Почвы в том виде, в котором они есть на планете Земля, – результат работы бактериальных сообществ. Смешивая частицы горных пород и минералов с продуктами переработки отмершей органики и с продуктами собственной жизнедеятельности, микроорганизмы шаг за шагом превращали безжизненные скалистые пустыни в покрытые плодородным гумусом территории, которые стали базой для реализации нового витка круговорота веществ на планете. Бактерии в почве – основные двигатели этого круговорота.
Как бактерии попали в почву
Строго говоря, почвенные бактерии – это и есть часть почвы. Вернее, не самой почвы, а ее плодородного слоя – гумуса. В одной чайной ложке гумуса живет более одного миллиарда микроорганизмов, которые постоянно заняты либо определенной стадией разложения отмершей органики, либо фиксацией поступающих в почву неорганических веществ и построением из них сложных органических молекул.
Группа почвенных бактерий ведет свою историю с тех времен, когда представители органической жизни (растения и животные) только начали выбираться на сушу и оставлять на скалистых морских берегах остатки своей жизнедеятельности. Вот эти остатки и стали первым домом почвенных бактерий. Научившись преобразовывать органику в почву, микроорганизмы живут в ней и поныне, приспосабливаясь к меняющимся условиям окружающей среды.
В микробиологии существует функциональное деление почвенных микробов, которое строится на том, какое экологическое значение имеют те или иные микроорганизмы в процессе преобразования неорганических и органических веществ:
- Деструкторы – бактерии, которые живут в почве и минерализуют (разлагают) органические соединения, попавшие в верхние слои почвы. Их роль – превращать останки животных и растений в неорганические вещества.
- Азотфиксирующие или клубеньковые микробы – симбионты растений. Их роль заключается в том, что только виды клубеньковых микробов могут связывать неорганический атмосферный азот и снабжать им растение. Тем самым азотфиксаторы обогащают минеральный состав растительных тканей.
- Хемоавтотрофы – собирают имеющуюся неорганику в органические молекулы, используя при этом энергию химических реакций, которые протекают внутри самой бактерии. Это группа автотрофов. Их роль заключается в том, что они могут обработать накапливающиеся в почве неорганические вещества и «кормить» ими растения.
Кроме названных, в почве присутствуют и другие виды бактерий, которые не играют особой роли и не имеют значения при формировании плодородного слоя, но могут стать причиной губительного поражения живых тканей. Это болезнетворные микробы, которые попадают в почву с зараженными органическими остатками или переносятся с аэрозолями (воздушные потоки с мелкодисперсной взвесью).
Врачи отмечают, что почвенные бактерии могут представлять как угрозу, так и пользу для здоровья человека. С одной стороны, некоторые из них способны вызывать инфекции, особенно у людей с ослабленным иммунитетом. Например, бактерии рода Clostridium могут вызывать серьезные заболевания, такие как ботулизм. С другой стороны, многие почвенные микроорганизмы играют важную роль в экосистеме, способствуя разложению органических веществ и улучшению качества почвы. Врачи подчеркивают, что риск заражения можно существенно снизить, соблюдая простые меры предосторожности, такие как использование перчаток при работе с землей и тщательное мытье рук. В целом, осведомленность о потенциальных опасностях и соблюдение гигиенических норм помогут избежать негативных последствий.
Деструкторы
Это одна из самых многочисленных групп, в которой могут быть как аэробные (дышащие кислородом) бактерии, так и анаэробные (дышащие за счет протекания других реакций). Какие из них преобладают – сказать сложно. Микробиологи не придают значения выведению таких соотношений.
В группу деструкторов входят не только бактерии. Также активно разлагают органику так называемые детритофаги (жуки-скоробеи, термиты, дождевые черви и т.д.). Их роль заключается в первичном разложении органических молекул на более простые соединения, которые после обрабатывают бактерии-редуценты.
Редуценты (сапротрофы) осуществляют окончательное глубокое разложение, в результате которого создается особая микрофлора, питающая растительность определенной экосистемы.
- В почве широко распространены представители класса Клостридии. Известны и азотфиксирующие Клостридии, и Клостридии-редуценты. Среди этого класса микроорганизмов встречаются и болезнетворные патогенные микробы, но в почве такие могут присутствовать только в качестве аллохтонных (случайных) прокариотов. Известные почвенные Клостридии – анаэробные микробы, роль которых заключается в высвобождении углекислого газа из органических сахаров, содержащихся в клетках тканей погибших растений.
- Бациллы – еще одно семейство спорообразующих бактерий, которыми богаты почвы. Бациллы в основном аэробы и факультативные анаэробы, которые могут жить в присутствии кислорода, но не могут им дышать. Среди Бацилл обнаружены самые крупные виды, которые могут достигать размеров до 5 мкм. Самая известная Бацилла – Сенная палочка.
- Еще одно семейство бактерий, которое широко распространено в почвах – Псевдомонады. Это аэробные микроорганизмы, их не бывает среди анаэробов. Некоторые группы могут быть патогенными для растений. Псевдомонады могут расщеплять буквально любой субстрат. Их большое количество на очистных сооружениях, также они перерабатывают синтетические и токсичные отходы.
Основная зона обитания аэробных редуцентов – ризосфера, прикорневая область и область корней растений. Анаэробные редуценты живут в более глубоких слоях почв, куда плохо проникает кислород.
Азотфиксирующие обитатели почв
Одна из самых популярных в быту групп микроорганизмов – клубеньковые бактерии.
Читайте также:
Клубеньковые микробы – единственные микроорганизмы, с помощью которых можно быстро и с минимальными трудозатратами насытить почвы азотом, что в свою очередь значительно повышает урожайность на таких полях.
К клубеньковым микробам относятся те же Клостридии (их аэробные роды), но основная группа клубеньковых прокариотов – это все-таки представители рода Ризобиум.
Этим клубеньковым микроорганизмам даже дают названия по названию того растения, мутуалистический симбиоз с которым образовывает данный клубеньковый микроб.
Суть симбиоза клубеньковых микробов и растений состоит в том, что колония бактерий формирует нарост на корне растения, через который растение получает преобразованный в аммиак молекулярный азот, а взамен снабжает колонию бактерий необходимыми ей питательными веществами.
Представители рода Ризобиум являются анаэробами. Создание анаэробных условий является также одной из задач, которые решают данные бактерии с помощью симбиоза с растениями.
Почвенные бактерии вызывают множество споров среди ученых и простых людей. С одной стороны, они играют ключевую роль в экосистеме, участвуя в разложении органических веществ и обогащении почвы питательными веществами. Многие агрономы утверждают, что без этих микроорганизмов невозможно представить здоровое сельское хозяйство. Однако некоторые люди выражают опасения по поводу потенциальной угрозы, которую могут представлять патогенные штаммы. Например, в редких случаях определенные бактерии могут вызывать заболевания у людей и животных. Важно отметить, что большинство почвенных бактерий безопасны и даже полезны. Тем не менее, соблюдение мер предосторожности, таких как использование перчаток при работе с землей, может помочь избежать нежелательных последствий. В целом, понимание роли почвенных бактерий и их влияние на здоровье человека требует дальнейших исследований и осознанного подхода.
Хемолитотрофы
Группа бактерий – автотрофов. Они единственные на планете организмы, которые могут из неорганических веществ продуцировать органические вещества. Их роль глобальна, поскольку в круговороте веществ их не могут заменить никакие другие организмы.
Автотрофы 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 основная причина патогенности – продуцирование процессов гниения (разложения органической материи). Автотрофам органика в качестве пищи не интересна.
Патогенная микрофлора
Патогенные микроорганизмы в почве – результат фекального загрязнения. Практически все микробы, провоцирующие процессы гниения, попадают в почву из кишечников растений животных.
-
Читайте также:
Основные представители патогенной микрофлоры – колиформные прокариоты, так называемые бактерии группы кишечной палочки. Попадая в почву, эти микробы могут довольно долго существовать, если к ним перекрыт доступ прямых солнечных лучей и почва достаточно прогрета.
Особенно опасны для человека колиформные бактерии, попавшие в почвы из кишечника животных. Они вызывают те формы гниения органических тканей человека, которые сложно оперативно остановить.
Кроме того, большую опасность для животных и человека несут бактерии гниения, вырабатывающие высокотоксичные протеолитические ферменты, которые становятся причиной гангрены и столбняка.
Вопрос-ответ
Вредны ли почвенные бактерии для человека?
Помимо столбняка, сибирской язвы и ботулизма почвенные бактерии могут вызывать желудочно-кишечные, раневые, кожные и дыхательные заболевания. Системные грибы в основном попадают в организм через дыхательные пути из загрязненной почвы и околопочвенных пространств.
Почвенные бактерии значение в жизни человека?
Такое свойство молочнокислых бактерий человек научился использовать при квашении капусты, солении огурцов, производстве кефира, 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.
Через почву передаются инфекции?
Почвенные инфекции. К ним относят, например, сибирскую язву, эмфизематозный карбункул и возбудителей столбняка. Почвенную инфекцию вызывают спорообразующие бактерии, которые попадают в грунт вместе с отходами и прочими разлагающимися веществами.
Почвенные микробы — это хорошо или плохо?
Распространенные почвенные бактерии и грибы играют важную роль в разложении органического вещества, подавлении роста патогенов, стимулировании круговорота питательных веществ и улучшении текстуры и структуры почвы. Например, бактерии Bacillus subtilis относятся к типу Firmicutes.
Советы
СОВЕТ №1
Изучите информацию о почвенных бактериях, чтобы понимать, какие из них могут быть полезными, а какие потенциально опасными. Знание о различных типах бактерий поможет вам принимать обоснованные решения при работе с почвой.
-
Читайте также:
СОВЕТ №2
При работе с почвой всегда используйте защитные перчатки и маски, чтобы минимизировать риск контакта с потенциально вредными микроорганизмами. Это особенно важно, если вы работаете в загрязненных или незнакомых местах.
СОВЕТ №3
Регулярно проверяйте состояние почвы в вашем саду или огороде. Анализ почвы поможет выявить наличие патогенных бактерий и других микроорганизмов, что позволит своевременно принять меры для их устранения.
СОВЕТ №4
Обратите внимание на методы компостирования и обработки органических отходов. Правильные методы могут помочь снизить риск распространения опасных бактерий и улучшить здоровье почвы.
