Гнилостные бактерии являются незаменимыми участниками круговорота веществ в природе. Его важнейшим качеством является способность рекультивации почвы за счет содержания комплекса полезных микроорганизмов.
Как бактерии попали в почву
- Остались вопросы?
- Интенсификация сельского хозяйства стала причиной массового исчезновения энтомофагов
- Доклад почвенные бактерии 5 класс по биологии
- ОГЭ / Биология / 12 задание / 01
Как сельское хозяйство загрязняет природу?
ответ на этот и другие вопросы получите онлайн на сайте Выделяют следующие группы бактерий: бактерии гниения, почвенные бактерии, молочнокислые и болезнетворные бактерии. Бактериальные препараты для борьбы с насекомыми – вредителями сельского хозяйства и леса включают чаще всего энтомопатогенную бациллу Bacillus thuringiensis. Вредители сельскохозяйственных растений, виды животных, способные причинить экономически значимый ущерб сельскохозяйственным растениям или. Почему у микроорганизмов-вредителей сельского хозяйства и других организмов появляется устойчивость к ядохимикатам? Почва является основным средством производства в сельском хозяйстве.
Почвенные бактерии гниения являются вредителями сельского хозяйства
Это приводит к эвтрофикации - насыщению рек и озер биогенными элементами, что сопровождается ростом биологической продуктивности. Также это прямо влияет на качество питьевой воды. Излишнее использование фосфорных удобрений может привести к их потере с пахотных земель из-за эрозии или стока. Избыток органических удобрений чреват увеличением концентрации нитратов и ряда токсичных веществ в почве. Сельскохозяйственные пластиковые отходы Они образуются в результате мульчирования, использования тепличных конструкций, ирригационных труб и капельниц для полива, защитных сетей. Также пластик попадает в грунт из сточных вод. Кроме того, земля может загрязняться неупаковочным пластиком, использующимся для прессования, - это шпагат, пленка, сети. Источники микропластика в сельскохозяйственных почвах. Фото: Инфографика "РГ" Пестициды Пестициды, использующиеся в сельском хозяйстве для уничтожения вредителей или подавления роста нежелательных растений. Это гербициды, фунгициды и инсектициды.
Их опасность в том, что они неконтролируемо распространяются в окружающую среду - это называется "дрейф пестицидов". Вещества попадают в почву, а далее в грунтовые воды с листьев растений, когда идет дождь или происходит полив, или с поверхности обработанных семян. Также почвы могут загрязняться пестицидами из протекающих труб, свалок отходов или поврежденных контейнеров. Для человек пестициды опасны рисками возникновения рака, заболеваний центральной нервной системы и иммунной системы. Последствия загрязнения почвы Токсичные загрязнители в долгосрочной перспективе приводят к разрушению почвы, а значит, они могут снизить урожайность сельскохозяйственных культур и сделать продукты непригодными для употребления. Например, земли, загрязненные неорганическим алюминием, могут оказаться токсичными для растений. Также часто это увеличивает засоленность почвы, и сельхозкультуры на ней уже не вырастить. Растения могут накапливать высокие концентрации загрязняющих веществ. По пищевой цепи они передаются травоядными животными, что создает риски для их популяций.
Также загрязнение почв опасно для здоровья человека. При прямом контакте с загрязнителями последние воздействуют на кожу. Также люди могут вдыхать загрязненные частицы почвы.
Нажимая кнопку "купить", Вы выражаете своё согласие с офертой оказания услуг и принимаете их условия Купить Купить Ты включаешь автопродление - 25-го числа каждого месяца доступ к купленным курсам будет автоматически продлеваться. Деньги будут списываться с одной из привязанных к учетной записи банковских карт.
Корни растений, как муфтой, одеты живым слоем микробных клеток — бактерий и грибов, полезных и вредных. При подборе соответствующих растений в севообороте можно вести борьбу с нежелательными микроорганизмами почвы. Отмирающая зеленая растительность разлагается бактериями и грибами. Микроорганизмы энергично изменяют не только органическую, но и минеральную часть почвы. Жизнедеятельность их зависит от комплекса почвенных условий, которые могут или способствовать, или задерживать развитие микробов.
Количество микроорганизмов в почве достигает огромных величин. В 1 г целинных почв насчитывается 0,5 — 2, в окультуренных — 2 — 3 и более миллиардов микробов. Больше всего микроорганизмов в поверхностных горизонтах почвы 10 см. Книзу количество их убывает; на глубине нескольких метров почва относительно стерильна. Наиболее благоприятна для микробиологических процессов температура от 20 до 40о. В хорошо обработанной окультуренной почве микроорганизмов больше, чем в необработанной; их больше в пресных нейтральных и известковых почвах и меньше в засоленных. Черви и личинки перемешивают почву, вынося землю наверх из глубоких слоев и обогащают ее органическим веществом. Почвенная масса, прошедшая через кишечник дождевых червей, обогащается азотом и кальцием, приобретает большую емкость поглощения. Следовательно, дождевые черви улучшают химические и физические свойства почвы, увеличивая пористость, аэрацию и влагоемкость ее. В сильно кислых и щелочных, заболоченных или очень сухих почвах дождевых червей нет.
Наконец, почву населяют позвоночные животные, главным образом грызуны суслики, байбаки, сурки, хомяки, хорьки, мыши, слепыши, кроты , образующие местами многочисленные норы. Заполненные норы землероев, имеющие на почвенном разрезе вид овальных пятен разного диаметра, известны под названием котловин. Перерытость почвы чаще отрицательно влияет на ее свойства, увеличивая карбонатность и водопроницаемость до очень большой потери воды на фильтрацию. Глубокая обработка почвы и выравнивание поверхности уменьшают вредное действие землероев. Бактерии Бактерии низшие растения Бактерии - наиболее широко распространенная в природе группа микроорганизмов. Бактериальная клетка невелика. Клетки наиболее мелких шаровидных бактерий имеют в диаметре менее 0,1 мкм. Подавляющее большинство бактерий имеют форму палочек, прямых или изогнутых, толщина которых не превышает 0,5-1 мкм, а длина 2-3 мкм. Очень редко встречаются бактерии-"гиганты", клетки которых имеют в диаметре-5-10 мкм, а в длину достигают 30-100 мкм. Палочки, имеющие форму спирали, называются спириллы, изогнутые - вибрионы.
Бактерии, имеющие форму шара,- кокки. Некоторые бактерии имеют булавовидную форму, ветвятся. Все бактерии представлены особым типом клеток, лишенных истинного ядра, окруженного ядерной мембраной, т. В клетках бактерий отсутствуют митохондрии, хлоропласты. По способу окраски, впервые предложенного в 1884 г. Кристианом Грамом, бактерии делят на две группы: грамположительные и грамотрицательные. Строение Внутренняя организация бактериальной клетки сложна и имеет свои специфические особенности. Клетка бактерий одета плотной оболочкой - клеточной стенкой. Она выполняет защитную и опорную функции и придает клетке постоянную, характерную для нее форму. Толщина клеточной стенки - 0,01 - 0,04 мкм.
Основным структурным компонентом стенок является муреин. У грамположительных бактерий в состав клеточных стенок входят полисахариды, тейхоевые кислоты, связанные с каркасом стенок - муреином. В стенках грамотрицательных бактерий содержатся липопротеиды и липополисахариды, муреина меньше. Клеточная стенка многих бактерий сверху окружена слоем слизистого вещества - капсулой, толщина которой может во много раз превосходить диаметр клетки, иногда она очень тонкая. Капсула - не обязательная часть клетки, она образуется в зависимости от условий, в которые попадают бактерии. В цитоплазме различают основное вещество, или матрикс, рибосомы обычно свободные, некоторые связаны с мембранами и большое количество мембранных структур, выполняющих у бактерий самые различные функции аналоги митохондрий, эндоплазматической сети, аппарата Гольджи. Однако их нельзя рассматривать как постоянный признак. Гранулы могут состоять из соединений, которые служат источником энергии и углерода крахмала, гликогена, гранулезы, волютина, полиметафосфатов. В бактериальной, клетке встречаются и капельки жира. В центральной части клетки локализовано ядерное вещество - дезоксирибонуклеиновая кислота ДНК , не отграниченная от цитоплазмы мембраной.
Это аналог ядра - нуклеоид. Бактериальная ДНК не связана с основными белками - гистонами - и в нуклеоиде расположена в виде пучка фибрилл. Многие бактерии неподвижны. У бактерий, отличающихся подвижностью, последняя обеспечивается жгутиками. У бактерий может быть один, два или много жгутиков, расположенных на одном-двух концах клетки, по всей поверхности. Диаметр их 0,01-0,03 мкм, длина может во много раз превосходить длину клетки. Бактериальные жгутики имеют сложное строение и состоят из белка флагеллина. Внутри бактериальной клетки образуются споры. Спорообразование свойственно только небольшой группе бактерий бациллам, клостридиуму. Споры - не обязательная стадия жизненного цикла бактерий.
Колонии многих бактерий имеют яркую окраску, которая обусловливается выделением окрашенного вещества в среду или пигментированием клеток. Некоторые пигменты бактериальных клеток имеют антибиотические свойства, поэтому значительное количество пигментированных микроорганизмов являются продуцентами антибиотиков. Питание Бактерии в совокупности с другими группами микроорганизмов выполняют огромную химическую работу. Одни бактерии нуждаются в готовых органических веществах - аминокислотах, углеводах, витаминах, - которые должны присутствовать в среде, так как сами они не могут их синтезировать. В зависимости от субстрата, на котором развиваются бактерии, различают: сапрофитные формы - питаются мертвым органическим веществом молочнокислые бактерии, бактерии гниения и др. Многие формы обладают способностью и к паразитическому, и к сапрофитному образу жизни палочки сыпного тифа, сибирской язвы, бруцеллеза и др. Другие бактерии все потребности в углероде, необходимом для синтеза органических веществ тела, удовлетворяют за счет неорганических соединений. Среди них различают: фотосинтезирующие бактерии синтезируют органические вещества за счет солнечной энергии - цианобактерии, пурпурные бактерии и зеленые бактерии ; хемосинтетики синтезируют органические вещества за счет химической энергии окисления серы - серобактерии, аммония и нитрита - нитрифицирующие бактерии, железа - железобактерии, водорода - водородные бактерии ; метилотрофы синтезируют органическое вещество за счет химической энергии метаболизма углеродных соединений, содержащих метильную группу, простейшими из которых является метан. Размножение Бактерии размножаются двойным бинарным делением. После удлинения клетки постепенно образуется поперечная перегородка, затем дочерние клетки расходятся; у многих бактерий в определенных условиях клетки после деления остаются связанными в характерные группы.
При этом в зависимости от направления плоскости деления и числа делений возникают разные формы: у шарообразных бактерий пары клеток - диплококки, цепочки - стрептококки, пластинки, пакеты - сарцины. Палочкообразные бактерии также могут образовывать пары и цепочки. Ни низкие температуры Антарктики, ни кипящие струи гейзеров, ни насыщенные растворы солей в соляных бассейнах, ни сильная инсоляция горных вершин, ни жесткое облучение атомных реакторов не мешают существованию и развитию микрофлоры. Все живые существа - растения, животные и люди - постоянно взаимодействуют с микроорганизмами, являясь часто не только их хранилищами, но и распространителями. Микроорганизмы - аборигены нашей планеты, первопоселенцы, активно осваивающие самые невероятные природные субстраты. Микрофлора почвы. Количество бактерий в почве чрезвычайно велико - сотни миллионов и миллиардов особей в 1 г табл. Таблица 1. Мишустину Почва Количество микроорганизмов, млн. Виноградскому, бедные микрофлорой почвы содержат 200-500 млн.
Количество бактерий зависит от типа почв, их состояния, глубины расположения слоев табл. Часто они развиваются в толще сгустков органического вещества, на живых и отмирающих корнях растений, в тонких капиллярах и внутри комочков. Среди них есть аэробы и анаэробы, споровые и неспоровые формы. Микрофлора - один из факторов образования почв. Областью активного развития микроорганизмов в почве является зона, примыкающая к корням живых растений. Ее называют ризосферой, а совокупность микроорганизмов, содержащихся в ней,- ризосферной микрофлорой. Микрофлора водоемов. Вода - природная среда, где в большом количестве развиваются микроорганизмы. Фактор, определяющий количество бактерий в воде,- наличие в ней питательных веществ. Очень богаты бактериями открытые водоемы, реки.
Очень загрязнена вода в пригородной полосе за счет стоков. Со сточными водами в водоемы попадают патогенные микроорганизмы: бруцеллезная палочка, палочка туляремии, вирус полиомиелита, ящура, возбудители кишечных инфекций палочки брюшного тифа, паратифа, дизентерийная палочка, холерный вибрион и др. Бактерии долго сохраняются в воде, поэтому она может быть источником инфекционных заболеваний. Чистая вода содержит 100-200 бактерий в 1 мл, а загрязненная - 100-300 тыс. Много бактерий в донном иле, особенно в поверхностном его слое, где бактерии образуют пленку. В этой пленке много серо- и железобактерий, которые окисляют сероводород до серной кислоты и тем самым предотвращают замор рыбы. Есть нитрифицирующие и азотфиксирующие бактерии. По видовому составу микрофлора воды сходна с микрофлорой почвы, но в воде встречаются и специфические бактерии Вас. Микрофлора воздуха. Микрофлора воздуха менее многочисленна, чем микрофлора почвы и воды.
Количество микроорганизмов в воздухе зависит от географической зоны, местности, времени года, загрязненности пылью и др. Каждая пылинка является носителем микроорганизмов, поэтому их очень много в закрытых помещениях от 5 до 300 тыс. Больше всего бактерий в воздухе над промышленными городами. Воздух сельских местностей чище. Микробиологическому исследованию воздуха уделяется очень большое внимание, поскольку воздушно-капельным путем могут распространяться инфекционные болезни грипп, скарлатина, дифтерия, туберкулез, ангина и др. Микрофлора организма человека. Тело человека, даже полностью здорового, всегда является носителем микрофлоры. Количество микробов на коже одного человека составляет 85 млн. На руках обнаруживают кишечные палочки, стафиллококки. Рот с его температурой, влажностью, питательными остатками - прекрасная среда для развития микроорганизмов.
Желудок имеет кислую реакцию, поэтому основная масса микроорганизмов в нем гибнет. Начиная с тонкого кишечника реакция становится щелочной, т. Внутренние органы, не соединяющиеся с внешней средой мозг, сердце, кровь, печень, мочевой пузырь и др. У микроорганизмы, вызывающие инфекционные заболевания, называются болезнетворными, или патогенными табл. Они способны проникать в ткани и выделять вещества, которые разрушают защитный барьер организма. Факторы проницаемости высокоактивны, действуют в малых дозах, обладают ферментными свойствами. Они усиливают местное действие болезнетворных микроорганизмов, поражают соединительную ткань, способствуют развитию общей инфекции. Это инвазионные свойства микроорганизмов. Вещества, угнетающие защитнце силы организма и усиливающие патогенное действие возбудителей, называются агрессинами. Болезнетворные микроорганизмы выделяют также токсины - ядовитые продукты жизнедеятельности.
Наиболее сильные яды, выделяемые бактериями в окружающую среду, называются экзотоксинами. Их образуют дифтерийная и столбнячная палочки, стафиллококк, стрептококк и др. У большинства бактерий токсины выделяются из клеток только после их смерти и разрушения. Такие токсины называются эндотоксинами. Их образует туберкулезная палочка, холерный вибрион, пневмококки, возбудитель сибирской язвы и др. Есть бактерии, которые называются условнопатогенными, потому что в обычных условиях они живут как сапрофиты, но при ослаблении сопротивляемости организма человека или животного могут вызвать серьезные заболевания. Пастер Луи 1822-1895 - французский микробиолог и химик. Основоположник микробиологии и иммунологии. Предложил метод предохранительных прививок вакцинами, которые спасли и спасают миллионы людей от инфекционных заболеваний. Например, кишечная палочка - обычный сапрофит кишечника - при неблагоприятных условиях может вызывать воспалительные процессы в почках, мочевом пузыре, кишечнике и других органах.
Большой вклад в борьбу с инфекционными болезнями животных и человека внес Луи Пастер. Симбиоз клубеньковых бактерий и бобовых растений Из 13 000 видов 550 родов бобовых растений клубеньки выявлены пока только у 1300 видов 243 рода. Из этих растений более 200 видов - сельскохозяйственные растения. Благодаря клубенькам бобовые растения приобретают способность усваивать атмосферный азот. Бактерии, вызывающие образование клубеньков у бобовых клубеньковые бактерии , принадлежат к роду ризобиум. Эти бактерии свободно живут в почве, но фиксацию молекулярного азота способны осуществлять лишь в симбиозе с растением. Комплекс растение - ризобиум является примером настоящего симбиоза. Растение обеспечивает бактерии питательными веществами и создает для них оптимальные условия существования, а бактерии снабжают растение азотом. Растение реагирует на бактерии уродливым разрастанием ткани, а в случае недостатка некоторых элементов питания например, бора бактерия может стать настоящим паразитом растения. В условиях обильного снабжения углеводами клубеньковая бактерия интенсивно фиксирует азот атмосферы.
Для клубеньковых бактерий характерно поразительное разнообразие форм - полиморфность. Они могут быть палочковидными, овальными, в форме кокков подвижных и неподвижных. Клубеньковые бактерии - микроаэрофилы развиваются при незначительном количестве кислорода в среде , однако предпочитают аэробные условия. В качестве источников углерода в питательных средах используют углеводы и органические кислоты, источников азота - разнообразные минеральные и органические азотосодержащие соединения. Клубеньковые бактерии обладают строгой специфичностью. Процесс внедрения клубеньковых бактерий в ткань корня состоит из двух фаз: 1 инфицирование корневых волосков; 2 процесс образования клубеньков. В большинстве случаев внедрившаяся клетка, активно размножаясь, образует так называемые инфекционные нити и уже в виде таких нитей перемещается в ткани растения. Реакция почвы - нейтральные значения pH. Степень обеспеченности бобовых растений доступными формами минеральных соединений азота, фосфрра, калия, кальция, магния, серы, железа, микроэлементов. Биологические факторы - ризосферная микрофлора, насекомые.
Корневые клубеньки распространены не только у бобовых растений. Имеется около 200 видов различных растений, связывающих азот в симбиозе с микроорганизмами, образующими клубеньки на их корнях или листьях. Изучены клубеньки на корнях ольхи, якорцев из семейства парнолистниковых , вейника лесного. Обнаружены клубеньки на корнях капусты, редьки семейство крестоцветных. Клубеньки на листьях образуют бактерии филлосферы, которые также участвуют в азотном питании растений. Нитрагин - бактериальное удобрение, состоящее из нескольких штаммов клубеньковых бактерий. Роль бактерий в природе Микроорганизмы вообще и бактерии в частности играют большую роль в биологически важных круговоротах веществ на Земле, осуществляя химические превращения, совершенно недоступные ни растениям, ни животным. Круговорот азота. Циклическое превращение азотистых соединений играет первостепенную роль в снабжении необходимыми формами азота различных по пищевым потребностям организмов биосферы. Подсчитано, что количество азота, участвующего в круговороте, составляет 108-109 т в год.
Биологическая фиксация азота осуществляется свободноживущими бактериями несимбиотическая фиксация азота и бактериями, существующими в сообществе с растениями симбиотическая фиксация азота. К первой группе относятся цианобактерии, азотобактер, фотосинтезирующие бактерии, некоторые виды клостридиум. Важнейшими микроорганизмами второй группы являются бактерии рода ризобиум, развивающиеся в клубеньках на корнях преимущественно бобовых растений. Проблема фиксированного азота имеет большое, значение для сельского хозяйства. Превращение органического азота и образование аммиака. Значительное количество азота, запасенного в органических соединениях живых организмов, сохраняется в растительных и животных тканях и освобождается лишь после смерти этих организмов. Разложение органического азота с образованием аммиака бсуществляется микроорганизмами. Аммонификация - гидролиз сложных органических соединений белков, нуклеиновых кислот до более простых аминокислот, органических азотистых оснований , которые затем расщепляются в результате дыхания и брожения. Осуществляется микроорганизмами рода бациллюс картофельная, сенная, чудесная палочки. Разложение белка в анаэробных условиях - гниение - обычно не приводит к освобождению всего аминного азота в виде аммиака.
Гнилостное разложение характерно для деятельности анаэробных бактерий рода клостридиум. Нитрификация - превращение аммиака в нитрат, осуществляется в природе двумя высокоспециализированными группами аэробных бактерий. Происходит в два этапа: на первом аммиак окисляется до нитрита с помощью бактерий нитрозомонас и нитрозоцистис; на втором нитрит окисляется до нитрата с участием нитробактера. В результате совместной деятельности этих бактерий образуется нитрат - основное азотистое вещество почвы, используемое растениями в процессе роста. Денитрификация - процесс восстановления нитрата до нитрита и газообразного азота. В ходе этого процесса связанный азот удаляется из почвы и воды с освобождением газообразного азота в атмосферу. В этом процессе участвуют бактерии родов псевдомонас и бациллюс, а также кишечная палочка, способная восстанавливать нитраты до нитритов. Круговорот углерода. Биологическое превращение органического углерода в углекислый газ, сопровождающееся восстановлением молекулярного кислорода, требует совместной метаболической активности разнообразных микроорганизмов. Многие аэробные бактерии псевдомонады, бациллы, актиномицеты осуществляют полное окисление органических веществ.
В анаэробных условиях органические соединения первоначально расщепляются путем сбраживания, а органические конечные продукты брожения окисляются далее в результате анаэробного дыхания, если имеются неорганические акцепторы водорода нитрат, сульфат или С02. Брожение молочнокислое аэробный процесс - разложение углеводов лактозы, мальтозы, сахарозы, глюкозы до молочной кислоты. Осуществляется бактериями семейства лактобактерий болгарская палочка, молочный стрептококк. Используется в пищевой получение молочнокислых продуктов, квашение овощей , хлебопекарной промышленности, при силосовании кормов. Брожение пропионовокислое анаэробный процесс - разложение углеводов и солей молочной кислоты до пропионовой, уксусной кислот, углекислого газа, воды. Осуществляется бактериями рода пропионибактериум, некоторыми видами клостридиум Clos. Используется в молочно-сыроварных производствах. Брожение маслянокислое анаэробный процесс - разложение углеводов, белков с образованием масляной кислоты, углекислого газа, водорода. Осуществляется бактериями рода клостридиум Clos, pasteurianum; Clos. Брожение пектиновых веществ анаэробный процесс - разложение пектиновых веществ до масляной, уксусной кислот, углекислого газа, воды.
Осуществляется бактериями рода клостридиум Clos. Используется при первичной обработке волокнистых растений. Окисление целлюлозы - гидролиз целлюлозы до глюкозы или целлобиозы, а затем окисление продуктов гидролиза. Осуществляется бактерией цельвибрио. Используется при росяном замачивании льна и других волокнистых культур. Окисление сахаров или этилового спирта уксуснокислое брожение - окисление сахаров или этилового спирта до уксусной кислоты, которая затем может окисляться до углекислого газа. Осуществляется бактериями рода ацетобактер. Используется в производстве уксуса. Круговорот серы. Для живых организмов сера доступна в основном в форме растворимых сульфатов или восстановленных органических соединений серы.
Прямое образование сероводорода из сульфата. Сероводород образуется из сульфата за счет деятельности сульфатредуцирующих бактерий, относящихся к родам спирилум и споровибрио Spirillum desulfuricans vibrio; Sporovibrio desulfuricans. Роль этих бактерий в круговороте серы можно сравнить с ролью нитратредуцирующих бактерий в круговороте азота. Деятельность этих бактерий особенно заметна в иле на дне прудов и ручьев, в болотах и вдоль побережья моря образование лечебных грязей. Окисление сероводорода и серы осуществляется фотосинтезирующими и хемоавтотрофными бактериями.
Кроме того, бактерии гниения выполняют важную экологическую роль в биоразнообразии почвенной среды.
Они способны разлагать и утилизировать опасные органические вещества, такие как нефть, пестициды и другие химические соединения. Таким образом, бактерии гниения способствуют очищению почвы и окружающей среды от загрязнений и предотвращают их накопление в экосистемах. Исследования показывают, что любые изменения в составе и активности бактерий гниения могут иметь серьезные последствия для функционирования почвенной экосистемы и уровня плодородия почвы. Поэтому понимание роли бактерий гниения в разложении органического материала является важным вкладом в сельскохозяйственную практику и охрану окружающей среды. Важность бактерий гниения для цикла углерода Бактерии гниения разлагают органические материалы с помощью ферментов, которые они вырабатывают. В результате этого процесса выделяются газы, такие как углекислый газ и метан.
Углекислый газ играет важную роль в глобальном климатическом регулировании, так как участвует в парниковом эффекте и влияет на температуру Земли. Метан также является мощным парниковым газом и способен усиливать эффект парникового газа в 25 раз. Бактерии гниения также способствуют накоплению углерода в почве. Они преобразуют органические вещества в стабильные формы, которые могут сохраняться в почве на протяжении долгого времени. Таким образом, они играют важную роль в удержании углерода в почвенных системах и предотвращении его выброса в атмосферу. Позитивное влияние бактерий гниения на почву Бактерии гниения играют важную роль в поддержании плодородности почвы и улучшении ее качества.
Они выполняют ряд полезных функций, которые способствуют поддержанию экологического равновесия и обеспечению урожайности сельскохозяйственных культур. Вот некоторые из позитивных влияний бактерий гниения на почву: Разложение органических материалов: Бактерии гниения разлагают органические вещества, такие как растительные отходы, листья и ветки, превращая их в биологически доступные питательные вещества.
Микроорганизмы в почве
Микрофлора почвы очень богата и разнообразна. Всего в одном кубическом сантиметре может встречаться до миллиарда бактерий. Однако популяция почвенных микроорганизмов может изменяться. Это зависит от типа и состава почвы, ее состояния, а также глубины изучаемого слоя. Как питаются бактерии Почвенные микроорганизмы могут получать энергию несколькими способами. Некоторые из бактерий этой группы являются автотрофными, то есть могут самостоятельно вырабатывать собственные вещества для питания, а какие-то из них в качестве питания используют в пищу органические соединения. Именно последняя группа, представляющая гетеротрофные бактерии, и заслуживает отдельного внимания.
Среди гетеротрофных представителей царства микроорганизмов, выделяют три основные группы бактерий: Симбионты. У каждой из этих категорий не только различный способ питания, но и образ жизни совершенно разный. Какие-то виды могут существовать только в воздушной или кисломолочной среде, каким-то микроорганизмам для полноценного существования нужен процесс гниения и разложения, а какие-то представители могут прекрасно чувствовать себя в безвоздушном пространстве. Такие бактерии могут встречаться абсолютно везде на нашей планете. Почвенные бактерии Среда обитания таких бактерий — почва. Они представляют собой мельчайшие одноклеточные микроорганизмы.
Обитают эти существа в тончайших водных пленках в почве вокруг корневых систем различных растений. Благодаря своим небольшим размерам, они могут расти, развиваться и адаптироваться к быстро изменяющимся условиям окружающей среды гораздо быстрее, чем другие более крупные и сложные микроорганизмы. Особенности их формы позволяют этим бактериям прекрасно приспосабливаться к среде обитания, поэтому их строение за всю историю эволюции осталось в неизменном виде. Обычно такие микроорганизмы имеют форму шара, палочки или имеют изогнутую геометрию. В своем большинстве бактерии почвенные являются хемосинтетиками, т. В процессе своей жизнедеятельности они производят вещества, необходимые для роста и развития других микроорганизмов.
Семейство почвенных микроорганизмов достаточно разнообразно. Здесь присутствуют такие бактерии, как: Азотфиксаторы, которые способны усваивать молекулы азота и синтезировать его в органические соединения. Почвенные бактерии гниения, которые способствуют распаду сложных веществ на простые. Эти микробы играют важную почвообразовательную роль. Бактерии, способствующие восстановлению тяжелых металлов. Бактерии брожения — масляно-, молочно- и уксуснокислые.
Болезнетворные микроорганизмы. Азотофиксаторы Уникальной способностью этой группы почвенных бактерий является умение усваивать молекулы азота из воздуха, что невозможно для растений. Однако в результате синтеза, произведенного азотофиксаторами, азот может усваиваться растениями. По образу существования эти бактерии делятся на свободноживущих и симбионтов, то есть тех, которым необходимо взаимодействовать с другими микроорганизмами. Клубеньковые азотфиксаторы — симбионты, имеющие продолговатую овальную или палочкообразную форму. Обычно они вступают во взаимодействие с бобовыми культурами, такими как горох, чечевица, люцерна и т.
Поселившись в корневой системе, они образуют шарообразные узелки, которые видны даже невооруженным глазом, и живут внутри них. Симбиоз бактерий и растения приносит обоюдную выгоду. Данный вид микроорганизмов поставляет в корневища азот, в то время как питание почвенных бактерий происходит за счет переработки продуктов, получаемых непосредственно из растения и его отмерших частиц. Для многих растений клубеньковые уплотнения — единственный источник азотсодержащих соединений. Однако в средах с повышенным содержанием азота клубеньковые микроорганизмы прекращают вступать во взаимодействие с некоторыми растениями. Они очень избирательны и активируются только в определенных видах и сортах.
Сегодня принято делить фиксирующие азотные соединения организмы на две группы. Первая группа — это микробы, способные вступить в симбиоз с растениями. К их числу относят такие виды, как Rhizobium, Bradyrhizobium, Mezorhizobium, Sinorhizobium и Azorhizobium, которые могут жить и свободно, не вступая во взаимосвязь. Вторая группа почвенных ассоциативных азотфиксаторов — это более приспособленные к свободному существованию в почве. В качестве примера почвенных бактерий можно назвать Azospirillum, Pseudomonas, Agrobacterium, Klebsiella, Bacillus, Enterobacter, Flavobacterium Arthrobacter, Clostridium, Azotobacter, Beijerinckia и другие роды. Бактерии гниения Сапрофиты бактерии гниения обычно живут на поверхности грунта.
Они обитают в верхних слоях почвы, на отмерших частях корневых систем растений, на поверхности погибших личинок. В качестве источника своей жизнедеятельности используют органическую мертвую ткань: в огромных количествах обнаруживаются на останках животных, упавших листьях и плодах растений. Результатом их жизнедеятельности является быстрое разложение и утилизация мертвых тканей. Они в значительной степени улучшают состав почвы, наполняя ее питательными веществами. К семейству сапрофитов относится большая часть представителей почвенных бактерий. Существует два вида подобных микроорганизмов.
Одни из них живут в бескислородных средах, а другим для полноценной жизнедеятельности обязательно нужен воздух. Это свободноживущие организмы, которые никогда не вступают в симбиоз. К питательным органическим соединениям сапрофиты достаточно требовательны. Любой перерабатываемый ими продукт должен содержать определенные компоненты, что влияет на процесс их роста, развития и жизнедеятельности. Обязательные питательные соединения - это: азотосодержащие соединения или определенный набор аминокислот; витамины, белковые и углеводные соединения; пептиды, нуклеотиды. Как происходит процесс Гниение органики происходит благодаря тому, что микроорганизмы, способствующие разложению материи, обладают метаболизмом.
В результате этого процесса разрушаются химические связи молекул ткани, содержащей соединения азота. Питание микроорганизмов осуществляется вследствие захвата элементов, содержащих белок и аминокислоты. В результате ферментации продуктов, поступающих в организм бактерии, из белковых соединений высвобождается аммиак и сероводород. Таким образом микроорганизмы получают энергию для своего дальнейшего существования. В природе бактерии гниения играют первостепенную роль в восстановлении и минерализации почвы. Отсюда и часто встречающееся название бактерий этого типа — редуцент.
В процессе своей жизнедеятельности редуценты превращают органические вещества и биомассы в простейшие соединения СО2, Н2О, NH3 и другие. Среди гнилостных бактерий широко распространены аммонифицирующие микроорганизмы - неспорообразующие энтеробактерии, бациллы, спорообразующие клостридии. Бактерии брожения Способ питания почвенных бактерий брожения заключен в переработке органических сахаров. В естественной природной среде они обычно встречаются на поверхности растений, плодов и ягод, в молочных продуктах и в различных слоях эпителия птиц, животных, рыб и человека. В результате их жизнедеятельности происходит скисание продуктов с образованием молочной кислоты. Благодаря такому свойству их повсеместно используют в приготовлении всевозможных заквасок и кисломолочных продуктов.
Молочнокислые бактерии также являются первостепенными участниками при заготовительном силосовании растительных кормов для сельскохозяйственных животных. Почвенные молочнокислые микроорганизмы преимущественно имеют две формы — могут быть вытянуты в виде палочки или иметь сферическую форму. Болезнетворные бактерии Далеко не все микроорганизмы, обитающие в грунте, полезны для человека или животных. Существуют некоторые крайне опасные виды. Чаще всего это паразитирующие симбионты. Вред почвенных бактерий может быть проявлен в виде возникновения самых тяжелых заболеваний, таких как тиф, холера, туберкулез, сибирская язва и другие болезни.
Болезнетворные микроорганизмы могут обнаруживаться на абсолютно любых поверхностях. Излюбленное место обитания в природе - застойные водоемы, организмы животных, птиц и рыб. Бактерии гниения сапрофиты и другие условно патогенные микробы, попавшие в организм человека из окружающей среды, при наличии определенных условий могут вызвать тяжелые заболевания как у людей, так и у животных. Особенно подвержены такому воздействию люди с ослабленным иммунитетом и пациенты, страдающие от авитаминоза, неврозов и постоянного переутомления.
Личинки капустного клопа Eurydema ventralis. Среди насекомых вредители растений наиболее разнообразны. В мировом масштабе около 1 тыс. Насекомые характеризуются наличием разнообразных ротовых аппаратов, при этом растения преимущественно повреждают насекомые с грызущим и колюще-сосущим ротовыми аппаратами. Главнейшие вредители сельскохозяйственных культур представлены в отрядах прямокрылых Orthoptera — саранчовые, медведки ; полужесткокрылых Hemiptera — растительноядные клопы; равнокрылых Homoptera — тли , цикадки, белокрылки , червецы и щитовки , листоблошки ; бахромчатокрылых Thysanoptera — растительноядные трипсы ; жёсткокрылых Coleoptera — листоеды , долгоносики , короеды , зерновки , усачи , златки ; чешуекрылых Lepidoptera — гусеницы различных бабочек ; перепончатокрылых Hymenoptera — ложногусеницы пилильщиков и личинки орехотворок ; двукрылых Diptera — личинки мух и галлиц.
Нематоды Приблизительно 4 тыс. Фитопаразитических нематод относят в основном к отряду рабдитид Rhabditida : они характеризуются наличием в ротовой полости стилета для прокалывания и питания содержимым клеток растений. Их размеры в среднем варьируют от 0,3 до 2 мм, хотя некоторые виды достигают в длину 5 мм. Наиболее вредные в экономическом отношении виды 4 семейств данного отряда: галловые нематоды Meloidogynidae — южная и северная галловые нематоды; цистообразующие нематоды Heteroderidae — хмелевая , золотистая и бледная картофельные, соевая , овсяная цистообразующие нематоды; угрицы Anguinidae — пшеничная и стеблевая нематоды; афеленхоиды Aphelenchoididae — земляничная и рисовая листовые нематода. Нематоды — переносчики вирусных заболеваний растений относятся к отряду дорилаймид Dorylaimida. Питаются на корневой системе растений, как эктопаразиты, используя полую кутикулярную структуру — копьё, распространяют вирусную инфекцию растений. Некоторые фитопаразитические нематоды из отряда дорилаймид достигают в длину 12 мм. Моллюски К настоящему времени известно около 80 тыс. В этой группе наиболее многочисленны водные виды, Испанский слизень Arion vulgaris.
Испанский слизень Arion vulgaris. В нижней части головы брюхоногих моллюсков открывается рот, снабжённый роговой пластинкой — челюстью и мясистым языком, покрытым роговыми зубчиками т. При помощи челюсти улитки и слизни соскабливают растительную ткань, затем она перетирается на тёрке. К числу значимых вредителей относят виноградную и другие виды улиток, слизней из семейств Limacidae сетчатый, пашенный, проворный слизни и Arionidae окаймлённый, желтоватый, садовый, испанский слизни. Основной вред от улиток и слизней отмечается на полевых, овощных , пропашных культурах и землянике. Акариформные клещи Отряд акариформных клещей Acariformes — разнообразные мелкие паукообразные обычно 0,2—0,4 мм, очень редко до 3 мм , не образующие естественной таксономической группы. Общее количество описанных видов клещей превышает 50 тыс. В большинстве случаев клещи имеют округлую или овальную форму, явно выраженная сегментация тела, как правило, отсутствует. Большинство клещей имеют 4 пары членистых ног эриофиоидные клещи — 2 пары.
Ротовые органы большинства растительноядных клещей колюще-сосущего типа, состоят из пары членистых хелицер и пары педипальп. Для мучных клещей характерен грызущий ротовой аппарат. К числу опасных вредителей культурных растений относят многих паутинных, эриофиоидных и мучных клещей. Особенно высокую вредоносность имеют представители семейства паутинных клещей Tetranychidae , повреждающих многие культурные растения в открытом и закрытом грунте. Большой вред могут причинять мучные клещи Acaridae , повреждающие зерно и продукты его переработки в период хранения. Опасны земляничный, грушевый галловый , виноградный войлочный, луковый, смородинный почковый и другие виды клещей. Грызуны Тип хордовых Chordata , класс млекопитающих Mammalia , отряд грызунов Rodentia — млекопитающие мелких и средних, реже крупных размеров. Полевая мышь Apodemus agrarius на стерне. Разнообразны по таким признакам, как форма тела, длина хвоста и др.
Отряд включает 2277 видов. На территории России известно около 120 видов грызунов, порядка 45 из них могут вредить сельскохозяйственным растениям. В составе зубов хорошо развиты резцы. По экологическим особенностям и образу жизни грызунов делят на группы подземных слепыши, цокоры , наземных, или норных суслики , сурки , мыши , полёвки , хомяки , древесных сони, белки и полуводных водяная крыса , бобр. Вредных грызунов в основном относят к группе наземных. Они обитают в норах, одиночно или колониями: ряд видов впадает в зимнюю спячку суслики, сурки, хомяки, сони и др. По характеру питания выделяют травоядных, семеноядных и всеядных грызунов. Суслики, полёвки и мыши наносят существенный вред полевым и овощным культурам, лугам и пастбищам , питомникам, садам, лесопосадкам; мыши и крысы вредят в складских помещениях, теплицах, жилищах. Грызуны отличаются высокой плодовитостью: могут давать до 5 выводков в год, по 5—8, максимум по 15—20 детёнышей в каждом.
Вредные насекомые-фитофаги Наиболее значимый ущерб сельскохозяйственным растениям наносят вредные насекомые-фитофаги, что обусловлено их видовым разнообразием и биоэкологическими особенностями. Вредных насекомых классифицируют по систематическому принципу по отрядам , характеру питания, повреждаемым культурам и частям растений, длительности жизненного цикла. По широте пищевого диапазона вредителей растений подразделяют на 3 основные группы. Монофаги обладают очень узкой пищевой специализацией и обычно повреждают растения только одного рода реже — только одного вида. К таким вредителям относят грушевую медяницу повреждает только грушу , виноградную филлоксеру повреждает только виноград , гороховую зерновку повреждает только горох , луковую моль повреждает только растения рода лук , яблонную горностаевую моль повреждает только яблоню. Олигофаги питаются растениями одного семейства: капустная белянка повреждает культурные и дикорастущие растения семейства капустных, зелёная яблонная тля — плодовые культуры из семейства розовых , злаковые мухи и клоп вредная черепашка повреждают зерновые и дикорастущие растения из семейства мятликовых, колорадский жук и южноамериканская томатная моль — растения из семейства паслёновых. Гусеницы капустной белянки Pieris brassicae. Полифаги , или многоядные вредители, повреждают растения из разных систематических групп, это могут быть разные семейства, порядки или даже отделы.
Они также могут быть присутствующими в водных экосистемах, таких как реки, озёра и моря, где они разлагают органические остатки, такие как листья, животные отходы и трупы. Значение в природе: Бактерии гниения являются ключевыми участниками природного разложения органического материала. Они разлагают мертвые организмы и отходы, превращая их в более простые химические соединения, которые могут быть использованы другими организмами в экосистеме. Это процесс возвращения питательных веществ в почву и воду, что позволяет растениям и другим организмам использовать их для роста и развития. Значение в жизни человека: Бактерии гниения играют важную роль в жизни человека. Они помогают очищать окружающую среду от органического мусора и предотвращают его накопление. Бактерии гниения также используются в процессе компостирования, где они разлагают органический отход, создавая плодородный компост, который можно использовать для улучшения почвы в сельском хозяйстве и садоводстве. Кроме того, некоторые бактерии гниения могут быть использованы в биотехнологии для производства биогаза и других полезных продуктов из органического материала. В целом, бактерии гниения имеют важное значение для природы и человеческого общества, поскольку они выполняют функцию разложения органического материала и участвуют в круговороте веществ в экосистемах.
Негативные последствия разрушения почвенного слоя бактериями гниения Разрушение почвенного слоя бактериями гниения может иметь серьезные негативные последствия как для почвы, так и для окружающей среды. Бактерии гниения, в частности, аэробные и анаэробные микроорганизмы, активно разлагают органические вещества, такие как растительные и животные остатки. Однако, к сожалению, в процессе гниения происходит выделение различных вредных веществ, которые негативно влияют на почву и окружающую среду. Одним из самых опасных веществ, выделяющихся в процессе бактериального гниения, являются аммиак и сероводород. Аммиак, выделяемый в процессе гниения, может приводить к изменению кислотности грунта, что в свою очередь негативно сказывается на различных растениях и микроорганизмах, которые зависят от определенного уровня кислотности почвы. Сероводород, в свою очередь, является веществом с высокой токсичностью как для животных, так и для человека. Он может вызвать заболевания дыхательной системы, провоцировать головные боли и тошноту, а также отрицательно влиять на плодородие почвы и водные экосистемы, в которые попадает. Помимо аммиака и сероводорода, в процессе гниения выделяются и другие опасные вещества, такие как метан и углекислый газ. Эти газы являются главными причинами парникового эффекта и способствуют ухудшению климатической ситуации на планете. В целом, разрушение почвенного слоя бактериями гниения может привести к утрате плодородности почвы, загрязнению водных и воздушных ресурсов, а также ухудшению качества жизни человека и других видов, зависящих от этих экосистем. Экологическое значение бактерий гниения и методы сохранения почвенного биоразнообразия Бактерии гниения играют ключевую роль в поддержании экологического баланса и функционировании почвенной системы. Они осуществляют разложение органических веществ в почве, что способствует образованию плодородного гумуса и обогащению ее минеральными элементами. Экологическое значение бактерий гниения проявляется в нескольких аспектах. Во-первых, они участвуют в круговороте органического вещества, переводя его из остатков растений и животных в доступную для других организмов форму. Таким образом, бактерии гниения являются основными декомпозерами в природных экосистемах.
Рекомендуемые товары
- Роль и значение бактерий-сапротрофов в природе
- Почвенные бактерии гниения являются вредителями сельского хозяйства
- В Россельхозцентре Татарстана рассказали о том, как эффективно избавляться от проволочников
- В Россельхозцентре Татарстана рассказали о том, как эффективно избавляться от проволочников
Роль и значение бактерий-сапротрофов в природе
Бактерии гниения и почвенные бактерии разрушают сложные органические вещества, превращая их в более простые минеральные. Бактерии-вредители являются серьезной угрозой для сельского хозяйства. Несмотря на то, что большинство живущих в почве бактерий питаются углеводами, например, образующимися в процессе гниения фруктов, в лабораторных условиях эти микроорганизмы не только не погибали в средах на основе различных антибактериальных препаратов. Пестициды, использующиеся в сельском хозяйстве для уничтожения вредителей или подавления роста нежелательных растений. Бактерии гниения являются важными компонентами почвенной экосистемы, играющими ключевую роль в разложении органических веществ. Неправильное ведение сельского хозяйства, неуправляемое промышленное производство и неэффективная утилизация отходов приводят к плачевным последствиям.
Микроорганизмы в почве
вредителей сельского хозяйства. Бактерии гниения и разложения почвенные бактерии. Почвенные бактерии гниения являются вредителями сельского хозяйства. Роль бактерий в процессах брожения. В чем заключается причина появления у микроорганизмов вредителей сельского хозяйства и других видов.