Специфіка ґрунту як середовища існування мікроорганізмів

Мета практичного заняття: визначити специфіку грунту як середовища існування грунтових мікроорганізмів, розкрити значення твердої, рідкої і газоподібної фаз грунту для життєдіяльності грунтової біоти

Ключові слова: специфіка ґрунту, тверда фаза ґрунту, явища адгезії мікроорганізмів, десорбція мікроорганізмів, активність адгезірованних клітин, рідка фаза грунту, термодинамічна характеристика стану грунтової вологи, розвиток мікроорганізмів в плівках і капілярах, газова фаза грунту, концентрація іонів водню, окислювально-відновні умови , температура

1 Специфіка ґрунту

2 Тверда фаза ґрунту

2.1 Природа явища адгезії мікроорганізмів

2.2 Десорбція мікроорганізмів при їх кількісному обліку в грунті

2.3 Активність адгезірованних клітин

3 Рідка фаза грунту

3.1 Термодинамічна характеристика стану ґрунтової вологи (термодинамічний потенціал, активність води)

3.2 Розвиток мікроорганізмів в плівках і капілярах

4 Газова фаза ґрунту

4.1 Концентрація іонів водню (ph)

4.2 Редокс умови

1 Специфіка ґрунту як середовища існування мікроорганізмів со-стоїть перш за все в тому, що це трифазна система з дуже розвиненою твердою поверхнею, яка сусідить з рідкою і газовою фазами. Тверді частинки і агрегати ділять грунт на численні частково або повністю ізольовані мік-Розонов, в яких створюються різко відрізняються, а часто навіть протилежні умови.

Клітини мікробів мають микроско-пическое розміри і середовищем їхнього життя є мікросередовище. Сотні і тисячі таких мікросередовищ зосереджені в кожному грам-ме грунту.

Грунт - це комплекс одночасно існуючих, але абсолютно різних мікросередовищ. Вони змінюються не тільки в просторі, але і в часі. Мікросередовище згодом часто перетворюється в протилежну. Наприклад, середа з органі-тичними залишками швидко перетворюється в середу, що містить тільки гумус. Якщо врахувати, що пересування мікроорганізмів в грунті через адгезії утруднено, то виявляється, що мікроорга-нізми знаходяться в середовищі з дуже мінливими умовами і не-рівномірним живильним режимом.

Однак і всередині агрегатів протягом тривалих проміжків часу можуть існувати аеробні умови. Зазвичай, дока-викликаючи анаеробних всередині агрегатів, посилаються на го, що на поверхні йде розвиток аеробів, вони використовують кисень і всередині агрегатів виникають анаеробні умови. Це положення справедливо для умов з інтенсивним розвитком мікробів. Досить тонкої плівки з активно метаболизирующих клітин, щоб під нею виникли анаеробні умови. У грунті в середньому інтенсивність розмноження мікроорганізмів дуже низька. Тому і всередині агрегатів протягом тривалого часу можуть бути аеробні зони.

Більшість ґрунтових бактерій має обсяг 0,1 мкм 3. спо-ри грибів - кілька кубічних мікрометрів і обсяг гіф дорівнює десяткам, сотням і тисячам кубічних мікрометрів.

Тверда фаза ґрунту

Наявність твердої фази в вигляді мінеральної та органічної частини (десятки квадратних метрів на 1 г) робить грунт середовищем різко відмінною від природних вод, де часто не вистачає міні-ральних елементів, необхідних для розвитку організмів, в першу чергу, фосфору і заліза. У грунті ж вони завжди при-сутствуют на твердій поверхні. Мікроби в грунтах распола-гаются переважно на поверхні твердої фази. Це яв-ня називають адгезію (адсорбцією, іммобілізацією) клітин. Вона грає першорядну роль в екології ґрунтових мікро-організмів. Завдяки адгезії клітини утримуються в грунті-ної товщі і не вимиваються в фунтові води, залишаються на по-поверхні коренів і твердих поживних субстратів (целюлоза, лігнін, хітин). Адгезію клітин вивчають або за допомогою лю-мінесцентной мікроскопії при фарбуванні грунтової сус-Пенза акридином помаранчевим і калькофлуором, або за допомогою скануючої електронної мікроскопії. Встановлено, що 80-90% клітин в грунті зазвичай знаходиться в адгезірованних со-стоянні. Багато вільно плаваючих клітин з'являється в поч-венном розчині тільки після внесення в грунт легкорастворім-мих поживних речовин (цукру, органічні кислоти), хоча кожен мікроорганізм, мабуть, має прикріплену ста-дию, зазвичай призначену для життєдіяльності або для збереження, і вільну стадію, призначену для рассел-ня. Адгезія мікроорганізмів залежить від 1) особливостей мік-роорганізма, 2) особливостей адсорбенту, 3) складу рідкої сере-ди, в якій вона здійснюється: pH, концентрації і природи катіонів та інших речовин. У першому наближенні можна гово-рить про прямо пропорційної залежності кількості адге-зірованних клітин від величини поверхні ґрунтових частинок (табл. 2), хоча більш докладне вивчення показує, що бакте-рії розташовуються на окремих частинках вкрай нерівномірно. Деякі частинки несуть дуже багато клітин, інші частинки того ж розміру майже позбавлені їх, що обумовлено відмінностями в хімічному складі поверхні частинок.

Таблиця Розподіл мікроорганізмів в перегнійно-глейовими і дерново-підзолисті грунту по частинкам різної величини (число адгезірованних клітин)

Діаметр частинок, мкм

Величина поверхні, мкм 2

Перегнойно- Глєєва грунт