Топырақтың биологиялық массасының құрамдас бөліктері микроорганизмдер (қарапайымдылар, балдырлар, саңырауқұлақтар, бактериялар), құрттар, жәндіктер және буынаяқтылар болып табылады. Топырақ микроорганизмдеріне бактериялар, микроскопиялық балдырлар, протозоа-қарапайымдылар, саңырауқұлақтар және актиномицеттер жатады. Топырақ түзілу процестерінде бактериялар, саңырауқұлақтар және актиномицеттер өте маңызды.

Топырақ түзілу процесінде микроорганизмдердің қызметі келесіде:

1) гумус пен өсімдіктердің минералды қоректену элементтерін қалыптастыру арқылы органикалық қалдықтардың ыдырау процестеріне белсенді қатысады;

2) микроорганизмдердің кейбір түрлері атмосфералық азотты, азот фиксаторлары деп аталатын бактерияларды сіңіре алады. Кейіннен олардың өлуі топырақты өсімдіктер үшін қол жетімді азотпен байытады;

3) ыдырау процесінде органикалық заттардың микробтары көмірқышқыл газын шығарады, бұл өсімдіктердің фотосинтезі үшін маңызды;

4) топырақтың сапрофитті микрофлорасы патогендік микробтардың дамуын тежейді, топырақты, оның ішінде ластаушы улы заттардан тазарту процестеріне қатысады;

5) микроорганизмдердің тіршілік процестерінде физиологиялық белсенді заттар түзіледі, олар өсімдіктерді де, микрофлораны да тежеп, гүлденуіне ықпал етеді.

Топырақтағы микроорганизмдердің құрамы мен саны біркелкі емес. Құрамында органикалық заттардың көп мөлшері бар қара топырақтарда микроорганизмдердің биомассасы батпақты-подзоликалық топырақтарда 3–5 т/га, шамамен 1–1,5 т/га жетуі мүмкін. Топырақтағы микроорганизмдердің таралуына табиғи-климаттық жағдайлар, сондай-ақ гумустың пайда болу процестері жүретін құнарлы топырақ қабатының қуаты әсер етеді.

Күн сәулесінің бактерицидтік әсеріне және топырақ бетіндегі кептіруге байланысты микроорганизмдердің саны шамалы. 2–3 м тереңдікте микроорганизмдердің дамуына қолайлы емес физикалық және химиялық факторлар кешенінің әсерінен олардың болмауы немесе сирек кездесетіндігі анықталады.

Топырақтағы микроорганизмдердің таралуына олардың өсімдік тамырларымен достастық дәрежесі әсер етеді. Олар симбионттар, ризосфераның тұрғындары немесе өсімдік тамырларынан алыс жерде тұратын микробтар.

Микроорганизмдердің дамуына әсер ететін топырақтың экологиялық факторлары температура, топырақ ерітіндісінің қышқылдығы, тұздану дәрежесі, механикалық құрамы және басқалары болып табылады. Микрофлораның сандық және сапалық құрамына жыл мезгілі де әсер етеді. Микрофлораның ең үлкен түрлері мен сандық құрамы көктемнің аяғында, жаздың басында және күзде, жылдың қысқы кезеңінде микроорганизмдердің дамуы тежеледі.

Микроорганизмдердің тіршілік әрекетіне гранулометриялық құрамы, температурасы, рН, топырақтың ылғалдылығы және органикалық қалдықтардың болуы әсер етеді. Мысалы, 1 г құмды сазды сазды-подзоликалық топырақтарда микроорганизмдердің саны 0,8–1,2 млрд аралығында өзгереді, ал жеңіл және орташа саздақтарда ол 3–5 млрд-қа дейін артады. қоңыржай топырақтың микроорганизмдері 25 °C температурада болады, ыстық климаттағы топырақтарда олар 45 °C дейін температураға шыдай алады. Физикалық және химиялық жағдайлар өзгерген кезде микробтардың өмірлік белсенділігінің температуралық диапазоны жоғарылауға да, төмендеуге де өзгеруі мүмкін. Аэробты микроорганизмдер сазды-подзоликалық, ал анаэробтар сазды, ылғалданған топырақ түрлерін жақсы көреді. Микроорганизмдер топырақтың барлық түрлерінде дами алады, бұл олардың қоршаған орта жағдайларының өзгеруіне жоғары бейімделуіне байланысты.

Топырақты ауылшаруашылықта пайдалану кезінде мелиорация, тыңайтқыштар енгізу, ауа мен су режимі өзгеретін топырақты өңдеу кезінде микрофлораның түрлік және сандық құрамы іс-шаралар түріне байланысты оң және теріс бағытта өзгереді.

Топырақтың тұрақты микрофлорасы резиденттті деп аталады, оның құрамында қарапайымдылар, бактериялар, саңырауқұлақтар, актиномицеттер, балдырлар, сонымен қатар вирустар мен микоплазмалар бар.

Балдырлар диатомды, жасыл және цианобактериялармен ұсынылған. Топырақтың барлық дерлік балдырлары бір жасушалы, жасуша қабырғалары жабысқақ заттармен жабылған немесе кремний диоксидімен сіңдірілген. Фотосинтез топырақты оттегімен қамтамасыз етіп, оның құнарлылығын арттырады. Көк-жасыл балдырлар атмосфераның азотын бекітеді.

Саңырауқұлақтар. Топырақта олар жер үсті қабаттарында өмір сүреді, аэробтарға жатады. Біржасушалы және көпжасушалы формалар да кездеседі. Саңырауқұлақтың денесі – мицелий-гифалардың жіңішке тармақталған жіптерінің жүйесі. Мицелийдің қоректік заттарды осмостық жолмен сіңіре алатын үлкен беті бар. Мицелийдің белгілі бір аймақтары тамақ алу және көбею функцияларын орындай алады. Олар вегетативті, жыныстық жолмен, сондай-ақ споралармен көбейе алады. Барлық дерлік жоғары және төмен молекулалық қосылыстар, соның ішінде ыдырауы қиын лигнин мен талшық ыдырайды. Тамақтану процесінде саңырауқұлақтар органикалық және минералды азот қосылыстарының барлық түрлерін тұтынады және топырақ түзілуінің белсенді компоненті болып табылады.

Қарапайымдылар (протозоа). Топырақтағы қарапайымдылар-дың фаунасы кірпікшелермен, флагеллалармен және тамырлармен ұсынылған. Көптеген паразиттік және жыртқыш түрлер. Топырақтағы микробиологиялық процестер топырақ микробиоценозының әртүрлі өкілдерін сіңіру арқылы реттеледі. Топырақтың қолайсыз жағдайында олар кисталар түзе алады – қышқылға төзімді түзілімдер. Кисталар бактериялардың спораларына ұқсас және қоршаған ортада су толық болмаған кезде өміршең бола алады.

Актиномицеттер. Олар бір жасушалы организмдер. Олар тармақталған мицелий түзетін топырақтың жоғарғы қабаттарында тұрады. Аэробты және анаэробты түрлер бар, олар бейтарап және сілтілі реакциясы бар топырақта дамиды. Актиномицеттер антибиотиктердің өндірушілері болып табылады, олардың көмегімен топырақтың жалпы микробтық тепе-теңдігі сақталады. Актиномицеттер органикалық заттардың белсенді деградациясы бар топырақта жақсы көбейеді.

Бактериялар. Бұл топырақ микроорганизмдерінің ең алуан және ең көп тобы. Әсіресе олардың көпшілігі егістік қабатында. Қолайсыз жағдайларда көптеген бактериялар түзеді споралар топырақта ұзақ уақыт сақталуы мүмкін, кейбір мәліметтер бойынша үш жүз жылға дейін.

Топырақта адам мен жануарлар денесінің микрофлорасынан басқа, олардың кейбіреулері санитарлы-көрсеткіштік микроорганизмдерге (СКМ) жатады, сонымен қатар топырақ ортасына патогендік микробтар енеді. Топырақтың микробтық ластануы ауыл шаруашылығы мен тамақ өнеркәсібінің қайталама шикізат ресурстарының, сондай-ақ тұрғын үй-коммуналдық кәсіпорындардың қалдықтарының шығарындыларынан алынады.

Санитарлы-көрсеткіштік микроорганизмдерге жылы қанды жануарлар мен адамдардың қалыпты микрофлорасының түрлері болып табылатын бактериялар жатады. Олар нәжіспен бірге топыраққа түседі және онда сақталады. СКМ анықтау нәжістің ластануының көрсеткіші және энтеробактериялардың болуы мүмкін.

Санитарл-көрсеткіш микроорганизмдер шартты түрде 3 топқа бөлінеді:

1) А тобы адам мен жануарлар ішектерінің тұрғындары. Оларды анықтау нәжістің ластануының көрсеткіштері ретінде қарастырылады. Оларға ішек таяқшасы тобының бактериялары (ІТБТ) – эйшерихиялар, энтерококктар, протеиндер, сульфатты қалпына келтіруші клостридиялар (Clostridium perfringens), термофилдер, бактериофагтар, ацинетобактериялар және аэромонадтар;

2) В тобында жоғарғы тыныс жолдары мен мұрын-жұтқыншақ тұрғындары. Бұл грам оң және грам теріс гемолитикалық стрептококктар тобы және стафилококктардың әртүрлі түрлері;

3) С тобы – микроорганизмдер сапрофиттер, сыртқы ортаның табиғи тұрғындары. Олар өзін-өзі тазарту процестерінің көрсеткіштері болып саналады олар бактериялар аммонификаторлар, нитрификаторлар, кейбір спора түзетін бактериялар, саңырауқұлақтар, актиномицеттер, целлюлоза бактериялары және цианобактериялар.

Патогендердің өмір сүруіне физикалық, химиялық және биологиялық факторлар әсер етеді. Топырақ түрі, ауа және су режимі, биотикалық факторлардың ластану дәрежесі сияқты патогендік формаларға қарсы тұра алатын микроорганизмдердің болуы.

Патогендік микроорганизмдерде топырақ ортасында сақтаудың әртүрлі әдістері бар. Осыған байланысты оларды үш топқа бөлуге болады. Бірінші топ топырақтың табиғи тіршілік ету ортасы болып табылатын микробтар. Олар үшін топырақ табиғи биотоп болып табылады. Clostridium botulinum типтік өкілдері ботулизм қоздырғышы, актиномицеттер актиномикоз қоздырғыштары, микотоксикоз қоздырғыштары-патогенді микроскопиялық саңырауқұлақтар. Clostridium botulinum споралары топырақта өте ұзақ уақыт сақталады.

Топырақ екінші резервуар болып табылатын микроорганизмдер екінші топқа жатады, олар ұзақ уақыт өміршең бола алады. Екінші топқа сіреспе қоздырғышы Clostridium tetani, газ гангренасының қоздырғышы Clostridium perfringens және күйдіргі қоздырғышы Bacillus anthracis сияқты қауіпті бактериялар кіреді. Олар жою ережелерін сақтамаған кезде ауру жануарлардың нәжісімен және олардың мәйіттерімен топыраққа түседі. Бұл қауіпті инфекциялардың қоздырғыштары бірнеше апта мен айға сақталуы мүмкін.

Үшінші топқа жатады микроорганизмдер топырақта ұзақ уақыт сақталуға қабілетсіз. Топырақ олар үшін қолайсыз орта. Біраз уақыттан кейін олар топырақ жағдайының әсерінен өледі. Бұл Salmonella, Shigella, Vibrio, Leptospira, Brucella, Pseudomonas, энтеровирустар және аусыл вирусының спора түзетін микроорганизмдері. Микроорганизмдердің бұл тобының тұрақты топырақ микрофлорасының антагонизміне қарсы тұру қабілеті жоқ.

 

Өзіндік жұмыс істеуге арналған тапсырмалар

 

1. Топырақ түзілу процестеріндегі микроорганизмдердің қызметі.
2. Топырақтағы микроорганизмдердің дамуына әсер ететін экологиялық факторлар.
3. Резидентке жататын топырақ микрофлорасы. Типтік өкілдер.
4. Топырақ ортасының микроценозындағы балдырлар мен саңырауқұлақтардың қызметі.
5. Топырақ микробиоценозының компоненттеріне сипаттама.
6. Топырақтың санитарлық микроорганизмдер (ТСМ) топтары, маңызы.
7. Топырақта тіршілік ететін патогендік микроорганизмдер, топтары.