Введення, мікроорганізми ґрунтів, грунт як середовище існування мікроорганізмів - аналіз життєдіяльності

Під грунтом розуміється поверхневий шар суші земної кулі, який утворюється в результаті зміни гірських порід при впливі біоти, клімату та інших факторів ґрунтоутворення. Грунтознавство як наукова дисципліна оформилася завдяки працям В. В. Докучаєва і його послідовників. Пріоритет російської школи простежується до теперішнього часу. Сучасні класифікації грунтів за складністю нагадують таксономию мікроорганізмів і можуть шокувати натуралістів, але до сих пір в зарубіжних роботах по екології грунтових мікроорганізмів вживаються такі терміни, як підзол і чорнозем.

Найважливіша властивість грунту, родючість, визначає її очевидну значимість як основного засобу сільськогосподарського виробництва. Крім того, цей відносно малопотужний шар суші бере участь у всіх найважливіших процесах функціонування наземних екосистем і біосфери в цілому (від забезпечення ресурсами і простором всієї наземної рослинності до підтримки параметрів атмосфери та гідросфери, включаючи проблеми «парникових» газів, чистих поверхневих і ґрунтових вод, усунення ксенобіотиків). У всіх цих процесах ключову роль відіграють мікроорганізми, які живуть у грунті і виконують різноманітні екосистемні функції.

Актуальність теми. Інтерес до грунтових мікроорганізмів багато в чому визначається їх винятковою роллю у формуванні якості грунту (грунтового «здоров'я») як здатності грунтової біосистеми в заданих просторових межах підтримувати продуктивність рослин і тварин, зберігати прийнятну якість води і повітря, а також забезпечувати здоров'я людей, тварин і рослин .

Саме грунтові організми відповідають за розкладання органічної речовини, що утворилася в наземної екосистемі при фотосинтезі, і забезпечують рослини доступними ресурсами. Вони також відіграють істотну роль у формуванні стабільних ґрунтових агрегатів. Життєдіяльність грунтової біоти визначає рівень родючості грунтів, а можливість управління биотой на основі контролю грунтової вологи становить інтерес з точки зору дискусійною проблеми сталого розвитку. Ґрунтова біота - ідеальний приклад системи, що забезпечує стійке існування непорушених екосистем протягом дуже великих проміжків часу.

Мета роботи: вивчення життєдіяльності мікроорганізмів грунту.

Завдання курсової роботи:

Аналізувати і вивчити літературу по темі;

Розглянути грунт як середовище існування мікроорганізмів;

Вивчити мікроорганізми ґрунтів;

Виявити роль мікроорганізмів у формуванні грунтів і її родючості.

Структура. Дана робота складається з вступу, трьох розділів, висновків та списку використаної літератури.

Грунт як середовище проживання мікроорганізмів

Відмітна особливість грунту як природного середовища існування мікроорганізмів пов'язана з її гетерогенність, яка проявляється в різних просторових масштабах. Грунтові мікроорганізми живуть в трифазній полідисперсної середовищі, представленої твердої (мінеральні та органічні частки), рідкої (ґрунтова вода) і газоподібному (грунтовий повітря) фазами.

Життєдіяльність мікроорганізмів в грунті здійснюється в основному на ґрунтових частках, в певних мікрозонах яких представлені клітини, ресурси і мікробні метаболіти. Поверхня ґрунтових частинок як життєвий простір мікроорганізмів може становити кілька десятків квадратних метрів в 1 г грунту. У роботах Д. Г. Звягінцева і інших ґрунтових мікробіологів про особливості життєдіяльності адсорбованих мікробних клітин в грунтах обговорювалися питання, які в біотехнології отримали розвиток в рамках напряму по іммобілізованим клітинам і ферментам [8].

Маса біоти, включаючи бактерії, гриби, водорості, за даними прямих методів мікроскопії, може досягати декількох тонн на гектар грунтів. У першому наближенні по біомасі в поверхневих ґрунтових зразках (особливо в таежно-лісовій зоні) домінують гриби. Біомаса бактерій порівнянна по порядку величин з біомасою грибів, а інші компоненти, включаючи представників грунтової фауни, складають другий план. Разом з тим самі по собі показники біомаси, до того ж розраховані на основі тотальних кількісних обліків (без диференціації «активної» та «неактивній і мертвої» біомаси), не дають уявлення про функціональну роль окремих представників грунтової біоти.

В цілому можна охарактеризувати грунт як надзвичайно гетерогенну середовище проживання, в якій існує рясна і різноманітна мікробна біомаса.

Грунтові мікроорганізми не просто живуть в природному гетерогенному середовищі, але самі є ключовим фактором грунтоутворення і беруть участь в процесах перетворення гірської породи в грунт з характерним будовою. Оцінюючи роль мікроорганізмів, Т. В. Арістовская виділила п'ять найважливіших елементарних грунтово-мікробіологічних процесів: розкладання рослинного опади, утворення гумусу, розкладання гумусу, деструкція мінералів почвообразующей породи і новоутворення мінералів [22], Зазначені та інші функції ґрунтових мікроорганізмів складають як би фундамент наземних екосистем. Щодо більш детально досліджено процес розкладання органічної речовини в грунті.

Особливість грунту як природного середовища існування різних організмів полягає в тому, що умови для життєдіяльності; біоти непостійні, а змінюються в залежності від кліматичних та інших факторів. Наприклад, типова ситуація з чергуванням процесів зволоження (після дощу або поливу) і висушування грунтів. В таких умовах істотно знижується функціональне потенційне розмаїття грунтового бактеріального спільноти, що оцінюється за здатністю утилізувати різні органічні речовини. Є підстави вважати, що провідна екосистемна функція грунтової біоти визначається не тільки параметрами, що складаються в местообитании в даний момент; часу, але і передісторією водного режиму.

Грунт представляється не тільки гетерогенної (характеристики системи варіюють в просторі), але і гетерохронной місцем існування, параметри якої змінюються в часі. Необхідність вивчення динаміки грунтової мікробної системи усвідомлена давно. Видатний український мікробіолог С.Н.Віноградскій описав на основі мікроскопічних спостережень послідовну зміну мікробних популяцій в ході розкладання внесених в грунт органічних речовин. На першому етапі розкладання легкодоступною органіки домінували швидкозростаючі популяції з банальної морфологією і відносно великими розмірами клітин. Представники другого етапу розкладу працю недоступною грунтової органіки характеризувалися своєрідністю морфології і були названі С. Н. Виноградским автохтонної мікрофлорою [17].