Компонентами биологической массы почвы являются микроорганизмы (простейшие, водоросли, грибы, бактерии), черви, насекомые и членистоногие. К микроорганизмам почвы относятся бактерии, микроскопические водоросли, протозоа – простейшие, грибы и актиномицеты. Наиболее важное значение в процессах почвообразования имеют бактерии, грибы и актиномицеты.

Деятельность микроорганизмов в процессе почвообразования заключается в следующем:

1) активно участвуют в процессах разложения органических остатков образуя гумус и элементы минерального питания растений;

2) некоторые виды микроорганизмов способны усваивать атмосферный азот, так называемые бактерии азотфиксаторы. В последующим их отмирание обогащает почву азотом, который доступен для растений;

3) в процессе разложения микробами органического вещества выделяется углекислый газ, который важен для фотосинтеза растений;

4) сапрофитная микрофлора почвы угнетает развитие патогенных микробов, участвует в процессах очищения почвы в том числе от загрязняющих токсичных веществ;

5) в процессах жизнедеятельности микроорганизмов образуются физиологически активные вещества, которые способны угнетать и способствовать процветанию как растений, так и микрофлоры. 

Состав и численность микроорганизмов в почве неравномерны. В черноземах, содержащих большое количество органического вещества биомасса микроорганизмов может достигать 3–5 т/га, около 1–1,5 т/га в болотно-подзолистых почвах. На распределение микроорганизмов в почве влияют природно-климатические условия, а также мощность плодородного слоя почвы в котором происходят процессы образования гумуса.

Из-за бактерицидного воздействия солнечных лучей и высушивания на поверхности почвы количество микроорганизмов незначительно. На глубине 2–3 м под влиянием комплекса физических и химических факторов не благоприятных для развития микроорганизмов обнаруживается их отсутствие или редкая встречаемость.

На распространение микроорганизмов в почве оказывает влияние степень содружества их с корнями растений. Они бывают симбионтами, обитателями ризосферы или микробами, живущими в отдалении от корней растений.

Экологическими факторами почвы, влияющими на развитие микроорганизмов, являются температура, кислотность почвенного раствора, степень засоления, механический состав и другие. На количественный и качественный состав микрофлоры влияет также и сезон года. Наибольший видовой и численный состав микрофлора имеет поздней весной, в начале лета и осенью, в зимний период года угнетается развитие микроорганизмов.

На жизнедеятельность микроорганизмов оказывает влияние гранулометрический состав, температура, рН, влажность почвы и наличие органических остатков. К примеру, в 1 г супесчаных дерново-подзолистых почвах количество микроорганизмов колеблется в пределах 0,8–1,2 млрд, а в легко и среднесуглинистых увеличивается до 3–5 млрд. Микроорганизмы почв умеренного пояса существуют при температуре 25° С, в почвах более жаркого климата могут переносить температуру до 45° С. При изменении физических и химических условий температурный диапазон жизнедеятельности микробов также может изменяться как в сторону повышения, так и понижения. Аэробные микроорганизмы предпочитают дерново-подзолистые, а анаэробы, глинистые увлажненные типы почв. Микроорганизмы способны процветать во всех типах почвы, это связано с их высокой приспособляемостью к изменениям условий окружающей среды.

Во время сельскохозяйственной эксплуатации почвы мелиорации, внесении удобрений, обработке при которой меняется воздушный и водный режим видовой и количественный состав микрофлоры меняется в положительную и отрицательную сторону в зависимости от вида мероприятий.

Постоянная микрофлора почвы называется резидентной, в её составе встречаются простейшие, бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли, а также вирусы и микоплазмы.

Водоросли представлены диатомовыми, зелеными и цианобактериями. Почти все водоросли почвы одноклеточные, клеточные стенки покрыты слоем клейких веществ или пропитаны кремнеземом. Осуществляют фотосинтез, обеспечивая почву кислородом и повышая ее плодородие. Сине-зеленые водоросли фиксируют азот атмосферы.

Грибы. В почве они обитают в поверхностных слоях, относятся к аэробам. Встречаются как одноклеточные, так и многоклеточные формы. Тело гриба представляет собой мицелий – систему тонких ветвящихся нитей гифов. Мицелий имеет большую поверхность способной осмотическим путем всасывать питательные вещества. Определенные участки мицелия могут выполнять функции захвата пищи и размножения. Могут размножаться вегетативным, половым путем, а также спорами. Расщепляют почти все высоко- и низкомолекулярные соединения, в том числе трудноразлагаемые лигнин и клетчатку. В процессе питания грибы потребляют все виды органических и минеральных соединений азота и являются активным компонентом почвообразования.

Простейшие (протозоа). Фауна простейших в почве представлена инфузориями, жгутиковыми и корненожками. Много паразитических и хищных видов. Регулируют в почве микробиологические процессы поглощая различных представителей микробиоценоза почвы. При неблагоприятных условиях почвы они способны образовывать цисты – кислотоустойчивые образования. Цисты сходны со спорами бактерий и могут сохранять жизнеспособность при полном отсутствии воды в окружающей среде.

Актиномицеты. Это одноклеточные организмы. Обитают в верхних слоях почвы где образуют разветвленный мицелий. Имеются аэробные и анаэробные виды, развиваются в почвах с нейтральной и щелочной реакцией. Актиномицеты являются продуцентами антибиотиков, посредством которых поддерживают общее микробное равновесие почвы. Актиномицеты хорошо размножаются в почвах с активной деградацией органических веществ.

Бактерии. Это самая многообразная и многочисленная группа микроорганизмов почвы. Особенно много их в пахотном слое. Многие бактерии при неблагоприятных условиях образуют споры, которые способны сохраняться в почве длительное время, по некоторым данным до трехсот лет.

В почве помимо постоянной обнаруживается микрофлора организма человека и животных некоторые из которых относятся к санитарно-показательным микроорганизмам (СПМ), а также в почвенную среду попадают патогенные микробы. Микробное загрязнение почв получается при выбросах вторичных сырьевых ресурсов сельского хозяйства и пищевой отрасли, а также отходов жилищно-коммунальных предприятий.

К санитарно-показательным микроорганизмам относятся бактерии, являющиеся видами нормальной микрофлоры теплокровных животных и человека. В почву они попадают вместе с испражнениями и сохраняются в ней. Обнаружение СПМ является показателем фекального загрязнения и возможном присутствии энтеробактерий.

 

 

Санитарно показательные микроорганизмы условно подразделяют на 3 группы:

1) группа А это обитателей кишечника человека и животных. Их обнаружение расценивают как индикаторы фекального загрязнения. К ним относятся бактерии группы кишечной палочки (БГКП) – эшерихии, энтерококки, протеи, сульфатвосстанавливающие клостридии (Clostridium perfringens), термофилы, бактериофаги, ацинетобактер и аэромонады;

2) группа В обитателей верхних дыхательных путей и носоглотки. Это группа грамположительных и грамотрицательных гемолитических стрептококков, и различные виды стафилококков;

3) группа С – микроорганизмы сапрофиты, естественные обитатели внешней среды. Они считаются индикаторами процессов самоочищения. Это бактерии аммонификаторы, нитрификаторы, некоторые спорообразующие бактерии, грибы, актиномицеты, целлюлозобактерии и цианобактерии.

На выживание патогенных микроорганизмов влияют физические, химические и биологические факторы. Такие как тип почвы, воздушный и водный режим, степень загрязнения из биотических факторов присутствие микроорганизмов, которые могут противостоять патогенным формам.

У микроорганизмов патогенов имеются различные способы сохранения в почвенной среде. В этом отношении их можно подразделить на три группы.

Первая группа – это микробы, для которых почва является естественной средой обитания. Почва для них природным биотопом. Типичные представители Clostridium botulinum возбудитель ботулизма, актиномицеты возбудители актиномикозов, возбудители микотоксикозов – патогенные микроскопические грибы. Споры Clostridium botulinum сохраняются в почве очень продолжительное время.

Микроорганизмы, для которых почва является вторичным резервуаром относятся ко второй группе, они способны длительное время сохранять жизнеспособность. Во вторую группу входят такие опасные бактерии как возбудитель столбняка Clostridium tetani, возбудитель газовой гангрены Clostridium perfringens и возбудитель сибирской язвы Bacillus anthracis. Они попадают в почву с испражнениями больных животных и их трупами при несоблюдении правил утилизации. Возбудители этих опасных инфекций способны сохраняться несколько недель и месяцев.

К третьей группе относятся микроорганизмы, которые не способны сохраняться в почве долго. Почва для них неблагоприятная среда. Спустя непродолжительное время под воздействием почвенных условий они погибают. Это споронеобразующие микроорганизмы родов Salmonella, Shigella, Vibrio, Leptospira, Brucella, Pseudomonas, энтеровирусы и вирус ящура. У этой группы микроорганизмов нет способности противостоять антагонизму постоянной микрофлоры почвы.

 

Задания для самостоятельной работы

 

1. Функции микроорганизмов в процессах почвообразования.
2. Экологические факторы, влияющие на развитие микроорганизмов в почве.
3. Микрофлора почвы, относящаяся к резидентной. Типичные представители.
4. Функции водорослей и грибов в микроценозе почвенной среды.
5. Характеристика компонентов микробиоценоза почвы.
6. Санитарно показательные микроорганизмы (СПМ) почвы, группы, значение.
7. Патогенные микроорганизмы, обитающие в почве, группы.