Aki talajbaktériumokkal táplálkozik. A mikroorganizmusok terjedése a talajban

A talajban élő mikroorganizmusok nemcsak természetes heterogén környezetben élnek, hanem önmagukban is kulcstényezők a talajképzésben, és részt vesznek a kőzetek jellegzetes szerkezetű talajokká történő átalakulásában. A mikroorganizmusok szerepét értékelve T. V. Arisztovszkaja öt legfontosabb elemi talaj-mikrobiológiai folyamatot azonosított: a növényi alom bomlását, a humusz képződését, a humusz bomlását, az alapkőzet ásványi anyagainak pusztulását és az ásványok új képződését. A talaj mikroorganizmusainak ezek és más funkciói a szárazföldi ökoszisztémák alapját alkotják. Részletesebben tanulmányozták a talajban lévő szerves anyagok bomlásának folyamatát.

Évente a fotoszintézis során mintegy 5-10 10 tonna légköri szén kötődik meg, alom formájában pedig kb. 4 I0 10 tonna kerül a talajba.Az alom jelentős részét a talaj mikroorganizmusai szén-dioxiddá és vízzé mineralizálják. 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 felszabadulása operatív módon (eljárással) van beállítva. A humuszanyagokat lúgos oldattal vonják ki a talajból. Ezután a huminsav és a himatomelánsav frakciója savval kicsapódik. A fulvosavak és a nem specifikus anyagok az oldatban maradnak. Az oldhatatlan részt ún humin.

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

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

ahol A,és A 0- az erőforrás koncentrációja a pillanatban / ive a kezdeti pillanatban; Nak nek -állandó az inverz idő dimenziójával. Formálisan ennek a legegyszerűbb modellnek az alkalmazhatósága feltételezi, hogy a bőséges mikrobiális potenciál nem korlátozza a folyamatot. Laboratóriumi és terepi kísérletek azt mutatják Nak nek legtöbbször nem függ a talajba került szervesanyag mennyiségétől, feltéve, hogy a szénterhelés nem haladja meg a száraz talajtömeg 1,5%-át (ellenkező esetben a talajjellemzők jelentősen megváltozhatnak).

A talajba kerülő szerves anyagok általában különböző összetevőket tartalmaznak. Adhat egy bizonyos elképzelést a talajban lévő szerves anyagok bomlási sebességének tartományairól Nak nek különböző erőforrásokra laboratóriumi kísérletben: 0,02-0,03 - szalma, hemicellulóz és elpusztult gomba biomasszára, 0,003 nap -1 ligninre.

A talaj szervesanyag-bomlási folyamata jelentősen függ a szénhidrátok százalékos arányától a növényi alomban ( U) és lignin (L),és a C/N arányban 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 maximális C/N arány magasabb, és eléri a 16-ot. E tekintetben a gombák versenyképesebbek a talajban. alacsony nitrogéntartalmú vegyületek (például lignin) bomlása. Ezenkívül a micélium szerveződése lehetővé teszi a nitrogénvegyületek csőszerű átvitelét a hifák mentén (a 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 anyag C / N értéke, akkor a mineralizáció eredményeként a talaj nitrogénnel gazdagodik. Ez különösen az állatok elpusztult biomasszájának (C / N = 10) és a hüvelyesek fitomassza (C / N = 18) bomlásánál figyelhető meg. Ha a mikrobiális tömeg C / N értéke kisebb, mint a szerves anyag C / N értéke, akkor az immobilizálás során megkezdődik az ásványi nitrogén fogyasztása a talajban. Ebben az esetben a teljes lebomlási sebesség jelentősen csökkenhet mindaddig, amíg a mikrobiális biomassza egy része el nem pusztul és (vagy) a talaj szervesanyagait érő mikrobiális támadás során további nitrogénforrás nem jelenik meg. Ezeket a törvényszerűségeket figyelembe veszi a szalma bevezetésének klasszikus ökölszabálya: az erőforrás talajban való nemkívánatos rögzítési folyamatának kizárása érdekében 100 kg szalmához 1 kg nitrogént kell adni.

Hasonló problémák merülnek fel a talaj termékenységének helyreállítását célzó optimalizálási feladatok megoldása során környezetszennyezett helyzetekben. Rendkívül nehéz helyzet áll elő például, amikor az olajmezőkön a talaj szénhidrogén nyersanyaggal szennyeződik, illetve az olajvezetékeknél bekövetkező balesetek esetén. Ugyanakkor különböző okok miatt (a vízrendszer romlása hidrofób környezetben, 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 nedvesség- és levegőztetési feltételek megteremtésével (pl. tőzeg, szalma és egyéb laza anyagok hozzáadásával). Többek között érdekes a kőolajtermékeket lebontó mikrobapopulációk bevezetése. Érdekesnek tűnik a tűlevelű fák kéregének természetes gyantához alkalmazkodó, természetes mikrobiális komplexével való felhasználásának lehetősége.

A talaj szervesanyag-bomlása függ a nedvességtől, a hőmérséklettől, a pH-tól, a redoxpotenciáltól és egyéb paraméterektől. A hőmérsékleti tényezőt viszonylag részletesen tanulmányozták. A talajlégzés hőmérséklettől való függése az első közelítésben megfelel a Van't Hoff-szabálynak: a CO2-termelés sebessége 10 °C-os melegítés esetén körülbelül kétszeresére nő (általában a Q i0 2,0 és 2,5 között változik). Az N 2 0, NO és CH 4 termelésére Q l0 közeli értékeket kaptunk.

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 az általánosított esetben. 2.3.

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

Globális szinten a talajban, a szárazföldi biomasszában és a légkörben található szénkészlet körülbelül (1500, 600 és 720) 10 15 g. A talaj szénszintjének változása jelentősen befolyásolhatja a légköri szénkészletet

Rizs. 2.3. A szerves anyag relatív bomlási sebességének (%) függése a talaj hőmérsékletétől és nedvességtartalmától. A talajnedvesség jellemzésére a szántóföldi leírás legegyszerűbb fokozatait a -0,01 és -100 bar közötti tartományban mutatjuk be: „nedves” - kézben megnyomva vizet enged ki, „nedves” - tésztára emlékeztet, „nedves” - hidratálja a szűrőt papír, "friss" - hideg a kéz", száraz "- a por a talajig ég. Az ilyen számítások hangsúlyozzák a talaj szervesanyag-tartalmának és a talaj mikrobiális blokkjának, mint az éghajlatot meghatározó tényezőnek a jelentőségét. A talaj mikrobiális biomassza szén-értékének globális értékeléséhez különféle módszereket és számítási sémákat javasoltak, amelyek lehetővé tették az értéktartomány felvázolását - (2,5-10) 10 15 g.

A viszonylag kiegyensúlyozott ökoszisztémákban ("klimax") a mikrobiális biomassza szén és a talaj szerves anyagának szén CMI | f / Corg aránya körülbelül 2%. A szerves anyagoknak át kell jutniuk ezen a "tűszemen" és be kell jutniuk a talajba. Az adott érték C MI | f / C org eltérése a rendszer szervesanyag-kibocsátási rendszerének megsértését jelezheti.

A talajnedvesség értékelésére gyakran alkalmaznak térfogati és tömegnedvesség-mutatókat, azonban ezek a mutatók rosszul jellemzik a mikroorganizmusok vízelérhetőségének mértékét. A természetes környezetben a víz különböző állapotú lehet, a higroszkópos nedvességtől, a talajszemcséken erősen 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. Leggyakrabban a talaj mikroorganizmusainak vízpotenciáltartományait oszlopokban mutatják be. Egyéb termodinamikai mutatók mellett a vízaktivitás mutatóját is használják - a vizsgált rendszerben lévő vízgőz nyomásának és a tiszta víz mutatóinak arányát.

A talajban a mikroorganizmusok fejlődése általában nem nagy mennyiségű folyadékban, hanem vizes oldattal töltött kapillárisokban, vagy vékony filmekben megy végbe. 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 jelentések 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 Pa mikroorganizmusokat (a nagy adszorbeáló felülettől eltekintve) az erőforrások és hulladéktermékek eloszlásának és diffúziójának sajátossága befolyásolja. Megjegyzendő, hogy vékony vizes filmekben a sejtméret a fejlődés során csökken. Nyilvánvalóan az egyik fő oka annak, hogy a talajban a tápközeghez képest kisebb a sejtméret, hogy a talajban a sejtek a kapillárisokban fejlődnek. A talaj mikroorganizmusainak szaporodási jellemzőinek statisztikai elemzése a B. V. Perfiliev által kifejlesztett kapillárismikroszkóppal azt mutatta, hogy az üvegkapillárisokban különböző osztályokba tartozó baktériumok mikrokolóniái in situ a ritka események törvénye (Poisson-törvény) szerint osztják el. T. Hattori japán mikrobiológus szerint a talajban a baktériumok szaporodási valószínűségének megfigyelt csekély értéke magyarázza, miért nem teljesül benne Gause tétele a hasonló ökológiai fülkékkel rendelkező populációk versengő kizárásáról.

A talaj nedvességtartalmától függően a talaj élővilágának működési módja olyan jelentősen megváltozik, hogy az 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.

Amikor a talaj nedvességpotenciálja körülbelül -55 bar-ra vagy afelettire emelkedik, a biológiai sokféleség növekszik. Különösen az aktinomyceták, a micéliumbaktériumok, 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 gennyesebészet kiváló szakembere, V.F. A talaj jellegzetes szagát az aktinomicéták egyes illékony salakanyagai (geozmin, 2-metil-izoborneol) határozzák meg, és egyes esetekben kimutatták ezeknek a vegyületeknek a jelentőségét a mikrobaközösségben zajló folyamatok koordinálásában (pl. mikorrhiza gombák spóráinak csírázása).

A legtöbb baktérium szaporodása a talaj nedvességpotenciáljának magasabb értékeinél biztosított: -40 és 0 bar között, a baktériumok vándorlása pedig - (0,1-0,5) bar és afeletti tartományban lehetséges. Bakteriális műtrágyák alkalmazásakor biztosítani kell a baktériumsejtek közvetlen érintkezését a növény gyökerével. Ilyen például a gócbaktériumok szimbiotikus nitrogénfixálóinak aktív vándorlása a gazdanövény gyökerébe, majd a gyökérbe való behatolás és csomók kialakulása. Kedvező körülmények között a talajból a gyökérfelszín 1 cm 2 -énként 1 óránként körülbelül 20 sejt gyökérgumóbaktérium, és a migrációs faktor jelentősége az interakció ezen szakaszában meghaladhatja a baktériumok szaporodási folyamatának jelentőségét.

Ugyanakkor sok fitopatogén gomba aktívan csírázik a talaj nedvességpotenciáljának azonos intervallumában. (Pitium spp., Phytophtora spp., Fusarium spp.). Ilyen populációk jelenléte a természetes környezetben a mikrobaközösségben való dominanciájukhoz, növényi betegségekhez és jelentős termésveszteséghez vezethet.

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

A vizesedéssel csökken a mineralizáció mértéke, a mikrobarendszerben az anaerob baktériumok kerülnek előtérbe. Egyes esetekben a mikrobiális rendszer üzemmódjának ilyen váltása nem kívánatos a mezőgazdasági termelésben, mivel a denitrifikáció következtében nitrogén veszít, és mérgező termékek halmozódhatnak fel (illékony zsírsavak, ammónia, etilén, hidrogén-szulfid, vasvas stb.). ). A vizes talajban általában a redoxpotenciál a szerves anyagok bomlásának első szakaszaiban körülbelül 200 mV-on marad, majd a potenciál élesen -200 mV-ra csökken, ami közel áll a küszöbértékhez. metán képződése. A nitrátok jelenléte a talajban jelentősen késlelteti az erős gyógyulás feltételeinek kialakulását. Ilyenkor denitrifikációs termékek, köztük nitrogén jelennek meg a közegben.

Az anaerob mikrozónák olyan talajokban is keletkeznek, amelyek nem vizesek. Példa erre a szerves anyagot tartalmazó kis talajhalmaz. Felületén aerob körülmények között a nitrifikáló baktériumok élettevékenysége következtében nitrátok képződnek. Az egység belső része anaerob lesz, és kedvez a denitrifikációnak a talajnedvesség nitrátjának a csomóba való diffúziójával.

Bizonyos esetekben az anaerob üzemmódra váltás hatékony lehet a környezetszennyezés megszüntetésében. Például az intenzív mezőgazdasági termelés során a nitrátok túlzott koncentrációja komoly problémává vált. Eltávolításukra a denitrifikáció mikrobiológiai mechanizmusát javasolják a talajok ideiglenes vizesedésével. Ebben az esetben a nitrátokat a talaj mikroorganizmusai alternatív elektronakceptorként használják fel gázok - nitrogén és dinitrogén-oxid - képződésével. Így gyorsan meg lehet szüntetni a talajok nitrátokkal való szennyeződését és megakadályozni azok felszíni vizekbe kerülését. Felmerülhet azonban egy másik probléma is. A dinitrogén-oxid a légkörbe kerülve hozzájárul az ózonréteg tönkretételéhez. Ezért szükségessé válik a denitrifikációs folyamat szabályozása a nitrogén, mint végtermék domináns képződésének feltételeinek megteremtésével. Egyes xenobiotikumok mikrobiológiai elpusztításának hatékony módja lehet az anaerob körülmények megteremtése a talaj vizesedésével.

A talaj, mint a különféle élőlények természetes élőhelyének sajátossága, hogy a bióta életfeltételei instabilok, de az éghajlati és egyéb tényezők függvényében változnak. Például tipikus helyzet a talaj nedvesítési (eső vagy öntözés utáni) és szárítási folyamatainak váltakozása. 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 kialakuló paraméterek határozzák meg, hanem a vízjárás előtörténete is.

A talajban élő számos élőlényt mikroorganizmusok (baktériumok, gombák, aktinomyceták, algák), gerincesek és gerinctelenek képviselik. A mikroorganizmusok jellemzően a talaj legfelső rétegeiben koncentrálódnak, ahová a szerves maradványok nagy része bejut. A vastagságban a mikroorganizmusok az élő növények gyökerei közelében (a rizoszférában) koncentrálódnak.

A mikroorganizmusok szerepe a talajképzésben rendkívül nagy 1) ők azok az aktív tényezők, amelyek tevékenységével a szerves anyagok lebontásának és a talaj humuszává alakulásának folyamatai társulnak. A mikroorganizmusok asszimilálják a légköri nitrogént. Az enzimek és fehérjék, vitaminok, növekedési és egyéb anyagok szintéziséhez szükséges biológiai anyagokat választják ki, az anyagok biológiai körforgásának legaktívabb tényezői.

Különböző típusú mikroorganizmusok, amelyek egyik vagy másik enzimet termelnek és a külső környezetbe bocsátanak ki, a roncsolási és szintézis reakciók szűk tartományában vehetnek részt, amelyet az enzim katalitikus tulajdonságai határoznak meg. A növényi tápanyagok talajoldatba kerülése, és ennek következtében a talaj termékenysége a mikroorganizmusok aktivitásától függ. A mikroorganizmusok rövid életciklusuk és nagy szaporodási rátájuk miatt viszonylag gyorsan gazdagítják a talajt jelentős mennyiségű, fehérjében igen gazdag szervesanyaggal.

I. V. Tyurin becslései szerint a talajba jutó száraz mikrobaanyag éves mennyisége akár 0,6 t/ha is lehet. Ez a fehérjében gazdag, sok nitrogént, foszfort, káliumot tartalmazó biomassza nagy jelentőséggel bír a talajképzésben és a talaj termékenységének kialakításában.

Baktériumok. A talaj mikroorganizmusai közül a baktériumok a legszélesebb körben képviseltetik magukat. Élősúlyuk a szántóhorizontban 3-6-7 t/ha között mozog.

A talajban lévő baktériumok száma a talaj típusától és tenyésztési állapotától függ. Általában a baktériumok száma a mélységgel csökken. Különösen nagy mennyiségben fordulnak elő a szerves anyagokban gazdag talajok felszíni horizontján.

A táplálkozás módja szerint a baktériumokat autotrófra és heterotrófra osztják.

Az autotróf baktériumok szén-dioxidból metabolizálják a szenet. A szén-CO 2 szervezetük szerves vegyületeivé alakításához vagy a nap energiáját (fotoszintézis), vagy bizonyos ásványi anyagok oxidációjának kémiai energiáját (kemoszintézis) használják fel. A fotoszintetizáló képességgel a színes baktériumok kis csoportja (zöld és lila kénbaktériumok) rendelkezik, amelyek fotoszintetikus pigmenteket tartalmaznak. Ezek a baktériumok tipikus vízi élőlények. A kemoszintetikus baktériumok széles körben elterjedtek a talajban. Ide tartoznak a nitrifikáló baktériumok, a vasbaktériumok, a színtelen kénbaktériumok, a hidrogén- és a tionos baktériumok.

A heterotróf baktériumok a szenet asszimilálják a kész szerves vegyületekből. Ezek a baktériumok a természetben széles körben elterjedtek, és a szénforrásokhoz való specifikus kapcsolatukban különböznek. A baktériumok egyes fiziológiás csoportjai bizonyos szerves anyagokat táplálék- és energiaforrásként fogyaszthatnak, míg más szerves vegyületek alkalmatlanok lehetnek számukra.

Ez a szénforrásokra vonatkozó specializáció lehetővé teszi, hogy az élőlények számára elérhető összes szénvegyület részt vegyen a biológiai körforgásban.

Az autotróf és heterotróf baktériumok eltérően kapcsolódnak a nitrogén táplálék forrásaihoz. Egyesek képesek a légköri nitrogén rögzítésére (nitrogénfixálók), mások csak az ammónia-nitrogént (nitrofikátorok), mások pedig a fehérjevegyületek nitrogénjét (ammonifikátorok) asszimilálják.

A baktériumoknak hamutápanyagokra is szükségük van (foszfor, kálium, kén, kalcium, nyomelemek stb.).

A légzés típusa szerint a baktériumokat aerobokra osztják, amelyek szabad (molekuláris) oxigént igényelnek, és anaerobokra, amelyeknek nincs szükségük erre. Az anaerob baktériumok között vannak obligát baktériumok, amelyek molekuláris oxigén nélkül fejlődnek, és feltételes (fakultatív) baktériumok, amelyek szabad oxigén nélkül és annak jelenlétében is élhetnek.

A baktériumok között vannak spórás és nem spórás fajok. A kevésbé erős enzimatikus apparátussal rendelkező, nem spórás baktériumok alkotják a mikroflóra rizoszféra alapját. A spórás baktériumok a makacsabb szerves vegyületeket képesek elpusztítani, ennek következtében jelentős mennyiségben találhatók meg mélyebb talajhorizontokban.

A baktériumok túlnyomó többsége akkor fejlődik a legjobban, ha a környezet semleges.

Actinomycetes(penész baktériumok vagy sugárzó gombák) kisebb mennyiségben fordulnak elő a talajban, mint a baktériumok, de nagyon változatosak és nagy szerepet játszanak a folyamatban lévő folyamatokban. Minden aktinomicéta aerob organizmus, főleg szaprofiták, a semleges talajreakciót részesítik előnyben. Sok aktinomicéta jól lebontja a cellulózt, a lignint, a paraffinokat és a viaszokat, valamint a talaj humuszanyagait, és tápanyagokat szabadít fel a bennük lévő növények számára. Egyes aktinomyceták antibiotikumokat választanak ki (sztreptomicin stb.).

Gomba Szaprofita heterotróf szervezetek. A penészgombák leggyakrabban a talajban fordulnak elő. Ezek a gombák, amelyek elágazó micéliummal rendelkeznek, sűrűn összefonják a szerves maradványokat a talajban. Aerob körülmények között lebontják a rostokat, lignint, zsírokat, fehérjéket és más szerves vegyületeket. Részt vesznek a humusz mineralizációjában.

Sok talajgomba kerül szimbiotikus kapcsolatba a növényekkel, belső vagy külső mikorrhizát képezve. A gombák mikorrhiza kifejlődése különösen a fás és cserjés növényfajokra jellemző. Ebben a szimbiózisban a gomba széntáplálékot kap a növénytől, és maga látja el a növényt a nitrogéntartalmú szerves talajvegyületek lebomlása során keletkező nitrogénnel.

Megállapítást nyert, hogy egyes zöld növények, különösen a mikorrhizától mentes fás szárú fajokból, rosszul vagy egyáltalán nem fejlődnek. Ezért a fafajok új helyeken történő tenyésztésekor a megfelelő mikorrhizát a talajba juttatják (mikorrhiza talajjal történő dúsítással vagy speciális mikorrhiza készítmények alkalmazásával).

Hínár minden talajban eloszlik, főleg a felszíni rétegben. Sejtjeikben klorofillt tartalmaznak. Ennek köszönhetően az algák képesek asszimilálni a szén-dioxidot. Az algáknak három típusa van: zöld; kék-zöld és kovamosás.

Az algák létfontosságú tevékenysége a talaj nedvességtartalmától függ. Az életfolyamat során oxigént bocsátanak ki, fenntartva az oxidatív folyamatok magas szintjét. Az algák a talaj nitrogénrendszerét is befolyásolják. Vannak olyan típusok, amelyek képesek a légköri nitrogén asszimilálására. Ezenkívül az algák sejtjeit körülvevő nyálkahártyában az azotobacter jól gyökerezik, és aktívan rögzíti a légköri nitrogént.

Az algák aktívan részt vesznek a kőzetek mállásában és a talajképződés elsődleges folyamatában. Erősen savas és erősen lúgos környezetben az algák fejlődése visszaszorul.

Lichens a természetben általában rossz talajokon, köves aljzatokon, fenyőerdőkben, tundrában, sivatagban fejlődnek ki. Kedvező körülmények között más növényfajokkal helyettesítik őket.

A zuzmók gombákból és algákból állnak, azaz. gomba és alga szimbiózisa van. A gomba vízzel és benne oldott ásványi anyagokkal látja el az algákat; az algák viszont szénhidrátot termelnek, amit a gomba felhasznál. Morfológiai jellemzőik alapján a zuzmókat kérges vagy kérges (epilisták), amelyek csak hifákkal hatolnak be a kőzetbe, és a felszínén tallut fejlesztenek, és endolitikusak, amelyek a kőzetben hifákat és talluszt egyaránt fejlesztenek; csak a peritéciumok - termőtestek - jelennek meg a felszínen. A zuzmók a kőzetet biokémiai úton, feloldással, mechanikusan, hifák és tali segítségével, a felszínnel szorosan együtt növekszik, pusztítják. Amikor a zuzmó elpusztul, a tallus egy vékony sziklaréteg befogásával leszakad. A filmet alkotó finom föld, amely a sziklák lábához, résekbe és különböző mélyedésekbe hordja, az elsődleges talaj, amelyen a magasabban fekvő zöld növények megtelepednek.

Attól a pillanattól kezdve, hogy a zuzmók megtelepednek a sziklákon, intenzívebb biológiai mállás és elsődleges talajképződés kezdődik, ennek eredményeként olyan talaj képződik, amelyben foszfor, kén, kálium, kalcium, nitrogén és egyéb elemek halmozódnak fel.

A talajok abban a formában, ahogyan a Földön vannak, baktériumközösségek munkájának 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 változtatták, ami egy új kör alapja lett. az anyagok körforgása a bolygón. Ennek a ciklusnak a fő motorja a talajban lévő baktériumok.

Szigorúan véve a talajbaktériumok a talaj részét képezik. Inkább nem maga a talaj, hanem annak termékeny rétege - a humusz. Egy teáskanál humuszban több mint egymilliárd mikroorganizmus él, amelyek folyamatosan részt vesznek vagy az elhalt szerves anyagok lebontásának egy bizonyos szakaszában, vagy a talajba kerülő szervetlen anyagok rögzítésében és komplex szerves molekulák felépítésében.

A talajbaktériumok egy csoportja egészen addig az időkig vezeti vissza történetét, amikor a szerves élet képviselői (növények és állatok) csak elkezdtek kijutni a szárazföldre, és életük maradványait a tenger sziklás partjain hagyták. 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 pusztítók a talajban élő baktériumok, amelyek a talaj felső rétegeibe került 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 csak a göbös mikrobák fajai képesek megkötni a szervetlen légköri nitrogént és ellátni vele a növényt. Így a nitrogénfixálók gazdagítják a növényi szövetek ásványi összetételét.
3. Kemoautotrófok - a rendelkezésre álló szervetlen anyagokat szerves molekulákká gyűjtik, felhasználva a baktériumon belül lejátszódó kémiai reakciók energiáját. Ez az autotrófok egy csoportja. Szerepük az, hogy képesek feldolgozni a talajban felhalmozódó szervetlen anyagokat, és azokkal „táplálni” a növényeket.

Ezeken kívül más típusú baktériumok is jelen vannak a talajban, amelyek nem játszanak különösebb szerepet és nem számítanak a termékeny réteg kialakításában, de az élő szövetekben pusztító károsodást okozhatnak. Ezek olyan kórokozó mikrobák, amelyek szennyezett szerves maradványokkal kerülnek a talajba, vagy aeroszolokkal (légáramok finoman eloszlatott szuszpenzióval) kerülnek.

Destruktorok

Ez az egyik legnagyobb számú csoport, amelyben egyaránt lehetnek aerob (oxigént lélegző) és anaerob (más reakciókon keresztül lélegző) baktériumok. Hogy melyikük érvényesül, azt nehéz megmondani. A mikrobiológusok nem tulajdonítanak jelentőséget az ilyen arányok levezetésének.

A destruktorok csoportjába nemcsak a baktériumok tartoznak. Az úgynevezett detritofágok (perzselőbogarak, termeszek, giliszták stb.) szintén aktívan bontják a szerves anyagokat. Szerepük a szerves molekulák elsődleges lebontásában egyszerűbb vegyületekké, amelyeket aztán a lebomló baktériumok feldolgoznak.

A reduktorok (szaprotrófok) végzik el a végső mély lebontást, melynek eredményeként egy speciális mikroflóra jön létre, amely táplálja egy adott ökoszisztéma növényzetét.

1. A Clostridia osztály képviselői széles körben elterjedtek a talajban. Mind a nitrogénmegkötő Clostridia, mind a Clostridia-redukáló szerek ismertek. A mikroorganizmusok ezen osztálya között megtalálhatók patogén patogén mikrobák is, de ezek a mikrobák csak allochton (véletlenszerű) prokariótákként lehetnek jelen a talajban. A jól ismert talaj Clostridia anaerob mikrobák, amelyek szerepe az elhalt növények szövetsejtjeiben található szerves cukrok szén-dioxid felszabadítása.
2. A bacillusok a spóraképző baktériumok másik családja, amelyek bőségesen előfordulnak a talajban. A bacilusok többnyire aerobok és fakultatív anaerobok, amelyek képesek élni oxigén jelenlétében, de nem tudják belélegezni. A Bacillusok közül a legnagyobb fajok találhatók, amelyek elérhetik az 5 mikron méretet. A leghíresebb Bacillus a szénabot.
3. A talajban elterjedt másik baktériumcsalád a Pseudomonas. Ezek aerob mikroorganizmusok, az anaerobok között nem léteznek. Egyes csoportok patogének lehetnek a növényekre. A Pseudomonas szó szerint bármilyen szubsztrátot lebonthat. Nagyon sok van belőlük a kezelőhelyeken, újrahasznosítják a szintetikus és mérgező hulladékot is.

Az aerob lebontók fő élőhelye a rizoszféra, a gyökérterület és a növényi gyökerek területe. Az anaerob lebontók mélyebb talajrétegekben élnek, ahol az oxigén nem jut be jól.

Nitrogénmegkötő talajlakók

A mindennapi életben az egyik legnépszerűbb mikroorganizmuscsoport a gócbaktériumok.

A gócmikrobák az egyetlen mikroorganizmusok, amelyek segítségével gyorsan és minimális munkaerőköltséggel lehet telíteni a talajt nitrogénnel, ami viszont jelentősen növeli az ilyen táblák termését.

Ugyanezek a Clostridiák (aerob nemzetségeik) a csomós mikrobák közé tartoznak, de a göbös prokarióták fő csoportja továbbra is a Rhizobium nemzetség képviselői.

Ezeket a csomós mikroorganizmusokat még annak a növénynek a nevéről is nevezték el, amellyel ez a csomós mikroba kölcsönös szimbiózist alkot.

A csomós mikrobák és növények szimbiózisának lényege, hogy a növény gyökerén egy baktériumkolónia kinövést hoz létre, 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 egy csoportja - autotrófok. Ők az egyetlen élőlények a bolygón, amelyek szervetlen anyagokból szerves anyagokat tudnak előállítani. Szerepük globális, mivel az anyagok körforgásában más organizmusok nem helyettesíthetik őket.

Az autotrófokat öt fő csoport képviseli:

• nitrifikáló - aerob mikrobák, amelyek szervetlen nitrogént építenek be szerves vegyületekbe;
• kénoxidáló szerek - aerob prokarióták, beleértve a szervetlen ként a szerves molekulákban;
• vasbaktériumok - aerob acidofil (magas savasságú környezetben élő) baktériumok, amelyek szervetlen vasat tartalmaznak a szerves anyagban;
• A hidrogén és a karboxi baktériumok aerob mikroorganizmusok, amelyek molekuláris hidrogént és szén-dioxidot alakítanak át.

Az autotrófok között nincsenek kórokozó fajok, 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 kórokozók 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 Escherichia coli csoport úgynevezett baktériumai. 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 azonnal megállítani.

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

Talajbaktériumok METANOBACTERIA - az anaerob mikroorganizmusok egy speciális csoportja, amely létfontosságú tevékenységük eredményeként földgázt szabadít fel, amely az ember üzemanyaga. A talajt egy tetanuszbacilus lakja - egy veszélyes tetanuszbetegség kórokozója. A bot a kertek, veteményeskertek, legelők talajában található. Veszélyes szúrt és egyéb sebek esetén a talajjal dolgozni. Ezért a talajjal végzett munka után mosson kezet bélbaktériumokkal Miért szükségesek a bélbaktériumok? Az emberi test a baktériumok sokszínű világában él. Csak a gyomor-bél traktus üregében körülbelül 300 faj él, és a testben élő mikrobák tömege eléri a 4 kg-ot! Maximális mennyiségük a szájüregben, a nyelőcsőben és a belekben halmozódik fel. Az ilyen típusú baktériumokat szaprofitáknak nevezik. A szaprofiták általában egészséges mikroflórát képeznek a belekben. Életműködésüket a feldolgozatlan emberi élelmiszer-maradványok táplálása biztosítja, és segítik az embert a növényi táplálék 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 megvizsgálták a beleik szerkezetét. Egerekben szinte fejletlen nyirokcsomókat találtak, ahol az antitestek felhalmozódnak. Kísérletek alapján bebizonyosodott, hogy a bélbaktériumok befolyásolják az immunrendszer erősítését Bélbaktériumok Az emberi szervezet a baktériumok sokszínű világában él. Csak a gyomor-bél traktus üregében mintegy 300 fajuk él, és a testben élő mikrobák tömege eléri a 4 kg-ot! Maximális mennyiségük a szájüregben, a nyelőcsőben és a belekben halmozódik fel. Az ilyen típusú baktériumokat szaprofitáknak nevezik. A szaprofiták általában egészséges mikroflórát képeznek a belekben. Megélhetésüket a feldolgozatlan élelmiszer-maradványokkal való táplálkozás biztosítja. De vannak más patogén mikrobák is, amelyek a szervezet szöveteinek 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 megzavarodik, és dysbiosis lép fel. A dysbiosis során a szervezet fontos anyagcsere-folyamatai, például vitaminok és ásványi anyagok megszakadnak. De egy egészséges szervezetben a bél mikroflóra lizozimot termel, amely gátolja 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 dysbiosis esetén általában az immunrendszer munkája is csökken. Az újszülöttek egészséges bélmikroflórája nagyon fontos. Normális kialakulása akkor következik be, amikor a baba szoptat. Negatív szerepe van a patogén baktériumoknak. Képesek behatolni a növények, állatok és emberek szöveteibe, és ezzel egyidejűleg olyan anyagokat bocsátanak ki, amelyek elnyomják a szervezet védekezőképességét. Az állatok és az emberek testében olyan kórokozó baktériumok élnek, mint a pestis (botok), lépfene (botok) kórokozója. Az emberi szervezetben a kórokozó baktériumok táplálkoznak, gyorsan szaporodnak, és létfontosságú tevékenységük termékeivel mérgezik a szervezetet. A kórokozó baktériumok betegségeket okoznak: tífusz, kolera, diftéria, tetanusz, tuberkulózis, torokfájás, lépfene, pestis. E betegségek némelyikével az ember megfertőződik, amikor beteg emberekkel kommunikál (cseppfertőzés), mások - étel vagy víz elfogyasztásakor, amelyek kórokozó baktériumokat kaptak, fertőzött állatokkal való érintkezéskor a rágcsálók terjeszthetik a betegségeket. A baktériumok jelentős termésveszteséget okozhatnak. A sterilizálást a kórokozó baktériumok elpusztítására használják. A sterilizálás egy tárgy teljes felszabadítása bármely mikroorganizmusból. A sterilizálást leggyakrabban +120 ° C-os 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. Ehhez fertőtlenítő oldatokkal történő kezelést, ultraibolya sugárzást sugárzó lámpákkal történő besugárzást és ágynemű forralását alkalmazzák. A fertőtlenítést általában egészségügyi intézményekben, vendéglátóhelyeken és nagy létszámú összejöveteleken alkalmazzák. Beteg állatokba és emberekbe gyógyszérumot fecskendeznek, különféle antibiotikumokat alkalmaznak Bakteriális betegségek A betegség neve kolera A vérhas kórokozója Bacillus (bacillus) Zonne, Flexner Bacillus Koch Bacillus Clostridium tetani Bacillus anthracis Pestis bacillus Tuberkulózis Tetanusz Iszap Szibériai dolgok, legyek Víz, piszkos kéz, étel, dolgok, legyek Levegő, cseppek a levegő talajában Beteg állatok és emberek Rágcsálók, bolhák Göbös nitrogénmegkötő baktériumok (szimbionták) A csillagfürt a hüvelyesek családjába tartozik, melynek gyökerén góc található baktériumok élnek Plakáthoz antibiotikumok védőoltások gyógyító szérum fertőtlenítés sterilizálás ultraibolya sugárzás kézmosás zöldség-gyümölcs nedves tisztítás viselet második cipő személyi higiénia forralás sózás szárítás fagyasztás pácolás Baktériumok és élelmiszerek Az ember savanyú tejtermékekhez jut az erjedés következtében. A fermentáció az anyagok kémiai átalakulásának folyamata, amelyet egyes baktériumok, például tejsavbaktériumok, ecetsav is végrehajthatnak. Ezeknek a baktériumoknak a segítségével erjesztjük a zöldségeket, gyümölcsöket. A fermentációs baktériumok elpusztítják a rothadó baktériumokat. Az előnyök mellett azonban a tejsavbaktériumok károsak is lehetnek, savanyú ételeket okozva. A leküzdésre forralást alkalmaznak. A baktériumok elleni küzdelem széles körben elterjedt módszerei: gyümölcsök, gombák, húsok, halak, gabona szárítása; hűtésük és fagyasztásuk hűtőszekrényekben és gleccserekben; pácolási termékek ecetsavban; magas cukorkoncentráció, például lekvárgyártásnál, sózásnál. Az uborka, paradicsom, gomba, savanyú káposzta sózásakor a tejsavbaktériumok aktivitása miatt savas környezet jön létre, ami gátolja a rothadó baktériumok fejlődését. Ez az élelmiszerek tartósításának alapja, a botulizmus baktériumok (anaerobok) a botulint mérget termelik. Vízben, állati szervezetekben, talajban spórák formájában élnek. A talajjal a botulizmusbaktériumok spórái jutnak a zöldségekre, gyümölcsökre, gombákra, amelyeket aztán óvatosan üvegekbe forgatunk. Ha a befőzés során nem tartunk be néhány fontos szabályt, akkor kedvenc csemegeként alattomos veszély leselkedhet a konzervdobozokra - a botulizmus, amely a legszomorúbb esetben akár halálhoz is vezethet. A botulizmus egy fertőző betegség, amely a központi idegrendszert érinti. Ezért a botulizmus leküzdéséhez a gyümölcsöket és a zöldségeket jól meg kell mosni, az edényeket sterilizálni kell.

A Földön ma jelen lévő talajok a baktériumok létfontosságú tevékenysége eredményeként jöttek létre. A kőzetek ásványi részecskéinek feldolgozásával és az elhalt szerves vegyületek feldolgozási termékeivel, valamint saját létfontosságú tevékenységük eredményeként való keverésével a mikroorganizmusok fokozatosan termékeny földekké változtatták bolygónk élettelen sziklás völgyeit. Az élő mikroorganizmusok és baktériumok a természet természetes körforgásának elengedhetetlen elemei. Úgy gondolják, hogy ők a motorja ennek a folyamatnak.

Nagyon sok ilyen található a természetben: mindössze egy gramm erdőtalaj több tíz, sőt több száz millió különböző fajhoz és alfajhoz tartozó talajbaktériumot tartalmaz.

Természetes körforgás

A növekedés folyamatában a növények a legösszetettebb szerves anyagokat reprodukálják egyszerű anyagokból: vízből, ásványi sókból és szén-dioxidból. A talajban élő mikroorganizmusok létfontosságú tevékenységük következtében az elhalt növényi részeket és az elhalt szervezeteket a humuszban dolgozzák fel, ezáltal az összetett anyagokat egyszerűvé bontják. A növény ezen összetevői újra felhasználhatók fejlődéséhez és növekedéséhez.

A talaj mikroorganizmusainak terjedése

Nagyon sok baktérium él körülöttünk, és szinte mindenhol elterjedtek. Nincsenek jelen, kivéve az aktív vulkánok krátereiben és a kísérleti helyszínek kis részein, ahol atomfegyver-robbanásokat hajtanak végre. Semmilyen más durva környezeti körülmény nem zavarja a baktériumok létezését. Nyugodtan elviselik az Antarktisz gleccsereit, és forró források vizében élnek, nyugodtan alkalmazkodnak a forró sivatagok forró homokjához és hegycsúcsok sziklás lejtőin élnek. Olyan sok van belőlük, hogy nagyon valószínű, hogy még mindig nem ismerjük a talajbaktériumok néhány nevét. A Földön minden élőlény folyamatosan kölcsönhatásba lép a mikroflórával, gyakran tartó és elosztó szerepét töltve be.

A talaj mikroflórája nagyon gazdag és változatos. Egy köbcentiméterben akár egymilliárd baktérium is megtalálható. A talaj mikroorganizmusainak populációja azonban változhat. Ez függ a talaj típusától és összetételétől, állapotától, valamint a vizsgált réteg mélységétől.

Hogyan táplálkoznak a baktériumok

A talajban élő mikroorganizmusok többféle módon juthatnak energiához. Az ebbe a csoportba tartozó baktériumok egy része autotróf, azaz önállóan képes saját tápanyagot előállítani, és néhányuk szerves vegyületeket használ élelmiszerként. Ez utóbbi, a heterotróf baktériumokat képviselő csoport érdemel különös figyelmet. A mikroorganizmusok birodalmának heterotróf képviselői között a baktériumok három fő csoportja van:

Ezen kategóriák mindegyikének nemcsak az étkezési módja, hanem az életmódja is teljesen más. Egyes fajok csak levegős vagy erjesztett tejkörnyezetben létezhetnek, egyes mikroorganizmusoknak bomlási és bomlási folyamatra van szükségük a teljes értékű létezéshez, és néhány képviselője remekül érzi magát levegőtlen térben. Az ilyen baktériumok abszolút mindenhol megtalálhatók bolygónkon.

Talajbaktériumok

Az ilyen baktériumok élőhelye a talaj. Ezek a legkisebb egysejtű mikroorganizmusok. Ezek a lények a talaj legvékonyabb vízrétegeiben élnek a különféle növények gyökérrendszere körül. Kis méretüknek köszönhetően sokkal gyorsabban tudnak növekedni, fejlődni és alkalmazkodni a gyorsan változó környezeti feltételekhez, mint más nagyobb, összetettebb mikroorganizmusok. Alakjuk sajátosságai lehetővé teszik, hogy ezek a baktériumok tökéletesen alkalmazkodjanak környezetükhöz, ezért szerkezetük az evolúció története során változatlan maradt. Ezek a mikroorganizmusok jellemzően golyó, rúd alakúak vagy íves geometriájúak.

A talajbaktériumok nagyrészt kemoszintetikus anyagok, azaz szén-dioxid részvételével redox reakciók eredményeként kapott termékekkel táplálkoznak. Életük során más mikroorganizmusok növekedéséhez és fejlődéséhez szükséges anyagokat állítanak elő.

A talaj mikroorganizmusainak családja meglehetősen változatos. Baktériumok, mint például:

Nitrogén fixálók

Ennek a talajbaktérium-csoportnak az egyedülálló képessége, hogy képes asszimilálni a levegőből a nitrogénmolekulákat, ami a növények számára lehetetlen. A nitrogénfixálók által termelt szintézis eredményeként azonban a nitrogént a növények felvehetik. Létezésük szerint ezek a baktériumok szabadon élő és szimbiontákra oszlanak, vagyis olyanokra, amelyeknek kölcsönhatásba kell lépniük más mikroorganizmusokkal.

A csomók nitrogénfixálói hosszúkás ovális vagy rúd alakú szimbionták. Általában kölcsönhatásba lépnek hüvelyesekkel, például borsóval, lencsével, lucernával stb.

A gyökérrendszerben megtelepedve gömb alakú csomókat képeznek, amelyek szabad szemmel is láthatóak, és bennük élnek. A baktériumok és növények szimbiózisa kölcsönösen előnyös. Ez a fajta mikroorganizmus nitrogénnel látja el a rizómákat, míg a talajbaktériumok táplálkozása a közvetlenül a növényből és elhalt részecskéiből nyert termékek feldolgozásával történik. Sok növény esetében a csomótömörödés az egyetlen nitrogéntartalmú vegyületek forrása. Magas nitrogéntartalmú környezetben azonban a csomós mikroorganizmusok nem lépnek kölcsönhatásba egyes növényekkel. Nagyon szelektívek, és csak bizonyos fajoknál és fajtákban aktiválódnak.

Manapság szokás a nitrogénvegyületeket megkötő szervezeteket két csoportra osztani. Az első csoport a mikrobák, amelyek szimbiózisba léphetnek a növényekkel. Ide tartoznak az olyan fajok, mint a Rhizobium, Bradyrhizobium, Mezorhizobium, Sinorhizobium és Azorhizobium, amelyek szabadon élhetnek összekapcsolódás nélkül. A talajasszociatív nitrogénmegkötők második csoportja jobban alkalmazkodik a talajban való szabad létezéshez. A talajbaktériumok példái közé tartozik az Azospirillum, Pseudomonas, Agrobacterium, Klebsiella, Bacillus, Enterobacter, Flavobacterium Arthrobacter, Clostridium, Azotobacter, Beijerinckia és más nemzetségek.

Rohadásos baktériumok

A szaprofiták (rothadó baktériumok) általában a talaj felszínén élnek. A talaj felső rétegeiben, a növények gyökérrendszerének elhalt részein, elhalt lárvák felszínén élnek. A szerves elhalt szövetek létfontosságú tevékenységük forrásaként szolgálnak: hatalmas mennyiségben találhatók állati maradványokon, lehullott leveleken és növényi gyümölcsökön. Életműködésük eredménye az elhalt szövetek gyors lebomlása és hasznosulása. Tápanyaggal feltöltve nagymértékben javítják a talaj összetételét.

A talajbaktériumok legtöbb képviselője a szaprofita családba tartozik. Ezeknek a mikroorganizmusoknak két típusa van. Egy részük oxigénmentes környezetben él, míg másoknak levegőre van szükségük a teljes élethez. Ezek szabadon élő szervezetek, amelyek soha nem lépnek szimbiózisba.

A szaprofiták meglehetősen igényesek a tápláló szerves vegyületekre. Minden általuk feldolgozott terméknek tartalmaznia kell bizonyos összetevőket, amelyek befolyásolják növekedésük, fejlődésük és életük folyamatát. Az alapvető tápanyagok a következők:

• nitrogéntartalmú vegyületek vagy aminosavak bizonyos csoportja;
• vitaminok, fehérje- és szénhidrátvegyületek;
• peptidek, nukleotidok.

Hogyan működik a folyamat

A szerves anyagok bomlása annak a ténynek köszönhető, hogy az anyag lebomlásához hozzájáruló mikroorganizmusok anyagcserével rendelkeznek. A folyamat eredményeként a nitrogénvegyületeket tartalmazó szövetmolekulák kémiai kötései megsemmisülnek. A mikroorganizmusok táplálkozását a fehérjét és aminosavakat tartalmazó elemek befogása miatt végzik. A baktériumok szervezetébe kerülő termékek fermentációja következtében a fehérjevegyületekből ammónia és kénhidrogén szabadul fel. Így a mikroorganizmusok energiát kapnak további létezésükhöz.

A természetben a rothadó baktériumok elsődleges szerepet játszanak a talaj helyreállításában és mineralizációjában. Innen származik az ilyen típusú baktériumok általános neve - reduktor. A lebontók életük során a szerves anyagokat és a biomasszát a legegyszerűbb vegyületekké CO 2, H 2 O, NH 3 stb. A rothadó baktériumok között elterjedtek az ammonifikáló mikroorganizmusok - nem spóraképző enterobaktériumok, bacilusok, spóraképző klostrídiumok.

Fermentációs baktériumok

A fermentációs talajbaktériumok táplálásának módja a szerves cukrok feldolgozása. Természetes környezetben általában a növények, gyümölcsök és bogyók felszínén, a tejtermékekben és a madarak, állatok, halak és emberek hámszövetének különböző rétegeiben találhatók meg. A termékek létfontosságú tevékenységük következtében megsavanyodnak, tejsav képződik. Ennek a tulajdonságának köszönhetően széles körben használják mindenféle erjesztés és erjesztett tejtermék készítéséhez. A tejsavbaktériumok a haszonállatok növényi takarmányának beszerzésének is az elsődleges résztvevői.

A talaj tejsav mikroorganizmusainak túlnyomórészt két formája van - lehetnek hosszúkásak rúd formájában vagy gömb alakúak.

Betegséget okozó baktériumok

A környezetből az emberi szervezetbe bekerült rothadó baktériumok (szaprofiták) és egyéb feltételesen patogén mikrobák bizonyos körülmények között emberben és állatban egyaránt súlyos betegségeket okozhatnak. Különösen érzékenyek erre a hatásra a legyengült immunitásúak, valamint a vitaminhiányban, neurózisban és állandó fáradtságban szenvedő betegek. Vannak esetek, amikor a rezidens mikroflóra okozta betegségek halállal végződnek.

Az emberi szervezetbe bejutott szaprofita mikroorganizmusok bakteriális sokkot okozhatnak, amely nagyszámú opportunista mikroorganizmus és anyagcseretermékeik vérbe jutása következtében alakul ki. Általában hasonló jelenség fordul elő a hosszú távú gócos fertőzések hátterében.

Gyakran a talajban élő mikroflóra képviselői hozzájárulnak a gennyes-gyulladásos folyamatok és tályogok előfordulásához a szervezetben.

A feltételesen patogén mikroorganizmusok azonban csak akkor tudnak negatív hatást gyakorolni az élőlények szervezetére, ha élettevékenységük szempontjából kedvező tényezők jelennek meg. A talajtalajok javításához, dúsításához és mineralizációjához ilyen mikroflóra szükséges. Valójában enélkül a föld egyáltalán nem lesz termékeny, és ez kétségtelenül negatív tényezővé válik a földi élet természetes körforgásában.

Harc a rosszindulatú vendégek ellen

Köztudott, hogy a szaprofiták, ha élelmiszerbe kerülnek, romlást okoznak. Általában egy ilyen folyamatot az emberre mérgező anyagok, a hidrogén-szulfid és az ammónia nagy felszabadulása kísér. Az aljzat felmelegedhet, és néha spontán égést okozhat. Ezért az ember olyan körülményeket teremt, amelyekben a rothadást és bomlást okozó mikroorganizmusok elveszítik szaporodási képességüket, vagy akár el is pusztulnak. Ilyen intézkedések közé tartozik az élelmiszerek pasztőrözése, sterilizálása, sózása, füstölése, forralása, cukrozása vagy szárítása.

A baktériumok funkciói és jelentősége

A talaj mikroorganizmusai hozzájárulnak az élettelen szerves anyagok gyors lebomlásához, miközben kiváló minőségű humuszt képeznek a talaj különböző rétegeiben, amely szükséges a növények normális fejlődéséhez. Egyes baktériumok képesek asszimilálni a talaj nitrogén-, foszfor- és vasforrásait. Átalakíthatják vagy újra eloszthatják a metabolitokat a növényi részek között. A növények gyökérrendszerének belső rétegeiben élő endorf mikroorganizmusok pozitív hatással vannak növekedésükre és fejlődésükre. Ez a baktériumcsoport nemcsak a kórokozó mikroorganizmusok ellen küzd, de még vitaminokat és hormonokat is képes előállítani a növény számára. Ezért a talaj mikroflórájának jelentőségét aligha lehet túlbecsülni.