Значение и среда обитания почвенных бактерий, способ питания и польза и вред. Что такое почвенные бактерии?

Бактерии выполняют важные функции в почве, распределяя органические отходы в почве с помощью выделяемых ими ферментов. Существует четыре основные функциональные группы почвенных бактерий:

Значение и среда обитания почвенных бактерий, способ питания и польза и вред

Роль почвенных бактерий невозможно переоценить. Невозможно переоценить трудную задачу бактерий. Давайте рассмотрим особенности среды обитания микроорганизмов, их виды и их классификацию в зависимости от различных характеристик, способа питания и способа получения пищи. Чем почвенные бактерии отличаются от гнилостных бактерий.

  • 1 Общая информация
  • 2 Среда обитания
  • 3 Виды почвенных бактерий
    • 3.1 По форме клеточных стенок
    • 3.2 По отношению к кислороду
    • 3.3 По способности окрашиваться методом Грама
    • 3.4 По типу питания
    • 3.5 По функциям

    Общая информация

    Почвенные бактерии и грибы помогают разлагать органические отходы на минералы; без этого процесса биоценозы были бы невозможны. Их основное значение заключается в том, что они перерабатывают частицы тканей растений и животных в богатый питательными веществами гумус, который затем используется новыми растениями для их питания, роста и развития. Положительный эффект бактерий заключается в том, что гумус, созданный в результате их деятельности, формирует почву, делает верхний слой плодородным и улучшает структуру почвы.

    Польза и вред микроорганизмов в почве зависят от их состава, типа и количества. Полезные микроорганизмы не всегда преобладают в почве; если по какой-то причине размножаются вредные микроорганизмы, например, плесень, субстрат становится непригодным для использования. Негативное воздействие плесени проявляется в угнетении растений, что приводит к их гибели. В почве также могут содержаться носители опасных инфекционных заболеваний, таких как столбняк, сибирская язва, кишечные инфекции и другие.

    Среда обитания

    Различные типы микроорганизмов в почве питаются различными органическими отходами и живут в разных слоях. В основном они находятся в корневой зоне растений. Микроорганизмы потребляют как свежие растительные остатки, так и вещества, находящиеся вблизи корневой системы растения.

    Для успешного роста растений фотосинтезирующие бактерии должны жить в почве. Микроорганизмы этого вида фиксируют азот из воздуха и углерод, производят органические вещества и связывают многие другие питательные вещества, которые питают растения и участвуют в круговороте соединений.

    зеленые микробы

    Значение

    Почва в ее современном виде — это результат упорных усилий многих бактериальных сообществ. Одноклеточные организмы уже давно перемешивают горные породы, перерабатывая мертвую органическую материю и соединяя ее с элементами собственной жизнедеятельности. Шаг за шагом микроорганизмы превратили дикие пустыни и скалы в плодородную поверхностную почву.

    Бактерии являются самыми древними организмами и могут быть как жизненно важными, так и вредными для растений и животных. Микроорганизмы являются важнейшими двигателями жизни на нашей планете. Микрофлора почвы включает в себя бактерии, грибки и плесень. Их роль в росте и развитии растительности трудно переоценить. Почвенные бактерии регулярно перерабатывают органические вещества животного происхождения и превращают их в полезные минералы.

    В результате субстрат содержит большое количество полезных органических веществ, а также кальций, железо, азот и фосфор.

    Микрофлора субстрата не только обогащает его состав, но и улучшает его структуру. Она очень разнообразна и многочисленна, так что в 1 грамме почвы может находиться до 1 миллиарда бактерий. Для выявления их количества используются специальные методы и оборудование, такие как световой микроскоп, метод посева и другие. Видовой состав почвенных микроорганизмов меняется с течением времени. Изменение популяций бактерий в субстрате зависит от следующих факторов:

    • типа почвы;
    • состава субстрата;
    • глубины исследуемого участка земли.

    Почвенные бактерии имеют вид мелких одноклеточных микроорганизмов. Они живут в тонкой водной оболочке почвы возле корней растительности. Небольшой размер этих организмов способствует их способности расти, функционировать и адаптироваться к быстро меняющимся условиям окружающей среды.

    Часто эти микроорганизмы имеют сферическую, иногда бактериальную или выпуклую форму тела.

    В почве также имеется большое количество патогенных простейших. Согласно исследованиям ученых, основными путями заражения патогенной группой простейших являются загрязненные останки живых организмов. Такие микроорганизмы часто являются причиной заражения людей и животных опасными заболеваниями, такими как сибирская язва, гангрена и всевозможные кишечные инфекции.

    Хотя в природе существуют болезнетворные бактерии, которые могут причинить вред человеку, эти простейшие очень полезны.

    1. Участвуют в химических реакциях и процессах, повышают биологическую активность грунта.
    2. Принимают участие в гумусообразовании, то есть создании органических веществ.
    3. Оздоравливают почву, стимулируя ее самоочищение от патогенных организмов.
    4. Приводят в норму сбалансированное питание растительности.
    5. Защищают представителей флоры и стимулируют их рост на ранних стадиях.
    6. Способствуют образованию и развитию корневой системы.
    7. Укрепляют защитные реакции растительных организмов, а также их сопротивляемость различным инфекциям.

    Обзор видов

    Микроорганизмы, населяющие почву нашей планеты, делятся на различные виды в соответствии с их привычками питания, функциональными свойствами, средой обитания и другими характеристиками. Обитающие в почве организмы представлены разлагающимися бактериями, паразитами и симбионтами. В то же время взаимоотношения между различными видами сапрофитов могут быть очень разными.

    Микроорганизмы, относящиеся к группе спорообразующих простейших, делятся на 12 видов. Их различают на основе предпочтения бактерий к среде обитания.

    Например, термофилы могут существовать только в теплой среде. Под воздействием этих одноклеточных организмов многие элементы, особенно мочевина, преобразуются в вещества, характерные для роста и развития растительности.

    Патогенная микрофлора почвы является результатом фекального загрязнения. Эти микробы попадают в субстрат из кишечника животных или растений и таким образом способствуют процессу разложения. Колиформные прокариоты считаются основными представителями патогенной микрофлоры. Попав в почву, эти одноклеточные бактерии выживают в течение длительного времени при условии, что почва хорошо прогревается и на нее не попадает прямой солнечный свет.

    Колиформные бактерии являются одними из самых опасных бактерий, поскольку они попадают в почву из кишечника животных.

    Бактерии, вырабатывающие высокотоксичные ферменты, также считаются опасными для человека и других живых организмов.

    По форме клеточных стенок

    Классификация почвенных бактерий по форме их клеточных стенок была основана на методах геномных исследований. В соответствии с этим принципом ученые выделили 3 типа одноклеточных бактерий:

    • бациллы, у которых клетка имеет стержневидную форму;
    • кокки имеют клетку в форме сферы;
    • спириллы – это спиралевидные организмы.

    Также были идентифицированы почвенные микроорганизмы комплексного типа. К ним относятся разветвленные актиномицеты.

    По отношению к кислороду

    В зависимости от использования кислорода в своих жизненных процессах одноклеточные почвенные организмы можно разделить на следующие типы:

    • аэробные, для их существования необходим кислород;
    • анаэробные бактерии погибают при наличии кислорода в определенном слое грунта.

    По способности окрашиваться методом Грама

    Существенной особенностью метода Грама является наличие внешней оболочки, которая выполняет защитную функцию; она может позволить или предотвратить проникновение антибиотика и красителя внутрь бактерии. Грамположительные бактерии — это крупные виды почвенных микроорганизмов, которые имеют толстую оболочку, способную выдерживать водный стресс.

    Грамотрицательные бактерии — это мелкие бактерии, которые не обладают устойчивостью к водному стрессу.

    Следующие грамотрицательные бактерии наиболее часто встречаются в почве:

    Чем питаются?

    Существует несколько способов получения энергии почвенными бактериями.

    К ним относятся автотрофы — организмы, которые производят собственные вещества для питания.

    Некоторые представители этой группы используют органические соединения в качестве пищи. Последние называются гетеротрофами и делятся на 3 группы.

    • Паразиты. Бактерии данного вида представляют собой микроорганизмы патогенной природы, живущие за счет иных организмов.

    • Симбионты. Клубеньковыми азотфиксаторами называют бактерии, которые поселяются в прикорневой системе, образуя узлы шарообразной формы. У этих бактерий продолговатая овальная или палочкообразная форма. Зачастую эти организмы взаимодействуют с горохом, чечевицей, люцерной и другими бобовыми.

    • Сапрофиты – это бактерии гниения. Проживают они в верхних слоях почвы и находятся в ней в огромном количестве. Результат жизнедеятельности сапрофитов – это утилизация мертвых тканей и высокая скорость разложения веществ. Бактерии проявляют особую требовательность к органике грунта. Они не могут существовать без азотсодержащих соединений, нуклеотидов, витаминов, белков и углеводов.

    Бактерии живут во всех уголках нашей планеты. В почве эти одноклеточные бактерии взаимодействуют с другими представителями микрофлоры и играют роль их защитников и распространителей. Почвенные бактерии могут довольно быстро разлагать абиотические органические вещества и превращать их в высококачественный гумус в различных слоях почвы. Это очень важные одноклеточные организмы, без которых круговорот веществ вряд ли был бы возможен.

    Более подробную информацию о почвенных бактериях можно найти ниже.

    Актиномицеты

    Актиномицеты — это почвенные микроорганизмы. Они относятся к типу бактерий, но имеют общие характеристики с грибами, которые, вероятно, являются результатом конвергентной эволюции из-за общей среды обитания и образа жизни. 10

    Сходства с грибами

    Хотя они относятся к царству бактерий, многие актиномицеты имеют общие черты с грибами, например, форму и характеристики ветвления, споруляцию и производство вторичных метаболитов.

    • Мицелий разветвляется аналогично грибам.
    • Они образуют воздушный мицелий, а также конидии.
    • Их рост в жидкой культуре происходит в виде отдельных комков или гранул, а не в виде однородной мутной суспензии, как у бактерий.

    Антибиотики

    Одной из самых замечательных особенностей актиномицетов является их способность производить антибиотики. Стрептомицин, неомицин, эритромицин и тетрациклин — вот лишь несколько примеров таких антибиотиков. Стрептомицин используется для лечения туберкулеза и инфекций, вызванных определенными бактериями, а неомицин — для снижения риска бактериальной инфекции во время операции. Эритромицин используется для лечения некоторых инфекций, вызванных бактериями, таких как бронхит, коклюш, пневмония и инфекции уха, кишечника, легких, мочевыводящих путей и кожи.

    Грибы

    В почве много грибов, но еще больше бактерий. Грибки играют важную роль в почве как источник пищи для других, более крупных организмов, патогенов, полезных симбиотических отношений с растениями или другими организмами и для здоровья почвы. Грибы можно разделить на виды в основном на основании размера, формы и цвета их репродуктивных спор, которые используются для размножения. Большинство факторов окружающей среды, влияющих на рост и распространение бактерий и актиномицетов, влияют и на грибы. Качество и количество органического вещества в почве напрямую связано с ростом грибов, поскольку большинству грибов требуется органическое вещество в качестве пищи. Грибки процветают в кислой среде, в то время как бактерии и актиномицеты не могут выжить в кислой среде, что приводит к изобилию грибков в кислых районах. Грибки также хорошо развиваются в сухих, засушливых почвах, поскольку грибки являются аэробными или кислородозависимыми, а чем выше содержание влаги в почве, тем меньше кислорода им доступно.

    Водоросли могут производить собственные питательные вещества путем фотосинтеза. Фотосинтез преобразует световую энергию в химическую энергию, которая может быть запасена в виде питательных веществ. Для роста водоросли должны находиться под воздействием света, поскольку для фотосинтеза необходим свет. Поэтому водоросли обычно равномерно распределяются везде, где есть солнечный свет и умеренная влажность. Водоросли не обязательно должны находиться под прямым воздействием солнца, они могут жить и под поверхностью почвы при тех же условиях температуры и влажности. Водоросли также способны фиксировать азот. 5

    Типы

    Водоросли можно разделить на три основные группы: Cyanophyceae, Chlorophyceae и Bacillariaceae. Цианофиты содержат хлорофилл — молекулу, которая поглощает солнечный свет и использует эту энергию для производства углеводов из углекислого газа и воды, а также пигменты, придающие им сине-зеленый или фиолетовый цвет. Chlorophyceae обычно содержат только хлорофилл, что делает их зелеными, в то время как Bacillariaceae содержат как хлорофилл, так и пигменты, которые делают водоросли коричневыми. 5

    Сине-зеленые водоросли и азотфиксация

    Сине-зеленые водоросли (Cyanophyceae) отвечают за фиксацию азота. Количество фиксируемого ими азота зависит от физиологических и экологических факторов, а не от возможностей организма. Эти факторы включают интенсивность солнечного света, концентрацию неорганических и органических источников азота, а также температуру и стабильность окружающей среды. 10

    Простейшие

    Протозоа — это эукариотические организмы, которые были одними из первых микроорганизмов, размножающихся половым путем, что является важным эволюционным шагом по сравнению с размножением спорами, от которого также зависят многие другие почвенные микроорганизмы. Protozoa можно разделить на три класса: Флагелляты, амебы и инфузории. 10

    Жгутиковые

    Флагелляты — самые мелкие представители группы простейших и могут быть далее подразделены в зависимости от их способности участвовать в фотосинтезе. Флагелляты без хлорофилла не способны к фотосинтезу, поскольку хлорофилл — это зеленый пигмент, поглощающий солнечный свет. Эти жгутиконосцы в основном встречаются в почве. Жгутики, содержащие хлорофилл, обычно встречаются в водной среде. Флагеллят можно узнать по молоточкам, которые они используют для передвижения. Некоторые виды имеют более одного жгутика, другие — только один, напоминающий длинную ветвь или придаток. 10

    Амебы

    Амебы крупнее буйков и двигаются по-другому. Амебы отличаются от других простейших своими слизистыми свойствами и псевдоподиями. Псевдоподия или «ложная нога» — это временный выступ на теле амебы, который помогает ей передвигаться по поверхности или находить пищу. У амебы нет постоянных придатков, а псевдоподии больше похожи на слизь, чем на хлыст. 10

    Инфузории

    Инфузории являются самой большой группой простейших и передвигаются с помощью коротких, многочисленных ресничек, которые создают ритм. Реснички напоминают маленькие, короткие волоски. Они могут двигаться в разных направлениях при перемещении тела, что придает им большую подвижность, чем жгутиконосцам или амебам. 10

    Азотфиксирующие обитатели почв

    Одной из самых популярных групп микроорганизмов в домашних условиях являются узелковые бактерии.

    Бактерии, основная роль которых фиксация азота

    Узловые бактерии — единственные микроорганизмы, способные быстро и без особых усилий насытить почву азотом, что, в свою очередь, значительно повышает урожайность на таких полях.

    Клубневые микробы включают те же клостридии (их аэробные роды), но основной группой прокариот клубней все же являются представители рода Rhizobium.

    Эти узловые микроорганизмы даже названы в честь растения, с которым узловой микроб образует взаимный симбиоз.

    Суть симбиоза конкреции и растения заключается в том, что колония бактерий образует нарост в корне растения, через который растение получает молекулярный азот, преобразующийся в аммиак, а взамен обеспечивает колонию бактерий необходимыми ей питательными веществами.

    Представители рода Rhizobium являются анаэробными. Создание анаэробных условий также является одной из задач, которую эти бактерии выполняют в симбиозе с растениями.

    Хемолитотрофы

    Эта группа бактерий является автотрофной. Это единственные организмы на земле, которые могут производить органические вещества из неорганических. Их роль глобальна, поскольку ни один другой организм не может заменить их в круговороте материи.

    Нитрифицирующие бактерии

    Автотрофные организмы представлены пятью основными группами:

    • нитрифицирующие – аэробные микробы, которые включают неорганический азот в органические соединения;
    • окислители серы – аэробные прокариоты, включают неорганическую серу в органические молекулы;
    • железобактерии – аэробные ацидофильные (живут в средах с повышенной кислотностью) бактерии, включающие в состав органики неорганическое железо;
    • водородные и карбоксидобактерии – аэробные микроорганизмы, которые преобразуют молекулярный водород и углекислый газ.

    Среди автотрофов нет патогенных видов, поскольку основной причиной патогенности является производство процессов декомпозиции (разложения органического вещества). Автотрофные организмы не заинтересованы в органическом материале в качестве пищи.

    Патогенная микрофлора

    Патогены в почве являются результатом фекального загрязнения. Почти все микробы, вызывающие процесс разложения, попадают в почву из кишечника растений или животных.

    Наиболее важной патогенной микрофлорой являются колиформные прокариоты, так называемые бактерии кишечной палочки. Попав в почву, эти микробы могут выживать в течение длительного времени, если на них не попадает прямой солнечный свет и почва достаточно теплая.

    почва и трава

    Колиформные бактерии, попадающие в почву из кишечника животных, особенно вредны для человека. Они вызывают такие формы гниения органических тканей человека, которые трудно быстро остановить.

    Кроме того, гнилостные бактерии, вырабатывающие высокотоксичные протеолитические ферменты, вызывающие гангрену и столбняк, представляют большую опасность для животных и людей.

    У меня высшее литературное образование. Пишу с 2012 года, также занимаюсь редактированием/публикацией статей. Ее хобби — психология и кулинария.

    Азотфиксирующие бактерии

    Они встречаются в большинстве типов почв (как симбиотические виды), но обычно составляют очень малую долю общей микробной популяции и обладают низкой азотфиксирующей способностью.

    Сера, как и многие другие питательные вещества, преобразуется в почве так же, как и азот. В анаэробных условиях некоторые бактерии делают серу менее доступной для растений, преобразуя серу в сероводород в заболоченных почвах и осаждая серу из почвы в виде нерастворимых сульфидов различных металлов. В условиях хорошей аэрации бактерии преобразуют серу из сульфидов металлов в сульфатную форму через промежуточные этапы, образуя элементарную серу и тиосульфат.

    Актиномицеты

    Большая группа бактерий, которые растут как грибы и функционально похожи на грибы. Актиномицеты меньше грибов (1-2 мкм) и довольно чувствительны к антибактериальным препаратам (10-50 мкм). Когда фермеры вспахивают почву, актиномицеты отвечают за специфический «земляной» запах стрептомицина. Некоторые антибиотики производятся актиномицетами, в том числе стрептомицин.

    Актиномицеты распространяют многие вещества и наиболее активны при высоких значениях рН. Они особенно важны для деградации трудно расщепляемых соединений, таких как хитин, лигнин, кератин, грибковая целлюлоза и полимеры животного происхождения. При низких значениях pH грибки более активны в разложении таких соединений. Актиномицеты важны для образования стабильного гумуса, который улучшает структуру почвы, увеличивает запасы питательных веществ в почве и улучшает удержание воды в почве.

    Преимущества почвенных бактерий

    Различные типы бактерий процветают на различных источниках пищи и в различных микросредах. В целом, бактерии наиболее конкурентоспособны, когда в ризосфере присутствуют легкоусвояемые субстраты (простые сахара). Это свежие растительные остатки и соединения, находящиеся возле живых корней.

    Бактерии (особенно палочковидные и грамотрицательные) и актиномицеты сосредоточены в ризосфере вокруг корней. Актиномицеты могут составлять от 10 до 30 % от общего объема микроорганизмов в ризосфере почвы, в зависимости от наличия питательных веществ.

    Защитная функция

    Некоторые растения вырабатывают определенные виды корневых экссудатов для стимулирования роста защитных бактерий. Многие бактерии производят слой полисахаридов и гликопротеинов, которые покрывают поверхность клетки. Одни образуют муцилагиновый слой, другие — толстую гелеобразную капсулу, которая уменьшает потерю воды из бактериальной клетки. Эти вещества играют важную роль в связывании частиц песка, ила и глины почвы в устойчивые микроагрегаты, которые улучшают структуру почвы.

    Для того чтобы бактерии могли выжить в почве, им необходимо адаптироваться к различным микросредам. Концентрация кислорода в почве может сильно варьироваться. Крупные поры, заполненные воздухом, обеспечивают высокое содержание кислорода и способствуют развитию аэробных условий. В то же время микропоры могут создавать анаэробную среду, в которой почти нет кислорода.

    Такое разнообразие микросреды в почве позволяет бактериям процветать при различных уровнях влажности и кислорода в почве, поскольку даже после затопления (насыщение почвы, отсутствие кислорода) или обработки почвы (диффузия кислорода) остаются микросреды, в которых могут существовать различные виды бактерий и микроорганизмов. Подобно тому, как естественная сукцессия происходит в растительном сообществе, она происходит и в почве.

    Влияние на грунтовые среды

    Бактерии способны изменять почвенную среду в пользу определенных растительных сообществ. В свежих осадках фотосинтезирующие бактерии, способные фиксировать азот и углерод из воздуха, производят органическое вещество и другие питательные вещества, чтобы начать круговорот питательных веществ в молодой почве.

    Бактерии доминируют в сорных или поврежденных почвах, в почвах с высоким pH и в почвах с высокой доступностью азота и нитратов, которые являются идеальным местом для сорняков. По мере уменьшения эрозии почвы и увеличения разнообразия растений питание почвы становится более сбалансированным и разнообразным, что делает питательные вещества почвы более доступными для высших растений.

    Разнообразные популяции микроорганизмов, а также грибы, простейшие и нематоды держат под контролем использование питательных веществ и патогены.

    Популярные запросы

    сроки внесения калийных удобрений хлороз кукурузы листовая диагностика растений
    прожилки у листьев источники азота для растений прожилки листа это
    рн грунту что делают почвенные бактерии прожилки листа
    заказать анализ почвы источники органического вещества почвы ph кислого грунта
    дробязко юрій геннадійович анализ почвы лаборатория пш грунту
    шкала кислотности почвы простейшие питаются таблица ph для растений
    нормы внесения минеральных удобрений на 1 га слабокислая почва ph способы внесения минеральных удобрений
    поверхностное внесение навоза для чего нужен азот растениям калій для рослин
    состав почвы агро лаборатория виды почвенных бактерий
    для чего калий растениям когда лучше вносить сульфоаммофос
      Способы подкормки огурцов при цветении и плодоношении. Чем подкормить огурцы во время цветения?
Оцените статью
Ремонт до и после