By | 19.12.2017

Микробы в почве являются ключом к переработке углерода и азота. Чайная ложка плодородной почвы может содержать от 100 млн и до 1 млрд бактерий. Бактерии — это крошечные одноклеточные организмы шириной около 0,2-2 мкм (в среднем — 1 мкм) и длиной около 1-10 мкм. По размеру бактерии сопоставимы с частичками глины (<2 мкм) и ила (2-50 мкм). Они растут и живут в тонких водных пленках вокруг частиц почвы и корней растений в области, называемой ризосферой. Небольшой размер бактерий позволяет им расти и адаптироваться к изменяю­щимся условиям окружающей среды быстрее, чем более крупным и сложным микроорганизмам.

Большинство почв являются своего рода кладбищем для мертвых бактерий. Так как большинство бактерий живут в условиях постоянного голодания или водного стресса, то они научились быстро адаптироваться к условиям окружающей среды и мгновенно репро­дуцировать, когда вода и пища находятся в изобилии. Популяцию бактерий можно легко удвоить за 30 минут. Бактерии так просты по структуре, что иногда их называют «мешок ферментов».

Функции почвенных бактерий

Бактерии выполняют важные функции в почве, разлагая органические остатки из ферментов, секретируемых в почве. Есть четыре основные функциональные группы почвенных бактерий.

  1. Decomposers (деструкто­ры) — бактерии, которые потребляют простые сахариды и соединения углеро­да, такие как корневые выделения и свежие расти­тельные остатки.
  2. Mutualists — бактерии, фор­мирующие партнерские отношения с растениями; пример: ризобии — азот-фиксирующие бактерии.
  3. Lithotrophs (хемоавтотрофы) — бактерии, которые получают энергии» из соединений азота, серы, железа или водорода, а не из углеродных соединений.
  4. Бактерии также могут быть патогенами для рас­тений.

Бактерии в почве преобразо­вывают энергию органического вещества в формы, полезные для остальных организмов. Ряд бактерий деструкторов (Decomposers) могут разрушать осnатки пестицидов и некоторые дру­гие загрязняющие вещества в почве. Эти бактерии осо­бенно важны для иммобили­зации или сохранения пита­тельных веществ, тем самым предотвращая потери пита­тельных веществ, таких как азот из корневой зоны. Бактерии всех четырех групп выполняют важные функ­ции, связанные с динамикой воды, круговоротом пита­тельных веществ и противо­стоянием болезням.

Азотфиксирующие бактерии (ризобии) образуют симбиотические ассоциации с кор­нями бобовых. Ризобии являются грамотрицательными бактериями. Создаются видимые глазу узелки в местах, где бактерии заражают растущий корень растения. Растение поставля­ет простые сахара к бактери­ям, а бактерии преобразовы­вают атмосферный азот из воздуха в нитратную и аммо­нийную формы, которые растение может использо­вать. Когда листья или корни растения разлагаются, количество азота в почве увели­чивается.

Для фиксации бак­териями атмосферного азота нужны анаэробные условия. Нитрифицирующие бакте­рии сначала превращают аммоний в нитрит, а затем в нитрат, который является предпочтительной формой азота для большинства про­пашных культур. Нитрифицирующие бакте­рии нужны почвам с чрез­мерной аэрацией. Нитрат легко выщелачивается из почвы, поэтому некоторые фермеры используют инги­биторы нитрификации для понижения активности нитрифицирующих бакте­рий. Денитрифицирующие бактерии превращают нитра­ты в атмосферный азот или закись азота.

Хозяйственное значение бактерий гниения и брожения

Многие бактерии гниения вызывают порчу продуктов питания. Поэтому скоропортящиеся продукты хранят в холодильниках (при низкой температуре жизнедеятельность бактерий понижается).

Обратите внимание! Поскольку бактерии не могут жить без воды и погибают в растворах соли и сахара, продукты сушат, солят, маринуют, засахаривают, консервируют, коптят. При консервировании плотно закрытые банки нагревают. При этом погибают не только бактерии, но и их споры. Поэтому консервы сохраняются долгое время.

Бактерии портят сено в стогах, если оно недостаточно хорошо высушено. Есть бактерии, которые портят рыболовные сети, редчайшие рукописи и книги в книгохранилищах. Для предохранения книг от порчи их окуривают сернистым газом.

С бактериями брожения связано скисание молока, фруктовых и ягодных соков. При этом молоко превращается в простоквашу, а соки — в жидкость с большим содержанием уксуса.

Молоко для сохранения кипятят, стерилизуют (уничтожают бактерий), хранят в холодильнике, а соки для длительного хранения, как правило, консервируют в герметически закупоренных банках или специальных упаковках.

Молочнокислые бактерии при брожении превращают сахар в молочную кислоту, которая угнетает жизнедеятельность гнилостных бактерий. Это свойство бактерий брожения человек применяет при квашении капусты, солении огурцов, получении из молока различных молочнокислых продуктов (сметаны, творога, сыра и др.); образовании силоса из кукурузы и других сочных растений.

Некоторые бактерии брожения живут в кишечнике человека и зверей и способствуют перевариванию пищи. К таким бактериям относится, например, кишечная палочка.

Некоторые почвенные бактерии способны поглощать азот из воздуха, используя его в процессах жизнедеятельности.

Эти азотофиксирующие бактерии живут самостоятельно или поселяются в корнях бобовых растений. Проникнув в корни бобовых, эти бактерии вызывают разрастание клеток корней и образование на них клубеньков. Такие бактерии называют клубеньковыми.

Клубеньки белого люпина

Клубеньковые бактерии внутри клубенька

Эти бактерии выделяют азотные соединения, которые используют растения. От растений бактерии получают углеводы и минеральные соли. Таким образом, между бобовым растением и клубеньковыми бактериями существует тесная связь, полезная как одному, так и другому организму. Это явление называется симбиоз (от греческого слова симбиозис — «совместная жизнь»).
Благодаря симбиозу с клубеньковыми бактериями бобовые растения обогащают почву азотом, способствуя повышению урожая.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *