucht.

Jährlich werden bei der Photosynthese ca. 5-10 10 Tonnen atmosphärischer Kohlenstoff gebunden und in Form von Einstreu gelangen ca. 4 10 10 Tonnen in den Boden, wobei der Großteil der Einstreu durch Bodenmikroorganismen zu Kohlendioxid und Wasser mineralisiert wird. Gleichzeitig wird ein erheblicher Teil der Einstreu in Huminstoffe umgewandelt (ab 0,6

bis 2,5-10 9 Tonnen) - eine besondere Klasse von Naturstoffen, für die es noch keine genauen Summenformeln gibt und deren Freisetzung operativ (durch ein Verfahren) eingestellt wird. Huminstoffe werden mit einer Alkalilösung aus dem Boden extrahiert. Anschließend wird der Anteil an Humin- und Himatomelansäure mit Säure gefällt. Fulvinsäuren und unspezifische Substanzen verbleiben in der Lösung. Der unlösliche Teil heißt hum.

Alle Huminstoffe enthalten verschiedenste funktionelle Gruppen. Bei ihrer Hydrolyse gelangen bis zu 22 Aminosäuren (ihr Massenanteil erreicht 10%), verschiedene Monosaccharide (bis zu 25%) und andere Verbindungen in die Lösung. Die Oxidationsprodukte sind hauptsächlich Benzolpolycarbonsäuren. Quellen für Aminosäuren und Zucker in Huminstoffen können Proteine ​​und Kohlenhydrate von Pflanzen und Mikroorganismen sein, während Lignin und Flavonoide als Ausgangsstoffe für Benzoidekreisläufe dienen. Eine Vorstellung vom Humusgehalt gibt die Farbe des Bodens. Bei trockenen, humusarmen Böden (nicht mehr als 1,5% Humus) haben sie eine hellgraue Farbe. Schwarze oder braunschwarze Farbe (5 - 6% Humus und mehr) trockener Proben ist typisch für Böden mit hohes Level Fruchtbarkeit (schwarzer Boden). Obwohl viele Fragen zu Struktur, Entstehungs- und Abbaumechanismen von Huminstoffen noch umstritten sind, spielen diese Verbindungen eine herausragende Rolle für die Erhaltung der Fruchtbarkeit und anderer Bodeneigenschaften. Nach einer der Hypothesen der Humusbildung (P. A. Kostychev, T. G. Mirchink, D. G. Zvyagintsev usw.) werden die Kerne von Humusmolekülen durch mikrobielle Melanine repräsentiert.

Die Zersetzung von Pflanzenstreu (Produkte der Photosynthese als Hauptressource von Bodenmikroorganismen) beschreibt in erster Näherung zufriedenstellend die kinetische Gleichung erster Ordnung:

wo EIN, und A 0- Konzentration der Ressource im Moment / ive im Anfangsmoment; Zu - konstant mit der Dimension der inversen Zeit. Formal geht die Anwendbarkeit dieses einfachsten Modells davon aus, dass das reichlich vorhandene mikrobielle Potenzial den Prozess nicht einschränkt. Labor- und Feldversuche zeigen das Zu hängt in den meisten Fällen nicht von der Menge an organischer Substanz ab, die in den Boden gelangt ist, sofern die Kohlenstoffbelastung 1,5 % der Trockenmasse des Bodens nicht überschreitet (andernfalls können sich die Bodeneigenschaften erheblich ändern).

In den Boden abgegebenes organisches Material enthält in der Regel unterschiedliche Bestandteile. Eine gewisse Vorstellung von den Bereichen der Zersetzungsraten von organischem Material im Boden kann geben Zu für verschiedene Ressourcen in einem Laborexperiment: von 0,02-0,03 - für Stroh, Hemicellulose und abgestorbene Pilzbiomasse bis 0,003 Tag -1 für Lignin.

Der Abbauprozess der organischen Substanz im Boden hängt maßgeblich vom Kohlenhydratanteil in der Pflanzenstreu ab ( U) und Lignin (L), und auch auf das C/N-Verhältnis. Ein Beispiel ist die empirische Gleichung für den Bodenatmungsindex:

Das C/N-Verhältnis für Bodenbakterien variiert in der Regel im Bereich von 3: 1 bis 8:1. Für die Biomasse von Bodenpilzen ist das maximale C/N-Verhältnis höher und erreicht 16. In dieser Hinsicht sind Pilze konkurrenzfähiger die Zersetzung von Verbindungen mit niedrigem Stickstoffgehalt (zB Lignin). Darüber hinaus ermöglicht die myzeliale Organisation den Transfer von Stickstoffverbindungen entlang der Hyphen wie eine Röhre (Translokation der limitierenden Ressource). Es ist möglich, dass das Pilzmyzel die Einstreu (hier ist der C/N-Wert sehr hoch: 40 - 100) aus dem darunter liegenden Bodenhorizont mit Stickstoff versorgt.

Die allgemeine Regel lautet wie folgt. Wenn das C / N der mikrobiellen Masse größer ist als das C / N der organischen Substanz, wird der Boden durch die Mineralisierung mit Stickstoff angereichert. Dies wird insbesondere beim Abbau von toter Biomasse von Tieren (C/N = 10) und Phytomasse von Hülsenfrüchten (C/N = 18) beobachtet. Wenn das C / N der mikrobiellen Masse geringer ist als das C / N der organischen Substanz, beginnt während der Immobilisierung der Verbrauch von mineralischem Stickstoff im Boden. In diesem Fall kann die Gesamtzersetzungsrate erheblich sinken, bis ein Teil der mikrobiellen Biomasse abstirbt und (oder) im Zuge eines mikrobiellen Angriffs auf organische Bodensubstanz eine zusätzliche Stickstoffquelle auftaucht. Diese Muster werden in der klassischen Faustregel für das Einbringen von Stroh berücksichtigt: Um den unerwünschten Prozess der Immobilisierung der Ressource im Boden auszuschließen, fügen Sie 1 kg Stickstoff zu 100 kg Stroh hinzu.

Ähnliche Probleme ergeben sich bei der Lösung von Optimierungsproblemen zur Wiederherstellung der Bodenfruchtbarkeit in Situationen mit Umweltbelastungen. Eine äußerst schwierige Situation ergibt sich beispielsweise bei der Kontamination von Böden mit Kohlenwasserstoff-Rohstoffen in Ölfeldern und bei Unfällen an Ölpipelines. Gleichzeitig wird aus verschiedenen Gründen (Verschlechterung des Wasserhaushalts in einer hydrophoben Umgebung, Pflanzenverlust, Erhöhung des C/N-Verhältnisses usw.) die Aktivität der meisten Bodenmikroorganismen gehemmt. Um mikrobielle Gemeinschaften zu aktivieren und Selbstreinigungsprozesse zu beschleunigen, ist es notwendig, Düngemittel (die Oxidation von 1 g Öl erfordert etwa 80 mg Stickstoff und 8 mg Phosphor) unter Schaffung geeigneter Bedingungen für Feuchtigkeit und Belüftung (z , durch Zugabe von Torf, Stroh und anderen losen Materialien). Von Interesse ist unter anderem die Einführung mikrobieller Populationen, die Erdölprodukte abbauen. Interessant erscheint die Möglichkeit, die Rinde von Nadelbäumen mit einem an Naturharze angepassten natürlichen Mikrobenkomplex zu verwenden.

Der Abbau organischer Stoffe im Boden hängt von Feuchtigkeit, Temperatur, pH-Wert, Redoxpotential und anderen Parametern ab. Der Temperaturfaktor wurde relativ detailliert untersucht. Die Abhängigkeit der Bodenatmung von der Temperatur entspricht in erster Näherung der Van't-Hoff-Regel: Die CO2-Produktionsrate bei Erwärmung um 10 °C erhöht sich etwa um das 2-fache (üblicherweise variiert Q i0 von 2,0 bis 2,5). Enge Werte von Q l0 wurden für die Produktion von N 2 0, NO und CH 4 erhalten.

Es ist ganz offensichtlich, dass der Prozess des Abbaus organischer Stoffe durch Bodenmikroorganismen auch von der Bodenfeuchtigkeit und anderen Faktoren (und deren Wechselwirkungen) abhängt. Ein ungefähres Bild der Abhängigkeit der Zersetzungsrate von Pflanzenstreu von Temperatur und Bodenfeuchte als Schlüsselfaktoren im verallgemeinerten Fall zeigt Abb. 2.3.

Zahlreiche Arbeiten zu Szenarien der Folgen des globalen Klimawandels widmen sich Versuchen, diesen Zusammenhang zu klären.

Auf globaler Ebene betragen die Kohlenstoffvorräte in Böden, Landbiomasse und Atmosphäre ungefähr (1500, 600 bzw. 720) 10 15 g. Veränderungen des Kohlenstoffgehalts im Boden können den atmosphärischen Kohlenstoffpool erheblich beeinflussen

Reis. 2.3. Abhängigkeit der relativen Zersetzungsrate organischer Substanz (%) von der Temperatur und dem Feuchtigkeitsgehalt des Bodens. Zur Charakterisierung der Bodenfeuchte werden einfachste Abstufungen der Feldbeschreibung im Bereich von ca. -0,01 bis -100 bar dargestellt: „nass“ – gibt Wasser ab, wenn mit der Hand zusammengedrückt wird, „nass“ – ähnelt Teig, „nass“ – befeuchtet Filter Papier, „frisch“ – die Hand ist kalt, „trocken“ – der Staub brennt bis auf den Boden. Solche Berechnungen unterstreichen die Bedeutung der organischen Bodensubstanz und der bodenmikrobiellen Blockierung als klimabestimmende Faktoren. Für eine globale Bewertung des Kohlenstoffwertes der bodenmikrobiellen Biomasse wurden verschiedene Methoden und Berechnungsschemata vorgeschlagen, die es ermöglichten, den Wertebereich zu skizzieren - (2,5-10) 10 15 g.

In relativ ausgeglichenen Ökosystemen („Klimax“) beträgt das Verhältnis von mikrobiellem Biomassekohlenstoff zu Kohlenstoff der organischen Bodensubstanz CMI | f / Corg etwa 2%. Durch dieses „Nadelöhr“ muss organisches Material in den Boden gelangen. Die Abweichung von C MI | f / C org vom angegebenen Wert kann auf eine Verletzung des Regimes des Systems in Bezug auf organische Stoffe hinweisen.

Zur Beurteilung der Bodenfeuchte werden häufig Indikatoren für Volumen- und Gewichtsfeuchte verwendet, die jedoch den Grad der Wasserverfügbarkeit für Mikroorganismen schlecht charakterisieren. Wasser kann in der natürlichen Umgebung in verschiedenen Zuständen vorliegen, von hygroskopischer Feuchtigkeit, die stark an Bodenpartikeln adsorbiert ist, bis hin zu Gravitationswasser, das sich unter dem Einfluss der Schwerkraft frei in großen Poren bewegt. Für eine genauere Beurteilung der Wasserverfügbarkeit ist es aufschlussreich, das Feuchtepotential als die Menge an thermodynamischer Arbeit zu bestimmen, die der Körper aufwenden muss, um Wasser zu entziehen. Am häufigsten werden die Bereiche der Wasserpotentiale für Bodenmikroorganismen in Balken dargestellt. Neben anderen thermodynamischen Indikatoren wird auch der Indikator der Wasseraktivität verwendet - das Verhältnis der Indikatoren für den Druck von Wasserdampf im untersuchten System und reinem Wasser.

Die Entwicklung von Mikroorganismen in Böden erfolgt meist nicht in einem großen Flüssigkeitsvolumen, sondern in mit wässriger Lösung gefüllten Kapillaren oder in dünnen Filmen. Die Dicke der Filme und Kapillaren ist entscheidend für das Leben von Mikroorganismen. Selbst dicke Kapillaren sind oft mit Luft gefüllt und nur an der Oberfläche ihrer Wände befindet sich Filmwasser. Mikroorganismen entwickeln sich praktisch nicht in dünnen Filmen. Einigen Berichten zufolge ist organisches Material in Kapillaren mit einem Durchmesser von weniger als 1 Mikrometer für Mikroorganismen unzugänglich. Eine gute Entwicklung von Mikroorganismen wird in wässrigen Filmen mit einer Dicke von 10 Mikrometer oder mehr beobachtet.

Pa-Mikroorganismen, die sich in Kapillaren und Filmen befinden, werden (abgesehen von der großen adsorbierenden Oberfläche) durch die Spezifität der Verteilung und Diffusion von Ressourcen und Abfallprodukten beeinflusst. Es ist anzumerken, dass die Zellgröße während der Entwicklung in dünnen wässrigen Filmen abnimmt. Offenbar ist einer der Hauptgründe für die kleineren Zellgrößen im Boden im Vergleich zu Nährmedien, dass sich im Boden Zellen in Kapillaren entwickeln. Eine statistische Analyse der Eigenschaften der Vermehrung von Bodenmikroorganismen unter Verwendung der von B.V. Perfiliev entwickelten Kapillarmikroskopie zeigte, dass Mikrokolonien von Bakterien verschiedener Klassen in Glaskapillaren vor Ort verteilt nach dem Gesetz der seltenen Ereignisse (Poissonsches Gesetz). Nach Ansicht des japanischen Mikrobiologen T. Hattori erklärt der beobachtete kleine Wert der Wahrscheinlichkeit der bakteriellen Vermehrung im Boden, warum der Satz von Gause über den kompetitiven Ausschluss von Populationen mit ähnlichen ökologischen Nischen darin nicht erfüllt ist.

Je nach Feuchtigkeitsgehalt des Bodens ändert sich die Funktionsweise der Bodenbiota so stark, dass dies die Richtung von Ökosystemprozessen grundlegend ändern und zu unerwünschten Folgen führen kann. Die untere Grenze des Wasserpotentials für Mikroorganismen ist deutlich niedriger als für Pflanzen und beträgt -150 bar oder weniger für einige Bodenpilze, einschließlich Penicillium spp. und Aspergillus spp. Unter solchen Bedingungen kann die aktive Biota durch ein System repräsentiert werden, das hauptsächlich auf Pilzen und ihren Räubern (einige Bodenmilben) basiert.

Steigt das Bodenfeuchtepotential auf etwa -55 bar und darüber, steigt die Biodiversität. Insbesondere Actinomyceten, Myzelbakterien, die die wichtigsten in der Medizin verwendeten Antibiotika produzieren, beginnen eine bedeutende Rolle bei der Mineralisierung organischer Stoffe im Boden zu spielen. Wahrscheinlich ist die Wirksamkeit der Behandlungsmethode mit speziell aufbereitetem Boden (Bodenkataplasma), die insbesondere im letzten Jahrhundert von dem herausragenden Spezialisten auf dem Gebiet der eitrigen Chirurgie V.F. Der charakteristische Geruch des Bodens wird durch einige flüchtige Abfallprodukte von Actinomyceten (Geosmin, 2-Methylisoborneol) bestimmt, und in einigen Fällen wurde die Bedeutung dieser Verbindungen für die Koordination von Prozessen in der mikrobiellen Gemeinschaft gezeigt (z der Keimung von Sporen von Mykorrhizapilzen).

Das Wachstum der meisten Bakterien ist bei höheren Werten des Bodenfeuchtepotentials gewährleistet: von - 40 bis 0 bar, und die Migration von Bakterien ist im Bereich von - (0,1-0,5) bar und darüber möglich. Bei der Anwendung von Bakteriendünger ist auf einen direkten Kontakt der Bakterienzellen mit der Pflanzenwurzel zu achten. Ein Beispiel ist die aktive Migration von symbiotischen Stickstofffixierern von Knöllchenbakterien in die Wurzel der Wirtspflanze mit anschließendem Eindringen in die Wurzel und Knöllchenbildung. Unter günstigen Bedingungen können etwa 20 Zellen von Wurzelknollenbakterien pro 1 Stunde pro 1 cm 2 Wurzeloberfläche aus dem Boden und die Bedeutung des Migrationsfaktors in diesem Interaktionsstadium die Bedeutung des Prozesses der bakteriellen Vermehrung übersteigen.

Gleichzeitig keimen viele phytopathogene Pilze aktiv im gleichen Intervall des Bodenfeuchtepotentials. (Pythium spp., Phytophtora spp., Fusarium spp.). Bei Vorhandensein solcher Populationen in der natürlichen Umgebung kann dies zu ihrer Dominanz in der mikrobiellen Gemeinschaft, Pflanzenkrankheiten und erheblichen Ertragsverlusten führen.

Die höchste Abbaurate organischer Substanz durch Mikroorganismen als Voraussetzung für die Versorgung der Pflanzen mit mineralischen Grundressourcen liegt bei ca. -0,1 bar. In diesem Fall erfüllt die Bodenbiota am effektivsten ihre wichtigste Ökosystemfunktion des Recyclings von Ressourcen.

Bei Staunässe nimmt die Mineralisierungsrate ab und anaerobe Bakterien treten im mikrobiellen System in den Vordergrund. In manchen Fällen ist eine solche Umschaltung des mikrobiellen Systemmodus für die landwirtschaftliche Produktion unerwünscht, da durch Denitrifikation Stickstoff verloren geht und sich toxische Produkte anreichern können (flüchtige Fettsäuren, Ammoniak, Ethylen, Schwefelwasserstoff, Eiseneisen usw. ). In wassergesättigten Böden bleibt das Redoxpotential in den ersten Stadien der Zersetzung organischer Substanz normalerweise auf einem Niveau von etwa 200 mV, und dann nimmt das Potential stark auf -200 mV ab, was nahe dem Schwellenwert für die Methanbildung. Das Vorhandensein von Nitraten im Boden verzögert die Entstehung von Bedingungen für eine starke Erholung erheblich. In diesem Fall treten Denitrifikationsprodukte, einschließlich Stickstoff, im Medium auf.

Anaerobe Mikrozonen entstehen auch in Böden, die nicht durchnässt sind. Ein Beispiel ist ein kleines Bodenaggregat mit organischer Substanz. An seiner Oberfläche werden unter aeroben Bedingungen Nitrate als Ergebnis der lebenswichtigen Aktivität nitrifizierender Bakterien gebildet. Der innere Teil der Einheit ist anaerob und begünstigt die Denitrifikation durch Diffusion von Nitrat aus der Bodenfeuchtigkeit in den Klumpen.

In einigen Fällen kann das Umschalten auf den anaeroben Modus wirksam sein, um die Umweltverschmutzung zu beseitigen. Bei intensiver landwirtschaftlicher Produktion ist beispielsweise eine übermäßige Nitratkonzentration zu einem ernsthaften Problem geworden. Um sie zu entfernen, wird ein mikrobiologischer Denitrifikationsmechanismus mit Hilfe der temporären Staunässe von Böden vorgeschlagen. In diesem Fall werden Nitrate von Bodenmikroorganismen als alternativer Elektronenakzeptor unter Bildung von Gasen - Stickstoff und Lachgas - verwendet. Auf diese Weise ist es möglich, die Belastung von Böden mit Nitraten schnell zu beseitigen und deren Eintrag in Oberflächengewässer zu verhindern. Es kann jedoch ein anderes Problem auftreten. Lachgas, sobald es in die Atmosphäre freigesetzt wird, trägt zur Zerstörung der Ozonschicht bei. Daher wird es notwendig, den Denitrifikationsprozess mit der Schaffung von Bedingungen für die überwiegende Bildung von Stickstoff als Endprodukt zu steuern. Anaerobe Bedingungen durch Staunässe des Bodens zu schaffen, kann auch sein effektiver Weg mikrobiologische Zerstörung einiger Xenobiotika.

Die Besonderheit des Bodens als natürlicher Lebensraum für verschiedene Organismen besteht darin, dass die Bedingungen für das Leben der Biota instabil sind, sich aber in Abhängigkeit von klimatischen und anderen Faktoren ändern. Eine typische Situation ist beispielsweise der Wechsel von Befeuchtungsvorgängen (nach Regen oder Bewässerung) und Austrocknung von Böden. Unter solchen Bedingungen wird die funktionelle Potentialvielfalt der Bodenbakteriengemeinschaft, bewertet durch die Fähigkeit, verschiedene organische Substanzen zu verwerten, deutlich reduziert. Es besteht Grund zur Annahme, dass die führende Ökosystemfunktion der Bodenbiota nicht nur von den sich im jeweiligen Lebensraum bildenden Parametern, sondern auch von der Vorgeschichte des Wasserhaushalts bestimmt wird.

Bodenbakterien METANOBACTERIA - eine spezielle Gruppe anaerober Mikroorganismen, die aufgrund ihrer lebenswichtigen Aktivität Erdgas freisetzen - einen Brennstoff für den Menschen. Der Boden wird von einem Tetanusbazillus bewohnt - dem Erreger einer gefährlichen Tetanuskrankheit. Der Stock kommt in den Böden von Gärten, Gemüsegärten, Weiden vor. Es ist gefährlich mit Stich- und anderen Wunden mit dem Boden zu arbeiten. Waschen Sie sich daher nach der Arbeit mit dem Boden die Hände mit Darmbakterien Warum sind Bakterien im Darm notwendig? Der menschliche Körper bewohnt die vielfältige Welt der Bakterien. Nur in der Höhle des Magen-Darm-Trakts leben etwa 300 Arten von ihnen, und die Masse der im Körper lebenden Mikroben erreicht 4 kg! Ihre maximale Menge sammelt sich in der Mundhöhle, der Speiseröhre und im Darm an. Diese Art von Bakterien wird als Saprophyten bezeichnet. Saprophyten bilden in der Regel eine gesunde Mikroflora im Darm. Ihre lebenswichtige Aktivität wird durch die Ernährung unverarbeiteter menschlicher Nahrungsreste gewährleistet und sie helfen dem Menschen, pflanzliche Nahrung abzubauen (zu verdauen). Außerdem bilden sie die Vitamine B und K. Die Rolle der Darmbakterien bei der Stärkung des Immunsystems Darmbakterien sind für unseren Körper sehr wichtig, um seine Schutzfunktionen zu stärken. Die Zellen des Immunsystems tauschen mit ihnen spezielle Moleküle aus, die für die Entwicklung des Immunsystems notwendig sind. Diese Aussage basiert auf einer in Paris durchgeführten Studie. Wissenschaftler züchteten die Mäuse in einer sterilen Umgebung, in der Darmbakterien fehlten. Danach wurde eine Untersuchung der Struktur ihres Darms durchgeführt. Bei Mäusen wurden fast unentwickelte Lymphknoten gefunden, in denen sich Antikörper ansammeln. Anhand von Experimenten konnte nachgewiesen werden, dass Darmbakterien die Stärkung des Immunsystems beeinflussen Darmbakterien Der menschliche Körper bewohnt die vielfältige Welt der Bakterien. Nur in der Höhle des Magen-Darm-Trakts leben etwa 300 Arten, und die Masse der im Körper lebenden Mikroben erreicht 4 kg! Ihre maximale Menge sammelt sich in der Mundhöhle, der Speiseröhre und im Darm an. Diese Art von Bakterien wird als Saprophyten bezeichnet. Saprophyten bilden in der Regel eine gesunde Mikroflora im Darm. Sie ernähren sich von unverarbeiteten Speiseresten. Es gibt jedoch auch andere pathogene Mikroben, die sich von den Abbauprodukten von Geweben im Körper ernähren. Sie können zur Entstehung von Krankheiten beitragen. Dies geschieht, wenn die Anzahl dieser Mikroben die Anzahl der nützlichen übersteigt. Infolgedessen wird die gesunde Mikroflora gestört und es kommt zu einer Dysbiose. Bei Dysbiose werden wichtige Stoffwechselprozesse des Körpers gestört, zum Beispiel Vitamine und Mineralstoffe. Aber in einem gesunden Körper produziert die Darmflora Lysozym, das das Wachstum pathogener Mikroben hemmt. Bei normaler Mikroflora übersteigt die Anzahl der nützlichen Bakterien die pathogenen, und letztere müssen in einer solchen ungleichen Situation sterben. Die Wände eines gesunden Darms umhüllen die Zellen, die für die Immunität verantwortlich sind. Von ihrer Arbeit hängt die Immunabwehr des gesamten Organismus ab. Daher nimmt bei Dysbiose in der Regel auch die Arbeit des Immunsystems ab. Eine gesunde Darmflora bei Neugeborenen ist sehr wichtig. Seine normale Bildung erfolgt, wenn das Baby stillt. Eine negative Rolle kommt pathogenen Bakterien zu. Sie sind in der Lage, in das Gewebe von Pflanzen, Tieren und Menschen einzudringen und gleichzeitig Stoffe freizusetzen, die die Abwehrkräfte des Körpers unterdrücken. Im Körper von Tieren und Menschen leben solche pathogenen Bakterien als Erreger von Pest (Stöcke), Milzbrand (Stöcke). Im menschlichen Körper ernähren sich pathogene Bakterien, vermehren sich schnell und vergiften den Körper mit ihren Abfallprodukten. Pathogene Bakterien verursachen Krankheiten: Typhus, Cholera, Diphtherie, Tetanus, Tuberkulose, Halsschmerzen, Milzbrand, Pest. Bei einigen dieser Krankheiten infiziert sich eine Person bei der Kommunikation mit kranken Menschen (TRÖPFCHENINFEKTION), bei anderen - beim Essen von Nahrung oder Wasser, das pathogene Bakterien bekommen hat, beim Kontakt mit infizierten Tieren können Krankheiten durch Nagetiere übertragen werden. Die Bakterien können zu erheblichen Ernteverlusten führen. Sterilisation wird verwendet, um pathogene Bakterien zu zerstören. Sterilisation ist die vollständige Befreiung eines Objekts von Mikroorganismen. Die Sterilisation erfolgt am häufigsten durch Erhitzen auf eine Temperatur von +120 ° C für 20 Minuten. Die Sterilisation kann auch mit Substanzen durchgeführt werden: Jod, Wasserstoffperoxid, Borsäure, Kaliumpermanganat, Alkohol. Sie zerstören Bakterien mit radioaktiver und ultravioletter Strahlung. Zur Vorbeugung gegen bestimmte bakterielle Erkrankungen erhalten Tiere und Menschen Schutzimpfungen. Desinfektion ist die Zerstörung von pathogenen Bakterien und deren Giften.. Dazu werden die Behandlung mit Desinfektionslösungen, die Bestrahlung mit UV-Lampen und das Kochen von Wäsche verwendet. Die Desinfektion wird in der Regel in medizinischen Einrichtungen, Gastronomiebetrieben und großen Menschenansammlungen eingesetzt. Kranke Tiere und Menschen werden mit medizinischem Serum injiziert, verschiedene Antibiotika werden eingesetzt Bakterielle Erkrankungen Die Krankheit heißt Cholera Erreger der Ruhr Bacillus (Bazillus) Zonne, Flexner Bacillus Koch Bacillus Clostridium tetani Bacillus anthracis Pestbazillus Tuberkulose Tetanus Schlamm Sibirische Pest Wasser Dinge, Fliegen Wasser, schmutzige Hände, Nahrung, Dinge, Fliegen Luft, Tropfen in der Luft Erde Kranke Tiere und Menschen Nagetiere, Flöhe Knöllchen stickstoffbindende Bakterien (Symbionten) Die Lupinenpflanze gehört zur Familie der Hülsenfrüchte, an deren Wurzeln Knötchen Bakterien leben Für Plakat Antibiotika, Schutzimpfungen Heilserum Desinfektion Sterilisation UV-Strahlung Hände waschen Gemüse und Obst Nassreinigung Zweite Schuhe anziehen Körperpflege Kochen Salzen Trocknen Einfrieren Beizen Bakterien und Lebensmittel Durch Fermentation bekommt ein Mensch Sauermilchprodukte. Fermentation ist ein Prozess der chemischen Umwandlung von Substanzen, der von einigen Bakterien durchgeführt werden kann, zum Beispiel Milchsäurebakterien, Essigsäure. Mit Hilfe dieser Bakterien fermentieren wir Gemüse und Obst. Fermentationsbakterien töten Fäulnisbakterien ab. Neben den Vorteilen können Milchsäurebakterien jedoch auch schädlich sein und saure Lebensmittel verursachen. Kochen wird verwendet, um sie zu bekämpfen. Weit verbreitete Methoden zur Bekämpfung von Bakterien sind: Trocknen von Früchten, Pilzen, Fleisch, Fisch, Getreide; Kühlen und Einfrieren in Kühlschränken und Gletschern; Beizprodukte in Essigsäure; hohe Zuckerkonzentration, zum Beispiel bei der Herstellung von Marmelade, Salzen. Beim Einsalzen von Gurken, Tomaten, Pilzen, Sauerkraut entsteht durch die Aktivität von Milchsäurebakterien ein saures Milieu, das die Entwicklung von Fäulnisbakterien hemmt. Dies stellt die Grundlage für die Konservierung von Lebensmitteln dar. Botulismusbakterien (anaerob) produzieren das Gift Botulin. Sie leben in Wasser, tierischen Organismen, im Boden in Form von Sporen. Mit dem Boden gelangen Sporen von Botulismus-Bakterien auf Gemüse, Obst, Pilze, die wir dann vorsichtig in Gläser rollen. Wenn Sie beim Einmachen einige wichtige Regeln nicht beachten, kann in Dosen als Ihrer Lieblingsdelikatesse eine heimtückische Gefahr lauern - Botulismus, der in den traurigsten Fällen sogar zum Tod führen kann. Botulismus ist eine Infektionskrankheit, die das zentrale Nervensystem betrifft. Um Botulismus zu bekämpfen, ist es daher notwendig, Obst und Gemüse gut zu waschen und Geschirr zu sterilisieren.

Der Boden ist das wichtigste Produktionsmittel in der Landwirtschaft. Alle landwirtschaftlichen Produkte bestehen aus organischen Stoffen, deren Synthese in Pflanzen hauptsächlich unter dem Einfluss von Sonnenenergie stattfindet. Der Abbau organischer Rückstände und die Synthese neuer Verbindungen, aus denen der Humus besteht, erfolgt unter dem Einfluss von Enzymen, die von verschiedenen Mikroorganismenvereinigungen abgesondert werden. Gleichzeitig werden einige Assoziationen von Mikroben ständig durch andere ersetzt.

Im Boden gibt es viele Mikroorganismen. Laut M. S. Gilyarov, in jedem Gramm Tschernozem befinden sich 2-2,5 Milliarden Bakterien. Mikroorganismen zersetzen nicht nur organische Rückstände in einfachere mineralische und organische Verbindungen, sondern beteiligen sich auch aktiv an der Synthese hochmolekularer Verbindungen - Humussäuren, die eine Nährstoffversorgung im Boden bilden. Um die Bodenfruchtbarkeit zu erhöhen (und damit die Erträge zu steigern), ist es daher notwendig, auf die Ernährung der Mikroorganismen zu achten, Bedingungen für die aktive Entwicklung mikrobiologischer Prozesse zu schaffen und die Population von Mikroorganismen im Boden zu erhöhen.

Die Hauptlieferanten von Pflanzennährstoffen sind aerobe Mikroorganismen, die Sauerstoff benötigen, um lebenswichtige Prozesse durchzuführen. Daher bietet eine Erhöhung der Lockerheit, Wasserdurchlässigkeit, Belüftung bei optimaler Feuchtigkeit und Bodentemperatur die größte Nährstoffversorgung der Pflanzen, was ihr schnelles Wachstum und eine Steigerung des Ertrags bestimmt.

Pflanzen benötigen für ein normales Wachstum und eine volle Entwicklung jedoch nicht nur Makronährstoffe wie Kalium, Stickstoff, Phosphor, sondern auch Mikroelemente wie zum Beispiel Selen, das als Katalysator bei verschiedenen biochemischen Reaktionen wirkt und ohne das Pflanzen kein wirksames Immunsystem bilden können System. Lieferanten von Spurenelementen können anaerobe Mikroorganismen sein – Mikroorganismen, die in tieferen Bodenschichten leben und für die Sauerstoff ein Gift ist. Anaerobe Mikroorganismen sind in der Lage, die für Pflanzen notwendigen Mikroelemente aus den tiefen Bodenschichten entlang der Nahrungsketten zu "heben".

In kultivierten fruchtbaren Böden entwickelt sich nicht nur die Mikroflora, sondern auch die Bodenfauna schnell. Tiere im Boden sind Regenwürmer, Larven verschiedener Bodeninsekten und im Boden lebende Nagetiere. Unter der mikroskopischen Fauna sind Würmer die aktivsten Bodenbildner. Sie leben in den Oberflächenhorizonten des Bodens und ernähren sich von Pflanzenresten, indem sie eine große Menge organischer Substanz und mineralischer Bestandteile des Bodens durch ihren Darmtrakt leiten. Mikroorganismen im Boden bilden eine komplexe Biozönose, in der ihre verschiedenen Gruppen in komplexen Beziehungen zueinander stehen. Einige von ihnen koexistieren erfolgreich, während andere Antagonisten (Gegner) sind. Ihr Antagonismus manifestiert sich normalerweise darin, dass einige Gruppen von Mikroorganismen bestimmte Substanzen absondern, die die Entwicklung anderer hemmen oder unmöglich machen.

Die Böden werden von zahlreichen Vertretern mikroskopisch kleiner Lebewesen bewohnt. Ihre Welt ist in Pflanzen- und Tierarten unterteilt. Die mikroskopische Bodenflora wird durch Bakterien, Actinomyceten, Hefen, Pilze und Algen repräsentiert. Die Fauna des Bodens besteht aus Protozoen (Protozoen), Insekten, Würmern und anderen. Darüber hinaus leben im Boden verschiedene ultramikroskopische Lebewesen - Phagen (Bakteriophagen, Aktinophagen) und viele andere noch schlecht untersuchte Arten.

Fäulnis-, Buttersäure- und nitrifizierende Bakterien, Actinomyceten und Schimmelpilze sind im Boden besonders stark vertreten.

Die Menge der mikrobiellen Flora hängt von der Bodenfruchtbarkeit ab. Wie fruchtbarerer Boden, je mehr Humus sie enthalten, desto dichter sind sie mit Mikroorganismen besiedelt. Die Anreicherung von Mikroorganismen hängt maßgeblich vom quantitativen und qualitativen Gehalt an organischen Stoffen in frisch abgestorbenen pflanzlichen und tierischen Reststoffen und ihren Primärzerfallsprodukten ab; am Anfang gibt es mehr Mikroben, und nach der Mineralisierung nimmt sie ab.

Vitamine, Auxine und andere biotische Substanzen sind essentiell für das Leben von Mikroorganismen. Kleine Dosen davon beschleunigen die Entwicklung und Vermehrung von Zellen der mikrobiellen Population merklich.

Beim Trocknen wird der Boden von Mikroorganismen verarmt. Manchmal nimmt ihre Anzahl während des Trocknens von Bodenproben um das 2-3-fache und oft um das 5- bis 10-fache ab. Actinomyceten behalten ihre Lebensfähigkeit am beständigsten, dann Mykobakterien. Die höchste Todesrate wird bei Bakterien beobachtet. Das vollständige Aussterben von Bakterien tritt jedoch auch bei längerer Trockenheit des Bodens in der Regel nicht auf. Auch sehr trocknungsempfindliche Kulturen haben einzelne Zellen, die lange trocken bleiben.

Die Verteilung der einzelnen Mikroben wird stark vom Säuregehalt der Bodenlösung beeinflusst. In neutral oder schwach alkalisch reagierenden Böden gibt es viel mehr Bakterien als in sauren, sumpfigen oder torfigen Böden.

Schimmelpilze vertragen saure Umgebungen besser als Bakterien, daher neigen sie dazu, saure Böden zu dominieren.

Die Frage der Verteilung von Mikroben im Boden wird nicht gut behandelt. Routinemäßige mikrobiologische Untersuchungen von Böden zeigen, dass sich Bakterienzellen in separaten Herden befinden, in denen jeweils Zellen einer oder mehrerer nicht-antagonistischer Spezies wachsen und sich konzentrieren.

Die Gruppenzusammensetzung von Bakterien in verschiedenen Böden ist nicht gleich. Von den Bakterien im Boden überwiegen Formen, die keine Sporen bilden. Sporentragende Bakterien machen etwa 10-20% aus.

Auch Aktinomyceten, Pilze, Algen und Protozoen leben in großen Mengen im Boden. Pilze und Actinomyceten in 1 g Erde gibt es Zehn- und Hunderttausende und oft Millionen. Die Gesamtmasse der Algen liegt den Forschern zufolge etwas unter der Gesamtmasse der Bakterien.

Protozoen und Insekten pro Hektar Ackerfläche stellen eine Masse von 2-3 Tonnen dar. All diese Masse an Lebewesen befindet sich in ständiger Entwicklung. Individuelle Zellen – Individuen wachsen, vermehren sich, altern und sterben. Es gibt eine kontinuierliche Veränderung und Erneuerung aller Lebendgewichte. Die gesamte Bakterienmasse regeneriert sich nach konservativsten Schätzungen im Sommer 14-18 mal im Südstreifen. Somit wird die gesamte Bakterienproduktion des Ackerbodenhorizonts für die Vegetationsperiode durch Dutzende Tonnen Lebendgewicht bestimmt.

Die oberste Bodenschicht ist arm an Mikroflora, da sie direkt von schädlichen Faktoren beeinflusst wird: Austrocknung, ultraviolette Strahlen Sonnenlicht, Fieber und so weiter. Die größte Anzahl von Mikroorganismen befindet sich im Boden in einer Tiefe von 5-15 cm, weniger - in einer Schicht von 20-30 cm und noch weniger - im Unterbodenhorizont von 30-40 cm Es können nur anaerobe Formen von Mikroben existieren Tiefer.

Einfluss der Bodenbearbeitung auf die Intensität mikrobiologischer Prozesse. Pflügen, Kultivieren, Eggen stimulieren die Entwicklung der Mikroflora erheblich. Dies ist auf die Verbesserung des Wasser-Luft-Regimes der Böden zurückzuführen.

Für aerobe Mikroben werden die günstigsten Bedingungen bei der Verarbeitung geschaffen, wodurch im Frühjahr, bereits 8-20 Tage nach der Verarbeitung, die Anzahl der Mikroflora um das 5-10-fache zunimmt.

Unterschiedliche Bodenbearbeitungsmethoden wirken unterschiedlich auf Mikroben und die Mobilisierung von Nährstoffen in der Ackerschicht. Die Oberflächenlockerung podsolischer Böden in der Nähe von Moskau fördert die Entwicklung mikroskopisch kleiner Lebewesen, nur in der obersten Bodenschicht gibt es in dieser Schicht 3-4 mal mehr saprophytische Bakterien als in anderen. Eine schichtweise Auflockerung ohne den Formationswechsel aktivierte die Mikroflora unwesentlich. Beim Lösen mit einem Nahtumschlag erhöhte sich die Anzahl der Mikroorganismen in der unteren Schicht, die nach oben fiel, fast um das Dreifache. Auch in der Mittelschicht, die bei dieser Behandlung an Ort und Stelle bleibt, wird der Keimgehalt deutlich erhöht. Ähnliche Veränderungen wurden bei der Entwicklung nitrifizierender Bakterien beobachtet. Diese Daten zeigen, dass der positive Effekt des Formationsumsatzes hauptsächlich durch die intensive Mineralisierung organischer Substanz im unteren Teil erklärt wird.

Unter den Bedingungen der Bewässerungslandwirtschaft erhöhen die Tiefe und die Art der Kultivierung die Anzahl der nützlichen Mikroorganismen sowohl an der Oberfläche als auch im Boden erheblich untere Schichten Boden. Beim tiefen Pflügen wird die Bodenschicht mit geringer Fruchtbarkeit, arm an Mikroorganismen, nach oben gedreht, die Anzahl der Mikroben im Horizont 0-20 war größer als beim Pflügen bis zu einer Tiefe von 20 cm. Dies lässt sich durch die positiven Auswirkungen von Düngung, Bewässerung und anderen Faktoren erklären.

Aufgrund der Tatsache, dass die Umwandlung von organischer Substanz im Boden eng mit der Aktivität der Mikroorganismen zusammenhängt, ist in den Schichten, in denen ihre Anzahl zugenommen hat, auch der Gehalt an löslichen Nährstoffen, einschließlich Nitraten, gestiegen. Die Bedeutung der Bodenbearbeitung ist essenziell und inwieweit die Aktivität einzelner Gruppen von Mikroorganismen, die an der Nährstoffmobilisierung für Pflanzen beteiligt sind, davon abhängt. Kontinuierliche Bodenbearbeitung ohne periodische Anwendung organischer Düngemittel reduziert jedoch den Humusgehalt.

Damit der Humusgehalt im Boden ausreichend ist, müssen systematisch organische Düngemittel angewendet werden, die die Gesamtzahl der Bakterien im Boden, aber auch der Actinomyceten und . erhöhen Schimmelpilze... Dies schafft günstige Bedingungen für die Entwicklung aller Gruppen von Bodenmikroorganismen. Eine Erhöhung der allgemeinen Aktivität der Mikroflora wird sowohl durch die Menge an Energie oder Nährstoffen im Boden als auch durch die Zugabe von Humus, Torf und Dünger bestimmt, die die Belüftung verbessern und die Wasserhaltefähigkeit des Bodens erhöhen, wodurch er mehr strukturell. Der Einsatz von mineralischen Düngemitteln auf Böden, die reich an organischen Stoffen sind, hat eine stimulierende Wirkung auf die Mikroflora. Die in Mineraldüngern enthaltenen Nährstoffe bieten die Fähigkeit, organisches Material abzubauen und bewirken somit eine intensive Vermehrung von Mikroben.

Der Wirkungsmechanismus von Mineraldüngern auf die Mikroflora im Boden ist vielfältig. Von den zunehmenden Faktoren sind die wichtigsten:

• 1. Ändern physikalische Eigenschaften Böden, die sich positiv auf die Vermehrung von Mikroben auswirken.
• 2. Änderung der Reaktion (pH) des Bodens in Richtung neutral oder leicht alkalisch.
• 3. Mineralische Düngemittel fördern die Entwicklung der Pflanzen stark, was wiederum eine stimulierende Wirkung auf die Mikroflora hat: Die Wurzeln wachsen intensiver und folglich nimmt die Anzahl der Rhizosphärenorganismen schnell zu.

Verschiedene Umweltfaktoren, die die Entwicklung von Mikroorganismen stimulieren oder einschränken, wirken sich direkt auf den Humusgehalt im Boden aus. Zu diesen Faktoren zählen Temperatur, Belüftung, Bodenfeuchtigkeit, Säuregehalt usw. Optimale Bedingungen für den Abbau organischer Reststoffe sind eine Temperatur von 30-35 °C und ein Feuchtigkeitsgehalt von 70-80% der maximalen Feldfeuchtekapazität. Aber diese Bedingungen sind gleichzeitig maximal günstig für die Humusmineralisierung. Zur Humuserhaltung sind eine rationelle Bodenbearbeitung und eine regelmäßige Erneuerung der organischen Substanzbestände durch Einbringen von Dünger, Torf, Gründüngung etc. notwendig, was auch durch den Einsatz von mineralischen Düngemitteln erleichtert wird.

Humus erhöht die Anzahl wasserbeständiger Bodenaggregate, was zu einer guten Wasserdurchlässigkeit, einem sparsamen Wasserverbrauch, einer verbesserten Belüftung und einem günstigen biologischen Regime im Bauboden beiträgt, den aeroben Prozess mit dem anaeroben harmonisch verbindet. Humus dient Mikroorganismen als Energielieferant und macht gleichzeitig den Boden für die Pflanzenentwicklung günstiger. Es, das sich unter dem Einfluss von Bodenmikroorganismen allmählich und langsam zersetzt, ist eine Quelle assimilierbarer Nährstoffe für Pflanzen. In Anbetracht seines vielfältigen Einflusses auf den Boden können wir sagen, dass seine Haupteigenschaften, einschließlich der Fruchtbarkeit, vom Humus bestimmt werden.

Böden in der Form, in der sie sich auf dem Planeten Erde befinden, sind das Ergebnis der Arbeit von Bakteriengemeinschaften. Durch das Mischen von Gesteins- und Mineralienpartikeln mit den Produkten der Verarbeitung abgestorbener organischer Stoffe und mit den Produkten ihrer eigenen Lebenstätigkeit verwandelten Mikroorganismen Schritt für Schritt leblose Felswüsten in mit fruchtbarem Humus bedeckte Gebiete, die die Grundlage für eine neue Runde wurden der Zirkulation von Stoffen auf dem Planeten. Bakterien im Boden sind die Hauptmotoren dieses Kreislaufs.

Genau genommen gehören Bodenbakterien zum Boden. Vielmehr nicht der Boden selbst, sondern seine fruchtbare Schicht - Humus. In einem Teelöffel Humus leben mehr als eine Milliarde Mikroorganismen, die entweder in einem bestimmten Stadium der Zersetzung von totem organischem Material ständig beschäftigt sind oder anorganische Substanzen, die in den Boden gelangen, fixieren und daraus komplexe organische Moleküle aufbauen.

Die Geschichte der Gruppe der Bodenbakterien geht auf die Zeit zurück, als Vertreter des organischen Lebens (Pflanzen und Tiere) gerade erst an Land gingen und die Überreste ihres Lebens an den felsigen Meeresküsten zurückließen. Diese Überreste wurden zur ersten Heimat von Bodenbakterien. Nachdem sie gelernt haben, organisches Material in Boden umzuwandeln, leben darin bis heute Mikroorganismen, die sich an sich ändernde Umweltbedingungen anpassen.

In der Mikrobiologie gibt es eine Funktionseinteilung der Bodenmikroben, die auf der ökologischen Bedeutung bestimmter Mikroorganismen bei der Umwandlung anorganischer und organischer Stoffe beruht:

1. Zerstörer sind Bakterien, die im Boden leben und organische Verbindungen, die in den oberen Bodenschichten eingeschlossen sind, mineralisieren (zersetzen). Ihre Aufgabe besteht darin, die Überreste von Tieren und Pflanzen in anorganische Substanzen umzuwandeln.
2. Stickstofffixierende oder Knöllchenmikroben sind Pflanzensymbionten. Ihre Rolle besteht darin, dass nur Arten von Knöllchenmikroben anorganischen Luftstickstoff binden und die Pflanze damit versorgen können. So bereichern Stickstofffixierer die mineralische Zusammensetzung von Pflanzengeweben.
3. Chemoautotrophe - sammeln die verfügbaren anorganischen Stoffe in organische Moleküle, indem sie die Energie chemischer Reaktionen nutzen, die im Bakterium selbst stattfinden. Dies ist eine Gruppe von Autotrophen. Ihre Aufgabe ist es, anorganische Stoffe, die sich im Boden ansammeln, zu verarbeiten und damit Pflanzen zu „füttern“.

Darüber hinaus sind im Boden andere Bakterienarten vorhanden, die keine besondere Rolle spielen und bei der Bildung der fruchtbaren Schicht keine Rolle spielen, aber lebendes Gewebe zerstörend schädigen können. Dies sind pathogene Mikroben, die mit kontaminierten organischen Rückständen in den Boden gelangen oder mit Aerosolen (Luftströmungen mit fein verteilter Suspension) transportiert werden.

Zerstörer

Dies ist eine der zahlreichsten Gruppen, in denen sowohl aerobe (sauerstoffatmende) Bakterien als auch anaerobe (atmen durch andere Reaktionen) vorkommen können. Welche davon sich durchsetzen, ist schwer zu sagen. Mikrobiologen legen keinen Wert auf die Ableitung solcher Verhältnisse.

Die Gruppe der Destruktoren umfasst nicht nur Bakterien. Auch die sogenannten Detritophagen (Brandkäfer, Termiten, Regenwürmer etc.) bauen aktiv organisches Material ab. Ihre Rolle besteht in der primären Zersetzung organischer Moleküle in einfachere Verbindungen, die dann von zersetzenden Bakterien verarbeitet werden.

Reduzierer (Saprotrophe) führen die letzte tiefe Zersetzung durch, wodurch eine spezielle Mikroflora entsteht, die die Vegetation eines bestimmten Ökosystems ernährt.

1. Vertreter der Clostridien-Klasse sind im Boden weit verbreitet. Es sind sowohl stickstofffixierende Clostridien als auch Clostridien-reduzierer bekannt. Unter dieser Klasse von Mikroorganismen sind auch pathogene pathogene Mikroben zu finden, die jedoch nur als allochthone (zufällige) Prokaryonten im Boden vorkommen können. Die bekannten Boden-Clostridien sind anaerobe Mikroben, deren Aufgabe es ist, Kohlendioxid aus organischen Zuckern freizusetzen, die in den Gewebezellen abgestorbener Pflanzen enthalten sind.
2. Bacilli sind eine weitere Familie von sporenbildenden Bakterien, die in Böden reichlich vorhanden sind. Bacilli sind meist Aerobier und fakultative Anaerobier, die in Gegenwart von Sauerstoff leben können, aber nicht atmen können. Unter den Bacilli sind die größten Arten zu finden, die Größen bis zu 5 Mikrometer erreichen können. Der bekannteste Bacillus ist Heustock.
3. Eine weitere Bakterienfamilie, die in Böden weit verbreitet ist, sind Pseudomonas. Dies sind aerobe Mikroorganismen, sie existieren nicht unter Anaerobiern. Einige Gruppen können für Pflanzen pathogen sein. Pseudomonas kann buchstäblich jedes Substrat abbauen. Es gibt viele davon in Kläranlagen, sie recyceln auch synthetische und giftige Abfälle.

Der Hauptlebensraum von aeroben Zersetzern ist die Rhizosphäre, der Wurzelbereich und der Bereich der Pflanzenwurzeln. Anaerobe Zersetzer leben in tieferen Bodenschichten, in die Sauerstoff nicht gut eindringt.

Stickstofffixierende Bodenbewohner

Eine der beliebtesten Gruppen von Mikroorganismen im Alltag sind Knötchenbakterien.

Knöllchenmikroben sind die einzigen Mikroorganismen, mit deren Hilfe es möglich ist, den Boden schnell und mit minimalem Arbeitsaufwand mit Stickstoff zu sättigen, was wiederum den Ertrag auf solchen Feldern deutlich erhöht.

Knötchenmikroben umfassen die gleichen Clostridien (ihre aeroben Gattungen), aber die Hauptgruppe der Knötchenprokaryoten sind immer noch Vertreter der Gattung Rhizobium.

Diese Knöllchen-Mikroorganismen sind sogar nach dem Namen der Pflanze benannt, mit der diese Knöllchen-Mikrobe eine gegenseitige Symbiose eingeht.

Das Wesen der Symbiose aus Knöllchenmikroben und Pflanzen besteht darin, dass eine Bakterienkolonie einen Auswuchs an der Wurzel einer Pflanze bildet, durch den die Pflanze molekularen Stickstoff erhält, der in Ammoniak umgewandelt wird, und im Gegenzug die Bakterienkolonie mit den benötigten Nährstoffen versorgt .

Vertreter der Gattung Rhizobium sind Anaerobier. Auch die Schaffung anaerober Bedingungen gehört zu den Aufgaben, die diese Bakterien durch Symbiose mit Pflanzen lösen.

Chemolithotrophen

Eine Gruppe von Bakterien - Autotrophen. Sie sind die einzigen Organismen auf dem Planeten, die organische Stoffe aus anorganischen Substanzen herstellen können. Ihre Rolle ist global, da kein anderer Organismus sie im Stoffkreislauf ersetzen kann.

Autotrophe werden durch fünf Hauptgruppen repräsentiert:

• nitrifizierend - aerobe Mikroben, die anorganischen Stickstoff in organische Verbindungen einbauen;
• Schwefeloxidationsmittel - aerobe Prokaryoten, umfassen anorganischen Schwefel in organischen Molekülen;
• Eisenbakterien - aerobe acidophile (in Umgebungen mit hohem Säuregehalt lebende) Bakterien, die anorganisches Eisen in organischem Material enthalten;
• Wasserstoff- und Carboxybakterien sind aerobe Mikroorganismen, die molekularen Wasserstoff und Kohlendioxid umwandeln.

Unter den Autotrophen gibt es keine pathogenen Arten, da die Hauptursache für die Pathogenität die Erzeugung von Fäulnisprozessen (Zersetzung organischer Substanz) ist. Autotrophe sind nicht an organischem Material als Nahrung interessiert.

Pathogene Mikroflora

Krankheitserreger im Boden sind das Ergebnis einer fäkalen Kontamination. Fast alle Mikroben, die Fäulnisprozesse provozieren, gelangen aus dem Darm von Pflanzen oder Tieren in den Boden.

Hauptvertreter der pathogenen Mikroflora sind coliforme Prokaryonten, die sogenannten Bakterien der Escherichia coli-Gruppe. Einmal im Boden, können diese Mikroben für längere Zeit existieren, wenn der Zugang zu direktem Sonnenlicht blockiert wird und der Boden ausreichend erwärmt wird.

Coliforme Bakterien, die aus dem Darm von Tieren in den Boden gelangen, sind für den Menschen besonders gefährlich. Sie verursachen jene Formen des Verfalls des menschlichen organischen Gewebes, die nur schwer sofort gestoppt werden können.

Darüber hinaus stellen Fäulnisbakterien, die hochgiftige proteolytische Enzyme produzieren, die Gangrän und Tetanus verursachen, eine große Gefahr für Tier und Mensch dar.