Микроорганизмы в агроландшафте

Важнейшей структурой агроценоза являются сообщества микроорганизмов, это одноклеточные животные, водоросли, грибы, бактерии, вирусы. Значение этих организмов в экосистемах многообразно. Микроорганизмы минерализуют органические остатки, способны к азотфиксации, т. е. получению в доступной для растений форме соединения азота – одного из незаменимых химических элементов жизни.

Микроорганизмы почвы принимают активное участие в формировании гумуса, а значит, почвенного плодородия. Микроорганизмы обитают в пищеварительном тракте диких и домашних животныхфитофагов (в том числе коров, лошадей, свиней, овец, коз и др.). Это микробное сообщество помогает животным усваивать растительную пищу, за что получило название нормальной микробиоты. Их присутствие в организме – это норма, а отсутствие – патология, приводящая к тяжелым заболеваниям или даже к гибели. Но нередко и сами микроорганизмы становятся причиной массовых инфекционных болезней культурных растений (эпифитотий) и домашних животных (эпизоотий).

Экологические группы микроорганизмов. Все многообразие микроорганизмов, населяющих агроландшафты, подразделяют на группы в зависимости от их роли в круговороте веществ, мест обитания, а также с учетом тех взаимоотношений, которые складываются между ними и другими организмами – высшими растениями и животными. Среди микроорганизмов принято выделять свободноживущие и симбиотические виды.

Свободноживущие виды не вступают в тесные симбиотические взаимоотношения с другими видами макро и микроорганизмов. Напротив, симбиотические виды формируют с другими организмами устойчивые сообщества, в первую очередь – паразитические или мутуалистические (взаимовыгодные). Микроорганизмы способны ассимилировать из внешней среды неорганические соединения углерода. Как мы знаем, по этому признаку выделяют автотрофные и гетеротрофные микроорганизмы. Места обитания микроорганизмов в агроландшафтах составляют почва, водоемы, покровные ткани и внутренние органы растений и животных.

Бактерии – это наиболее многочисленная группа обитателей почвы. Общее число бактерий в 1 г почвы может составлять в среднем до 10 млрд. Наибольшее экологическое значение имеет деятельность гетеротрофных бактерий, осуществляющих деструкцию (разложение) органических остатков растений и животных, поступающих в почву.

В результате минерализации питательные вещества переходят в почвенный раствор, после чего растения с помощью корневой системы поглощают необходимые им химические элементы. Грибы наряду с бактериями являются постоянными обитателями почвы. Особенно заметно их участие в разложении органических остатков растительного происхождения. Например, в лесной подстилке от 80 до 95 % биомассы всех микроорганизмов составляют именно грибы. Длина грибницы в 1 г минерального горизонта почвы колеблется от 400 до 2000 м, а в перегное достигает 10 000 м и более.

Некоторые водоросли (около 1000 видов) приспособились к жизни на поверхности и в верхнем слое почвы. Здесь доминируют представители зеленых водорослей (около 500 видов), а также желто-зеленые (около 200 видов) и диатомовые водоросли (более 300 видов). Среди одноклеточных зеленых водорослей выделяют хлореллу (Chlorella sp.), хлорококка (Chlorococcum sp.) и хламидомонаду (Chlamydomonas sp.). Биомасса этих микроскопических растений достигает здесь 500–700 кг/га.

Водоросли в процессе фотосинтеза обогащают почву органическим веществом, участвуют в формировании гумуса и комковатой почвенной структуры. Водо росли служат пищей бактериям, грибам и животным (как одноклеточным, так и мелким многоклеточным – нематодам, кольчатым червям, клещам, насекомым и др.) и таким образом дают начало пищевым цепям, характерным для биогеоценозов почвы.

Интересно
С появлением травостоя культурных растений освещенность поверхности почвы резко снижается и водоросли в массе погибают. При этом в почву возвращаются питательные вещества, накопленные клетками этих микроорганизмов – происходит своеобразное удобрение растений. Неслучайно, согласно народной примете, «цветение» почвы – к богатому урожаю.

Одноклеточные животные (или простейшие – Protozoa) – одни из самых многочисленных, населяющих почву. Здесь обитают главным образом представители корненожек (Rhizopoda), жгутиконосцев (Mastigophora) и ресничных инфузорий (Ciliophora). Число видов почвообитающих простейших превышает 500, а их численность достигает нескольких миллионов в 1 г сухой почвы.

В засушливые периоды и зимой простейшие образуют покоящиеся стадии своего цикла – цисты, устойчивые к неблагоприятным условиям. Большинство простейших – это хищные формы, питающиеся преимущественно бактериями, а также водорослями и грибами, но есть среди них и сапрофаги. Поэтому экологическое значение почвенных простейших прежде всего в том, что они выступают фактором, регулирующим численность почвенной микрофлоры. Но и сами простейшие служат пищей для более крупных почвенных животных.

Вместе с тем в процессе жизнедеятельности и после своей гибели простейшие обогащают почву органическим веществом, участвуют в деструкции сложных органических соединений растительного и животного происхождения. Тем самым они ускоряют последующую минерализацию этих веществ бактериями и грибами.

Наиболее хорошо изучена группа азотфиксирующих бактерий, поселяющихся на корнях растений семейства бобовых. Эти бактерии относятся к роду Rhizobium, поэтому их называют бактериям иризобиями. Другое их название – клубеньковые бактерии – обусловлено тем, что на заселенных ими корнях растений образуются небольшие наросты, или клубеньки, которые представляют собой разросшуюся ткань корня.

В отличие от растений, грибов и бактерий, организм животного не способен самостоятельно синтезировать многие органические вещества, которые необходимы для его нормальной жизнедеятельности. Нормальная микробиота организма животного представлена одноклеточными животными (преимущественно амебами и ресничными инфузориями), разнообразными бактериями (кокками, палочками, спирохетами) и дрожжевыми грибами.

Численность микробного населения организма крупного животного оценивается в 1014-1018 клеток и более, представленных почти 500 видами микроорганизмов. Наибольшее количество микроорганизмов сосредоточено в пищеварительном тракте животных, а особое значение они имеют в жизни животных фитофагов, пища которых содержит трудно перевариваемые компоненты (целлюлозу, лигнин). Нормальная микробиота участвует в формировании иммунитета организма животного к инфекционным болезням.

Узнай цену консультации

"Да забей ты на эти дипломы и экзамены!” (дворник Кузьмич)