в каком слое почвы содержится наибольшее количество микроорганизмов
Тема 10. Микрофлора почвы
Почва является естественной средой обитания многих микроорганизмов в природе, которые встречаются в слоях почвы различных поясов земного шара: от Крайнего Севера до тропиков. В ней микроорганизмы находят необходимые питательные вещества, влагу, кислород, также она защищает их от губительного воздействия прямых солнечных лучей и высыхания. Разнообразные микроорганизмы почвы обитают в водных и коллоидных пленках, которые обволакивают почвенные частицы.
Микрофлора почвы принимает активное участие в процессах формирования и самоочищения, а также в круговороте веществ в природе (азота, углерода, серы, железа и других соединений).
Количественный и видовой (качественный) состав микрофлоры почвы значительно изменяется в зависимости от региональных и климатических условий, времени года, температуры, химического состава и физических свойств ее влажности, реакции среды (рН), способа ее обработки и т. д. В песчаных и каменистых почвах, а также в почвах, лишенных растительности, микроорганизмов меньше, чем в пахотных и особенно удобренных почвах. Содержание микробов в почве увеличивается с севера на юг. Цвет и запах почве придают определенные виды актиномицетов и плесневых грибов.
Неодинаково микроорганизмы распространены и по слоям почвы. Мало микроорганизмов содержится в самом поверхностном слое толщиной несколько мм, где они подвергаются неблагоприятному воздействию факторов внешней среды: солнечному свету, высушиванию, повышенной температуре и др.
Где больше органических питательных веществ, там создаются лучшие условия для размножения микробов многих видов. Особенно обильно населен следующий, поверхностный слой почвы толщиной 5–20 см, в нем содержится максимальное количество бактерий. Большое количество микробов обнаруживается в зоне корневой системы растений (ризосферы).
По мере углубления число микроорганизмов уменьшается. На глубине 25–30 см количество их в 10–20 раз меньше, чем в поверхностном слое толщиной 1–2 см. Начиная с глубины 1–2 м количество микроорганизмов резко уменьшается. Почвы, богатые бактериями, биологически более активны. Между плодородием почвы и содержанием в ней микроорганизмов имеется определенная зависимость. Подсчеты показали, что на каждый га малоплодородной почвы приходится 2,5–3,0 т микробной массы, а высокоплодородной — до 16 т.
Число микроорганизмов в 1 т почвы колеблется от 1–3_106 до 20–25_109.
Микрофлора почвы представлена разнообразными видами бактерий: актиномицетами, спирохетами, простейшими, сине-зелеными водорослями, микоплазмами, грибами, вирусами.
С изменением глубины изменяется и видовой состав микрофлоры почвы; так в верхних слоях, содержащих много органических веществ и подвергающихся хорошей аэрации, преобладают аэробные сапрофитные организмы, способные разлагать сложные органические соединения. Чем глубже почвенные слои, тем беднее они органическими веществами. Доступ воздуха в них затруднен, поэтому здесь численность анаэробных бактерий увеличивается. Микроорганизмы почвы находятся в сложном биоценозе, характеризующемся антагонистическими и симбиотическими взаимоотношениями как между собой, так и с растениями.
Деятельность почвенных микроорганизмов играет большую роль в формировании плодородия почвы, так как вся масса органических веществ, которая ежегодно поступает в нее (остатки растений, трупы животных и другие загрязнения), под влиянием почвенных микроорганизмов разлагается на более простые соединения.
В аэробных условиях разложение доходит до полной минерализации остатков с образованием окисленных соединений простого состава, в анаэробных образуются газообразные вещества и промежуточные продукты в виде органических кислот.
В качестве эктосимбионта микроорганизмы обитают в почве, непосредственно окружающей корни растений. Данные участки вместе с поверхностью корней составляют ризосферу растения. В функциональном смысле ее можно определить как область, лежащую в пределах нескольких мм от поверхности каждого корня, в которой химическая активность растения влияет на микробную популяцию. Это влияние в основном проявляется в количественном отношении: число бактерий в ризосфере обычно превышает их число в окружающей почве в 10, а зачастую и в несколько сотен раз. Наблюдаются также и качественные изменения. В ризосфере преобладают короткие грамотрицательные палочки, тогда как грамположительные палочковидные и кокковидные формы встречаются здесь реже, чем в остальной части почвы. Однако не установлено никаких специфических ассоциаций конкретных бактериальных видов с конкретным растением.
Причина относительного обилия бактерий в ризосфере заключается в том, что корни растений выделяют органические питательные вещества, которые избирательно стимулируют рост бактерий с определенными типами питания. Однако не установлено никаких четких трофических взаимосвязей, хотя многие органические продукты, выделяемые корнями растений, уже идентифицированы. Остается также неясным, извлекает ли растение какую-либо пользу из ассоциации с микроорганизмами. При этом известно, что многие свободноживущие почвенные бактерии выполняют необходимые для растений функции, такие как фиксация азота и минерализация органических соединений. Поэтому логично предположить, что некоторые растения выигрывают от тесного контакта с микроорганизмами.
Микроорганизмам принадлежит большая роль в формировании состава почвы и почвенного гумуса (перегноя), который может образовываться из самых различных природных растительных соединений при участии различных видов бактерий (аэробов и анаэробов) и микроскопических грибов.
В почве могут находиться и патогенные микроорганизмы, которые попадают в нее с трупами животных, испражнениями, сточными водами и различными отбросами. Преимущественно это спорообразующие бактерии, например, возбудители столбняка, газовой гангрены, ботулизма, сибирской язвы и др. При благоприятных условиях микробы в почве могут не только выживать, но и долго (недели, месяцы и даже годы) сохранять вирулентные свойства. Некоторые патогенные микробы размножаются (возбудители сибирской язвы, столбняка), но большинство из них не находят в ней благоприятных условий для размножения и со временем теряют болезнетворность и гибнут.
Сохраняемость бактерий в почве в зависимости от вида различна. Некоторые микроорганизмы находятся в почве в жизнеспособном состоянии довольно долго, например, туберкулезная палочка — от 5 месяцев до 2 лет, бруцеллы — до 3 месяцев, бактерии рожи свиней — до 166 дней, гноеродные кокки — до 2 месяцев. Еще дольше сохраняются в почве споровые патогенные микроорганизмы, так, споры сибирской язвы, столбняка и газовой гангрены — десятки лет.
Почва, зараженная патогенными микробами, может служить источником распространения некоторых инфекционных заболеваний. Особенно большую опасность представляет возбудитель сибирской язвы.
Микробиологическое исследование почвы имеет важное значение в ее санитарной оценке при строительстве, планировке территории для заводов пищевой промышленности, водохранилищ, а также для оценки санитарно-зоогигиенического состояния, интенсивности загрязнения почвы микроорганизмами. Пробы почвы берут из разных участков и исследуют либо каждую отдельно, либо в виде средних проб, полученных путем смешивания нескольких образцов.
Показателем санитарного состояния почвы является содержание в ней термофилов, так как в незагрязненных почвах они практически отсутствуют. Термофилы — это в основном спорообразующие грамположительные палочки и актиномицеты.
Установлена прямая связь между загрязненностью почвы фекалиями и содержанием в ней бактерий группы кишечных палочек. В почве, загрязненной фекалиями, в течение первых 2 недель преобладает E. coli (61,6%). Через 21 день происходит значительное уменьшение их числа и увеличение количества цитратположительных сапрофитных кишечных палочек родов энтеробактер и цитробактер.
При бактериологическом исследовании почвы термофилы, кишечные палочки и некоторые другие микроорганизмы отнесены к санитарно-показательным микроорганизмам, т. е. по их присутствию и количеству судят о санитарном состояни почвы.
Установлено, что даже сильно загрязненные почвы самоочищаются от бактерий группы кишечных палочек и некоторых патогенных микроорганизмов по истечении нескольких месяцев.
На данный процесс влияют следующие факторы: механический состав и рН почвы, состав постоянной почвенной микрофлоры, растительный покров почвы, температура окружающей среды, интенсивность солнечной радиации и др.
Процессы самоочищения почвы положены в основу наиболее распространенных и эффективных методов обезвреживания жидких и твердых отбросов, обеспечивающих полную их минерализацию и гибель патогенной микрофлоры. При этом органическое вещество отбросов, обезвреживаясь, превращается в ценное удобрение. Твердые отбросы запахиваются, а чаще обезвреживаются в так называемых компостах вдали от колодцев и водоемов. Решающая роль в разогревании компостов принадлежит термофилам.
Почвенный метод обезвреживания применяют также для очистки сточных вод на специальных полях орошения, процесс которого заключается в том, что вода, попадая в почву, соприкасается с почвенной микрофлорой, которая минерализует органические вещества сточных вод.
Микробы
Микроорганизмы:
Кокки
Термофильные стрептококки
К ним относятся Streptococcus thermophilus. Термофильные стрептококки по сравнению с мезофильными лучше развиваются пр.
Популярные статьи
Исследования
Разделы
Вирусы:
Вирусы под микроскопом
Типы бактериофагов
Живая часть вируса
Открытие мелких микроорганизмов
Основы вирусологии:
Санитарно-микробиологическое исследование объектов окружающей среды в лечебно-профилактических учреж
Объектами исследования при проведении бактериологического контроля лечебно-профилактических учреждений являются: во.
Дезинфекция и стерилизация
Хирургические инструменты, соприкасающиеся с кровью, гноем и другими биологическими жидкостями больного, должны быть о.
Санитарно-микробиологическое исследование воды. Микрофлора воды
Вода является естественной средой обитания многих микробов. Основная масса микробов поступает из почвы. Количество мик.
Авторизация
Микрофлора почвы
Почва — это смесь частиц органических и неорганических веществ, воды и воздуха.
Неорганические частицы почвы — это минеральные вещества, окруженные пленкой коллоидных веществ органической или неорганической природы.
Органические частицы почвы — остатки растительных и животных организмов, т.е. гумус. Почва обильно заселена микроорганизмами, так как в ней есть все необходимое для жизни: органические вещества, влага, защита от солнечных лучей.
Общее микробное число в 1 г почве может достигать 1— 5 млрд. В 1 га почвы содержится 1 тонна живого веса бактерий, однако в разных слоях количество микроорганизмов неодинаково. В самом верхнем слое почвы микроорганизмов очень мало (слой « 0,5 см). На глубине 1—2—5 см до 30— 40 см число микроорганизмов больше всего. В этом слое ОМЧ в среднем 10—50 млн в 1 г. В относительно чистых почвах этот показатель равен 1,5—2 млн в 1 г. Глубже 30— 40 см число микроорганизмов снижается и в более глубоких слоях их опять мало.
Факторы, влияющие на качественный и количественный состав микроорганизмов почвы
На численность и вещевой состав микроорганизмов влияют следующие факторы:
1. Тип почвы (тундровая, подзолистая, черноземная, сероземная).
Наиболее богаты микроорганизмами черноземные почвы, в которых до 10% органических веществ от сухого веса почвы.
В 1 г черноземной почвы более 3,5 млн микробных клеток. На микробный пейзаж в таких почвах влияет обильная растительность с богатой корневой системой. Корни выделяют в почву белковые и азотистые вещества, минеральные соли, органические кислоты, витамины. В результате этого вокруг корней создаются ризосферы, т. е. скопления микроорганизмов.
Микроорганизмы, в свою очередь, влияют на биохимические процессы в почве, на плодородие. Истощенные, гористые и песчаные почвы бедны микроорганизмами. В таких почвах органических веществ 1% от сухого веса почвы.
Во влажных почвах микроорганизмы размножаются лучше, чем в сухих, но в почвах торфяных болот, несмотря на большое количество влаги и органических веществ (до 50%), микроорганизмов мало, так как эти почвы имеют кислую реакцию и в них проявляется антагонистическое влияние мхов.
Почвы, богатые влагой, плохо аэрируются. В этих условиях преобладают анаэробы, а песчаные почвы аэрируются лучше, поэтому в них больше аэробов.
4. Температура почвы.
В теплые периоды года микроорганизмов во много раз больше, чем зимой. Зимой развитие микроорганизмов прекращается, и они погибают. Наблюдаются суточные колебания количества микроорганизмов в почве. Наиболее благоприятная температура 20—30°С, а при температуре 10°С и ниже развитие замедляется.
5. Адсорбционная способность почв.
Наибольшая адсорбирующая способность почв наблюдается у горноземных (гумусовых), она зависит от содержания в почве илистых частиц, количества средней и мелкой пыли, рН почвы. Эти почвы богаты кальцием. Характер почв влияет и на глубину проникновения микроорганизмов.
В более влажных северных почвах жизнь микроорганизмов как бы «прижата» к поверхности, а в легких, щелочных южных почвах — жизнь микроорганизмов «углубляется». Они могут быть обнаружены на глубине 10 м и более.
Почва как фактор распространения инфекционного заболевания
Микрофлору почв делят на 2 группы:
1) аутотрофная, которая питается минеральными веществами.
2) гетеротрофная — питается органическими веществами.
Обе группы участвуют в процессах самоочищения почв, минерализации почв, хотя некоторые представители гетерот-рофов загрязняют почву — это и патогенная микрофлора.
Основная масса патогенной микрофлоры в почве постепенно отмирает, однако длительность переживания патогенной микрофлоры зависит от следующих факторов:
* температуры и влажности почв;
* микроорганизмов, продуцирующих антибиотики; от токсикоза почв.
В почвах периодически появляются токсические вещества, их природа не совсем изучена, но предполагается, что это метаболиты некоторых микроорганизмов. Токсические вещества почвы губительно действуют на микроорганизмы почвы, в том числе и на полезную микрофлору.
Дизентерийная палочка при 18°С выживает в различных типах почв от 3 до 65 дней, S. typhi и paratyphi — 19—101 день.
Споровая микрофлора сохраняется дольше, даже годами и, напротив, холерные вибрионы, палочки чумы, бруцеллеза, вирусы полиомиелита — от нескольких часов до нескольких месяцев.
Процессы самоочищения в почве
При попадании в почву органических веществ сразу же повышается общее микробное число (ОМЧ), а также общее число сапрофитов (ОЧС). Обычно в грязных почвах ОМЧ ОЧС, а в чистых ОМЧ = ОЧС или ОЧС ОМЧ. Сначала размножаются гетеротрофы, обладающие очень высокой ферментативной активностью и представленные семейством кишечных, псевдомонад, аэромонад, аэромобак-терий и др. В этот период в почве много фекальных бактерий (бактерий группы кишечной палочки — БГКП, энтерококки, Cl. perfringens), много протеолитов, разлагающих белки, пептоны, желатина, много аммонификаторов, т. е. микробов, расщепляющих белки до NH3.
По мере накопления аммиака в почве начинают размножаться нитрификаторы, т. е. микроорганизмы, окисляющие МН3 до нитритов и нитратов. Эти микроорганизмы завершают цикл превращений органических веществ в неорганические.
За окисление NH3 до HNO2 ответственны нитрозобакте-рии (Nitrozomonas, Nitrosaspira), а за окисление HNO2 в HNO3 — нитробактерии.
Одновременно с процессами нитрификации идут процессы денитрификации, т.е. восстановление нитратов в нитриты, а далее в газообразный азот. На этом этапе ОМЧ почвы становится низким. Видовой состав и численность микрофлоры стабилизируется. Активные вегетативные формы спо-рообразующих бактерий и грибов уступают покоящимся спорам бацилл, актиномицетам, грибам.
В чистых почвах всегда доминируют покоящиеся споры. Спорообразование всегда говорит о законченных процессах минерализации почвы.
Сочетание ОМЧ и нитрификаторов используют для распознавания и отличия чистых почв от почв, бывших загрязненными, но находящихся на стадии минерализации. Для них характерно низкое ОМЧ, но высокое число нитрифика-торов.
То же самое можно сказать и при сопоставлении общего числа сапрофитов и процентов споровых аэробов. Если процент споровых форм к ОЧС высок (40—60%), то это характерно для чистых почв, если же низок (25%), то почва загрязнена. Если к вышеперечисленным показателям добавить еще определение БГКП, Cl. perfringens, термофилы, то для самого свежего загрязнения характерна большая обсеменен-ность почвы БГКП, Cl. perfringens, термофилами и отсутствие нитрификаторов.
Чуть позже, когда начинаются процессы самоочищения, наряду с кишечными бактериями начинает нарастать количество нитрификаторов.
В процессе самоочищения почвы происходят изменения в показателях: наиболее быстро отмирает кишечная палочка. Обнаружено, что в сильно загрязненной почве титр БГКП увеличивается за 4,5 месяца с 10 5′-6 до ЮЛ или 1 г, титры Cl. perfringens и нитрификаторов были еще низкими. Такое соотношение показателей говорит об очищении почвы только от кишечных палочек и патогенных бактерий семейства кишечных и об интенсивных процессах самоочищения.
Через 9—11 месяцев в супесчаных почвах ОМЧ уменьшается от нескольких миллионов до нескольких тысяч микробных клеток в 1 г. Титры нитрификсаторов резко увеличивались. Высокие титры всех показателей говорят о законченных процессах самоочищения.
Санитарная характеристика почв
Почва — одна из главных составляющих природной среды, которая благодаря своим свойствам (плодородие, самоочищающая способность и др.) обеспечивает человеку питание, работу, здоровую среду обитания. Нарушение этих процессов, вызванное загрязнением, может оказать неблагоприятное влияние на здоровье людей и животных. Наблюдается распространение инфекционных и инвазионных заболеваний, ухудшение качества продуктов питания, воды, водоисточников, атмосферного воздуха. Это понимание почвы, как одного из главных компонентов окружающей среды, от которого зависят условия жизни и здоровья населения, требует большого внимания к ее санитарной охране.
Санитарное состояние почвы — совокупность физико-химических и биологических свойств почвы, определяющих качество и степень ее безопасности в эпидемическом и гигиеническом отношениях.
Опасность загрязнения почв определяется уровнем ее возможного отрицательного влияния на контактирующие среды (вода, воздух), пищевые продукты и прямо или опосредованно на человека, а также на биологическую активность почвы и процессы самоочищения.
Санитарная характеристика почв населенньгх мест основывается на лабораторных санитарно-химических, санитар-но-бактериологических, санитарно-гельминтологических, са-нитарно-энтомологических показателях.
По эпидемическим показаниям можно проводить индикацию и выделение из почвы патогенных микроорганизмов, в распространении которых почва играет важную роль.
Результаты обследования почв учитывают при определении и прогнозе степени их опасности для здоровья и условий проживания населения в населенных пунктах, разработке мероприятий по их рекультивации, профилактике инфекционной и неинфекционной заболеваемости, схем районной планировки, технических решений по реабилитации и охране водосборных территорий, при решении очередности санационных мероприятий в рамках комплексных природоохранных программ и оценке эффективности реабилитационных и санитарно-экологических мероприятий и текущего санитарного контроля за объектами, косвенно воздействующими на окружающую среду населенного пункта.
Оценка санитарного состояния почвы по микробиологическим показателям
Оценка санитарного состояния почвы проводится по результатам анализов почв на объектах повышенного риска (детские сады, игровые площадки, зоны санитарной охраны и т. п.) и в санитарно-защитных зонах по санитарно-бакте-риологическим показателям:
1) косвенным, которые характеризуют интенсивность биологической нагрузки на почву. Это — санитарно-показа-тельные организмы группы кишечной палочки (БРКП, коли-индекс) и фекальные стрептококки (индекс энтерококков). В крупных городах с высокой плотностью населения биологическая нагрузка на почву очень велика, и как следствие, высоки индексы санитарно-показательных организмов.
2) прямым санитарно-бактериологическим показателям эпидемической опасности почвы — обнаружение возбудителей кишечных инфекций (возбудители кишечных инфекций, патогенные энтеробактерии, энтеровирусы);
3) почву оценивают как чистую без ограничений по санитарно-бактериологическим показателям при отсутствии патогенных бактерий и индексе санитарно-показательных микроорганизмов до 10 клеток на 1 г почвы.
О возможности загрязнения почвы сальмонеллами свидетельствует индекс санитарно-показательных организмов (БГКП и энтерококков) 10 и более клеток в 1 г почвы.
Наличие кишечной палочки в титрах 0,9 и ниже свидетельствует о несомненном фекальном загрязнении почвы, притом свежем. Одновременно могут быть зарегистрированы низкие титры Cl. perfringens, нитрификаторов. Однако следует иметь в виду, что в первое время после имевшего места органического загрязнения, нитрификаторов может быть мало — необходимо время, чтобы они успели размножиться.
В процессе самоочищения на разных этапах возникают различные количественные соотношения этих показателей. Наиболее быстро отмирает кишечная палочка, поэтому при сравнительно высоких ее титрах титры Cl. perfringens и нитрифицирующих бактерий низкие. Это показывает, что в почве интенсивно протекают процессы самоочищения как от патогенных микроорганизмов, так и от органического загрязнения.
Высокий титр (1,0 и выше) кишечной палочки при низких титрах остальных 3 показателей характеризует почву как свободную от возбудителей кишечных инфекций, но в которой еще не закончились процессы распада и минерализации органических веществ.
Высокие титры всех показателей свидетельствуют о законченных процессах самоочищения и характеризуют почву как чистую, свободную от патогенных энтеробактерии и органических загрязнений.
Лекция по теме «Микрофлора почвы почвы»
Тема: Микрофлора почвы
Количественный и видовой состав микроорганизмов в почве
Методы изучения состава и активности почвенных микроорганизмов
Возможности управления микробиологическими процессами в почве.
1. Количественный и видовой состав микроорганизмов в почве
Благодаря микроорганизмам почва приобретает свойства живой системы. В 1 г чернозема содержится до нескольких миллиардов микробных клеток общей биомассой 3-5 т/га. Микробы в почве распределены неравномерно: их больше в верхних слоях и вблизи растений. В черноземах микробов больше, в глинистых и песчаных почвах – меньше. Их численность зависит тоже от времени года, возраста в начале лета и осенью, содержания органического вещества, влажности, температуры и других факторов.
Огромное влияние на жизнедеятельность микроорганизмов оказывает влажность почвы. Аммонификация и нитрификация лучше всего проходят при влажности 60% НВ. Оптимум фиксации азота несколько сдвинут в сторону более высокой влажности. Это, вероятно, объясняется тем, что молекулярный азот связывают многие анаэробные бактерии.
Воздушный режим имеет значение для микробиологической активности почвы, чем температура и влажность. В связи с потреблением почвенными микроорганизмами и корнями растений кислорода и выделением диоксида углерода почвенный воздух отличается по составу от атмосферного. Диоксид углерода составляет 0,3-1,5% почвенного воздуха ( в атмосфере – 0,03%). Большое количество диоксида углерода ежесуточно выделяется из почвы, а вместо него поступает воздух, обогащенный кислородом. Этот процесс, имеющий большое значение для жизни растений, называют «дыханием почвы».
Аэробные микроорганизмы достаточно хорошо переносят повышенное содержание диоксида углерода. Тем не менее при содержании в почве 1-1,5% диоксида углерода подавляется их деятельность, поэтому в нижних горизонтах пахотного слоя меньше микроорганизмов, чем в верхних.
Анаэробные микроорганизмы, к которым в основном относятся бактерии, в больших количествах находятся в верхних слоях почвы. Это связано с более высоким содержанием здесь органических веществ, а анаэробные микрозоны, в которых происходит их размножение, имеются в комочках почвы.
На характер почвенных микроценозов большое влияние оказывают взаимоотношения микроорганизмов. Между микроорганизмами могут наблюдаться метабиотические отношения, при которых продукты жизнедеятельности одних видов служат источником для существования других. Так, нитрификаторы развиваются только в том случае, если в почве достаточно аммиака, вырабатываемого гнилостными микроорганизмами.
При синтрофном взимоотношении микроорганизмов два вида и более растут на среде, недоступной каждому виду в отдельности. В основе этого может лежать обмен какими-либо субстратами роста или удаление одним микроорганизмом компонентов, токсичных для другого микроба.
У представителей микромира отмечен и прямой паразитизм. Описаны скользящие нитевидные бактерии, способные присоединяться к клеткам других видов бактерий, водорослей и нематод, вызывая их лизис. Большая группа грибов, паразитирующих на других грибах, получила название микофильных грибов.
Почва – среда обитания многих возбудителей болезней, которые попадают в нее вместе с трупами, зараженной подстилкой, выделениями животных. В почве встречаются в большом количестве патогенные клостридии.
Почва может быть передатчиком многих инфекций: сибирской язвы, столбняка, ботулизма. Некоторые микробы, особенно бациллы, в почве сохряняются длительное время.
2. Методы изучения состава и активности почвенных микроорганизмов
Для общего количественного анализа микроорганизмов используют прямое микроскопирование почвы по С.Н. Виноградскому. В соответствии с разработанной методикой готовят почвенную суспензию и под микроскопом в определенном объеме подсчитывают общее число микроорганизмов. В поле зрения можно видеть палочковидные бактерии, мелкие и крупные кокки, обрывки мицелия грибов и актиномицетов. Красителями могут служить акридиновый оранжевый, изотиоционат, диацетат флуоресцеина и др. Далее путем пересчета устанавливают, сколько микроорганизмов приходится на 1 г исследуемой почвы.
При прямом подсчете микроорганизмов почвы можно использовать электронный микроскоп, который дает возможность обнаружить множество мельчайших микроскопических организмов.
Микроскопирование дает представление об общей численности микроорганизмов в почве. Определить их принадлежность к разным систематическим и физиологическим группам можно путем посева почвенной суспензии на разные по составу твердые питательные среды. В зависимости от состава среды развиваются те или иные группы микроорганизмов.
При анализе почв нередко учитывают число отдельных физиологических групп микроорганизмов. Это делают методом титра, при котором твердые или жидкие питательные избирательные среды для определенных групп микроорганизмов заражают разными разведениями почвенной суспензии. После выдерживания в термостате отмечают ту степень разведения, в которой есть искомая группа микроорганизмов, и путем пересчета определяют численность данной группы в почве. Так узнают, насколько богата почва нитрификаторами, денитрификаторами, целлюлозоразрушающими и другими микроорганизмами.
Для выявления распределения микроорганизмов и их взаимосвязей в почве изучают микробные пейзажи почвы при помощи «стекол обрастания», капиллярного прибора педоскопа. В почву закладывают стекло или педоскоп с набором капиллярных ячеек, затем после их обрастания микрофлорой просматривают под микроскопом.
Разработаны методы определения биохимической активности почвы, ее нитрификационной активности, интенсивности разложения органических соединений по выделению диоксида углерода.
При решении ряда агрономических задач используют метод аппликации. Например, он помогает выявить интенсивность микробиологических процессов в разных горизонтах пахотного слоя, установить действие различных удобрений, агротехнических мероприятий. Для этого в почву помещают полосы льняной ткани, закрепленной на стекле. Периодически материал извлекают из почвы, просматривают и фиксируют на нем зоны распада.
В зависимости от задачи исследований обычно используют различные комплексы методов оценки микробиологической активности почвы.
3. Возможности управления микробиологическими
процессами в почве.
Среди методов окультуривания почвы наибольшее влияние на микрофлору оказывают разнообразные приемы обработки и мелиорации. Существуют разные подходы к решению вопроса об обработке почвы. Установлена биологическая разнокачественность пахотного слоя, которая выражается в постепенном снижении численности микроорганизмов с глубиной. Это может быть следствием ухудшения воздушного режима и накопления каких-либо токсичных веществ в результате неполного распада растительных остатков. Самый активный по энергии дыхания – верхний слой почвы. Лучше аэрируемая почва под паром «дышит» интенсивнее, чем почва, занятая растительностью. Верхний слой незанятой почвы при безотвальной обработке выделяет больше диоксида углерода, чем при вспашке. Последнее объясняется тем, что при безотвальной обработке основная масса растительных остатков остается наверху. Оборот пласта обычно имеет положительное действие на микробиологическую деятельность почвы.
Большое значение в повышении микробиологической активности имеют мелиоративные мероприятия: орошение почв в зонах недостаточного увлажнения, осушение избыточно увлажненных почв, нормализация реакции среды, удаление из почвы избыточных солей.
Внесение в почву удобрений улучшает питание не только растений, но и микроорганизмов, также нуждающихся в минеральных элементах. Характерный показатель активизации деятельности микрофлоры под влиянием удобрений – усиление «дыхания» почвы. Это результат ускоренного разложения органических соединений почвы, в том числе гумуса. В богатых гумусом почвах это повышает суммарный эффект минеральных удобрений.
Иногда внесение в почву минеральных удобрений, особенно в высоких дозах, неблагоприятно сказывается на ее плодородии. Обычно это наблюдается на малобуферных почвах при использовании физиологически кислых удобрений. При подкислении почвы в раствор переходят соединения алюминия, токсичные для микроорганизмов и растений.
Внесение извести, особенно вместе с навозом, благоприятно сказывается на сапротрофной микрофлоре. Изменяя реакцию почвы в благоприятную сторону, известь нейтрализует вредное действие физиологически кислых минеральных удобрений.
Скорость минерализации навоза в почве определяется рядом факторов среды и соотношением в навозе углерода и азота. Полуперепревший навоз с более узким соотношением углерода и азота проявляет удобрительное действие с момента его внесения.