Микрофлора почвы

Одной из главных функций микроорганизмов является создание почвы, являющейся важнейшей средой обитания для них. Почва приобрела в процессе эволюции свойства живой системы, возможно, еще не до конца познанной человеком, извлекающим из нее многочисленные богатства. Самые плодородные почвы (черноземы) содержат в 1 грамме до нескольких миллиардов микробов. Почва является основным источником микробного обсеменения воды и воздуха, а также резервуаром многих патогенных для человека и животных микроорганизмов. В почве наиболее устойчивы споровые формы сибирской язвы, столбняка, ботулизма и газовой гангрены. Поступают в почву многие микроорганизмы вместе с отходами, при захоронениях и т.п. Наиболее богат микробными клетками слой почвы на глубине 15–20см. На большой глубине в материнских породах (2–3 м) микробов нет.

Почва является важнейшим компонентом любого биогеоценоза, а следовательно, и биосферы в целом. Плодородие почвы в значительной мере определяет продуктивность естественных ценозов и агроценозов и зависит от жизнедеятельности организмов, ее населяющих. Подчеркивая роль биологических процессов в формировании плодородия почвы, академик Б.Б. Полынов писал: «Скудна жизнь, скудна и почва».

Основы учения о почве заложены трудами выдающихся русских ученых: В.В. Докучаева, В.И. Вернадского, Б.Б, Полынова, С.П. Костычева, В.Р. Вильямса и др. В.В. Докучаев определил почву как особое природное тело, развивающееся под влиянием ряда факторов – материнской породы, климата, рельефа местности, возраста почвообразовательного процесса, а также жизнедеятельности растительных организмов. Он первый обратил внимание на роль микроорганизмов в почвообразовательном процессе.

Современный уровень наших знаний о почве и ее обитателях свидетельствует о главенствующей роли микроорганизмов в процессах минерализации органических веществ, происходящих в почве и определяющих круговорот основных биогенных элементов в природе.

Почва как среда обитания микроорганизмов. Почва является средой обитания для макро- и микроорганизмов. Для макроорганизмов почва выступает как целостная среда обитания. Для микроорганизмов почву следует рассматривать как сложную гетерогенную систему с резко различными условиями обитания в каждом отдельном микролокусе.

Подавляющая масса микроорганизмов почвы (до 80–90%) находятся в адсорбированном состоянии на поверхности почвенных агрегатов, корней растений или веществах органического опада. Большая часть микроорганизмов пребывает в почве в неактивном состоянии – в виде эндоспор, микроцист, покоящихся вегетативных клеток. Вся масса микроорганизмов составляет так называемый пул почвы или микробный запас. Роль пула почвы заключается в поддержании гомеостаза – равновесного состояния данного микролокуса по содержанию органических и минеральных веществ, гумуса, физиологически активных веществ и т.п.

Структура каждого микролокуса почвы гетерогенна и включает три фазы: твердую, жидкую и газообразную.

Твердая фаза почвы представлена в основном минеральными компонентами, а также органическими соединениями.

На твердой фазе почвы адсорбирована основная масса микроорганизмов. Адсорбированное состояние обеспечивает микроорганизмам непосредственный контакт с питательным субстратом, предотвращает их вымывание, повышает устойчивость к неблагоприятным условиям среды.

Жидкую фазу почвы составляет почвенный раствор, поднимающийся по капиллярам. Из почвенного раствора микроорганизмы усваивают воду и питательные вещества. В клетках большинства микроорганизмов осмотическое давление составляет 3–5 мПа, при среднем значении влажности почвы 40–60 % от полной влагоемкости.

Содержание воздуха в почве зависит от ее структуры и влажности. Газовый состав почвенного воздуха существенно отличается от атмосферного. Содержание СО₂ и О₂ в почвенном воздухе определяет соотношение аэробных и анаэробных форм микроорганизмов в структуре микробоценоза.

Микробиологические процессы, происходящие в почве, оказывают существенное влияние на газовый состав атмосферы.

Из внешних факторов окружающей среды на развитие почвенной микрофлоры влияют температура, кислотность почвенного раствора, степень засоления, механический состав почвы и др.