A talajt gazdagon népesítik be a benne élő, szaporodó és elpusztuló mikroorganizmusok.

A mikroorganizmusok száma a talaj felszíni rétegeiben a legnagyobb, bár a különböző talaj- és éghajlati viszonyok között némileg eltér. Az alacsony hőmérsékletű területeken a mikroorganizmusok száma elhanyagolható, és a mérsékelt, szubtrópusi és trópusi övezetekben megnövekszik. A szerves anyagokban gazdag talajok több mikroorganizmust tartalmaznak, mint a humuszban szegény talajok.

A természetes környezetek közül a talaj a legkedvezőbb a mikroorganizmusok fejlődésére. Mindig tartalmazza a szükséges tápanyagokat, nedvességet, oxigént; jól védi a mikrobákat a közvetlen napfény káros hatásaitól és a kiszáradástól.

Különböző típusok a talajok kémiai összetételében, szerkezetében, nedvesség- és levegőtartalmában, valamint környezeti reakciójában különböznek egymástól. Ezért a bennük élő mikroorganizmusok összetétele és száma nem azonos. A talajban lévő mikroorganizmusok összetételét és számát az éghajlati viszonyok, az évszak, a növénytakaró és egyéb körülmények is befolyásolják. BAN BEN felszíni réteg a talaj (a felső vékony réteg kivételével) 1-2 cm mélységben 10-20-szor több mikroorganizmust tartalmaz, mint 25 cm mélységben.

A növényi és állati maradványokban gazdag, levegővel jól ellátott felső rétegekben az aerob mikroorganizmusok dominálnak, amelyek képesek komplexet lebontani. szerves vegyületek. A mélyebb talajrétegek kevesebb szerves vegyületet és levegőt tartalmaznak, ami az anaerob baktériumok túlsúlyát eredményezi.

A mikroorganizmusok a talajból eljutnak a növényekbe. A növények és virágok felszínén szénhidrátok és egyéb szerves vegyületek találhatók, gyakran élnek ott tejsavbaktériumok.

A mikroorganizmusok fejlődése és élettevékenysége élőhelyüktől függ. Minél kedvezőbbek az életkörülmények, annál intenzívebben fejlődnek ki a mikroorganizmusok, és fordítva, minél kedvezőtlenebbek a körülmények, annál lassabban megy végbe fejlődésük.

A környezet és a mikroorganizmusok közötti kölcsönhatás alapvető feltételeinek ismerete lehetővé teszi, hogy intézkedéseket dolgozzunk ki a sikeres leküzdésre vagy a mikroorganizmusok hatékony felhasználására termelési folyamatok. A környezeti viszonyok szabályozásával nemcsak a mikroorganizmusok élettevékenységének szabályozására nyílik lehetőség, hanem a kívánt változások előidézésére is lehetőség nyílik bennük, illetve a mikroorganizmusok új, hasznosabb formáinak kinyerésére.

A mikroorganizmusok fejlődését fizikai, kémiai és biológiai tényezők befolyásolják.

A talajban sokféle mikroorganizmus él. Különösen elterjedtek benne a rothadó, vajsavbaktériumok, gombák stb. A talaj kórokozó mikroorganizmusokat is tartalmazhat - brucellózis, tetanusz, lépfene, botulizmus, stb. veszély.

Leggyakoribbak a baktériumok, aktinomyceták, mikroszkopikus gombák, alsóbbrendű algák, protozoák, vírusok stb. Jelenleg a baktériumok, aktinomikéták és gombák, azaz a talajképző folyamatban és az anyagkörforgásban aktívan részt vevő fajok a következők: jól tanult.

A mikroorganizmusok rendkívül fontos szerepe a szerves anyagok mély és teljes elpusztítása.

A talaj mikroorganizmusainak sajátossága, hogy összetett, nagy molekulájú vegyületeket képesek egyszerű végtermékekre: gázokra (szén-dioxid, ammónia stb.), vízre és egyszerű ásványi vegyületekre bontani. Minden talajtípusnak, minden talajfajtának megvan a sajátos mikroorganizmus-profil eloszlása. Ugyanakkor a mikroorganizmusok száma és fajösszetétele tükrözi a talaj legfontosabb tulajdonságait: szervesanyag-tartalékok, humusz mennyisége és minősége, tápanyagtartalma, reakciója, nedvességellátása, levegőztetés mértéke.

A mikroorganizmusok aktívan részt vesznek a következő folyamatokban:

1. humuszképződés;

2. talaj ásványi anyagok pusztulása és új képződése;

3. nitrogéntartalmú vegyületek átalakítása (nitrifikáció), kén, vas és mangán (gélesedés, szikesedés);

4. talajlégzés.

A mikroorganizmusok nagy része a talajszelvény felső részében koncentrálódik 0-20 cm-es rétegben. A legmagasabb mikrobiológiai aktivitás 25-35 °C hőmérsékleten és a teljes nedvességkapacitás 60%-ának megfelelő páratartalom mellett figyelhető meg. A talaj összes mikroflórája akkor a legaktívabb, ha a környezeti reakció közel semleges.

A gombák és baktériumok biomasszája eléri az 5 t/ha-t. 1 g talajban a baktériumok száma eléri a több milliárd sejtet. V. I. Vernadsky szerint „a talaj élettel telített”. A mikroorganizmusok naponta több generációt is létrehozhatnak.

Baktériumok lehet autotróf és heterotróf. A legtöbb baktérium heterotróf szervezetekhez tartozik. A létezéshez kész szerves anyagokra van szükségük. Az autotróf baktériumok kevésbé gyakoriak. Energiaforrásként egyszerű kémiai vegyületek oxidációs folyamatait használják fel: ammónia, kénhidrogén, szén-monoxid. Egyes baktériumok képesek oxidálni a vas-oxidot.

Az oxigén tekintetében a baktériumokat két csoportra osztják: aerob és anaerob. Az előbbiek létezéséhez oxigént igényelnek, az utóbbiak nem igényelnek oxigént. A baktériumok aktívan részt vesznek a szerves anyagok átalakításában minden talajban. Szinte minden szerves vegyületet képesek lebontani. Ezek a mikroorganizmusok exoenzimeik segítségével aktívan hasznosítják a fehérjét, egyszerű cukrokat, keményítőt, szerves savakat, alkoholokat, aldehideket, nagy sebességgel bontják le a rostokat és a szénhidrátokat. A legtöbb baktérium a semlegeshez közeli reakciókörnyezetet részesíti előnyben.

Actinomycetes aktívan részt vesz a szerves anyagok lebontásában. Bármilyen szénhidrátot felhasználhatnak, beleértve a mannánokat, xilánokat, pektin anyagokat, cellulózt, karotint, kitint, és megszakíthatják a zsírsavak és szénhidrogének hosszú láncait. Az aktinomyceták a mikroorganizmusok nagy csoportja, de kevésbé versenyképesek, mint a baktériumok és gombák. Hosszú ideig léteznek a talajban alvó spórákként, és akkor nőnek, amikor a rendelkezésre álló táplálék, a szükséges hőmérséklet (5-10°C) és páratartalom megjelenik. Különösen fontos szerepet játszanak a csernozjom szerves anyagának átalakulásában. Az aktinomicéták a legaktívabbak a semleges és enyhén lúgos reakciójú talajokban.

Gomba Az enzimek széles skálája van, amelyek képesek elpusztítani a nehezen lebomló szerves vegyületeket, de általában kisebb sebességgel, mint a baktériumok. Ugyanakkor a gombák aktívabban bontják le az aromás vegyületeket, mint a baktériumok; A lignin és a tanninok lebomlása a természetben főleg ezek hatására megy végbe. A gombák a humuszt is lebontják. A bázisban és nitrogénben szegény tűlevelű almot főleg gombák bontják le.

Aktív tevékenység A gombák elősegítik a különféle savas vegyületek (citrom-, ecetsav és egyéb savak), valamint a fulvikus humusz képződését, ami növeli a talaj savasságát, és az ásványi anyagok átalakulásához és pusztulásához vezet.

A gombák túlnyomórészt aerob élőlények, a környezet legkedvezőbb reakciója a gombák számára a savas. A gombák és baktériumok aránya attól függ kémiai összetétel növényi alom, környezeti reakció és nedvességtartalom.

Talajlakó algák részt vesznek a talaj szervesanyag-termelésében a levegőből és a napenergiából származó szén-dioxidnak köszönhetően. Az algasejteket aktívan megeszik az amőbák, csillósállatok, atkák és fonálférgek. Az algák élethosszig tartó váladékai más mikroorganizmusokhoz hasonlóan a gombák és baktériumok táplálékává válnak. Az algák biológiailag aktív anyagokat bocsátanak ki. A lágyszárú növényzet alatt több, a tűlevelű erdőben kevesebb az alga.

A kialakulás szorosan összefügg a mikroorganizmusok aktivitásával; valamint a talajok biokémiai, táplálkozási, redox-, levegőjárásának dinamikája, sav-bázis viszonyai. A talajban lévő mikroorganizmusok száma északról délre 300-600 millió sejtről 1 gramm talajra (podzolos talajok) 2500-3000 millióra (csernozjom) nő.

A talaj ökológiai funkcióinak fő része megvalósul; talajállatok és mikroorganizmusok közvetlen részvételével. Részt vesznek a talajba kerülő szerves maradványok bomlásának és szintézisének folyamataiban. A biomassza szintézisének és lebontásának folyamatai folyamatosak és ciklikusak. Évente akár 55 milliárd tonna növényi szervesanyag képződik és pusztul el a talaj élőlényeinek közreműködésével, amelynek mintegy 90%-a gázfázisba, a többi pedig köztes szerves vegyületekké és humuszba kerül. Ennek a globális folyamatnak az eredményeként kialakul a humoszféra - a Föld nagyon vékony talajhéja, egyfajta „bőr” a bolygón.

Történelmileg a talaj mikroorganizmusai az anyagcsere-folyamatokon keresztül részt vettek a légkör gázösszetételének kialakításában. Oxigén, nitrogén és szén-dioxid sokszor áthaladt élő anyag talaj.

Nem kevésbé jelentős a mikroorganizmusok szerepe az és; ásványok új képződése. Számos ásványi anyagot (Fe, Mn, S, Ca, P, Al) mozgósítanak, amelyek mobilizálódnak és részt vesznek a talajképzésben. A talaj ásványi részének közvetlen hatása a változó vegyértékű elemeket tartalmazó ásványok enzimatikus oxidációja és redukciója. A ferromangán csomók kialakulása és a helyreállítás mikroorganizmusokkal jár! vas-oxid vegyületek - gleying folyamat.

Kapcsolódó információ.

A talaj mikroorganizmusai nemcsak természetes, heterogén környezetben élnek, hanem önmagukban is kulcstényezők a talajképzésben, és részt vesznek a kőzet jellegzetes szerkezetű talajmá alakításának folyamataiban. A mikroorganizmusok szerepét értékelve T. V. Aristovskaya öt legfontosabb elemi talajmikrobiológiai folyamatot azonosított: a növényi alom bomlását, a humusz képződését, a humusz bomlását, a talajképző kőzetásványok pusztulását és az ásványok új képződését. A talaj mikroorganizmusainak ezek és más funkciói alkotják a szárazföldi ökoszisztémák alapját. Viszonylag részletesebben tanulmányozták a talaj szervesanyag-bomlási folyamatát.

Évente megközelítőleg 5 10 10 tonna légköri szén kötődik meg a fotoszintézis során, és kb. 4 I0 10 tonna kerül a talajba alom formájában Az alom jelentős részét a talaj mikroorganizmusai mineralizálják szén-dioxiddá és vízzé. Ugyanakkor az alom jelentős része humuszanyaggá alakul (0,6

2,5-10 9 t-ig) - a természetes vegyületek speciális osztálya, amelyekre még mindig nincsenek pontos molekulaképletek, és amelyek izolálása működésileg meghatározott (eljárás). A humuszanyagokat lúgos oldattal vonják ki a talajból. Ezután a huminsav és a himomelánsav frakcióját savval kicsapják. A fulvosavak és a nem specifikus anyagok az oldatban maradnak. Az oldhatatlan részt ún humin.

Minden humuszanyag számos funkciós csoportot tartalmaz. Hidrolizálásuk során legfeljebb 22 aminosav (tömeghányaduk eléri a 10%-ot), különféle monoszacharidok (legfeljebb 25%) és egyéb vegyületek jutnak oldatba. Az oxidációs termékek főként benzol-polikarbonsavak. A növények és mikroorganizmusok fehérjéi és szénhidrátjai lehetnek aminosavak és cukrok forrásai a humuszanyagokban, a lignin és a flavonoidok pedig a benzenoid ciklusok kiindulási anyagai. A talaj színe némi képet ad a humusztartalomról. Száraz állapotban az alacsony humusztartalmú (legfeljebb 1,5% humusztartalmú) talajok világosszürke színűek. A száraz minták fekete vagy barna-fekete színe (5-6% humusz vagy több) azokra a talajokra jellemző. magas szint termékenység (csernozjom). Annak ellenére, hogy a humuszanyagok szerkezetével, képződésének és bomlási mechanizmusaival kapcsolatos számos kérdés továbbra is vitatott, ezek a vegyületek kivételes szerepet játszanak a termékenység és egyéb talajjellemzők megőrzésében. A humusz képződésének egyik hipotézise szerint (P. A. Kostychev, T. G. Mirchink, D. G. Zvyagintsev stb.) a humuszmolekulák magjait mikrobiális melaninok képviselik.

A növényi alom (a fotoszintézis termékek, mint a talaj mikroorganizmusainak fő erőforrása) bomlási folyamatait első közelítéssel kielégítően írja le az elsőrendű kinetikai egyenlet:

Ahol A,És A 0- az erőforrás koncentrációja a pillanatban / és a kezdeti pillanatban; Nak nek -állandó a reciprok idő dimenziójával. Formálisan egy ilyen egyszerű modell alkalmazhatósága feltételezi, hogy a bőséges mikrobiális potenciál nem korlátozza a folyamatot. Laboratóriumi és terepi kísérletek azt mutatják Nak nek legtöbbször nem a talajba kerülő szervesanyag mennyiségétől függ, feltéve, hogy a szénterhelés nem haladja meg a száraz talaj tömegének 1,5%-át (ellenkező esetben a talajjellemzők jelentősen megváltozhatnak).

A talajba kerülő szerves anyagok általában különböző összetevőket tartalmaznak. Az értékei Nak nek különböző erőforrásokra laboratóriumi kísérleti körülmények között: 0,02-0,03 a szalma, hemicellulóz és elpusztult gomba biomassza esetében, 0,003 nap -1 a lignin esetében.

A talaj szervesanyag-bomlási folyamata jelentősen függ a szénhidrátok százalékos arányától a növényi alomban ( U) és lignin (L),és a C/N arányon is. Példa erre a talajlégzési index empirikus egyenlete:

A talajbaktériumok C/N aránya általában 3:1 és 8:1 között változik. A talajgombák biomasszájánál a C/N arány maximális értéke magasabb, és eléri a 16-ot. versenyképesebb az alacsony nitrogéntartalmú lebomló vegyületekben (például lignin). Ezenkívül a micélium szerveződése lehetővé teszi a nitrogénvegyületek hifán keresztül történő átvitelét, mint egy cső (korlátozó erőforrás transzlokációja). Lehetséges, hogy a gomba micélium szállítja az almot nitrogénnel (itt a C/N érték nagyon magas: 40 - 100) az alatta lévő talajhorizontból.

Az általános szabály a következő. Ha a mikrobiális tömeg C/N értéke nagyobb, mint a szerves anyagoké, akkor a mineralizáció eredményeként a talaj nitrogénnel gazdagodik. Ez különösen az elhalt állati biomassza (C/N = 10) és a hüvelyes növényi fitomassza (C/N = 18) bomlásakor figyelhető meg. Ha a mikrobiális tömeg C/N értéke kisebb, mint a szerves anyag C/N-e, akkor az immobilizálás során megindul a talaj ásványi nitrogén fogyasztása. Ebben az esetben a bomlás általános sebessége jelentősen csökkenthető mindaddig, amíg a mikrobiális biomassza egy része el nem pusztul és (vagy) további nitrogénforrás válik elérhetővé a talaj szervesanyagait érő mikrobiális támadás során. Ezeket a mintákat figyelembe veszi a szalma kijuttatásának klasszikus ökölszabálya: az erőforrások talajban való rögzítésének nemkívánatos folyamatának kiküszöbölése érdekében 100 kg szalmához 1 kg nitrogént kell adni.

Hasonló problémák merülnek fel a talaj termékenységének helyreállítását célzó optimalizálási feladatok megoldása során környezetszennyezett helyzetekben. Például rendkívül nehéz helyzet áll elő, amikor a talaj szénhidrogénekkel szennyeződik az olajmezőkön és az olajvezetékek balesetei során. Ugyanakkor különböző okok miatt (hidrofób környezetben a vízháztartás romlása, a növények elvesztése, a C/N arány növekedése stb.) a legtöbb talaj mikroorganizmus aktivitása gátolt. A mikrobiális közösségek aktiválásához és az öntisztulási folyamatok felgyorsításához műtrágyák kijuttatása szükséges (1 g olaj oxidációjához kb. 80 mg nitrogén és 8 mg foszfor szükséges), megfelelő páratartalom és levegőztetés feltételeinek megteremtésével (pl. tőzeg, szalma és egyéb laza anyagok hozzáadásával). Többek között a kőolajtermékeket lebontó mikrobapopulációk bevezetése is érdekes. Érdekesnek tűnik a tűlevelű fák kéregének természetes gyantához alkalmazkodó, természetes mikrobiális komplexével való felhasználásának lehetősége.

A talaj szervesanyag-bomlási folyamata a páratartalomtól, a hőmérséklettől, a pH-tól, a redoxpotenciáltól és egyéb paraméterektől függ. A hőmérsékleti tényezőt viszonylag részletesen tanulmányozták. A talajlégzés hőmérséklettől való függése, első közelítés szerint, megfelel Van’t Hoff szabályának: a CO 2 termelés sebessége 10 °C-os melegítés esetén körülbelül kétszeresére nő (általában a Q i0 2,0 és 2,5 között változik). Hasonló Q l0 értékeket kaptunk az N 2 0, NO és CH 4 előállításánál.

Teljesen nyilvánvaló, hogy a szerves anyagok talajmikroorganizmusok általi lebontásának folyamata a talaj nedvességétől és egyéb tényezőktől (és ezek kölcsönhatásától) is függ. A növényi alom bomlási sebességének a hőmérséklettől és a talajnedvességtől, mint kulcstényezőktől való függésének hozzávetőleges képe látható egy általánosított esetben. 2.3.

A globális éghajlatváltozás következményeinek forgatókönyveivel foglalkozó számos munka foglalkozik e függőség tisztázására tett kísérletekkel.

Globális szinten a talajban, a szárazföldi biomasszában és a légkörben található szénkészletek körülbelül (1500, 600 és 720) 10 15 g. A talaj szén-dioxid szintjének változása jelentősen befolyásolhatja a légköri szénkészletet, amely elveszik

Rizs. 2.3. A szerves anyag relatív bomlási sebességének (%) függése a hőmérséklettől és a talajnedvességtől. A talajnedvesség jellemzésére a szántóföldi leírás legegyszerűbb fokozatait a körülbelül -0,01 és -100 bar közötti tartományban mutatjuk be: „nedves” – kézben megnyomva vizet enged ki, „nedves” – tésztára hasonlít, „nedves” – nedvesíti a talajt. szűrőpapír, "friss" - hideg a kézen, "száraz" - poros és piszkos. Az ilyen számítások kiemelik a talaj szervesanyagának és a talaj mikrobiális blokkjának, mint éghajlati tényezőnek a jelentőségét. A talaj mikrobiális biomassza széntartalmának globális értékeléséhez különböző módszereket és számítási sémákat javasoltak, amelyek lehetővé tették egy értéktartomány felvázolását - (2,5-10) 10 15 g.

Viszonylag kiegyensúlyozott ökoszisztémákban ("klimax") a mikrobiális biomassza szén és a talaj szerves anyagának szén CMI|f/Corg aránya körülbelül 2%. A talajba jutó szerves anyagoknak ezen a „tűszemen” keresztül kell haladniuk. A CMI|f/Corg megadott érték eltérése a rendszer szervesanyag-rendszerének megsértését jelezheti.

A talajnedvesség mérésére gyakran alkalmaznak térfogati és tömegnedvesség-indikátorokat, de ezek a mutatók nem jellemzik kielégítően a mikroorganizmusok vízelérhetőségének mértékét. A természetes környezetben a víz különböző halmazállapotban található, a higroszkópos nedvességtől a talajszemcséken szilárdan adszorbeált, a gravitációs vízig, amely a gravitáció hatására nagy pórusokban szabadon mozog. A víz rendelkezésre állási fokának pontosabb felmérése érdekében hasznos a nedvességpotenciál meghatározása, mint az a termodinamikai munka mennyisége, amelyet a szervezetnek a víz kinyerésére kell fordítania. A talaj mikroorganizmusainak vízpotenciál-tartományait leggyakrabban oszlopokban mutatják be. Egyéb termodinamikai mutatók mellett a vízaktivitás-mutatót is használják - a vizsgált rendszerben lévő vízgőznyomás és a tiszta víz arányát.

A mikroorganizmusok kifejlődése a talajban általában nem nagy térfogatú folyadékban, hanem azzal töltött kapillárisokban megy végbe vizesoldat, vagy vékony filmekben. A filmek és kapillárisok vastagsága elengedhetetlen a mikroorganizmusok életéhez. Még a vastag kapillárisok is gyakran megtelnek levegővel, és csak a faluk felületén van filmvíz. A mikroorganizmusok gyakorlatilag nem fejlődnek vékony filmekben. Egyes adatok szerint az 1 mikronnál kisebb átmérőjű kapillárisokban lévő szerves anyagok a mikroorganizmusok számára hozzáférhetetlenek. A 10 mikron vagy annál nagyobb vastagságú vizes filmekben a mikroorganizmusok jó fejlődése figyelhető meg.

A kapillárisokban és filmekben elhelyezkedő mikroorganizmusokat (a nagy adszorbeáló felületen túl) az erőforrások és hulladéktermékek specifikus eloszlása ​​és diffúziója is befolyásolja. Megfigyelték, hogy a vékony vizes filmekben történő fejlődés során a sejtméretek csökkennek. Nyilvánvalóan a tápközeghez képest a talaj kisebb sejtméretének egyik fő oka az, hogy a talajban a sejtek a kapillárisokban fejlődnek ki. A talaj mikroorganizmusainak szaporodási jellemzőinek statisztikai elemzése kapillárismikroszkóppal, amelyet B. V. Perfiljev fejlesztett ki, kimutatta, hogy az üvegkapillárisokban különböző osztályokba tartozó baktériumok mikrokolóniái in situ a ritka események törvénye (Poisson-törvény) szerint oszlik el. T. Hattori japán mikrobiológus szerint a talajban a baktériumok szaporodásának megfigyelt alacsony valószínűsége magyarázza, hogy miért nem teljesül Gause tétele a hasonló ökológiai résekkel rendelkező populációk versenyképes kizárásáról.

A talajnedvesség függvényében a talaj élővilágának működési módja olyan jelentősen megváltozik, hogy ez alapvetően megváltoztathatja az ökoszisztéma folyamatok irányát, és nemkívánatos következményekkel járhat. A mikroorganizmusok vízpotenciáljának alsó határa lényegesen alacsonyabb, mint a növényeknél, és -150 bar vagy kevesebb egyes talajgombáknál, pl. Penicillium spp. És Aspergillus spp. Ilyen körülmények között az aktív élővilágot egy főként gombákra és azok ragadozóira (egyes talajatkák) épülő rendszer képviselheti.

Ahogy a talaj nedvességpotenciálja körülbelül -55 bar-ra vagy afelettire nő, a biológiai sokféleség növekszik. Különösen az aktinomicéták – fonalas baktériumok, amelyek a gyógyászatban használt fő antibiotikumok termelői – kezdenek jelentős szerepet játszani a talaj szervesanyagainak mineralizációjában. Valószínűleg a speciálisan előkészített talajjal (talajkataplazmával) végzett kezelési módszer hatékonysága, amelyet különösen a múlt században alkalmazott a gennyes sebészet kiváló szakembere, V. F. Voino-Yasenetsky, az a antibiotikum komplexum az aktinomyceták által. A talaj jellegzetes szagát az aktinomicéták egyes illékony salakanyagai (geozmin, 2-metil-izoborneol) határozzák meg, és egyes esetekben kimutatták ezeknek a vegyületeknek a fontosságát a mikrobaközösségben zajló folyamatok koordinálásában (például a csírázás megindításában). mikorrhiza gombák spóráiból).

A legtöbb baktérium szaporodása magasabb talajnedvesség-potenciálnál biztosított: -40 és 0 bar között, a baktériumok migrációja pedig - (0,1-0,5) bar és afeletti tartományban lehetséges. Bakteriális műtrágyák használatakor biztosítani kell a baktériumsejtek közvetlen érintkezését a növény gyökerével. Ilyen például a szimbiotikus nitrogénmegkötő göbbaktériumok aktív vándorlása a gazdanövény gyökerébe, majd a gyökérbe való behatolás és a csomók kialakulása. Kedvező körülmények között 1 óra alatt 1 cm 2 gyökérfelületre megközelítőleg 20 sejt gócbaktérium érkezik a talajból, és a migrációs faktor jelentősége a kölcsönhatás ezen szakaszában meghaladhatja a baktériumok szaporodási folyamatának jelentőségét.

Ugyanakkor sok fitopatogén gomba ugyanabban a talajnedvesség-potenciál tartományban csírázik aktívan (Pitium spp., Phytophthora spp., Fusarium spp.). Ha ilyen populációk léteznek a természetes környezetben, az a mikrobaközösségben való dominanciájukhoz, növényi betegségekhez és jelentős termésveszteséghez vezethet.

A szerves anyagok mikroorganizmusok általi lebontásának legnagyobb sebessége a növények alapvető ásványianyag-készletekkel való ellátásának feltétele, körülbelül -0,1 bar. Ebben az esetben a talaj élővilága tölti be leghatékonyabban fő ökoszisztéma funkcióját, az erőforrások újrahasznosítását.

A víz eltömődése esetén a mineralizáció sebessége csökken, és az anaerob baktériumok kerülnek előtérbe a mikrobiális rendszerben. Egyes esetekben a mikrobiális rendszer üzemmódjának ilyen váltása nem kívánatos a mezőgazdasági termelésben, mivel a denitrifikáció következtében nitrogénveszteség és mérgező termékek (illékony zsírsavak, ammónia, etilén, hidrogén-szulfid, vasvas stb.) ) felhalmozódhat. A vizes talajban a redoxpotenciál általában 200 mV körül marad a szervesanyag-lebontás első szakaszaiban, majd a potenciál meredeken -200 mV-ra csökken, ami közel áll a metánképződés küszöbértékéhez. A nitrátok jelenléte a talajban jelentősen késlelteti az erős redukciós feltételek kialakulását. Ilyenkor denitrifikációs termékek, köztük nitrogén jelennek meg a környezetben.

Anaerob mikrozónák keletkeznek olyan talajokban is, amelyek nem vizesek. Példa erre egy szerves anyagot tartalmazó kis talajhalmaz. Felületén aerob körülmények között a nitrifikáló baktériumok tevékenysége következtében nitrátok képződnek. Az adalékanyag belseje anaerob lesz, és kedvez a denitrifikációnak, amikor a talajnedvességben lévő nitrát a csomóba diffundál.

Bizonyos esetekben az anaerob üzemmódra váltás hatékony lehet a szennyeződés megszüntetésében környezet. Például az intenzív mezőgazdasági termelésben a túlzott nitrátkoncentráció komoly problémát jelent. Eltávolításukra a denitrifikáció mikrobiológiai mechanizmusát javasolták a talajok ideiglenes vizesedésével. A nitrátokat ebben az esetben a talaj mikroorganizmusai alternatív elektronakceptorként használják fel gázok - nitrogén és dinitrogén-oxid - képződésével. Ily módon gyorsan megszüntethető a talaj nitrátokkal való szennyeződése, és megakadályozható, hogy azok felszíni vizekbe kerüljenek. Felmerülhet azonban egy másik probléma is. A dinitrogén-oxid a légkörbe kerülve hozzájárul az ózonréteg tönkretételéhez. Ezért szükség van a denitrifikációs folyamat szabályozására a nitrogén, mint végtermék domináns képződésének feltételeinek megteremtésével. Az anaerob körülmények megteremtése a talaj vizesedésével is lehet hatékony mód egyes xenobiotikumok mikrobiológiai elpusztítása.

A talaj, mint a különféle élőlények természetes élőhelyének sajátossága, hogy a bióta életfeltételei nem állandóak, hanem az éghajlati és egyéb tényezők függvényében változnak. Tipikus helyzet például a talajnedvesítés (eső vagy öntözés után) és a szárítás váltakozó folyamata. Ilyen körülmények között jelentősen lecsökken a talajbaktériumközösség funkcionális potenciális diverzitása, amelyet a különféle szerves anyagok hasznosítási képességével mérünk. Okkal feltételezhető, hogy a talaj élővilágának vezető ökoszisztéma funkcióját nemcsak az adott időben az élőhelyen uralkodó paraméterek határozzák meg, hanem a vízjárás előtörténete is.

A METHANOBACTERIA talajbaktériumok az anaerob mikroorganizmusok egy specifikus csoportja, amelyek létfontosságú tevékenységük következtében felszabadulnak. földgáz- üzemanyag az emberek számára. A tetanusz bacillus, a tetanusz veszélyes betegség kórokozója a talajban él. A rúd a kertek, veteményeskertek és legelők talajában található. Veszélyes a talajjal dolgozni, ha szúrt vagy egyéb sebei vannak. Ezért a talajjal végzett munka után mosson kezet Bélbaktériumok Miért van szükségünk baktériumokra a belekben? Az emberi testet a baktériumok változatos világa lakja. Csak a gyomor-bélrendszerben körülbelül 300 faj él, és a szervezetben élő mikrobák tömege eléri a 4 kg-ot! Maximális mennyiségük a szájüregben, a nyelőcsőben és a belekben halmozódik fel. Ez a fajta baktérium szaprofitaként van besorolva. A szaprofiták általában egészséges mikroflórát képeznek a belekben. Életműködésüket a feldolgozatlan emberi táplálékmaradványok etetésével biztosítják, segítik az embert a növényi táplálékok lebontásában (emésztésében). Emellett B- és K-vitamint képeznek. A bélbaktériumok szerepe az immunrendszer erősítésében A bélbaktériumok nagyon szükségesek ahhoz, hogy szervezetünk erősítse védekező funkcióit. Az immunrendszer sejtjei az immunrendszer fejlődéséhez szükséges speciális molekulákat cserélnek ki velük. Ez az állítás egy Párizsban végzett tanulmányon alapul. A tudósok az egereket steril környezetben nevelték fel, ahol hiányoztak a bélbaktériumok. Ezt követően a beleik szerkezetét tanulmányozták. Az egereknél szinte fejletlen nyirokcsomókat találtak, ahol antitestek halmozódnak fel. Kísérletek alapján bebizonyosodott, hogy a bélbaktériumok befolyásolják az immunrendszer erősítését Bélbaktériumok Az emberi szervezetben változatos baktériumvilág él. Csak a gyomor-bélrendszerben körülbelül 300 faj él, és a szervezetben élő mikrobák tömege eléri a 4 kg-ot! Maximális mennyiségük a szájüregben, a nyelőcsőben és a belekben halmozódik fel. Ez a fajta baktérium szaprofitaként van besorolva. A szaprofiták általában egészséges mikroflórát képeznek a belekben. Megélhetésüket a feldolgozatlan élelmiszer-maradványokkal való táplálkozás biztosítja. De vannak mások is patogén mikrobák, amelyek a szervezetben a szövetek bomlástermékeiből táplálkoznak. Hozzájárulhatnak a betegségek kialakulásához. Ez akkor történik, amikor ezeknek a mikrobáknak a száma kezd meghaladni a hasznos mikrobák számát. Ennek eredményeként az egészséges mikroflóra megszakad, és diszbakteriózis lép fel. Diszbakteriózis esetén a szervezet fontos anyagcsere-folyamatai, például a vitaminok és ásványi anyagok, megszakadnak. De egy egészséges szervezetben a bél mikroflóra lizozimot termel, amely elnyomja a kórokozó mikrobák növekedését. Normál mikroflóra esetén a jótékony baktériumok száma meghaladja a kórokozókat, és az utóbbiak ilyen egyenlőtlen helyzetben kénytelenek meghalni. Az egészséges bél falai beborítják az immunitásért felelős sejteket. Munkájuktól függ az egész szervezet immunvédelme. Ezért dysbacteriosis esetén általában az immunrendszer működése is csökken. Az újszülöttek egészséges bélmikroflórája nagyon fontos. Normális kialakulása a szoptatás során következik be. Negatív szerepe van a patogén baktériumoknak. Képesek behatolni a növények, állatok és emberek szöveteibe, és gátló anyagokat bocsátanak ki védőerők test. Az állatok és az emberek szervezetében olyan kórokozó baktériumok élnek, mint a pestis (bacillus) kórokozója, lépfene (bacillus). Az emberi szervezetben a kórokozó baktériumok táplálkoznak, gyorsan szaporodnak és mérgezik a szervezetet létfontosságú tevékenységük termékeivel. A kórokozó baktériumok betegségeket okoznak: tífusz, kolera, diftéria, tetanusz, tuberkulózis, torokfájás, lépfene, pestis. Az ember e betegségek egy részével megfertőződik beteg emberekkel való érintkezés útján (LEVEG ALAPÚ FERTŐZÉS), mások kórokozó baktériumokat tartalmazó élelmiszer vagy víz elfogyasztásával, illetve fertőzött állatokkal való érintkezéskor rágcsálók hordozhatják. A baktériumok jelentős termésveszteséget okozhatnak. A sterilizálást a kórokozó baktériumok elpusztítására használják. A sterilizálás bármely tárgy teljes felszabadítása bármely mikroorganizmusból. A sterilizálást leggyakrabban +120 ° C hőmérsékletre való melegítéssel végezzük 20 percig. A sterilizálás olyan anyagokkal is elvégezhető: jód, hidrogén-peroxid, bórsav, kálium-permanganát, alkohol. Radioaktív és ultraibolya sugárzással pusztítják el a baktériumokat. Bizonyos bakteriális betegségek megbetegedésének megelőzése érdekében az állatokat és az embereket védőoltásban részesítik. A fertőtlenítés a kórokozó baktériumok és mérgeik elpusztítása Erre a célra fertőtlenítő oldatokkal történő kezelést, ultraibolya lámpákkal történő besugárzást és vászonfőzést alkalmaznak. A fertőtlenítést általában egészségügyi intézményekben, vendéglátóhelyeken és nyilvános összejöveteleken alkalmazzák. Beteg állatoknak és embereknek terápiás szérumot fecskendeznek, különféle antibiotikumokat alkalmaznak Bakteriális betegségek Betegség neve kolera Kórokozó vérhas Bacillus (bacillus) Sonne, Flexner Koch Bacillus Clostridium tetani Bacillus Anthracis Bacillus Pestis bacillus tuberculosis tetanus Kochhosbrio pestis , piszkos kezek, termékek, dolgok, legyek Víz, piszkos kezek, élelmiszerek, dolgok, legyek Levegő, cseppek a levegőben talajban Beteg állatok és emberek Rágcsálók, bolhák Göbös nitrogénmegkötő baktériumok (szimbionták) A csillagfürt növény a hüvelyesek családjába tartozik, melynek gyökerén góc baktériumok élnek Plakáthoz antibiotikumok megelőző védőoltások gyógyító szérum fertőtlenítés sterilizálás ultraibolya sugárzás kézmosás zöldség-gyümölcs mosás nedves tisztítás második cipő viselése személyi higiénia forralás sózás szárítás fagyasztás pácolás Baktériumok és élelmiszerek Az emberek fermentált tejtermékeket kapnak erjesztés. A fermentáció az anyagok kémiai átalakulásának folyamata, amelyet egyes baktériumok, például tejsavbaktériumok, ecetsavbaktériumok is végrehajthatnak. Ezeknek a baktériumoknak a segítségével erjesztjük a zöldségeket, gyümölcsöket. A fermentációs baktériumok elpusztítják a rothadó baktériumokat. Az előnyök mellett azonban a tejsavbaktériumok károkat is okozhatnak, és az élelmiszerek megsavanyodását okozhatják. Leküzdésére forralást használnak. A baktériumok elleni küzdelem széles körben elterjedt módszerei: gyümölcsök, gombák, húsok, halak, gabona szárítása; hűtésük és fagyasztásuk hűtőszekrényekben és gleccserekben; élelmiszerek pácolása ecetsavban; magas cukorkoncentráció, például lekvárkészítéskor, pácoláskor. Az uborka, paradicsom, gomba vagy savanyú káposzta savanyítása során a tejsavbaktériumok tevékenysége savas környezetet hoz létre, amely gátolja a rothadó baktériumok fejlődését. Ez az alapja az élelmiszerek tartósításának, a botulinum baktériumok (anaerob) botulinumot termelnek. Vízben, állati szervezetekben és a talajban élnek spórák formájában. A talajjal a botulizmusbaktériumok spórái a zöldségekre, gyümölcsökre és gombákra kerülnek, amelyeket aztán óvatosan üvegekbe forgatunk. Ha a befőzésnél nem tartunk be néhány fontos szabályt, alattomos veszély leselkedhet kedvenc csemege – a botulizmus – üvegeibe, ami a legszomorúbb esetben akár halálhoz is vezethet. A botulizmus egy fertőző betegség, amely a központi idegrendszer. Ezért a botulizmus leküzdéséhez a gyümölcsöket és a zöldségeket jól meg kell mosni, és az edényeket sterilizálni kell.

A mezőgazdaságban a talaj a fő termelési eszköz. Minden termék Mezőgazdaság szerves anyagokból állnak, amelyek szintézise a növényekben, főként napenergia hatására megy végbe. A szerves maradványok lebontása és a humuszt alkotó új vegyületek szintézise a mikroorganizmusok különféle társulásai által kiválasztott enzimek hatására megy végbe. Ugyanakkor egyes mikrobiális társulások folyamatosan cserélődnek másokkal.

A talajban nagyon sok mikroorganizmus található. M.S. szerint Gilyarov, a fekete talaj minden grammjában 2-2,5 milliárd baktérium található. A mikroorganizmusok nemcsak a szerves maradványokat bontják le egyszerűbb ásványi és szerves vegyületekre, hanem aktívan részt vesznek a nagy molekulatömegű vegyületek - humuszsavak - szintézisében, amelyek tartalékot képeznek. tápanyagok a talajban. Ezért a talaj termékenységének növelésével (és ennek következtében a termelékenység növelésével) gondoskodni kell a mikroorganizmusok táplálkozásáról, megteremtve a feltételeket a mikrobiológiai folyamatok aktív fejlődéséhez, és növelni kell a mikroorganizmusok populációját a talajban.

A növények fő tápanyag-szállítói az aerob mikroorganizmusok, amelyek életfolyamataikhoz oxigént igényelnek. Ezért a lazaság, a vízáteresztő képesség növelése, az optimális talajnedvesség és -hőmérséklet melletti levegőztetés biztosítja a növények legnagyobb tápanyagellátását, ami meghatározza gyors növekedésüket és fokozott termőképességüket.

Azonban növények számára normál magasságú a teljes fejlődéshez pedig nemcsak makroelemekre van szükség, mint például kálium, nitrogén, foszfor, hanem mikroelemek is, például szelén, amely katalizátorként működik különböző biokémiai reakciókban, és amely nélkül a növények nem képesek hatékony immunrendszert kialakítani. A mikroelemek beszállítói lehetnek az anaerob mikroorganizmusok - ezek olyan mikroorganizmusok, amelyek mélyebb talajrétegekben élnek, és amelyek számára az oxigén méreg. Az anaerob mikroorganizmusok táplálékláncokon keresztül képesek „kiemelni” a talaj mély rétegeiből a növények számára szükséges mikroelemeket.

A megművelt termőtalajokban nemcsak a mikroflóra, hanem a talajfauna is gyorsan fejlődik. A talajban élő állatok közé tartozik a giliszta, a különféle talajrovarok lárvái és a talajlakó rágcsálók. A mikroszkopikus fauna közül a férgek a legaktívabb talajképzők. A felszíni talajhorizontokban élnek, növényi törmelékkel táplálkoznak, nagy mennyiségű szerves anyagot és a talaj ásványianyag-tartalmát juttatva át bélrendszerükön. A talajban lévő mikroorganizmusok összetett biocenózist alkotnak, amelyben különböző csoportjaik összetett kapcsolatban állnak egymással. Egy részük sikeresen létezik egymás mellett, míg mások antagonisták (ellenfelek). Ellenállásuk általában abban nyilvánul meg, hogy egyes mikroorganizmuscsoportok olyan specifikus anyagokat választanak ki, amelyek gátolják vagy lehetetlenné teszik mások fejlődését.

A talajokat mikroszkopikus lények számos képviselője lakja. Világuk növény- és állatfajokra oszlik. Mikroszkopikus növényi világ a talajt baktériumok, aktinomikéták, élesztőgombák, gombák és algák képviselik. A talaj faunája protozoákból (protozoákból), rovarokból, férgekből és másokból áll. Rajtuk kívül különféle ultramikroszkópos lények élnek a talajban - fágok (bakteriofágok, aktinofágok) és sok más, még mindig rosszul tanulmányozott faj.

A talajban különösen elterjedt a rothadó, vajsav és nitrifikáló baktériumok, aktinomyceták és penészgombák.

A mikrobiális flóra mennyisége a talaj termékenységétől függ. Hogyan termékenyebb talaj Minél több humuszt tartalmaznak, annál sűrűbben népesítik be őket mikroorganizmusok. A mikroorganizmusok felhalmozódása nagymértékben függ a frissen elhalt növényi és állati maradványok szervesanyag-tartalmától, illetve elsődleges bomlási termékeitől; Eleinte több a mikroba, majd a mineralizáció után csökken.

A vitaminok, auxinok és más biotikus anyagok nélkülözhetetlenek a mikroorganizmusok életében. Kis dózisuk jelentősen felgyorsítja a mikrobapopuláció sejtjeinek fejlődését és szaporodását.

Amikor a talaj kiszárad, kimerül a mikroorganizmusoktól. Néha számuk 2-3-szorosára csökken a talajminták szárításakor, gyakran 5-10-szeresére. Legtartósabban az aktinomyceták tartják meg életképességüket, ezt követik a mikobaktériumok. A legmagasabb százalékos halálozás a baktériumok között figyelhető meg. A baktériumok teljes kihalása azonban, még a talajban elhúzódó szárazság körülményei között sem, általában nem következik be. Még a szárításra nagyon érzékeny növényeknek is vannak egysejtjei, amelyek hosszú ideig szárazak maradnak.

Az egyes mikrobák eloszlását erősen befolyásolja a talajoldat savassága. A semleges vagy enyhén lúgos reakciójú talajokban lényegesen több a baktérium, mint a savas, mocsaras vagy tőzeges talajokban.

A penészgombák jobban tolerálják a savas viszonyokat, mint a baktériumok, ezért inkább a savas talajokon dominálnak.

A mikrobák talajban való eloszlásának kérdésével nem foglalkoztak kellőképpen. A talajok rutin mikrobiológiai vizsgálatai azt mutatják, hogy a baktériumsejtek különálló gócokban helyezkednek el, amelyek mindegyikében egy vagy több nem antagonista faj sejtjei növekednek és koncentrálódnak.

A baktériumok csoportösszetétele a különböző talajokban nem azonos. A talajban lévő baktériumok közül azok a formák dominálnak, amelyek nem képeznek spórákat. A spórás baktériumok körülbelül 10-20%-át teszik ki.

Az aktinomyceták, gombák, algák és protozoonok is nagy mennyiségben élnek a talajban. 1 g talajban több tíz- és százezer, gyakran millió gomba és aktinomyceta található. A kutatók szerint az algák össztömege valamivel alacsonyabb, mint a baktériumok össztömege.

Egy hektár szántóföldi egyedek és rovarok 2-3 tonnát tesznek ki. Az élőlények teljes tömege folyamatos fejlődésben van. Egyedi sejtek – az egyedek növekednek, szaporodnak, öregszenek és meghalnak. A teljes élőtömeg folyamatos változása, megújulása van. A teljes baktériumtömeg a legóvatosabb becslések szerint a nyár folyamán 14-18 alkalommal regenerálódik a déli zónában. Így a szántóföldi horizont teljes baktériumtermelését a tenyészidőben több tíz tonna élősúly határozza meg.

A talaj legfelső rétege mikroflórában szegény, mert közvetlen hatással van rá káros tényezők: kiszáradás, ultraibolya sugárzás. napfény, emelkedett hőmérséklet stb. A legtöbb mikroorganizmus található a talajban 5-15 cm mélységben, kevesebb - 20-30 cm-es rétegben, és még kevesebb - a 30-40 cm-es altalajban. Csak a mikrobák anaerob formái képesek mélyebben léteznek.

A talajművelés hatása a mikrobiológiai folyamatok intenzitására. A szántás, a termesztés és a boronálás jelentősen serkenti a mikroflóra fejlődését. Ennek oka a talaj víz-levegő viszonyának javulása.

A legtöbb kedvező feltételek a feldolgozás során aerob mikrobák számára jönnek létre, aminek következtében tavasszal, már 8-20 nappal a kezelés után, a mikroflóra száma 5-10-szeresére nő.

A különböző talajművelési módszerek eltérő hatással vannak a mikrobákra és a szántóföldi tápanyag mobilizációra. A podzolos talajok felszíni lazítása Moszkva közelében fokozza a mikroszkopikus lények fejlődését, csak a nagyon felső réteg A talaj szaprofita baktériumai ebben a rétegben 3-4-szer nagyobbak, mint a többiben. A rétegenkénti fellazítás, képződésváltás nélkül, enyhén aktiválta a mikroflórát. A formáció forgalommal járó lazításkor a felső rétegben a mikroorganizmusok száma közel 3-szorosára nőtt. Még a középső rétegben is, amely az ilyen kezelés során a helyén marad, egyértelműen megnő a mikrobák tartalma. Hasonló változásokat figyeltek meg a nitrifikáló baktériumok fejlődésében is. Ezek az adatok azt mutatják, hogy a formáció forgalmának pozitív hatása elsősorban az alsó részen található szerves anyagok intenzív mineralizációjával magyarázható.

Öntözéses mezőgazdasági körülmények között a művelés mélysége és módja észrevehetően megnöveli a hasznos mikroorganizmusok számát mind a felszínen, mind a talajban. alsóbb rétegek talaj. Mélyszántáskor a talaj alacsony termőképességű, mikroorganizmusokban szegény rétege fordul elő, a 0-20-as horizontban nagyobb volt a mikrobák száma, mint 20 cm-es mélységben. Ez a műtrágyák, az öntözés és egyéb tényezők pozitív hatásával magyarázható.

Tekintettel arra, hogy a talajban a szerves anyagok átalakulása szorosan összefügg a mikroorganizmusok aktivitásával, azokban a rétegekben, ahol számuk megnövekedett, az oldható tápanyagok, köztük a nitrátok tartalma is megnőtt. Alapvető fontosságú a talajművelés, és mennyiben függ tőle a tevékenység? külön csoportok a növények tápanyagainak mobilizálásában részt vevő mikroorganizmusok. A talaj folyamatos művelése azonban rendszeres szerves trágya nélkül csökkenti a humusztartalmat.

Annak érdekében, hogy a talaj humusztartalma megfelelő szinten legyen, szisztematikus szerves trágyák kijuttatására van szükség, amelyek nemcsak a baktériumok, hanem az aktinomyceták és az aktinomyceták összlétszámát is növelik a talajban. formák. Ez kedvező feltételeket teremt a talajban élő mikroorganizmusok minden csoportjának fejlődéséhez. A mikroflóra általános aktivitásának növekedését mind a talajban lévő energia- vagy tápanyag-mennyiség, mind a humusz, tőzeg és trágya bejuttatása határozza meg, amelyek fokozzák a levegőztetést és növelik a talaj víztartó képességét, ezáltal a talajt. szerkezeti. Az ásványi műtrágyák szervesanyagban gazdag talajokon történő alkalmazása serkentően hat a mikroflóra működésére. Az ásványi műtrágyákban található tápelemek lehetővé teszik a szerves anyagok lebontását, ezáltal a mikrobák intenzív elszaporodását idézik elő.

Az ásványi műtrágyák hatásmechanizmusa a talaj mikroflórájára sokrétű. A fő növelő tényezők a következők:

• 1. Változás fizikai tulajdonságok talajok, amelyek jótékony hatással vannak a mikrobák szaporodására.
• 2. A talaj reakciójának (pH) megváltoztatása semleges vagy enyhén lúgosra.
• 3. Ásványi műtrágyák jelentősen fokozzák a növények fejlődését, ami viszont serkenti a mikroflórát: a gyökerek intenzívebben nőnek, és ennek következtében gyorsan megnő a rizoszféra élőlényeinek száma.

Különféle környezeti tényezők, amelyek serkentik vagy korlátozzák a mikroorganizmusok fejlődését, közvetlen hatással vannak a talaj humusztartalmára. E tényezők közé tartozik a hőmérséklet, a levegőztetés, a talaj nedvességtartalma, a savasság stb. A szerves maradványok lebomlásának optimális feltételei a 30-35 °C hőmérséklet és a talaj maximális nedvességkapacitásának 70-80%-ának megfelelő páratartalom. De ezek a feltételek ugyanakkor a legkedvezőbbek a humusz mineralizációjához. A humusz megőrzéséhez szükséges a racionális talajművelés, a szervesanyag-tartalékok rendszeres pótlása trágya, tőzeg, zöldtrágya stb. kijuttatásával. Ehhez hozzájárul az ásványi műtrágyák használata is.

A humusz növeli a vízálló talajaggregátumok mennyiségét, ami elősegíti a jó vízáteresztő képességet, a gazdaságos vízfelhasználást, javítja a levegőztetést és kedvező biológiai rezsimet teremt a szerkezeti talajban, harmonikusan ötvözi az aerob és anaerob folyamatokat. A humusz energiaforrásként szolgál a mikroorganizmusok számára, és egyben kedvezőbbé teszi a talajt a növények fejlődéséhez. A talaj mikroorganizmusainak hatására fokozatosan és lassan bomlik le, a növények számára emészthető tápanyagok forrása. A talajra gyakorolt ​​sokrétű hatását figyelembe véve elmondhatjuk, hogy fő tulajdonságait, így a termékenységet is a humusz határozza meg.

A talajok, ahogyan a Földön léteznek, baktériumközösségek eredménye. A kőzetek és ásványi anyagok részecskéit az elhalt szerves anyagok feldolgozásának termékeivel és saját létfontosságú tevékenységük termékeivel keverve a mikroorganizmusok lépésről lépésre az élettelen sziklás sivatagokat termékeny humuszos területekké alakították, ami egy új kör megvalósításának alapja lett. az anyagok körforgásáról a bolygón. Ennek a körforgásnak a fő mozgatórugói a talajban lévő baktériumok.

Szigorúan véve a talajbaktériumok a talaj részét képezik. Vagy inkább nem maga a talaj, hanem annak termékeny rétege - humusz. Egy teáskanál humuszban több mint egymilliárd mikroorganizmus él, amelyek folyamatosan elfoglaltak vagy az elhalt szerves anyagok lebomlásának egy bizonyos szakaszával, vagy a talajba kerülő szervetlen anyagok rögzítésével és komplex szerves molekulák felépítésével.

A talajbaktériumok egy csoportja egészen addig az időkig vezeti vissza történetét, amikor a szerves élet képviselői (növények és állatok) éppen elkezdtek felmászni a szárazföldre, és otthagyták élettevékenységük maradványait a sziklás tengerpartokon. Ezek a maradványok lettek a talajbaktériumok első otthona. Megtanulta a szerves anyagok talajmá alakítását, a mikroorganizmusok a mai napig élnek benne, alkalmazkodva a változó környezeti feltételekhez.

A mikrobiológiában a talajmikrobák funkcionális felosztása létezik, amely bizonyos mikroorganizmusok ökológiai jelentőségén alapul a szervetlen és szerves anyagok átalakulásának folyamatában:

1. A lebontók a talajban élő baktériumok, amelyek a talaj felső rétegeibe eső szerves vegyületeket mineralizálják (lebontják). Feladatuk, hogy az állatok és növények maradványait szervetlen anyagokká alakítsák.
2. A nitrogénmegkötő vagy csomós mikrobák növényi szimbionták. Szerepük az, hogy a szervetlen légköri nitrogént csak a gócmikrobák típusai tudják megkötni és ellátni vele a növényt. Így a nitrogénfixálók gazdagítják a növényi szövetek ásványi összetételét.
3. Kemoautotrófok – energia felhasználásával a rendelkezésre álló szervetlen anyagokat szerves molekulákká állítják össze kémiai reakciók, amelyek magában a baktériumban fordulnak elő. Ez az autotrófok egy csoportja. Szerepük az, hogy a talajban felhalmozódó szervetlen anyagokat képesek feldolgozni, és azokkal „táplálni” a növényeket.

Az említetteken kívül más típusú baktériumok is találhatók a talajban, amelyek nem játszanak különösebb szerepet, és nem is fontosak a termékeny réteg kialakításában, de az élő szövetekben pusztító károsodást okozhatnak. Ezek olyan kórokozó mikrobák, amelyek szennyezett szerves maradványokkal kerülnek a talajba, vagy aeroszolokkal (finom szuszpenziójú légáramlatok) szállítják őket.

Destruktorok

Ez az egyik legszámosabb csoport, amely magában foglalhatja az aerob (oxigént lélegző) baktériumokat és az anaerob (egyéb reakciók miatt lélegző) baktériumokat is. Nehéz megmondani, melyikük van túlsúlyban. A mikrobiológusok nem tulajdonítanak jelentőséget az ilyen kapcsolatok levezetésének.

A pusztítók csoportjába nemcsak a baktériumok tartoznak. Az úgynevezett detritivorok (rigóbogarak, termeszek, giliszták stb.) szintén aktívan bontják a szerves anyagokat. Szerepük a szerves molekulák elsődleges lebontása egyszerűbb vegyületekké, amelyeket aztán a lebontó baktériumok feldolgoznak.

A lebontók (szaprotrófok) végső mélyrebontást hajtanak végre, melynek eredményeként egy speciális mikroflóra jön létre, amely egy bizonyos ökoszisztéma növényzetét táplálja.

1. A Clostridia osztály képviselői széles körben elterjedtek a talajban. Mind a nitrogénmegkötő Clostridia, mind a lebontó Clostridia ismert. A mikroorganizmusok ebbe az osztályába tartoznak patogén mikrobák is, de a talajban ezek csak allochton (véletlenszerű) prokariótaként lehetnek jelen. Az ismert talaj Clostridia anaerob mikrobák, amelyek szerepe az, hogy szén-dioxidot szabadítson fel az elhalt növények szövetsejtjeiben lévő szerves cukrokból.
2. A bacillusok a spóraképző baktériumok másik családja, amelyek talajban gazdagok. A bacilusok főleg aerobok és fakultatív anaerobok, amelyek oxigén jelenlétében képesek élni, de nem tudják belélegezni. A bacilusok közül a legnagyobb fajokat találták, amelyek elérhetik az 5 mikron méretet. A leghíresebb Bacillus a Bacillus subtilis.
3. A talajban elterjedt másik baktériumcsalád a Pseudomonas. Ezek aerob mikroorganizmusok, az anaerobok között nem találhatók meg. Egyes csoportok patogének lehetnek a növényekre. A Pseudomonas szó szerint bármilyen szubsztrátot képes lebontani. A szennyvíztisztító telepeken nagy számban találhatók belőlük szintetikus és mérgező hulladékok is.

Az aerob lebontók fő élőhelye a rizoszféra, a gyökérrégió és a növényi gyökerek régiója. Az anaerob lebontók a talaj mélyebb rétegeiben élnek, ahol az oxigén nem jut be jól.

Nitrogénmegkötő talajlakók

A mindennapi életben az egyik legnépszerűbb mikroorganizmuscsoport a gócbaktériumok.

A csomós mikrobák az egyetlen mikroorganizmusok, amelyekkel gyorsan és minimális munkaráfordítással telítheti a talajt nitrogénnel, ami viszont jelentősen növeli az ilyen táblák termését.

A csomós mikrobák közé tartoznak ugyanazok a Clostridiák (aerob nemzetségeik), de a göbös prokarióták fő csoportja még mindig a Rhizobium nemzetség képviselői.

Ezeket a csomós mikroorganizmusokat még annak a növénynek a nevéről is nevezték el, amellyel az adott gócmikroba kölcsönös szimbiózist alkot.

A gócmikrobák és a növények szimbiózisának lényege, hogy a növény gyökerén egy baktériumkolónia képződik, amelyen keresztül a növény ammóniává alakult molekuláris nitrogént kap, és cserébe ellátja a baktériumkolóniát a számára szükséges tápanyagokkal. .

A Rhizobium nemzetség képviselői anaerobok. Az anaerob körülmények megteremtése is azon feladatok közé tartozik, amelyeket ezek a baktériumok a növényekkel való szimbiózissal oldanak meg.

Kemolitotrófok

Baktériumok csoportja - autotrófok. Ők az egyetlen élőlények a bolygón, amelyek szervetlen anyagokból szerves anyagokat tudnak előállítani. Szerepük globális, mivel az anyagok körforgásában semmilyen más organizmussal nem helyettesíthetők.

Az autotrófokat öt fő csoport képviseli:

• nitrifikáló - aerob mikrobák, amelyek szervetlen nitrogént építenek be szerves vegyületekbe;
• kénoxidálók – aerob prokarióták, szervetlen ként építenek be szerves molekulákba;
• vasbaktériumok – aerob acidofil (magas savasságú környezetben élő) baktériumok, amelyek szervetlen vasat tartalmaznak a szerves anyagokban;
• A hidrogén és a karboxidobaktériumok aerob mikroorganizmusok, amelyek molekuláris hidrogént és szén-dioxidot alakítanak át.

Az autotrófok között nincs kórokozó faj, mivel a patogenitás fő oka a bomlási folyamatok (a szerves anyagok lebomlása) termelése. Az autotrófokat nem érdeklik a szerves anyagok élelmiszerként.

Patogén mikroflóra

A talajban lévő kórokozó mikroorganizmusok a széklettel való szennyeződés következményei. Szinte az összes bomlási folyamatot kiváltó mikroba a növények vagy állatok beleiből kerül a talajba.

A kórokozó mikroflóra fő képviselői a coliform prokarióták, az úgynevezett coliform baktériumok. A talajba kerülve ezek a mikrobák meglehetősen hosszú ideig létezhetnek, ha a közvetlen napfényhez való hozzáférést elzárják, és a talaj kellően felmelegszik.

Az állatok beléből a talajba kerülő coliform baktériumok különösen veszélyesek az emberre. Az emberi szerves szövetek azon formáit okozzák, amelyeket nehéz gyorsan megállítani.

Emellett az állatokra és az emberekre is nagy veszélyt jelentenek a rothadó baktériumok, amelyek rendkívül mérgező proteolitikus enzimeket termelnek, amelyek gangrénát és tetanuszt okoznak.