Tanah kaya akan mikroorganisme yang hidup, berkembang biak, dan mati di dalamnya.

Jumlah mikroorganisme paling banyak terdapat pada lapisan permukaan tanah, meskipun agak berbeda pada kondisi tanah dan iklim yang berbeda. Di zona dengan suhu rendah, jumlah mikroorganisme tidak signifikan dan meningkat di zona beriklim sedang, subtropis, dan tropis. Di tanah yang kaya bahan organik, ada lebih banyak mikroorganisme daripada di tanah yang miskin humus.

Dari semua lingkungan alam, tanah adalah yang paling menguntungkan untuk perkembangan mikroorganisme. Itu selalu memiliki nutrisi yang diperlukan, kelembaban, oksigen; itu juga melindungi mikroba dari efek berbahaya dari sinar matahari langsung dan dari kekeringan.

jenis yang berbeda tanah berbeda dalam komposisi kimia, struktur, kelembaban dan kandungan udara, dan reaksi lingkungan. Oleh karena itu, komposisi dan jumlah mikroorganisme yang hidup di dalamnya tidak sama. Komposisi dan jumlah mikroorganisme dalam tanah juga dipengaruhi oleh kondisi iklim, musim, tutupan vegetasi dan kondisi lainnya. Lapisan permukaan tanah (tidak termasuk lapisan tipis paling atas) pada kedalaman 1-2 cm mengandung mikroorganisme 10-20 kali lebih banyak daripada pada kedalaman 25 cm.

Lapisan atas, yang kaya akan sisa-sisa tumbuhan dan hewan serta memiliki suplai udara yang baik, didominasi oleh mikroorganisme aerob yang mampu menguraikan senyawa organik kompleks. Lapisan tanah yang lebih dalam memiliki lebih sedikit senyawa organik dan lebih sedikit udara, yang menghasilkan lebih banyak bakteri anaerob.

Mikroorganisme mendapatkan tanaman dari tanah. Di permukaan tanaman dan bunga terdapat karbohidrat dan senyawa organik lainnya, bakteri asam laktat sering hidup di sana.

Perkembangan dan aktivitas vital mikroorganisme bergantung pada habitatnya. Semakin menguntungkan kondisi kehidupan, semakin intensif mikroorganisme berkembang, dan sebaliknya, semakin tidak menguntungkan kondisinya, semakin lambat perkembangannya.

Pengetahuan tentang kondisi dasar untuk interaksi antara lingkungan dan mikroorganisme memungkinkan untuk mengembangkan langkah-langkah untuk berhasil memeranginya atau untuk menggunakan mikroorganisme secara efektif dalam proses produksi. Dengan mengatur kondisi lingkungan eksternal, dimungkinkan tidak hanya untuk mengontrol aktivitas vital mikroorganisme, tetapi juga menyebabkan perubahan yang diinginkan di dalamnya, untuk mendapatkan bentuk mikroorganisme baru yang lebih bermanfaat.

Perkembangan mikroorganisme dipengaruhi oleh faktor fisik, kimia dan biologi.

Berbagai macam mikroorganisme hidup di dalam tanah. Pembusukan, bakteri butirat, jamur, dll sangat tersebar luas di dalamnya Mikroorganisme patogen juga dapat terkandung di dalam tanah - patogen brucellosis, tetanus, antraks, botulisme, dll. Oleh karena itu, kontaminasi tanah dari produk susu secara langsung atau melalui air adalah bahaya besar.

Yang paling umum adalah bakteri, actinomycetes, jamur mikroskopis, alga yang lebih rendah, protozoa, virus, dll. Bakteri, actinomycetes, dan jamur, yaitu spesies yang mengambil bagian aktif dalam proses pembentukan tanah dan dalam sirkulasi zat, baik dipelajari.

Peran mikroorganisme yang sangat penting adalah penghancuran zat organik yang mendalam dan lengkap.

Ciri mikroorganisme tanah adalah kemampuannya untuk menguraikan senyawa makromolekul yang paling kompleks menjadi produk akhir yang sederhana: gas (karbon dioksida, amonia, dll.), air, dan senyawa mineral sederhana. Setiap jenis tanah, setiap perbedaan tanah memiliki profil penyebaran mikroorganisme tersendiri. Pada saat yang sama, jumlah mikroorganisme dan komposisi spesiesnya mencerminkan sifat yang paling penting dari tanah: cadangan bahan organik, kuantitas dan kualitas humus, kandungan nutrisi, reaksi, pasokan air, dan tingkat kelembaban. aerasi.

Mikroorganisme mengambil bagian aktif dalam proses berikut:

1. pembentukan humus;

2. perusakan dan pembentukan baru bahan galian tanah;

3. konversi senyawa yang mengandung nitrogen (nitrifikasi), belerang, besi dan mangan (pembentukan gel, salinisasi);

4. respirasi tanah.

Massa utama mikroorganisme terkonsentrasi di bagian atas profil tanah pada lapisan 0-20 cm, aktivitas mikrobiologi tertinggi diamati pada suhu 25-35 ° C dan kelembaban 60% dari total kapasitas air. . Semua mikroflora tanah paling aktif ketika reaksi media mendekati 4 netral.

Biomassa jamur dan bakteri mencapai 5 t/ha. Dalam 1 g tanah, jumlah bakteri mencapai miliaran sel. Dalam kata-kata V. I. Vernadsky, "tanahnya jenuh dengan kehidupan." Mikroorganisme per hari dapat memberikan beberapa generasi.

bakteri dapat bersifat autotrofik atau heterotrofik. Sebagian besar bakteri milik organisme heterotrofik. Mereka membutuhkan bahan organik siap pakai untuk eksis. Bakteri autotrofik kurang umum. Sebagai sumber energi, mereka menggunakan proses oksidasi senyawa kimia sederhana: amonia, hidrogen sulfida, karbon monoksida. Beberapa bakteri mampu mengoksidasi oksida besi.

Dalam kaitannya dengan oksigen, bakteri dibagi menjadi dua kelompok: aerobik dan anaerobik. Yang pertama membutuhkan oksigen untuk eksis, yang terakhir tidak membutuhkan oksigen. Bakteri secara aktif terlibat dalam transformasi bahan organik di semua tanah. Mereka mampu menguraikan hampir semua senyawa organik. Mikroorganisme ini, dengan bantuan eksoenzimnya, secara aktif menggunakan protein, gula sederhana, pati, asam organik, alkohol, aldehida, menguraikan serat dan karbohidrat dengan kecepatan tinggi. Kebanyakan bakteri lebih menyukai reaksi medium yang mendekati netral.

actinomycetes berpartisipasi aktif dalam dekomposisi bahan organik. Mereka dapat menggunakan karbohidrat apa pun, termasuk secara aktif menghancurkan mannan, xilan, pektin, selulosa, karoten, kitin, dan dapat memutus rantai panjang asam lemak dan hidrokarbon. Actinomycetes adalah kelompok besar mikroorganisme, tetapi kurang kompetitif dibandingkan bakteri dan jamur. Mereka ada di tanah untuk waktu yang lama sebagai spora yang tidak aktif dan tumbuh ketika tersedia makanan, suhu yang diperlukan (5-10 ° C) dan kelembaban muncul. Mereka memainkan peran yang sangat penting dalam transformasi bahan organik chernozem. Actinomycetes paling aktif di tanah dengan reaksi netral dan sedikit basa.

Jamur memiliki berbagai macam enzim yang memungkinkan mereka untuk memecah senyawa organik yang sulit terurai, tetapi, sebagai aturan, pada tingkat yang lebih lambat daripada bakteri. Pada saat yang sama, jamur menguraikan senyawa aromatik lebih aktif daripada bakteri; pemisahan lignin dan tanin di alam terjadi terutama di bawah pengaruh mereka. Jamur juga melakukan penguraian humus. Serasah spesies konifera, miskin basa dan nitrogen, terurai terutama oleh jamur.

Aktivitas jamur yang kuat berkontribusi pada pembentukan berbagai senyawa asam (sitrat, asetat, dan asam lainnya), serta humus fulvat, yang meningkatkan keasaman tanah dan mengarah pada transformasi dan penghancuran mineral.

Jamur sebagian besar adalah organisme aerobik; reaksi lingkungan yang paling menguntungkan bagi jamur adalah asam. Proporsi jamur dan bakteri tergantung pada komposisi kimia serasah tanaman, reaksi lingkungan dan kelembaban.

ganggang tanah berpartisipasi dalam penciptaan bahan organik tanah karena karbon dioksida dari udara dan energi matahari. Sel alga secara aktif dimakan oleh amuba, ciliata, tungau, nematoda. Sekresi alga seumur hidup, seperti mikroorganisme lainnya, menjadi makanan bagi jamur dan bakteri. Alga mengeluarkan zat aktif biologis. Ada lebih banyak ganggang di bawah vegetasi berumput dan lebih sedikit di hutan jenis konifera.

Pembentukan erat kaitannya dengan aktivitas mikroorganisme; dan dinamika biokimia, nutrisi, redoks, rezim udara tanah, kondisi asam-basanya. Jumlah mikroorganisme dalam tanah meningkat dari utara ke selatan dari 300-600 juta sel per 1 g tanah (tanah podsolik) menjadi 2500-3000 juta (chernozem).

Bagian utama dari fungsi ekologis tanah dilakukan; dengan partisipasi langsung dari hewan tanah dan mikroorganisme. Mereka berpartisipasi dalam proses dekomposisi dan sintesis residu organik yang memasuki tanah. Proses sintesis dan penghancuran biomassa berlangsung secara terus menerus dan siklik. Hingga 55 miliar ton bahan organik tanaman terbentuk dan dihancurkan setiap tahun dengan partisipasi organisme tanah, di mana sekitar 90% masuk ke fase gas, dan sisanya menjadi senyawa organik antara dan humus. Sebagai hasil dari proses global ini, humosfer terbentuk - cangkang tanah Bumi yang sangat tipis, semacam "kulit" planet ini.

Secara historis, mikroorganisme tanah dalam proses metabolisme berpartisipasi dalam pembentukan komposisi gas di atmosfer. Oksigen, nitrogen, dan karbon dioksida telah melewati benda hidup tanah.

Tidak kalah pentingnya adalah peran mikroorganisme dalam penghancuran dan; neoformasi mineral. Mereka memobilisasi banyak elemen yang membentuk mineral (Fe, Mn, S, Ca, P, Al), yang bergerak ke keadaan bergerak dan terlibat dalam pembentukan tanah. Efek langsung pada bagian mineral tanah adalah oksidasi enzimatik dan reduksi mineral yang mengandung unsur valensi variabel. Mikroorganisme dikaitkan dengan pembentukan nodul dan pemulihan besi-mangan! senyawa oksida besi - proses gleying.

Informasi serupa.

Mikroorganisme tanah tidak hanya hidup dalam lingkungan heterogen alami, tetapi juga merupakan faktor kunci dalam pembentukan tanah dan terlibat dalam transformasi batuan menjadi tanah dengan struktur yang khas. Menilai peran mikroorganisme, T. V. Aristovskaya memilih lima proses mikrobiologis tanah dasar yang paling penting: dekomposisi serasah tanaman, pembentukan humus, dekomposisi humus, penghancuran mineral batuan pembentuk tanah dan pembentukan mineral baru. Ini dan fungsi-fungsi lain dari mikroorganisme tanah, seolah-olah, merupakan dasar dari ekosistem darat. Proses penguraian bahan organik di dalam tanah telah dipelajari secara relatif lebih rinci.

Setiap tahun, selama fotosintesis, sekitar 5 10 10 ton karbon atmosfer terikat, dan sekitar 4 10 10 ton memasuki tanah dalam bentuk serasah Mikroorganisme tanah memineralisasi sebagian besar serasah menjadi karbon dioksida dan air. Pada saat yang sama, sebagian besar sampah diubah menjadi zat humat (dari 0,6

hingga 2,5-10 9 ton) - kelas khusus senyawa alami yang masih belum memiliki rumus molekul pasti dan isolasinya diatur secara operasional (dengan prosedur). Zat humat diekstraksi dari tanah dengan larutan alkali. Kemudian fraksi asam humat dan hymatomelanic diendapkan dengan asam. Asam fulvat dan zat non-spesifik tetap berada dalam larutan. Bagian yang tidak larut disebut hum.

Semua zat humat mengandung satu set besar kelompok fungsional. Selama hidrolisisnya, hingga 22 asam amino masuk ke dalam larutan (fraksi massanya mencapai 10%), berbagai monosakarida (hingga 25%) dan senyawa lainnya. Produk oksidasi terutama asam benzenapolikarboksilat. Sumber asam amino dan gula dalam zat humat dapat berupa protein dan karbohidrat tumbuhan dan mikroorganisme, sedangkan lignin dan flavonoid berfungsi sebagai bahan awal siklus benzoat. Beberapa gagasan tentang kandungan humus diberikan oleh warna tanah. Dalam keadaan kering, tanah dengan humus rendah (tidak lebih dari 1,5% humus) memiliki warna abu-abu muda. Warna hitam atau coklat-hitam (5 - 6% humus dan lebih banyak) dari sampel kering khas untuk tanah dengan level tinggi kesuburan (chernozem). Terlepas dari kenyataan bahwa banyak pertanyaan tentang struktur, mekanisme pembentukan dan dekomposisi zat humat masih diperdebatkan, senyawa ini memainkan peran luar biasa dalam menjaga kesuburan dan karakteristik tanah lainnya. Menurut salah satu hipotesis pembentukan humus (P. A. Kostychev, T. G. Mirchink, D. G. Zvyagintsev, dan lainnya), inti molekul humus diwakili oleh melanin mikroba.

Proses dekomposisi serasah tanaman (produk fotosintesis sebagai sumber utama mikroorganisme tanah) pada pendekatan pertama secara memuaskan menggambarkan persamaan kinetik orde pertama:

di mana TETAPI, dan A 0- konsentrasi sumber daya pada saat / dan saat awal; ke - konstanta dengan dimensi waktu terbalik. Secara formal, penerapan model sederhana seperti itu menunjukkan bahwa potensi mikroba yang melimpah tidak membatasi prosesnya. Percobaan laboratorium dan lapangan menunjukkan bahwa ke paling sering tidak tergantung pada jumlah bahan organik yang masuk ke dalam tanah, asalkan beban karbon tidak melebihi 1,5% dari massa tanah kering (jika tidak, karakteristik tanah dapat berubah secara signifikan).

Bahan organik yang masuk ke tanah biasanya mengandung komponen yang berbeda. Nilai-nilai dari ke untuk sumber daya yang berbeda dalam kondisi percobaan laboratorium: dari 0,02-0,03 - untuk jerami, hemiselulosa, dan biomassa jamur mati hingga 0,003 hari -1 untuk lignin.

Proses penguraian bahan organik di dalam tanah sangat tergantung pada persentase karbohidrat dalam serasah tanaman ( kamu) dan lignin (L) serta rasio C/N. Contohnya adalah persamaan empiris untuk indeks respirasi tanah:

Rasio C/N untuk bakteri tanah biasanya berkisar antara 3:1 hingga 8:1. Untuk biomassa jamur tanah, nilai maksimum rasio C/N lebih tinggi dan mencapai 16. Dalam hal ini, jamur lebih kompetitif bila pengurai senyawa dengan kandungan nitrogen rendah (misalnya, lignin). Selain itu, organisasi miselium memungkinkan transfer senyawa nitrogen di sepanjang hifa sebagai tabung (translokasi sumber daya yang membatasi). Ada kemungkinan bahwa miselium jamur memasok nitrogen ke serasah (di sini nilai C/N sangat tinggi: 40 - 100) dari horizon tanah di bawahnya.

Aturan umumnya adalah sebagai berikut. Jika C/N massa mikroba lebih besar dari C/N bahan organik, maka sebagai hasil mineralisasi, tanah diperkaya dengan nitrogen. Hal ini diamati, khususnya, selama dekomposisi biomassa mati hewan (C/N = 10) dan fitomas tanaman polong-polongan (C/N = 18). Jika C/N massa mikroba kurang dari C/N bahan organik, maka konsumsi nitrogen mineral tanah akan dimulai selama imobilisasi. Dalam hal ini, laju dekomposisi keseluruhan dapat menurun secara signifikan sampai sebagian dari biomassa mikroba mati dan (atau) sumber nitrogen tambahan muncul selama serangan mikroba terhadap bahan organik tanah. Pola-pola ini diperhitungkan dalam aturan praktis klasik untuk menerapkan jerami: untuk mengecualikan proses imobilisasi sumber daya yang tidak diinginkan di tanah, 1 kg nitrogen harus ditambahkan ke 100 kg jerami.

Masalah serupa muncul ketika memecahkan masalah optimasi untuk memulihkan kesuburan tanah dalam situasi dengan pencemaran lingkungan. Misalnya, situasi yang sangat sulit muncul ketika tanah terkontaminasi dengan bahan baku hidrokarbon di ladang minyak dan jika terjadi kecelakaan di jaringan pipa minyak. Pada saat yang sama, karena berbagai alasan (penurunan rezim air di lingkungan hidrofobik, hilangnya tanaman, peningkatan rasio C/N, dll.), aktivitas sebagian besar mikroorganisme tanah terhambat. Untuk mengaktifkan komunitas mikroba dan mempercepat proses pemurnian diri, perlu untuk menerapkan pupuk (sekitar 80 mg nitrogen dan 8 mg fosfor diperlukan untuk oksidasi 1 g minyak) dengan menciptakan kondisi yang sesuai untuk kelembaban dan aerasi ( misalnya dengan memasukkan gambut, jerami dan bahan lepas lainnya). Antara lain, pengenalan populasi mikroba yang menguraikan produk minyak bumi menarik. Sangat menarik untuk menggunakan kulit pohon jenis konifera dengan kompleks mikroba alami yang disesuaikan dengan resin alami.

Proses penguraian bahan organik di dalam tanah tergantung pada kelembaban, suhu, pH, potensial redoks dan parameter lainnya. Faktor suhu telah dipelajari secara relatif detail. Ketergantungan respirasi tanah pada suhu pada pendekatan pertama sesuai dengan aturan van't Hoff: laju produksi CO2 ketika dipanaskan 10 ° C meningkat sekitar 2 kali (biasanya Q i0 bervariasi dari 2,0 menjadi 2,5). Nilai Q l0 yang mendekati diperoleh untuk produksi N 2 0, NO, dan CH 4 .

Sangat jelas bahwa proses penguraian bahan organik oleh mikroorganisme tanah juga tergantung pada kelembaban tanah dan faktor-faktor lain (dan interaksinya). Gambaran perkiraan ketergantungan tingkat dekomposisi serasah tanaman pada suhu dan kelembaban tanah sebagai faktor kunci dalam kasus umum ditunjukkan pada Gambar. 2.3.

Banyak karya tentang skenario konsekuensi perubahan iklim global dikhususkan untuk upaya memperjelas ketergantungan ini.

Di tingkat global, stok karbon di tanah, biomassa terestrial dan di atmosfer masing-masing kira-kira (1500, 600 dan 720) 10 15 g. Perubahan tingkat karbon tanah dapat secara signifikan mempengaruhi kumpulan karbon atmosfer, yaitu

Beras. 2.3. Ketergantungan tingkat relatif dekomposisi bahan organik (%) pada suhu dan kelembaban tanah. Untuk mengkarakterisasi kelembaban tanah, gradasi paling sederhana dari deskripsi lapangan disajikan dalam kisaran sekitar -0,01 hingga -100 bar: "basah" - melepaskan air saat diperas, "mentah" - menyerupai adonan, "basah" - melembabkan kertas saring, "segar "- mendinginkan tangan," kering "- membersihkan tanah. Perhitungan tersebut menekankan pentingnya bahan organik tanah dan blok mikroba tanah sebagai faktor penentu iklim. Untuk penilaian global nilai karbon biomassa mikroba tanah, berbagai metode dan skema perhitungan diusulkan, yang memungkinkan untuk menguraikan kisaran nilai - (2,5-10) 10 15 g.

Dalam ekosistem yang relatif seimbang (“klimaks”), rasio karbon biomassa mikroba terhadap karbon bahan organik tanah CMI|f/Corg adalah sekitar 2%. Bahan organik yang masuk ke dalam tanah harus melewati "mata jarum" ini. Penyimpangan C MI|f /C org dari nilai yang diberikan dapat mengindikasikan pelanggaran rezim sistem untuk bahan organik.

Untuk menilai kelembaban tanah, indikator volumetrik dan kelembaban berat sering digunakan, tetapi indikator ini tidak secara memuaskan mencirikan tingkat ketersediaan air untuk mikroorganisme. Air dapat berada di lingkungan alami dalam berbagai keadaan, mulai dari kelembaban higroskopis, teradsorpsi kuat pada partikel tanah, hingga air gravitasi, bergerak bebas dalam pori-pori besar di bawah aksi gravitasi. Untuk penilaian yang lebih ketat dari tingkat ketersediaan air, informatif untuk mendefinisikan potensi kelembaban sebagai jumlah kerja termodinamika yang harus dikeluarkan oleh tubuh untuk mengekstrak air. Paling sering, kisaran potensi air untuk mikroorganisme tanah disajikan dalam bentuk batangan. Di antara indikator termodinamika lainnya, indikator aktivitas air juga digunakan - rasio indikator tekanan uap air dalam sistem yang diteliti dan air murni.

Perkembangan mikroorganisme di tanah biasanya tidak terjadi dalam volume cairan yang besar, tetapi dalam kapiler yang diisi dengan larutan berair, atau dalam lapisan tipis. Ketebalan film dan kapiler sangat penting untuk aktivitas vital mikroorganisme. Bahkan kapiler tebal sering diisi dengan udara dan air film hanya ditemukan di permukaan dindingnya. Mikroorganisme praktis tidak berkembang dalam film tipis. Menurut beberapa laporan, bahan organik dalam kapiler dengan diameter kurang dari 1 m tidak dapat diakses oleh mikroorganisme. Perkembangan mikroorganisme yang baik diamati dalam film air dengan ketebalan 10 m atau lebih.

Kecepatan mikroorganisme yang terletak di kapiler dan film dipengaruhi (kecuali untuk permukaan penyerap yang besar) oleh distribusi spesifik dan difusi sumber daya dan produk limbah. Telah dicatat bahwa selama pengembangan dalam film berair tipis, ukuran sel berkurang. Rupanya, salah satu alasan utama ukuran sel di dalam tanah lebih kecil dibandingkan dengan media nutrisi adalah bahwa sel-sel berkembang di dalam kapiler di dalam tanah. Analisis statistik karakteristik reproduksi mikroorganisme tanah menggunakan mikroskop kapiler yang dikembangkan oleh B.V. Perfilyev menunjukkan bahwa mikrokoloni bakteri dari berbagai kelas dalam kapiler kaca di tempat didistribusikan menurut hukum kejadian langka (hukum Poisson). Menurut ahli mikrobiologi Jepang T. Hattori, probabilitas rendah yang diamati untuk reproduksi bakteri di tanah menjelaskan mengapa teorema Gause tentang pengecualian kompetitif populasi dengan relung ekologi yang dekat tidak terpenuhi di dalamnya.

Tergantung pada kelembaban tanah, cara berfungsinya biota tanah berubah secara signifikan sehingga secara mendasar dapat mengubah arah proses ekosistem dan menyebabkan konsekuensi yang tidak diinginkan. Batas bawah potensi air untuk mikroorganisme secara signifikan lebih rendah daripada tanaman, dan -150 bar atau kurang untuk beberapa jamur tanah, termasuk penisilium sp. dan Aspergillus sp. Dalam kondisi seperti itu, biota aktif dapat diwakili oleh sistem yang dibangun terutama pada jamur dan predatornya (beberapa tungau tanah).

Saat potensi kelembaban tanah meningkat menjadi sekitar -55 bar ke atas, keanekaragaman hayati meningkat. Secara khusus, actinomycetes, bakteri miselium, yang merupakan produsen antibiotik utama yang digunakan dalam pengobatan, mulai memainkan peran penting dalam mineralisasi bahan organik di dalam tanah. Kemungkinan efektivitas metode perawatan dengan tanah yang disiapkan secara khusus (kataplasma tanah), yang, khususnya, digunakan pada abad terakhir oleh VF Voyno-Yasenetsky, seorang spesialis luar biasa di bidang bedah purulen, dikaitkan dengan sintesis kompleks antibiotik oleh actinomycetes. Bau khas tanah ditentukan oleh beberapa produk limbah yang mudah menguap dari actinomycetes (geosmin, 2-methylisoborneol), dan dalam beberapa kasus signifikansi senyawa ini dalam proses koordinasi dalam komunitas mikroba (misalnya, memulai perkecambahan spora mikoriza). jamur) telah ditunjukkan.

Pertumbuhan sebagian besar bakteri dipastikan pada nilai potensial kelembaban tanah yang lebih tinggi: dari -40 hingga 0 bar, dan migrasi bakteri dimungkinkan dalam kisaran -(0,1-0,5) bar ke atas. Saat menerapkan pupuk bakteri, perlu untuk memastikan kontak langsung sel bakteri dengan akar tanaman. Contohnya adalah migrasi aktif bakteri bintil pengikat nitrogen simbiosis ke akar tanaman inang, diikuti dengan penetrasi ke dalam akar dan pembentukan bintil. Dalam kondisi yang menguntungkan, sekitar 20 sel bakteri bintil masuk dari tanah per 1 cm2 permukaan akar per 1 jam, dan signifikansi faktor migrasi pada tahap interaksi ini dapat melebihi signifikansi proses reproduksi bakteri.

Pada saat yang sama, banyak jamur fitopatogen aktif berkecambah dalam kisaran potensi kelembaban tanah yang sama. (Pythium sp., Phytophtora sp., Fusarium sp.). Dengan adanya populasi tersebut di lingkungan alam, hal ini dapat menyebabkan dominasi mereka dalam komunitas mikroba, penyakit tanaman dan kehilangan hasil yang signifikan.

Tingkat penguraian bahan organik tertinggi oleh mikroorganisme sebagai syarat untuk memasok tanaman dengan sumber daya mineral utama disediakan pada sekitar -0,1 bar. Dalam hal ini, biota tanah paling efektif menjalankan fungsi ekosistem utamanya dari daur ulang sumber daya.

Ketika tergenang air, laju mineralisasi menurun, dan bakteri anaerob muncul ke permukaan dalam sistem mikroba. Dalam beberapa kasus, pergantian mode sistem mikroba seperti itu tidak diinginkan untuk produksi pertanian, karena nitrogen hilang sebagai akibat dari denitrifikasi dan produk beracun (asam lemak volatil, amonia, etilen, hidrogen sulfida, besi besi, dll.) dapat menumpuk. Di tanah yang tergenang air, potensi redoks biasanya tetap pada tingkat sekitar 200 mV selama tahap pertama dekomposisi bahan organik, dan kemudian ada penurunan tajam dalam potensi hingga -200 mV, yang mendekati nilai ambang metana. pembentukan. Kehadiran nitrat di tanah secara signifikan menunda terjadinya kondisi pemulihan yang kuat. Dalam hal ini, produk denitrifikasi, termasuk nitrogen, muncul di media.

Zona mikro anaerobik juga dibuat di tanah yang tidak tergenang air. Contohnya adalah agregat tanah kecil dengan bahan organik. Di permukaannya, dalam kondisi aerobik, nitrat terbentuk sebagai hasil dari aktivitas vital bakteri nitrifikasi. Bagian dalam agregat akan menjadi anaerobik dan menguntungkan untuk denitrifikasi melalui difusi nitrat dalam kelembaban tanah ke dalam gumpalan.

Dalam beberapa kasus, beralih ke mode anaerobik bisa efektif dalam menghilangkan polusi. lingkungan. Misalnya, dalam produksi pertanian intensif, konsentrasi nitrat yang berlebihan telah menjadi masalah serius. Untuk menghilangkannya, mekanisme mikrobiologis denitrifikasi dengan bantuan genangan air sementara tanah telah diusulkan. Nitrat dalam hal ini akan digunakan oleh mikroorganisme tanah sebagai alternatif akseptor elektron dengan pembentukan gas – nitrogen dan nitrous oxide. Dengan cara ini, adalah mungkin untuk menghilangkan polusi tanah dengan nitrat dengan cepat dan mencegahnya masuk ke air permukaan. Namun, masalah lain mungkin muncul. Nitrous oxide, setelah dilepaskan ke atmosfer, berkontribusi pada penghancuran lapisan ozon. Oleh karena itu, ada kebutuhan untuk mengontrol proses denitrifikasi dengan menciptakan kondisi untuk pembentukan nitrogen yang dominan sebagai produk akhir. Menciptakan kondisi anaerobik dengan menggenangi tanah juga dapat cara yang efektif penghancuran mikrobiologis dari beberapa xenobiotik.

Keunikan tanah sebagai habitat alami berbagai organisme adalah bahwa kondisi kehidupan biota tidak konstan, tetapi berubah tergantung pada iklim dan faktor lainnya. Misalnya, situasi khas adalah pergantian proses pelembab (setelah hujan atau penyiraman) dan pengeringan tanah. Dalam kondisi seperti itu, keragaman potensi fungsional komunitas bakteri tanah, yang diperkirakan oleh kemampuan untuk memanfaatkan berbagai zat organik, berkurang secara signifikan. Ada alasan untuk percaya bahwa fungsi ekosistem utama biota tanah ditentukan tidak hanya oleh parameter yang terbentuk di habitat pada saat tertentu, tetapi juga oleh prasejarah rezim air.

Bakteri tanah METHANOBACTERIA adalah kelompok spesifik mikroorganisme anaerobik yang, sebagai hasil dari aktivitas vitalnya, melepaskan gas alam - bahan bakar bagi manusia. Basil tetanus hidup di tanah - agen penyebab penyakit berbahaya tetanus. Tongkat itu ditemukan di tanah kebun, kebun sayur, padang rumput. Berbahaya, memiliki tusukan dan luka lainnya, bekerja dengan tanah. Oleh karena itu, setelah bekerja dengan bumi, cuci tangan Anda Bakteri usus Mengapa kita membutuhkan bakteri di usus? Tubuh manusia dihuni oleh beragam dunia bakteri. Sekitar 300 spesies mereka hidup di rongga saluran pencernaan saja, dan massa mikroba yang hidup di dalam tubuh mencapai 4 kg! Jumlah maksimum mereka terakumulasi di rongga mulut, kerongkongan dan usus. Jenis bakteri ini disebut sebagai saprofit. Sebagai aturan, saprofit membentuk mikroflora yang sehat di usus. Mata pencaharian mereka dipastikan dengan memakan sisa makanan manusia yang belum diproses, dan mereka membantu manusia untuk memecah (mencerna) makanan nabati. Selain itu, mereka membentuk vitamin B dan K. Peran bakteri usus dalam memperkuat kekebalan Bakteri usus sangat diperlukan tubuh kita untuk memperkuat fungsi pelindungnya. Sel-sel sistem kekebalan bertukar dengan mereka molekul khusus yang diperlukan untuk pengembangan sistem kekebalan. Pernyataan ini berdasarkan sebuah penelitian yang dilakukan di Paris. Para ilmuwan membesarkan tikus di lingkungan yang steril di mana bakteri usus kekurangan. Setelah itu, dilakukan studi tentang struktur usus mereka. Pada tikus, kelenjar limfoid yang hampir tidak berkembang ditemukan, di mana antibodi menumpuk. Berdasarkan percobaan, telah terbukti bahwa bakteri usus mempengaruhi penguatan sistem kekebalan tubuh Bakteri usus Tubuh manusia mendiami dunia bakteri yang beragam. Sekitar 300 spesies mereka hidup di rongga saluran pencernaan saja, dan massa mikroba yang hidup di dalam tubuh mencapai 4 kg! Jumlah maksimum mereka terakumulasi di rongga mulut, kerongkongan dan usus. Jenis bakteri ini disebut sebagai saprofit. Sebagai aturan, saprofit membentuk mikroflora yang sehat di usus. Mata pencaharian mereka dipastikan dengan memakan sisa makanan yang belum diolah. Tetapi ada mikroba patogen lain yang memakan produk penguraian jaringan di dalam tubuh. Mereka dapat berkontribusi pada perkembangan penyakit. Ini terjadi ketika jumlah mikroba ini mulai melebihi jumlah yang berguna. Akibatnya, mikroflora yang sehat terganggu, dan dysbacteriosis terjadi. Dengan dysbacteriosis, proses metabolisme penting tubuh, misalnya, vitamin dan mineral, terganggu. Namun dalam tubuh yang sehat, mikroflora usus menghasilkan lisozim, yang menghambat pertumbuhan mikroba patogen. Dengan mikroflora normal, jumlah bakteri menguntungkan melebihi yang patogen, dan yang terakhir dipaksa mati dalam situasi yang tidak setara. Dinding usus yang sehat menyelimuti sel-sel yang bertanggung jawab untuk kekebalan. Pertahanan kekebalan seluruh organisme tergantung pada pekerjaan mereka. Karena itu, dengan dysbacteriosis, sebagai suatu peraturan, kerja sistem kekebalan tubuh juga menurun. Mikroflora usus yang sehat pada bayi baru lahir sangat penting. Pembentukan normalnya terjadi selama menyusui. Peran negatif milik bakteri patogen. Mereka mampu menembus jaringan tumbuhan, hewan dan manusia dan melepaskan zat yang menekan pertahanan tubuh. Bakteri patogen seperti itu sebagai agen penyebab wabah (batang), antraks (batang) hidup di tubuh hewan dan manusia. Dalam tubuh manusia, bakteri patogen memberi makan, berkembang biak dengan cepat dan meracuni tubuh dengan produk aktivitas vitalnya. Bakteri patogen menyebabkan penyakit: tifus, kolera, difteri, tetanus, TBC, tonsilitis, antraks, wabah. Salah satu penyakit ini seseorang menjadi terinfeksi ketika berkomunikasi dengan orang sakit (AIR DROPLET INFECTION), yang lain - ketika makan makanan atau air, yang mendapat bakteri patogen, dalam kontak dengan hewan yang terinfeksi, penyakit dapat dibawa oleh hewan pengerat. Bakteri dapat menyebabkan kehilangan hasil yang signifikan. Sterilisasi digunakan untuk membunuh bakteri patogen. Sterilisasi adalah pelepasan lengkap objek apa pun dari mikroorganisme apa pun. Sterilisasi paling sering dilakukan dengan pemanasan hingga suhu +120 ° C selama 20 menit. Sterilisasi juga dapat dilakukan dengan menggunakan zat: yodium, hidrogen peroksida, asam borat, kalium permanganat, alkohol. Hancurkan bakteri dengan bantuan radiasi radioaktif dan ultraviolet. Untuk mencegah beberapa penyakit bakteri, hewan dan manusia divaksinasi. Disinfeksi - penghancuran bakteri patogen dan racunnya.Untuk ini, pengobatan dengan larutan desinfektan, iradiasi dengan lampu radiasi ultraviolet, dan perebusan cucian digunakan. Disinfeksi biasanya digunakan di institusi medis, perusahaan katering, dan pertemuan massal orang. Hewan yang sakit dan manusia disuntik dengan serum terapeutik, berbagai antibiotik digunakan Penyakit bakteri Nama penyakit kolera Agen penyebab disentri Sonne, Flexner bacilli Bacillus Koch Bacillus clostridium tetany Bacillus anthracis Plague bacillus tuberculosis tetanus anthrax wabah Vibrio Koch Cara penularan Air, kotor tangan, produk, benda, lalat Air, tangan kotor, makanan, benda, lalat Udara, jatuh ke udara, tanah Hewan dan manusia yang sakit Hewan pengerat, kutu Bakteri pengikat nitrogen bintil (simbion) Tumbuhan lupin termasuk dalam famili legum, di akar yang bakteri bintil hidup terapi desinfeksi serum sterilisasi radiasi ultraviolet mencuci tangan mencuci sayuran dan buah-buahan basah pembersihan memakai sepatu kedua kebersihan pribadi mendidih pengasinan pengeringan pembekuan pengasinan Bakteri dan makanan Seseorang menerima produk susu fermentasi sebagai hasil fermentasi. Fermentasi adalah suatu proses transformasi kimia zat-zat yang dapat dilakukan oleh beberapa bakteri, seperti bakteri asam laktat, asam asetat. Dengan bantuan bakteri ini kita mengasinkan sayuran dan buah-buahan. Bakteri fermentasi membunuh bakteri pembusuk. Namun, selain bermanfaat, bakteri asam laktat juga dapat merugikan sehingga menyebabkan produk menjadi asam. Mendidih digunakan untuk memerangi mereka. Metode yang tersebar luas untuk memerangi bakteri adalah: mengeringkan buah-buahan, jamur, daging, ikan, biji-bijian; pendinginan dan pembekuannya di lemari es dan gletser; produk pengawetan dalam asam asetat; konsentrasi gula yang tinggi, misalnya dalam pembuatan selai, pengasinan. Saat mengasinkan mentimun, tomat, jamur, asinan kubis karena aktivitas bakteri asam laktat, lingkungan asam tercipta yang menghambat perkembangan bakteri pembusuk. Pengawetan makanan didasarkan pada bakteri botulinum (anaerob), menghasilkan racun botulinum. Mereka hidup di air, organisme hewan, di tanah dalam bentuk spora. Dengan tanah, spora bakteri botulisme masuk ke sayuran, buah-buahan, jamur, yang kemudian dengan rajin kita gulung ke dalam toples. Jika beberapa aturan penting tidak diikuti selama pengalengan, bahaya berbahaya dapat mengintai dalam toples kelezatan favorit Anda - botulisme, yang dalam kasus paling menyedihkan bahkan dapat menyebabkan kematian. Botulisme adalah penyakit menular yang menyerang pusat sistem saraf. Karena itu, untuk memerangi botulisme, perlu mencuci buah dan sayuran dengan baik, dan mensterilkan piring.

Tanah merupakan alat produksi utama dalam pertanian. Semua produk Pertanian terdiri dari zat organik, yang sintesisnya terjadi pada tanaman di bawah pengaruh, terutama, energi matahari. Penguraian residu organik dan sintesis senyawa baru yang membentuk humus berlangsung di bawah pengaruh enzim yang disekresikan oleh berbagai asosiasi mikroorganisme. Pada saat yang sama, ada perubahan terus menerus dari beberapa asosiasi mikroba dengan yang lain.

Di dalam tanah terdapat banyak sekali mikroorganisme. Menurut M.S. Gilyarov, dalam setiap gram tanah hitam terdapat 2-2,5 miliar bakteri. Mikroorganisme tidak hanya menguraikan residu organik menjadi mineral dan senyawa organik yang lebih sederhana, tetapi juga secara aktif berpartisipasi dalam sintesis senyawa makromolekul - asam humus, yang membentuk pasokan nutrisi di dalam tanah. Oleh karena itu, menjaga peningkatan kesuburan tanah (dan, akibatnya, meningkatkan produktivitas), perlu untuk menjaga nutrisi mikroorganisme, menciptakan kondisi untuk pengembangan aktif proses mikrobiologi, dan meningkatkan populasi mikroorganisme di dalam tanah.

Pemasok utama nutrisi bagi tanaman adalah mikroorganisme aerobik, yang membutuhkan oksigen untuk melakukan proses vital. Oleh karena itu, peningkatan kelonggaran, permeabilitas air, dan aerasi pada kelembaban dan suhu tanah yang optimal memastikan pasokan nutrisi terbesar bagi tanaman, yang menyebabkan pertumbuhan dan peningkatan hasil yang cepat.

Namun, untuk pertumbuhan normal dan perkembangan penuh, tanaman tidak hanya membutuhkan makronutrien, seperti kalium, nitrogen, fosfor, tetapi juga unsur mikro, seperti selenium, yang bertindak sebagai katalis dalam berbagai reaksi biokimia dan tanpanya tanaman tidak dapat membentuk sistem imun yang efektif. Pemasok unsur mikro dapat berupa mikroorganisme anaerob - ini adalah mikroorganisme yang hidup di lapisan tanah yang lebih dalam dan oksigen merupakan racunnya. Mikroorganisme anaerobik mampu "meningkatkan" elemen jejak yang diperlukan untuk tanaman dari lapisan dalam tanah melalui rantai makanan.

Di tanah subur yang dibudidayakan, tidak hanya mikroflora, tetapi juga fauna tanah berkembang pesat. Hewan di tanah diwakili oleh cacing tanah, larva berbagai serangga tanah, dan hewan pengerat yang hidup di tanah. Dari fauna mikroskopis, cacing adalah pembentuk tanah yang paling aktif. Mereka hidup di cakrawala permukaan tanah dan memakan sisa-sisa tanaman, melewati saluran usus mereka sejumlah besar bahan organik dan komponen mineral tanah. Mikroorganisme di dalam tanah membentuk biocenosis kompleks di mana berbagai kelompoknya berada dalam hubungan yang kompleks satu sama lain. Beberapa dari mereka berhasil hidup berdampingan, sementara yang lain adalah antagonis (lawan). Antagonisme mereka biasanya memanifestasikan dirinya dalam kenyataan bahwa beberapa kelompok mikroorganisme mengeluarkan zat tertentu yang menghambat atau membuat tidak mungkin perkembangan yang lain.

Tanah dihuni oleh banyak perwakilan makhluk mikroskopis. Dunia mereka dibagi menjadi spesies tumbuhan dan hewan. mikroskopis dunia sayur tanah diwakili oleh bakteri, actinomycetes, ragi, jamur, ganggang. Fauna tanah terdiri dari protozoa, serangga, cacing dan lain-lain. Selain mereka, berbagai makhluk ultramikroskopik hidup di tanah - fag (bakteriofag, aktinofag) dan banyak spesies lain yang masih sedikit dipelajari.

Bakteri pembusuk, butirat dan nitrifikasi, actinomycetes dan jamur jamur sangat banyak terwakili di tanah.

Jumlah flora mikroba tergantung pada kesuburan tanah. Bagaimana tanah lebih subur, semakin banyak humus di dalamnya, semakin padat mereka dihuni oleh mikroorganisme. Akumulasi mikroorganisme sangat tergantung pada kandungan kuantitatif dan kualitatif zat organik dalam sisa-sisa tumbuhan dan hewan segar dan produk pembusukan primernya; pada awalnya ada lebih banyak mikroba, dan setelah mineralisasi berkurang.

Vitamin, auksin dan zat biotik lainnya memainkan peran penting dalam kehidupan mikroorganisme. Dosis kecil dari mereka secara signifikan mempercepat pengembangan dan reproduksi sel populasi mikroba.

Ketika tanah mengering, itu menjadi kehabisan mikroorganisme. Terkadang jumlahnya selama pengeringan sampel tanah berkurang 2-3 kali, dan seringkali 5-10 kali. Actinomycetes paling bertahan hidup, diikuti oleh mikobakteri. Persentase kematian tertinggi diamati di antara bakteri. Namun, kepunahan total bakteri, bahkan dalam kondisi kekeringan tanah yang berkepanjangan, sebagai suatu peraturan, tidak terjadi. Bahkan kultur yang sangat sensitif terhadap pengeringan memiliki sel tunggal yang tetap kering untuk waktu yang lama.

Distribusi individu mikroba sangat dipengaruhi oleh keasaman larutan tanah. Di tanah dengan reaksi netral atau sedikit basa, bakteri secara signifikan lebih banyak daripada di tanah asam, tergenang air atau gambut.

Kapang lebih toleran asam daripada bakteri, sehingga cenderung mendominasi di tanah masam.

Pertanyaan tentang distribusi mikroba di tanah tidak tercakup dengan baik. Studi mikrobiologi tanah secara rutin menunjukkan bahwa sel-sel bakteri terletak di fokus yang terpisah, di mana masing-masing sel dari satu atau lebih spesies non-antagonis tumbuh dan terkonsentrasi.

Komposisi kelompok bakteri pada tanah yang berbeda tidak sama. Dari bakteri di tanah, bentuk yang tidak membentuk spora mendominasi. Bakteri pembawa spora membentuk sekitar 10-20%.

Actinomycetes, jamur, alga dan protozoa juga hidup dalam jumlah besar di tanah. Jamur dan actinomycetes dalam 1 g tanah, ada puluhan dan ratusan ribu, dan seringkali jutaan. Massa total alga, menurut para peneliti, sedikit lebih rendah daripada massa total bakteri.

Protozoa dan serangga per hektar lapisan subur membentuk massa yang sama dengan 2-3 ton Semua massa makhluk hidup ini terus berkembang. Sel terpisah - individu tumbuh, berkembang biak, menjadi tua dan mati. Ada perubahan dan pembaruan terus-menerus dari seluruh bobot hidup. Seluruh massa bakteri, menurut perkiraan paling konservatif, diregenerasi 14-18 kali selama musim panas di zona selatan. Jadi, total produksi bakteri dari horizon tanah yang subur selama musim tanam ditentukan oleh puluhan ton bobot hidup.

Lapisan paling atas tanah miskin mikroflora, karena berada di bawah pengaruh langsung faktor-faktor yang berbahaya baginya: pengeringan, sinar ultraviolet sinar matahari, demam, dll. Jumlah mikroorganisme terbesar terletak di tanah pada kedalaman 5-15 cm, kurang - di lapisan 20-30 cm dan bahkan lebih sedikit - di cakrawala lapisan tanah 30-40 cm Hanya bentuk mikroba anaerob yang bisa ada lebih dalam.

Pengaruh pengolahan tanah pada intensitas proses mikrobiologi. Pembajakan, budidaya, garu secara signifikan merangsang perkembangan mikroflora. Hal ini disebabkan oleh perbaikan rezim air-udara tanah.

Kondisi yang paling menguntungkan selama pemrosesan diciptakan untuk mikroba aerobik, sebagai akibatnya, di musim semi, sudah 8-20 hari setelah pemrosesan, jumlah mikroflora meningkat 5-10 kali lipat.

Metode pengolahan tanah yang berbeda bertindak secara berbeda pada mikroba dan mobilisasi nutrisi di lapisan yang dapat ditanami. Pelonggaran permukaan tanah podsolik di dekat Moskow meningkatkan perkembangan makhluk mikroskopis, hanya di tempat yang sangat lapisan atas bakteri saprofit tanah di lapisan ini adalah 3-4 kali lebih banyak dari pada yang lain. Pelonggaran lapis demi lapis tanpa pergantian formasi mengaktifkan mikroflora secara tidak signifikan. Saat melonggarkan dengan pergantian formasi, jumlah mikroorganisme di lapisan bawah, jatuh di atas, meningkat hampir 3 kali lipat. Bahkan di lapisan tengah, yang tetap ada selama perawatan ini, kandungan mikroba jelas meningkat. Perubahan serupa diamati dalam pengembangan bakteri nitrifikasi. Data ini menunjukkan bahwa efek positif dari pergantian reservoir terutama disebabkan oleh mineralisasi yang intens di bagian bawah bahan organik.

Di bawah kondisi pertanian beririgasi, kedalaman dan metode pemrosesan secara signifikan meningkatkan jumlah mikroorganisme yang menguntungkan baik di permukaan maupun di dalam tanah. lapisan bawah tanah. Dengan pembajakan yang dalam, muncul lapisan tanah yang tidak subur yang miskin mikroorganisme, jumlah mikroba di cakrawala 0-20 lebih banyak daripada saat dibajak hingga kedalaman 20 cm. Hal ini dapat dijelaskan oleh pengaruh positif dari pupuk, irigasi dan faktor lainnya.

Karena kenyataan bahwa transformasi zat organik di dalam tanah terkait erat dengan aktivitas mikroorganisme, di lapisan di mana jumlahnya meningkat, kandungan nutrisi terlarut, termasuk nitrat, juga meningkat. Pentingnya pengolahan tanah dan sejauh mana kegiatan itu bergantung padanya kelompok individu mikroorganisme yang terlibat dalam mobilisasi nutrisi tanaman. Namun, pengolahan tanah terus menerus tanpa aplikasi pupuk organik secara berkala mengurangi kandungan humus.

Agar jumlah humus dalam tanah berada pada tingkat yang cukup, perlu diterapkan pupuk organik secara sistematis, yang meningkatkan jumlah total tidak hanya bakteri di dalam tanah, tetapi juga actinomycetes dan jamur jamur. Ini menciptakan kondisi yang menguntungkan untuk pengembangan semua kelompok mikroorganisme tanah. Peningkatan aktivitas keseluruhan mikroflora ditentukan baik oleh jumlah energi atau nutrisi di dalam tanah, dan oleh pengenalan humus, gambut, pupuk kandang, yang meningkatkan aerasi dan meningkatkan kapasitas menahan air tanah, membuatnya lebih struktural. Penggunaan pupuk mineral pada tanah yang kaya bahan organik memiliki efek stimulasi pada mikroflora. Nutrisi yang termasuk dalam pupuk mineral memberikan kesempatan untuk penguraian bahan organik dan, oleh karena itu, menyebabkan reproduksi mikroba secara intensif.

Mekanisme kerja pupuk mineral pada mikroflora di tanah beragam. Dari faktor-faktor yang meningkat, yang utama adalah:

• 1. Ubah properti fisik tanah yang memiliki efek menguntungkan pada reproduksi mikroba.
• 2. Mengubah reaksi (pH) tanah ke arah netral atau sedikit basa.
• 3. Pupuk mineral sangat meningkatkan perkembangan tanaman, yang, pada gilirannya, memiliki efek stimulasi pada mikroflora: akar tumbuh lebih intensif, dan, akibatnya, jumlah organisme rizosfer meningkat dengan cepat.

Berbagai faktor lingkungan yang merangsang atau membatasi perkembangan mikroorganisme berdampak langsung pada kandungan humus di dalam tanah. Faktor-faktor tersebut meliputi suhu, aerasi, kelembaban tanah, keasaman, dll. Kondisi optimal untuk penguraian residu organik adalah suhu 30-35 ° C dan kelembaban 70-80% dari kapasitas lapangan maksimum. Tetapi kondisi ini pada saat yang sama paling menguntungkan untuk mineralisasi humus. Untuk melestarikan humus, diperlukan pengolahan tanah yang rasional dan pembaruan cadangan bahan organik secara teratur dengan memasukkan pupuk kandang, gambut, pupuk hijau, dll. Penggunaan pupuk mineral juga berkontribusi terhadap hal ini.

Humus meningkatkan jumlah agregat tanah tahan air, yang berkontribusi pada permeabilitas air yang baik, konsumsi air yang ekonomis, meningkatkan aerasi dan menciptakan rezim biologis yang menguntungkan di tanah struktural, secara harmonis menggabungkan proses aerobik dengan proses anaerobik. Humus berfungsi sebagai sumber energi bagi mikroorganisme dan sekaligus menjadikan tanah lebih menguntungkan bagi perkembangan tanaman. Itu, secara bertahap dan perlahan membusuk di bawah aksi mikroorganisme tanah, merupakan sumber nutrisi yang dapat dicerna bagi tanaman. Mempertimbangkan pengaruhnya yang beragam pada tanah, kita dapat mengatakan bahwa sifat utamanya, termasuk kesuburan, ditentukan oleh humus.

Tanah, sebagaimana adanya di planet Bumi, adalah hasil kerja komunitas bakteri. Mencampur partikel batuan dan mineral dengan produk pemrosesan bahan organik mati dan dengan produk aktivitas vitalnya sendiri, mikroorganisme selangkah demi selangkah mengubah gurun berbatu yang tak bernyawa menjadi wilayah yang ditutupi dengan humus subur, yang menjadi dasar untuk pelaksanaan babak baru sirkulasi zat di planet ini. Bakteri di tanah adalah pendorong utama siklus ini.

Sebenarnya, bakteri tanah adalah bagian dari tanah. Sebaliknya, bukan tanah itu sendiri, tetapi lapisan suburnya - humus. Dalam satu sendok teh humus, lebih dari satu miliar mikroorganisme hidup, yang terus-menerus sibuk baik dengan tahap tertentu dekomposisi bahan organik mati, atau dengan fiksasi zat anorganik yang memasuki tanah dan membangun molekul organik kompleks dari mereka.

Sekelompok bakteri tanah menelusuri sejarahnya kembali ke masa ketika perwakilan kehidupan organik (tumbuhan dan hewan) baru saja mulai keluar ke darat dan meninggalkan sisa-sisa aktivitas hidup mereka di pantai berbatu. Sisa-sisa ini menjadi rumah pertama bakteri tanah. Setelah belajar mengubah bahan organik menjadi tanah, mikroorganisme hidup di dalamnya hingga hari ini, beradaptasi dengan perubahan kondisi lingkungan.

Dalam mikrobiologi, ada pembagian fungsional mikroba tanah, yang didasarkan pada signifikansi ekologis mikroorganisme tertentu dalam proses pengubahan zat anorganik dan organik:

1. Destruktor adalah bakteri yang hidup di dalam tanah dan melakukan mineralisasi (penguraian) senyawa organik yang telah jatuh ke lapisan atas tanah. Peran mereka adalah mengubah sisa-sisa hewan dan tumbuhan menjadi zat anorganik.
2. Mikroba pengikat nitrogen atau nodul adalah simbion tanaman. Peran mereka adalah bahwa hanya spesies mikroba nodul yang dapat mengikat nitrogen atmosfer anorganik dan memasoknya ke tanaman. Dengan demikian, pemfiksasi nitrogen memperkaya komposisi mineral jaringan tanaman.
3. Kemoautotrof - mengumpulkan bahan anorganik yang tersedia menjadi molekul organik, sambil menggunakan energi reaksi kimia yang terjadi di dalam bakteri itu sendiri. Ini adalah kelompok autotrof. Peran mereka adalah mereka dapat memproses zat anorganik yang terakumulasi di tanah dan "memberi makan" mereka ke tanaman.

Selain yang disebutkan, ada jenis bakteri lain di dalam tanah yang tidak berperan khusus dan tidak penting dalam pembentukan lapisan subur, tetapi dapat menyebabkan kerusakan yang merugikan pada jaringan hidup. Ini adalah mikroba patogen yang memasuki tanah dengan residu organik yang terkontaminasi atau terbawa dengan aerosol (aliran udara dengan suspensi halus).

Penghancur

Ini adalah salah satu kelompok yang paling banyak, di mana bisa ada bakteri aerobik (pernapasan oksigen) dan anaerobik (pernapasan karena reaksi lain). Sulit untuk mengatakan siapa di antara mereka yang mendominasi. Ahli mikrobiologi tidak mementingkan derivasi hubungan tersebut.

Kelompok destruktor tidak hanya mencakup bakteri. Yang disebut detritivora juga aktif menguraikan bahan organik (kumbang, rayap, cacing tanah, dll.). Peran mereka adalah dalam dekomposisi utama molekul organik menjadi senyawa yang lebih sederhana, yang kemudian diproses oleh bakteri pengurai.

Pengurai (saprotrof) melakukan dekomposisi mendalam terakhir, sebagai akibatnya mikroflora khusus dibuat yang memberi makan vegetasi ekosistem tertentu.

1. Perwakilan dari kelas Clostridia tersebar luas di tanah. Baik pengurai Clostridia maupun pengurai Clostridium dikenal. Mikroba patogen patogen juga ditemukan di antara kelas mikroorganisme ini, tetapi mikroba tersebut dapat hadir di tanah hanya sebagai prokariota allochthonous (acak). Dikenal Clostridia tanah adalah mikroba anaerobik yang berperan untuk melepaskan karbon dioksida dari gula organik yang terkandung dalam sel-sel jaringan tanaman mati.
2. Basil adalah keluarga lain dari bakteri pembentuk spora yang ditemukan di tanah. Basil terutama aerob dan anaerob fakultatif yang dapat hidup dengan adanya oksigen tetapi tidak dapat menghirupnya. Di antara Basil, spesies terbesar ditemukan, yang dapat mencapai ukuran hingga 5 mikron. Bacillus yang paling terkenal adalah Hay bacillus.
3. Keluarga bakteri lain yang tersebar luas di tanah adalah Pseudomonas. Ini adalah mikroorganisme aerob, mereka tidak ada di antara anaerob. Beberapa kelompok mungkin bersifat patogen bagi tanaman. Pseudomonas dapat memecah substrat apa pun secara harfiah. Ada banyak dari mereka di fasilitas pengolahan, mereka juga mengolah limbah sintetis dan beracun.

Habitat utama dekomposer aerobik adalah rizosfer, wilayah akar dan wilayah akar tanaman. Pengurai anaerobik hidup di lapisan tanah yang lebih dalam, di mana oksigen tidak menembus dengan baik.

Penghuni tanah pengikat nitrogen

Salah satu kelompok mikroorganisme yang paling populer dalam kehidupan sehari-hari adalah bakteri bintil.

Mikroba nodul adalah satu-satunya mikroorganisme yang dapat dengan cepat dan dengan tenaga kerja minimal menjenuhkan tanah dengan nitrogen, yang pada gilirannya secara signifikan meningkatkan hasil di ladang tersebut.

Mikroba nodul termasuk Clostridia yang sama (genera aerobik mereka), tetapi kelompok utama prokariota nodul masih merupakan perwakilan dari genus Rhizobium.

Mikroorganisme bintil akar ini bahkan dinamai sesuai dengan nama tanaman yang dengannya mikroba bintil akar ini membentuk simbiosis mutualistik.

Inti dari simbiosis mikroba nodul dan tanaman adalah bahwa koloni bakteri membentuk hasil pada akar tanaman, di mana tanaman menerima nitrogen molekul diubah menjadi amonia, dan sebagai imbalannya memasok koloni bakteri dengan nutrisi yang dibutuhkan. .

Perwakilan dari genus Rhizobium adalah anaerob. Penciptaan kondisi anaerobik juga merupakan salah satu tugas yang diselesaikan bakteri ini melalui simbiosis dengan tanaman.

Kemolitotrof

Sekelompok bakteri - autotrof. Mereka adalah satu-satunya organisme di planet ini yang dapat menghasilkan zat organik dari zat anorganik. Peran mereka bersifat global, karena tidak ada organisme lain yang dapat menggantikannya dalam siklus zat.

Autotrof diwakili oleh lima kelompok utama:

• nitrifikasi - mikroba aerobik yang memasukkan nitrogen anorganik dalam senyawa organik;
• pengoksidasi belerang - prokariota aerobik, termasuk belerang anorganik dalam molekul organik;
• bakteri besi - bakteri asidofilik aerobik (hidup di lingkungan dengan keasaman tinggi) yang memasukkan besi anorganik dalam bahan organik;
• Hidrogen dan karboksibakteri adalah mikroorganisme aerobik yang mengubah molekul hidrogen dan karbon dioksida.

Tidak ada spesies patogen di antara autotrof, karena penyebab utama patogenisitas adalah produksi proses pembusukan (penguraian bahan organik). Organik tidak menarik bagi autotrof sebagai makanan.

Mikroflora patogen

Mikroorganisme patogen di dalam tanah adalah hasil dari kontaminasi feses. Hampir semua mikroba yang memicu proses pembusukan memasuki tanah dari usus tumbuhan atau hewan.

Perwakilan utama mikroflora patogen adalah prokariota coliform, yang disebut bakteri dari kelompok Escherichia coli. Begitu berada di dalam tanah, mikroba ini dapat hidup cukup lama jika akses sinar matahari langsung terhalang dan tanah cukup hangat.

Terutama berbahaya bagi manusia adalah bakteri coliform yang masuk ke tanah dari usus hewan. Mereka menyebabkan bentuk-bentuk pembusukan jaringan organik manusia yang sulit untuk segera dihentikan.

Selain itu, bakteri pembusuk yang menghasilkan enzim proteolitik yang sangat beracun yang menyebabkan gangren dan tetanus sangat berbahaya bagi hewan dan manusia.