Яка роль бактерій і грибів у формуванні ґрунту?

Органічні кислоти, що виділяються бактеріями та грибами, які живуть у ґрунті, дозволяють розчиняти неорганічні фосфатні мінерали. Таким чином, бактерії беруть участь у розчиненні неорганічних фосфатів і тим самим надають можливість рослинам поглинати їх. Кеш

Чому бактерії важливі для ґрунту?

Вони допомагають азоту, який потрапляє до ґрунту, засвоюватися рослинами. Таким чином, даний вид бактерій допомагає рослинам збагачуватися мінеральним складом.

Де ростуть грунтові гриби?

Хоча гриби переважно ростуть у ґрунтах, вони також поширені в більшості типів біотопів — морях, континентальних водоймах. Вони розвиваються на різноманітних природних субстратах рослинного та тваринного походження, на штучних матеріалах, створених людиною.

Грунтові бактерії та їх функції

Мікроби в грунті є ключем до переробки вуглецю і азоту. Чайна ложка родючого грунту може містити від 100 млн і до 1 млрд бактерій. Бактерії – це крихітні, одноклітинні організми шириною близько 0,2-2,0 мкм (в середньому – 1 мкм) і довжиною близько 1-10 мкм. За розміром бактерії можна порівняти з частинками глини (

Більшість грунтів є свого роду кладовищем для мертвих бактерій. Так як більшість бактерій живуть в умовах постійного голодування або водного стресу, то вони навчилися швидко адаптуватися до умов навколишнього середовища і миттєво репродукувати, коли вода і їжа знаходяться в достатку. Популяцію бактерій можна легко подвоїти за 30 хвилин. Бактерії так прості в структурі, що іноді їх називають `мішок ферментов`.

Класифікація бактерій

Бактерії поділяються на різні типи. Для спрощення, бактерії можуть бути згруповані наступним чином:

а) Бактерії в залежності від їх форми

До появи секвенування ДНК, бактерії були класифіковані на основі їх форм і біохімічних властивостей. Більшість бактерій належать до трьох основних форм: стрижень (стрижневі бактерії називаються бацили), сфера (сферичні бактерії називаються коки) і спіраль (спіральні бактерії називаються спірили). Також існують тонкі розгалужені нитки, звані актиноміцетами. Деякі бактерії належать до різних форм, які є більш складними, ніж вищевказані форми.

б) Аеробні і анаеробні бактерії

Бактерії, які мають потребу в кисні для виживання, називаються аеробні бактерії. Бактерії, які не вимагають кисню для виживання, називаються анаеробні бактерії. Анаеробні мікроорганізми можуть загинути, якщо знаходяться в окисленому середовищі.

в) Грампозитивні і грамнегативні бактерії

Розподіл бактерій на грампозитивні і грамнегативні грунтується на результатах методу Грама. Грамнегативні бактерії є найменшими і мають тенденцію бути більш чутливими до водного стресу, в той час як грампозитивні бактерії більше за розміром, мають більш товсту клітинну стінку, негативний заряд на зовнішній поверхні, і, як правило, протистоять водному стресу.

г) Автотрофні і гетеротрофні бактерії

Це один з найважливіших видів класифікації, він враховує найбільш важливий аспект зростання бактерій і їх розмноження. Автотрофні бактерії (також відомі як автотрофи) отримують необхідний їм вуглець з вуглекислого газу. Деякі автотрофи безпосередньо використовують сонячне світло для отримання цукрів з вуглекислого газу, тоді як для інших це залежить від різних хімічних реакцій. Гетеротрофні бактерії отримують вуглеводи і / або цукру з навколишнього середовища, в якій вони знаходяться.

д) Класифікація заснована на филах

На основі морфології, секвенування ДНК, необхідних умов і біохімії, вчені класифікували бактерії в 12 філ. Кожна філа відповідає числу видів і родів бактерій. Ця класифікація включає бактерії, які можуть перебувати в різних типах середовищ, наприклад:

1. Бактерії, які можуть виживати в екстремальних температурах (екстремальні холоди і спека)
2. Бактерії, які можуть виживати в різних середовищах (сильно кисле і сильно лужне середовище)
3. Аеробні бактерії в порівнянні з анаеробними бактеріями
4. Автотрофні бактерії в порівнянні з гетеротрофних бактеріями та ін.

Функції ґрунтових бактерій

Бактерії виконують важливі функції в грунті, розкладаючи органічні залишки. Є чотири основних функціональних групи грунтових бактерій:

1. Decomposers (деструктори) – бактерії, які споживають прості цукри і сполуки вуглецю, такі як кореневі виділення і свіжі рослинні залишки.

2. Mutualists – бактерії, що формують партнерські відносини з рослинами; приклад: ризобії – азотфіксуючі бактерії.

3. Lithotrophs (хемоавтотрофи) – бактерії, які отримують енергію з сполук азоту, сірки, заліза або водню, а не з вуглецевих з’єднань.

4. Бактерії також можуть бути патогенами для рослин.

Бактерії в грунті перетворюють енергію органічної речовини в форми корисні для інших організмів. Ряд бактерій деструкторів (Decomposers) можуть руйнувати залишки пестицидів і деякі інші забруднюючі речовини в грунті. Ці бактерії особливо важливі для іммобілізації або збереження поживних речовин, тим самим запобігаючи втрати поживних речовин, таких як азот, з кореневої зони.

Бактерії всіх чотирьох груп виконують функції, пов’язані з динамікою води, кругообігом поживних речовин і протистоянь хвороб. Деякі виробляють речовини, які допомагають зв’язувати частинки грунту в мікроагрегати (2-200 мкм). Стабільні агрегати поліпшують інфільтрацію води і підвищують водоутримуючу здатність грунту. Також популяції бактерій конкурують з хвороботворними організмами в коренях і на поверхні рослин.

Азотфіксуючі бактерії (ризобії)

Утворюють симбіотичні асоціації з корінням бобових. Ризобії є грамнегативними бактеріями. Створюються видимі оком вузлики в місцях, де бактерії заражають зростаючий корінь рослини. Рослина поставляє прості цукри до бактерій, а бактерії перетворюють атмосферний азот з повітря в нітратну і амонійну форму, які рослина може використовувати. Коли листя або коріння рослини розкладаються, кількість азоту в грунті збільшується. Для фіксації бактеріями атмосферного азоту потрібні анаеробні умови.

Нітрифікуюючі бактерії

Спочатку перетворюють амоній в нітрит, а потім в нітрат, який є кращою формою азоту для більшості просапних культур. Нітрифікуючі бактерії потрібні грунтів з надмірною аерацією. Нітрат легко вилуговується з грунту, тому деякі фермери використовують інгібітори нітрифікації, для зниження активності нитрифицирующих бактерій.

Денітрифікуючі бактерії

Можуть перетворювати нітрати в атмосферний азот або в газоподібні оксиди азоту. Денітріфікатори є анаеробними бактеріями, тобто вони активні при відсутності кисню, наприклад, в ущільнених грунтах або всередині ґрунтових мікроагрегатів. У важких глинистих ґрунтах до 40-60% азоту може бути втрачено при денітрифікації.

Хоча існує безліч бактерій в грунті, тільки невелика спеціалізована група азотфіксуючих бактерій може фіксувати атмосферний азот. Фіксація азоту не може відбуватися без участі спеціальних ферментів конкретних бактерій. Азотфіксуючі бактерії присутні в більшості типів ґрунтів (як симбіотичні види), проте вони, як правило, становлять дуже невеликий відсоток від загальної кількості популяцій мікроорганізмів і мають низьку здатність фіксації азоту.

Сірка

Трансформується в грунті таким же чином, як азот. Спеціальні бактерії в анаеробних умовах роблять сірку менш доступною для рослин шляхом перетворення сірки в сірководень в водонасичених грунтах, облягаючи сірку з грунту у вигляді нерозчинних сульфідів різних металів.

В добре аерованих умовах, бактерії перетворять сірку з сульфідів металів в сульфатну форму, через проміжні стадії з утворенням елементарної сірки і тіосульфату.

Актиноміцети

Велика група бактерій, які ростуть як гриби і аналогічні грибам функціонально. Актиноміцети за розміром (1-2 мкм) менше грибів (10-50 мкм) і досить чутливі до антибактеріальних агентів. Коли фермери орють грунт, саме актиноміцети відповідальні за специфічний “земляний” запах, джерелом якого є стрептоміцети.

Ряд антибіотиків виробляються з актиноміцетів, в тому числі стрептоміцин.

Актиноміцети розкладають багато речовин і є більш активними при високих значеннях рН. Вони особливо важливі в деградації речовин, що важко розкладаються, таких як хітин, лігнін, кератин, грибкова целюлоза і тварини полімери. При низькому значенні рН більш активними в деградації подібних з’єднань є гриби.

Актиноміцети важливі у формуванні стабільного гумусу, що підвищує структуру ґрунту, покращує запас поживних речовин в грунті і підвищує якість грунту утримувати воду.

Переваги грунтових бактерій

Різні види бактерій процвітають на різних джерелах їжі і в різних мікросередовища. Загалом, бактерії є більш конкурентоспроможними, коли в ризосфері присутні легко засвоювані (лабільні) субстрати (прості цукри). Це свіжі залишки рослин і з’єднання, які містяться поруч з живими корінням.

Бактерії (особливо стрижневі й грамнегативнібактерії) і актиноміцети сконцентровані в ризосфері навколо коренів. Актіномецети можуть становити від 10 до 30% від загального обсягу мікроорганізмів в ризосфері ґрунту, в залежності від живильної доступності. Деякі рослини виробляють певні типи кореневих виділень, щоб стимулювати зростання захисних бактерій.

Бактерії виробляють шар з полісахаридів і глікопротеїнів, які покривають поверхню клітини. Одні утворюють слизовий шар, а інші утворюють густу гелеобразную капсулу, яка зменшує втрату води з клітини бактерії. Ці речовини відіграють важливу роль в цементуванні піску, мулу і глинистих частинок грунту в стабільні мікроагрегати, які покращують структуру ґрунту.

Що потрібно для виживання бактрій

Для того щоб бактерії могли вижити в грунті, вони повинні адаптуватися до різних мікросередовища. Концентрації кисню в грунті можуть широко варіюватися. Великі пори, заповнені повітрям, забезпечують високий рівень кисню, що сприяє утворенню аеробних умов. У той же час дрібні мікропори можуть бути анаеробної середовищем, де не вистачає кисню. Це різноманітність в грунтових мікросередовища дозволяє бактеріям процвітати при різних рівнях вологості грунту і вміст кисню, тому що навіть після повені (насичення ґрунту, недолік кисню) або обробки грунту (дифузія кисню) існують невеликі мікросередовища, де різні види бактерій і мікроорганізмів можуть існувати.

Як природна спадкоємність відбувається в рослинному співтоваристві, також спадкоємність відбувається і в середовищі існування бактерій. Бактерії мають здатність змінювати грунтові середовища на користь певних рослинних угруповань. На свіжих відкладеннях, фотосинтезуючі бактерії, здатні фіксувати атмосферний азот і вуглець, виробляюти органічні речовини та інші поживні речовини, щоб ініціювати процеси кругообігу поживних елементів у ґрунті. Бактерії домінують в просапних або зруйнованих грунтах, грунтах з високим значенням рН і грунтах з високою доступністю нітратного азоту.

Оскільки грунт руйнується менше, а різноманітність рослин збільшується, грунтова їжа стає більш збалансованою і різноманітною, що робить поживні речовини грунту більш доступними для вищих рослин. Різноманітні мікробні популяції і гриби, найпростіші організми та нематоди підтримують утилізацію поживних речовин і хвороботворних організмів під контролем.

Найчастіше запитують