Bakterije v tleh in njihova vrednost

Tla, ki so danes prisotna na Zemlji, so nastala kot posledica vitalne aktivnosti bakterij. Z obdelavo mineralnih delcev kamnin in mešanjem z izdelki predelave mrtvih organske spojine in kot posledica lastne življenjske dejavnosti so mikroorganizmi postopoma preoblikovali mrtve, skalnate doline našega planeta v rodovitne dežele. Živi mikroorganizmi in bakterije so najpomembnejši element naravne cirkulacijske verige v naravi. Menijo, da so motor tega procesa.

Veliko jih je v naravi: samo en gram gozdnih tal vsebuje desetine in celo stotine milijonov bakterij iz različnih vrst in podvrst.

Naravna cirkulacija

V procesu rasti rastline reproducirajo najbolj zapletene organske snovi iz preprostih snovi: voda, mineralne soli in ogljikov dioksid. Mikroorganizmi, ki živijo v tleh, zaradi svoje življenjske dejavnosti obdelujejo mrtve rastlinske dele in mrtve organizme v humus in s tem kompleksne snovi razgrajujejo v preproste. Te sestavine rastline se lahko ponovno uporabijo za njihov razvoj in rast.

Širjenje mikroorganizmov v tleh

Okoli nas je veliko bakterij, ki so skoraj povsod pogoste. Ne obstajajo, razen v kraterjih aktivnih vulkanov in na manjših območjih testnih mest, kjer eksplodira atomsko orožje. Nobena druga ostra okoljska situacija ne vpliva na obstoj bakterij. Umirjeno prenašajo antarktične ledenike in živijo v vodi gorečih vrelnih virov, mirno se prilagajajo vročemu pesku vročih puščav in živijo na skalnatih pobočjih gorskih vrhov. Veliko jih je, da je povsem možno, da ne poznamo niti nekaterih imen bakterij v tleh. Na Zemlji so vse žive stvari nenehno v interakciji z mikrofloro, pogosto izpolnjujejo vlogo skrbnika in distributerja.

Mikroflora tal je zelo bogata in raznolika. Skupaj lahko v enem kubičnem centimetru najdemo do milijardo bakterij. Vendar se lahko populacija mikroorganizmov v tleh spremeni. To je odvisno od vrste in sestave tal, njenega stanja in globine preučevane plasti.

Kako se hranijo bakterije

Mikroorganizmi v tleh lahko sprejemajo energijo na več načinov. Nekatere bakterije v tej skupini so avtotrofne, to pomeni, da lahko samostojno proizvajajo lastne snovi za hrano, nekatere pa uporabljajo organske spojine za hrano kot hrano. Slednja skupina predstavlja heterotrofne bakterije in zasluži posebno pozornost. Med heterotrofnimi predstavniki kraljestva mikroorganizmov obstajajo tri glavne skupine bakterij:

• Symbionts.
• Paraziti.
• Saprofiti

Vsaka od teh kategorij ni le drugačen način prehranjevanja, temveč tudi popolnoma drugačen način življenja. Nekatere vrste lahko obstajajo le v zračnem ali fermentiranem mlečnem okolju, nekateri mikroorganizmi potrebujejo proces razpadanja in razpada za polnopravni obstoj, nekateri predstavniki pa se lahko počutijo dobro v brezzračnem prostoru. Take bakterije lahko najdemo povsod na našem planetu.

Bakterije v tleh

Bivališče takih bakterij je zemlja. So najmanjši enocelični mikroorganizmi. Ta bitja živijo v najtanjših vodnih filmih v tleh okoli koreninskih sistemov različnih rastlin. Zaradi majhnosti lahko hitreje rastejo, razvijajo se in prilagajajo hitro spreminjajočim se okoljskim razmeram kot drugi večji in kompleksnejši mikroorganizmi. Posebnosti njihove oblike omogočajo, da se te bakterije popolnoma prilagodijo habitatu, zato je njihova struktura v celotni zgodovini evolucije ostala nespremenjena. Značilno je, da so ti mikroorganizmi oblikovani kot krogla, palica ali imajo ukrivljeno geometrijo.

Večinoma so bakterije v tleh kemosintetike, tj. Hranijo se z izdelki, pridobljenimi kot posledica redoks reakcij, ki vključujejo ogljikov dioksid. V času svojega življenja proizvajajo snovi, potrebne za rast in razvoj drugih mikroorganizmov.

Družina talnih mikroorganizmov je precej raznolika. Tu so bakterije, kot so:

• Pritrdilniki dušika , ki lahko absorbirajo molekule dušika in ga sintetizirajo v organske spojine.
• Bakterije, ki gnijejo v tleh, ki prispevajo k razgradnji kompleksnih snovi v preproste. Ti mikrobi imajo pomembno vlogo, ki tvori tla.
• Bakterije, ki spodbujajo predelavo težkih kovin.
• Fermentacijske bakterije - olje, mlečna in ocetna kislina.
• Patogeni.

Dušilci za dušik

Edinstvena sposobnost te skupine bakterij v tleh je sposobnost asimilacije molekul dušika iz zraka, kar je nemogoče za rastline. Vendar se zaradi sinteze, ki jo proizvajajo dušikovi fiksatorji, rastline lahko absorbirajo dušik. Po načinu obstoja se te bakterije delijo na prostoživeče in simbiontske, to je na tiste, ki potrebujejo interakcijo z drugimi mikroorganizmi.

Nodularni fiksirni dušilci so simbionti, ki imajo podolgovato ovalno ali paličasto obliko. Običajno sodelujejo s stročnicami, kot so grah, leča, lucerna itd.

Ko se naselijo v koreninski sistem, tvorijo sferične vozličke, ki so vidni celo s prostim očesom in živijo v njih. Simbioza bakterij in rastlin prinaša vzajemne koristi. Ta vrsta mikroorganizmov oskrbuje rizome z dušikom, hranilnost bakterij v tleh pa poteka s predelavo proizvodov, pridobljenih neposredno iz rastline in njenih mrtvih delcev. Za mnoge rastline so tesnila na vozličih edini vir spojin, ki vsebujejo dušik. Vendar pa v okoljih z visoko vsebnostjo dušika mikroorganizmi vozličev prenehajo sodelovati z nekaterimi rastlinami. So zelo selektivni in se aktivirajo le pri nekaterih vrstah in sortah.

Danes je običajno, da fiksativne dušikove spojine razdelimo na dve skupini organizmov. Prva skupina so mikrobi, ki lahko vstopijo v simbiozo z rastlinami. Med njimi so vrste, kot so Rhizobium, Bradyrhizobium, Mezorhizobium, Sinorhizobium in Azorhizobium, ki lahko živijo svobodno, ne da bi posegale. Druga skupina zemeljskih asociativnih dušikovih pritrdilcev je bolj prilagojena prostemu obstoju v tleh. Primeri talnih bakterij so Azospirillum, Pseudomonas, Agrobacterium, Klebsiella, Bacillus, Enterobacter, Flavobacterium Arthrobacter, Clostridium, Azotobacter, Beijerinckia in drugi rodovi.

Gnile bakterije

Saprofiti (bakterije razpadanja) običajno živijo na površini zemlje. Živijo v zgornjih plasteh zemlje, na mrtvih delih koreninskih sistemov rastlin, na površini mrtvih ličink. Organsko mrtvo tkivo se uporablja kot vir njihove življenjske dejavnosti: najdemo jih v velikih količinah na ostankih živali, padlih listov in sadnih rastlin. Rezultat njihovega delovanja je hitro razgradnjo in izkoriščanje mrtvega tkiva. V veliki meri izboljšajo sestavo tal in jo napolnijo s hranili.

Družina saprofitov vključuje večino predstavnikov talnih bakterij. Obstajata dve vrsti takih mikroorganizmov. Nekateri živijo v anoksičnih okoljih, medtem ko drugi potrebujejo zrak za polno življenje. To so prostoživeči organizmi, ki nikoli ne pridejo v simbiozo.

Za hranilne organske spojine so saprofiti precej zahtevni. Vsak izdelek, ki ga obdelujejo, mora vsebovati določene sestavine, ki vplivajo na proces njihove rasti, razvoja in preživetja. Potrebne hranilne spojine so:

• spojine, ki vsebujejo dušik, ali določen niz aminokislin;
• vitamini, beljakovine in ogljikove hidrate;
• peptidi, nukleotidi.

Kako je proces

Organska razgradnja nastane zaradi dejstva, da imajo mikroorganizmi, ki prispevajo k razgradnji snovi, presnovo. Kot rezultat tega procesa se kemijske vezi tkivnih molekul, ki vsebujejo dušikove spojine, uničijo. Prehrana mikroorganizmov poteka zaradi zajema elementov, ki vsebujejo beljakovine in aminokisline. Zaradi fermentacije produktov, ki vstopajo v bakterijsko telo, se amoniak in vodikov sulfid sproščata iz beljakovinskih spojin. Tako mikroorganizmi prejmejo energijo za njihov nadaljnji obstoj.

V naravi imajo bakterije razpadanja glavno vlogo pri obnavljanju in mineralizaciji tal. Od tu in pogosto najdeno ime bakterij te vrste je zmanjšano. Pri svoji življenjski aktivnosti razgrajevalci pretvorijo organsko snov in biomaso v najpreprostejše spojine CO ₂ , H ₂ O, NH ₃ in druge. Amonificirajoči mikroorganizmi so zelo razširjeni med gnojnimi bakterijami - enterobakterijami, ki ne tvorijo spore, bacili, tvorijo spore in kloretridijo.

Fermentacijske bakterije

Način hranjenja bakterij s fermentacijo tal se zaključi pri predelavi organskih sladkorjev. V naravnem okolju se pogosto pojavljajo na površini rastlin, sadja in jagodičja, v mlečnih proizvodih in v različnih epitelnih plasteh ptic, živali, rib in ljudi. Zaradi njihove življenjske dejavnosti nastane kisanje proizvodov z nastajanjem mlečne kisline. Zaradi te lastnosti se uporabljajo za pripravo različnih fermentov in mlečnih izdelkov. Bakterije mlečne kisline so tudi najpomembnejši udeleženci pri zagotavljanju siliranja zelenjavne krme za domače živali.

Tla mlečne kisline mikroorganizmi večinoma imajo dve obliki - lahko so podolgovate v obliki palice ali imajo sferično obliko.

Patogene bakterije

Vsi mikroorganizmi, ki živijo v tleh, niso koristni za ljudi ali živali. Obstaja nekaj zelo nevarnih vrst. Najpogosteje so to parazitski simbionti. Škoda, ki jo povzročajo bakterije v tleh, se lahko kaže kot pojav najhujših bolezni, kot so tifus, kolera, tuberkuloza, antraks in drugih bolezni. Patogene je mogoče najti na popolnoma kateri koli površini. Najljubši habitat v naravi - stagnirajoče ribnike, organizme živali, ptice in ribe.

Gnile bakterije (saprofiti) in drugi pogojno patogeni mikrobi, ki so v človeško telo vstopili iz okolja pod določenimi pogoji, lahko povzročijo resne bolezni pri ljudeh in živalih. Še posebej dovzetni za takšne učinke so imunokompromitirani ljudje in bolniki, ki trpijo zaradi beriberija, nevroze in stalne utrujenosti. Obstajajo primeri, ko se bolezni, ki jih povzroča rezidenčna mikroflora, konča s smrtjo.

Saprofitski mikroorganizmi, enkrat v človeškem telesu, lahko povzročijo bakterijski šok, ki se razvije kot posledica vstopa velikega števila oportunističnih mikroorganizmov in njihovih presnovnih produktov v kri. Običajno se ta pojav pojavlja v ozadju dolgoročnih žariščnih okužb.

Pogosto predstavniki rezidenčne mikroflore prsti prispevajo k pojavu gnojno-vnetnih procesov in abscesov v telesu.

Vendar lahko pogojno patogeni mikroorganizmi negativno vplivajo na organizem živih bitij le, če se pojavijo dejavniki, ki so ugodni za njihovo življenjsko aktivnost. Za izboljšanje kopenskih tal je potrebna njihova obogatitev in mineralizacija. Dejansko bo brez njega zemlja prenehala biti plodna in to bo nedvomno postala negativni dejavnik za naravno kroženje življenja na Zemlji.

Boj proti zlonamernim gostom

Znano je, da saprofiti, enkrat v hrani, povzročijo škodo. Praviloma takšen proces spremlja veliko sproščanje strupenih snovi za ljudi, vodikov sulfid in amonijak. Podlaga se lahko segreje, včasih doseže spontano izgorevanje. Zato človek ustvarja razmere, v katerih mikroorganizmi, ki povzročajo razpadanje in razgradnjo, izgubijo sposobnost razmnoževanja ali celo smrti. Takšni ukrepi vključujejo pasterizacijo, sterilizacijo, soljenje, kajenje, kuhanje, sladkanje ali sušenje.

Funkcije in pomen bakterij

Tla mikroorganizmi prispevajo k hitri razgradnji neživih organskih snovi, ki sočasno tvorijo visokokakovostni humus v različnih plasteh tal, ki je potreben za normalen razvoj rastlin. Nekatere bakterije so sposobne asimilirati talne vire dušika, fosforja in železa. Lahko preoblikujejo ali prerazporedijo metabolite med deli rastline. Endorfični mikroorganizmi, ki živijo v notranjih plasteh koreninskega sistema rastlin, pozitivno vplivajo na njihovo rast in razvoj. Ta skupina bakterij se ne samo bori proti patogenom, ampak lahko celo proizvaja vitamine in hormone za rastlino. Zato je pomen mikroflore v tleh težko preceniti.