Живые организмы в почве: Она живая! Почва – это гораздо больше, чем вы можете себе представить!

Содержание

Она живая! Почва – это гораздо больше, чем вы можете себе представить!

22/09/2020

В повседневной жизни большинство людей не задумывается о том, что у них под ногами живет удивительно разнообразное сообщество растений, животных и микробов, составляющих нашу почву. Почвы – нечто большее, чем просто «грязь», они являются одним из крупнейших хранилищ мирового биоразнообразия, содействуют ведению сельского хозяйства и обеспечению продовольственной безопасности, регулируют выбросы парниковых газов и укрепляют здоровье растений, животных и человека. Без них наш мир был бы совсем иным.

Долгое время мы воспринимали почву как должное. Сейчас пора начать заботиться о поддержании ее здоровья и защите биологического разнообразия!

Вот лишь некоторые из причин, по которым нам необходимо принять меры:

Почвы – хранилище биоразнообразия.

Почва – место обитания подземных сообществ. В столовой ложке почвы живых организмов больше, чем людей на Земле! Здоровая, биологически разнообразная почва включает в себя позвоночных, беспозвоночных, вирусы, бактерии, грибы, лишайники и растения, которые обеспечивают множество экосистемных функций и услуг, принося пользу всем людям и окружающему миру.

Собственно говоря, в почве содержится более 25 процентов биоразнообразия нашей планеты! Это разнообразное сообщество живых организмов внутри почв поддерживает их здоровье и плодородие. Весь мир существ, обитающих в почве, питает и защищает растения, а взамен они питают почву.

Почвенное биоразнообразие необходимо для производства продовольствия.

Почвы являются важной частью наших продовольственных систем. По оценкам, наши почвы напрямую или опосредованно используются при производстве 95 процентов продовольствия!

Здоровые, биологически разнообразные почвы позволяют выращивать различные виды овощей и растений, необходимые для сбалансированного питания человека. Содержащиеся в почве организмы обеспечивают растения питательными веществами. Качество нашего питания зависит от наличия и баланса питательных веществ в съедобных частях растений, что в свою очередь зависит от их присутствия в почве. Поэтому, чем более биологически разнообразна почва, тем питательнее наша пища.

Животные и микроорганизмы живущие в почве

Автор Nat WorldВремя чтения 5 мин.Просмотры 86Опубликовано Обновлено

Почвенный организм – любой организм, обитающий в почве на протяжении всего или определенного этапа жизненного цикла. Размеры организмов, живущих в почвы варьируются от микроскопических бактерий, перерабатывающих разлагающиеся органические материалы до мелких млекопитающих.

Все организмы в почве играют важную роль в поддержании ее плодородия, структуры, дренажа и аэрации. Они также разрушают ткани растений и животных, высвобождая накопленные питательные вещества и превращая их в формы, используемые растениями.

Есть почвенные организмы вредители, например, нематоды, симфилиды, личинки жуков, личинки мух, гусеницы, корневые тли, слизни и улитки, которые наносят серьезный ущерб сельскохозяйственным культурам. Одни вызывают гниль, другие высвобождают вещества, препятствующие росту растений, а некоторые являются хозяевами организмов, вызывающих болезни животных.

Поскольку большинство функций организмов полезны для почвы, их численность влияет на уровень плодородия. Один квадратный метр богатой почвы может содержать до 1 000 000 000 различных организмов.

Группы организмов почвы

Почвенные организмы обычно делятся на пять произвольных групп в зависимости от размера, самыми маленькими из которых являются бактерии и водоросли. Далее следует микрофауна – организмы менее 100 микрон, питающиеся другими микроорганизмами. Микрофауна включает одноклеточных простейших, некоторые виды плоских червей, нематод, коловраток и тихоходок. Мезофауна несколько крупнее и гетерогенна, в том числе существа, питающиеся микроорганизмами, разлагающимся веществом и живыми растениями. К этой категории относятся нематоды, клещи, ногохвостки, протуры и пауроподы.

Четвертая группа, макрофауна, также весьма разнообразна. Наиболее распространенным примером является молочный белый червь, который питается грибами, бактериями и разлагающимся растительным материалом. В эту группу также входят слизняки, улитки и многоножки, питающиеся растениями, жуками и их личинками, а также личинками мух.

К мегафауне относятся крупные почвенные организмы, такие как земляные черви, возможно, самые полезные существа, которые живут в верхнем слое почвы. Дождевые черви обеспечивают процессы аэрации почвы, разрушая подстилку на ее поверхности и перемещая органическое вещество вертикально от поверхности до подпочвы. Это положительно влияет на плодородие, а также развивает матричную структуру почвы для растений и других организмов. Было подсчитано, что дождевые черви полностью перерабатывают эквивалент всей почвы планеты на глубину 2,5 см каждые 10 лет. Некоторые позвоночные животные также включены в группу почвенной мегафауны; к ним относятся всевозможные роющие животные, такие как змеи, ящерицы, суслики, барсуки, кролики, зайцы, мыши и кроты.

Роль организмов почвы

Одна из наиболее важных ролей организмов почвы заключается в переработки сложных веществ разлагающейся флоры и фауны, чтобы они могли снова использоваться живыми растениями. Они выступают в качестве катализаторов в ряде природных циклов, среди которых наиболее заметными являются углеродные, азотные и серные циклы.

Углеродный цикл начинается с растений, которые используют углекислый газ из атмосферы с водой для получения растительных тканей, таких как листья, стебли и плоды. Далее животные питаются растениям. Цикл завершается после смерти животных и растений, когда их разлагающиеся останки съедаются почвенными организмами, тем самым высвобождая углекислый газ обратно в атмосферу.

Белки служат основным материалом органических тканей, а азот основной элемент всех белков. Наличие азота в формах, которые могут использовать растения, является основным детерминантом плодородия почв. Роль организмов почвы в азотном цикле имеет большое значение. Когда умирает растение или животное, они расщепляют сложные протеины, полипептиды и нуклеиновые кислоты в их организме и производят аммоний, ионы, нитраты и нитриты, которые растения затем используют для создания своих тканей.

Как бактерии, так и сине-зеленые водоросли могут фиксировать азот непосредственно из атмосферы, но это менее продуктивно для развития растений, чем симбиотическая связь между бактериями Ризобий и бобовыми растениями, а также некоторыми деревьями и кустарниками. В обмен на выделения от хозяина, стимулирующие их рост и размножение, микроорганизмы фиксирует азот в клубеньках корней растения-хозяина.

Почвенные организмы также участвуют в серном цикле, главным образом, путем разложения естественно обильных соединений серы в почве, чтобы этот жизненно важный элемент был доступен растениям. Запах тухлых яиц, столь распространенный в заболоченной местности, обусловлен сероводородом, производимый микроорганизмами.

Хотя организмы почвы стали менее важны в сельском хозяйстве из-за развития синтетических удобрений, они играют жизненно необходимую роль в процессе образовании гумуса для лесных массивов.

Опавшие листья деревьев не пригодны в пищу для большинства животных. После того как растворимые в воде компоненты листьев вымываются, грибы и другая микрофлора перерабатывают твердую структуру, делая мягкой и податливой для разнообразных беспозвоночных животных, которые разбивают подстилку на мульчу. Древесные вши, личинки мух, ногохвостки и дождевые черви оставляют относительно неизменный органически помет, но они создают подходящий субстрат для первичных разлагающих, которые перерабатывают его на более простые химические соединения.

Поэтому органическое вещество листьев постоянно переваривается и перерабатывается группами все более мелких организмов. В конечном итоге оставшееся гуминовое вещество может составлять всего одну четверть первоначального органического вещества подстилки. Постепенно этот гумус смешивается с почвой с помощью роющих животных (например, кроты) и под воздействием дождевых червей.

Хотя некоторые почвенные организмы могут стать вредителями, особенно когда одна и та же культура постоянно выращивается на одном поле, поощряя распространение организмов, которые питаются ее корнями. Тем не менее, они являются важным элементом процессов жизни, смерти и распада, омолаживающих окружающую среду планеты.

Не все нашли? Используйте поиск по сайту ↓
Есть вопросы или дополнения к статье? Пиши в
комментариях

Какие живые существа обитают в почве? Как они влияют на её плодородие?

Сразу вспомнилось, как я помогаю бабушке в охоте на крота. 🙂 Как же он нас тогда замучил, и только засунув шланг в его норку, удалось избавиться от незваного гостя. В общем, несмотря на пользу этого животного для почвы, для нашего урожая он оказался не таким полезным.

Обитатели почвы

Этот мир практически скрыт от нас, однако это отнюдь не означает, что там невозможна жизнь. Напротив, там существует своеобразный мир населенный массой животных. Существенное отличие заключается в самой почве как среде обитания, которая существенно отличается от воздуха или воды. Одних достаточно легко увидеть, а некоторых едва увидишь через микроскоп! Итак, почва населена следующими живыми существами:

  • беспозвоночные животные;
  • микроорганизмы;
  • грибы;
  • насекомые;
  • позвоночные животные.

Роль животных в плодородии почвы

Что касается вклада в почвообразование, а следовательно, и повышение плодородия, условно можно выделить следующие типы живых организмов исходя из функции:

  • перерабатывающие — принимают участие в разложении, при этом синтезируя новые соединения;
  • перемешивающие — эта группа распределяет переработанное вещество по всему слою;
  • разрыхляющие — перемещаясь в толще, способствуют доступу воздуха и воды.

При попадании в почву органических остатков первыми начинают «работу» бесхлорофильные организмы, которые видоизменяют вещества, делая их доступными для усвоения растениями. Кстати, в почве самая большая концентрация микроорганизмов в мире: только 1 грамм лесной почвы содержит свыше 15 миллионов одноклеточных. Насекомые проделывают массу ходов, тем самым значительно повышая вентиляцию, ряд физических свойств и водоснабжение. Кроме этого, они перерабатывают значительную часть растительных отходов.

Что касается беспозвоночных, то здесь особо следует выделить дождевых червей, которые способствуют скорейшему биологическому круговороту. Позвоночные, в основном, представлены грызунами. Таким образом, не только животные не могут существовать вне почвы, но фактически невозможно ее образование без них, ведь разрушая и преобразовывая органические вещества они не только увеличивают толщину слоя, но и повышают его плодородность.

Почва и жизнь на Земле

Почвенный покров Земли кажется нам обычным и вечно существующим в природе. Однако это не так. Природа создавала почву в течение 4,5 миллиардов лет! Основой для образования почвы послужили продукты выветривания горных пород. Выветривание — это сложный процесс, результат совместного действия многих физических, химических и биологических факторов. Видео 37.

Условно это отражено в формуле: Горные породы + Солнце + воздух + вода + живые организмы = почва.

Процесс почвообразования никогда не прекращается, конечно, он идет и в наши дни, но очень медленно. Почва находится в постоянном процессе развития — формирования или разрушения. Длительность процесса образования почвенного покрова Земли обусловлена многими факторами. На образование почвы требуются многие тысячелетия. В то же время нерациональное природопользование, губительное для почвы, может уничтожить ее всего за несколько лет.

Как Вы думаете, следует почву отнести к возобновляемым, или невозобновляемым природным ресурсам? Можно ли дать однозначный ответ на этот вопрос?

Благодаря почвенному покрову Земли обеспечивается жизнь растений, животных и человека. Почва — важнейший компонент всех наземных экологических систем Земли и сама является уникальной экосистемой (см. подробнее темы 2 и 3). Она осуществляет связи живых организмов с литосферой, атмосферой и гидросферой. Почва — это объект изучения отдельной науки — почвоведения. Родоначальник почвоведения — выдающийся русский ученый Василий Васильевич Докучаев. В Петербурге находится Центральный музей почвоведения им. В.В. Докучаева, который является одним из крупнейших в мире музеев почвенно-экологического профиля.

В музее можно получить ответы на вопросы — Что такое почва? Как она образуется? Что на этой почве растет? Кто в этой почве живет? Музей является хранителем богатейшей коллекции почв из различных природных зон мира.

В настоящее время ученые выделяют около ста типов почв. Почему существуют разные типы почв?

Многобразие почв связано, разумеется, с многообразием условий, в которых они формировались. Особенно большое значение имеют климат и свойства тех пород, из которых образовалась почва.

Рассмотрите рисунок и сравните чернозем, дерново-подзолистые и тундровые подзолистые почвы.

Знаете ли Вы, какие типы почвы характеры для Вашей местности? В почве имеется нескольких слоев, связанных между собой.Видео 38. Среди них различают коренную породу, которая подвергается выветриванию при выходах ее на поверхность, и материнскую, из которой формируется верхний слой почвы. Нижележащий слой называется подпочвой.

Уникальное свойство почвы — плодородие. Именно оно обеспечивает существование жизни на Земле. Плодородие почвы обусловлено содержанием в ней гумусных веществ (гумуса). Гумус — это скопление органических веществ, которые образовались при гниении растительных и других остатков живого. Он придает почве черный цвет и обеспечивает рост и развитие растений (т.е. жизнь на Земле). Чем больше в почве гумуса, тем она плодороднее. Больше всего гумуса содержится в черноземных почвах. Видео 39.

Из чего состоит почва?

Примерно 50% пространства в почве занимает воздух, заполняющий промежутки между твердыми частицами. Около 45% массы почвы приходится на долю минеральных веществ, около 5% — на долю органических веществ. Однако эти сведения о составе почвы не дают настоящего представления о ней.

Мы привыкли думать, что почва мало населена, что основная масса живых организмов находится на ее поверхности. Но это совсем не так! Для многих животных она является средой обитания. Все знают, что в почве живут и дождевые черви, и личинки насекомых, и сами насекомые. Почва служит местом гнездования и строительства жилищ для многих птиц и других животных. Расчеты ученых показывают, что масса живого в почве составляет ? массы живых обитателей лесов и более ? массы живого степной растительности.

Установлено, что чем меньше размеры организмов, тем больше их число в почве. Так, в 1 м3 почве находится несколько десятков миллионов червей и насекомых. А в 1 грамме почвы содержится более миллиона простейших микроорганизмов. В целом количество почвенных микроорганизмов на Земле ученые оценивают приблизительно в один миллиард тонн! Однако значение живых организмов в почвенных процессах определяется не их массой, а той огромное работой, которую они совершают. Видео 40.

Мы не замечает работу почвенных бактерий, которые непрерывно перерабатывают отмирающие части растений и других организмов. Но если бы она прекратилась, поверхность Земли была бы завалена этими остатками. Трудно представить, что было бы с нашей прекрасной Планетой через какие-нибудь сто лет! А дождевые черви, как известно, питаясь, заглатывают почву. Если в одном гектаре почвы обитает около 140 тысяч дождевых червей, то их масса составляет 500 кг! А это значит, что за один год они пропускают через свой организм около десяти тонн почвенной массы!

В чем заключается биосферная функция почвы?

Важно понимать, что для характеристики почвы недостаточно знать ее состав. Научное знание о почве связано с пониманием того, что она представляет собой сложное природное тело, имеющее определенное строение(структуру). Будем помнить: Почва — это не механическая смесь различных веществ. Почва — это сложнейшая система взаимодействия минеральных, органических веществ и живых организмов.

Благодаря их взаимодействию почва выполняет свои биосферные функции. Но, повторим, оно обеспечивается не только составом, но и строением почвы.

Почва состоит из очень мелких частиц. В пленке воды, обволакивающей почвенные частицы, живут микроскопические организмы. Более крупные поселяются между частицами почвы, как в пещерах. И те, и другие составляют с почвой единое образование. Тем, что живут на поверхности частиц, необходим воздух, а те, что находятся внутри частиц, способны жить без воздуха.

Питание, дыхание и все другие процессы жизнедеятельности живых организмов приводят к множеству изменений в составе почвы. При этом они вовлекают в эти процессы вещества, содержащиеся в воздухе и растворенные в воде, а сами выделяют образовавшиеся в процессе их жизнедеятельности новые вещества.

Таким образом, почва выполняет свою биосферную функцию как конечного звена, обеспечивающего создание всей биомассы Планеты.

Разрушение почвы может происходить как в результате природных процессов, так и под влиянием нерациональных действий человека.


Разрушение почвенного покрова на месте рубки леса

Такие природные процессы, как наступление ледников, извержение вулканов, образование гор, землетрясения, ураганы, смерчи или наводнения, не могут не влиять на состояние земной коры и на процессы почвообразования. Но естественная эрозия почвы(разрушение и снос верхних наиболее плодородных слоев в результате действия воды и ветра) — это медленный непрерывный процесс, одновременно с которым формируется новый почвенный слой. В отличие от естественной,антропогенная эрозия почвы вызвана вмешательством человека в природную среду в хозяйственных целях. Нерациональное использование полей и пастбищ, вырубка леса, осушение водоемов и тому подобное — все это может уничтожить плодородие почвы за очень короткий срок.

Например, первые поселенцы в Америке так нещадно эксплуатировали землю, что за 100 лет погубили 20% пахотных земель. Почва также разрушается вследствие заболачивания, опустынивания.

           

Горькое свидетельство безоглядной эксплуатации человеком природы — это и пустыни Северной Африки, и Прибалтийские дюны, и эродированные пространства в Австралии, Пакистане, в Индии и Канаде. Только в европейской части нашей страны насчитывается до 2 миллионов оврагов, которые образовались в основном вследствие распашки земли. Ежегодно земельные угодья теряют слой плодородной почвы, на создание которого природа затратила тысячи лет. Почвоведы называют эрозию настоящей трагедией.

Ученые считают, что для сохранения экологической устойчивости территории в каждой природной зоне должно соблюдаться определенное соотношение пашен, пастбищ и лесов. Так, например, в лесостепи, по исследованиям В.В. Докучаева, лесов должно быть 10-18%. Сейчас из-за чрезмерной распашки их осталось значительно меньше.

По современным данным человечество уже утратило за исторический период около 2 млрд. га некогда плодородных земель, превратив их в антропогенные пустыни. Это больше, чем площадь всей современной пашни в мире, составляющей 1,5 млрд. га.В конце ХХ века стало очевидным, что деградация почв приобрела угрожающие размеры и является одной из основных угроз глобального экологического кризиса. Это особенно тревожно, если учесть, что, последним оценкам, в мире насчитывается более одного миллиарда голодающих, то есть каждый шестой житель планеты. А это значит, что сейчас страдают от голода и истощения больше людей, чем когда бы то ни было в истории человечества, в то время как плодородие почв и площадь пригодных для сельского хозяйства земель сокращаются.

Мы когда-нибудь задумываемся над тем, что в нашей жизни значит почва? Пожалуй, очень редко. Нам кажется, что, поскольку почва — это не цветок, не насекомое, не зверь, что с ней может случиться? Так и будет всегда лежать под ногами. А вместе с тем всемирно известный эколог Жан Пьер Дорста сказал: «Почва — наш самый драгоценный капитал. Жизнь и благополучие всего комплекса наземных биоценозов, естественных и искусственных, зависит, в конечном счете, от тонкого слоя, образующего самый верхний покров Земли».

Недооценивая роль этого величайшего природного богатства, человечество ставит под угрозу само свое существование.

Охрана почвы от ее разрушения, борьба с уменьшением ее плодородия — важнейшая экологическая проблема, требующая безотлагательного пристального внимания мирового сообщества.

Растительность, животный мир и микроорганизмы

Живые организмы, и прежде всего растительность, играют выдающуюся роль в круговороте вещества и энергии на земной поверхности. Растительность является основным источником органического вещества в почве. Поступив в почву, отмирающие растительные остатки подвергаются разложению частично до конечных продуктов (простых соединений — углекислоты, воды и др.), частично трансформируются в специфические гумусовые вещества. В почвенном гумусе аккумулируется энергия, ассимилированная в растениях при фотосинтезе. Гумусовые кислоты оказывают многостороннее воздействие на минеральную часть почв.

Продуктивность растительных сообществ, состав органических остатков, а также направленность гумусообразования отличаются в разных гидротермических условиях. В соответствии с этим изменяются количество и качество органического вещества различных почв.

Наибольшая фитомасса природных экосистем на территории Российской Федерации характерна для лесной растительности (100–350 т/га в темнохвойных лесах и до 350–500 т/га — в широколиственных). Травяные сообщества отличаются значительно меньшей фитомассой. Луговые степи имеют фитомассу 15–30 т/га, количество это убывает к югу, составляя в сухих степях 8–15 т/га, а в полупустыне 5–10 т/га. Масса живого органического вещества в арктических тундрах находится на уровне полупустынных сообществ, а в субарктических тундрах близка к степным. Минимальная фитомасса отмечается в полярных пустынях (0,5–2,0 т/га).

Годичная продукция живой растительной массы зональных природных экосистем (табл.) наиболее высока в луговых степях (18–25 т/га) и убывает как к северу (в темнохвойных лесах 4–15, в арктических тундрах 1–3 т/га), так и к югу (в сухих степях 6–15 и в полупустыне 4–8 т/га). Самой низкой годичной продукцией отличаются полярные пустыни (0,1–0,3 т/га).

В распределении биологической продуктивности отчетливо выявляются не только зональные, но и фациальные географические закономерности. Запасы фитомассы и годичная продукция лесных экосистем уменьшаются в Западной, Средней и особенно Восточной Сибири сравнительно с экосистемами Русской равнины в связи с увеличением континентальности климата и наличием вечной мерзлоты. Они вновь несколько возрастают в притихоокеанском регионе. В степях годичная продукция наземных органов уменьшается с запада на восток.

Вместе с круговоротом органического вещества в процессе жизнедеятельности растительных организмов происходит круговорот химических элементов, избирательно захваченных растениями из атмо сферы и литосферы и заключенных в синтезированном живом веществе. Накопление и динамика азота и зольных элементов в биологическом круговороте определяются биологической продуктивностью растительных сообществ, процентным содержанием и химическим составом золы растений, слагающих ценоз. Емкость биологического круговорота или количество ежегодно вовлекаемых в него зольных веществ и азота варьируют в зависимости от зональной приуроченности сообществ, их видового состава и структуры. Так фитоценозы темнохвойных лесов ежегодно вовлекают и возвращают в почву до 100–140 кг/га азота и зольных элементов, в то время как в дубравах их количество возрастает до 250, а в луговых степях почти до 700 кг/га. Напротив, в арктических тундрах емкость биологического круговорота падает до величины менее 50 кг/га. Изменяется и тип химизма биологического круговорота. Типы растительности и типы биологического круговорота теснейшим образом связаны с типами почвообразования.

Высшие растения воздействуют на почву не только посредством отмерших органических остатков. Прижизненные выделения корней растений обогащают почву различными соединениями, воздействуют на минеральную часть, разрушая первичные и вторичные минералы. В тканях растений непосредственно образуются некоторые минералы (фитолиты), которые после отмирания попадают в почву.

Растительность оказывает влияние на физические свойства (структуру, водопроницаемость, плотность сложения и т. д.), тепловой и водный режимы почв.

География растительных сообществ в значительной степени обусловливает географию почв.

Почва является средой обитания разнообразных животных. Биомасса животных организмов составляет не более 5% фитомассы. Основная часть зоомассы (97–99%) представлена беспозвоночными животными — наиболее мелкими, но вместе с тем наиболее многочисленными представителями животного мира. Дождевые черви содержатся в почве в количестве от 200 тыс. до 5 млн экземпляров на 1 га. Мелких членистоногих, среди которых преобладают клещи и ногохвостки, насчитывается от десятков миллионов до нескольких миллиардов экземпляров на 1 га.

Значение животных для почвообразования весьма велико. Они участвуют в накоплении и разложении органических остатков, влияют на физические и химические свойства почвы, развитие процессов эрозии, структуру почвенного покрова. Почвенная фауна способствует перераспределению по поверхности и в толще почвы органических остатков, измельчению их и перемешиванию с минеральной массой почвы. Образование в почве биологических ходов и пустот повышает скважность, водопроницаемость и аэрацию почв. Велика роль дождевых червей в оструктуривании почвы. В процессе перемешивания почвенной массы животные могут смещать положение солевого максимума в почвенном профиле и изменять гранулометрический состав почвы в обитаемом слое.

Среди позвоночных животных особое значение имеют землерои. Помимо перемешивания почвы и изменения при этом ее свойств роющие животные (суслики, сурки и др.) способствуют созданию зоогенного микрорельефа, что является причиной формирования комплексности почвенного покрова.

Роль микроорганизмов в почвообразовании огромна. Они участвуют в процессах гумусообразования, осуществляя минерализацию растительных остатков, синтез перегноя и разложение органоминеральных соединений почв. Весьма существенно значение микроорганизмов в азотном балансе почвы (фиксация атмосферного азота). Под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов в почве происходят превращения соединений азота (нитрификация, денитрификация), серы, железа и марганца, лежащие в основе процессов глееобразования, ортштейнообразования, засоления. Великоучастие микроорганизмов в разрушении горных пород и новообразовании почвенных минералов.

И.С. Урусевская

  • Глубина проникновения температур выше 10°C в почву, масштаб 1:60 000 000
  • Глубина проникновения температуры 0°C в почву, масштаб 1:60 000 000

Почвенная среда жизни. Почвенные организмы.

04.12.2020

Сделать заказ

Почва полна жизни. Часто говорят, что в горстке почвы живых организмов больше, чем людей на нашей планете.

При первом наблюдении почва может показаться довольно инертным материалом, по которому мы просто ходим, строим дороги и здания, выращиваем растения. При ближайшем рассмотрении мы видим, что почва кишит живыми организмами. Среди них — археи, бактерии, грибы, водоросли, простейшие и широкий спектр более крупных почвенных животных, включая клещей, нематод, дождевых червей, муравьев, насекомых, которые проводят всю или часть своей жизни под землей. Также в почве живут и более крупные организмы, такие как роющие грызуны. Каждый организм важен для создания среды, которую мы называем почвой. Рассмотрим поближе, кто же живет в почве.

Микробы, бактерии и «потребители»

Начнем, пожалуй, с самых маленьких организмов, которые живут в почве.

 Почвенные бактерии

Существуют тысячи различных видов бактерий, которые могут как помочь, так и навредить людям. Представьте, только 5% того, что производят зеленые растения, потребляется животными, но 95% потребляется микроорганизмами.  Один грамм плодородной почвы может содержать до миллиарда бактерий.  Есть много разных видов бактерий, и большинство из них еще даже не обнаружено! Много из этих бактерий аэробны, поскольку им требуется кислород из почвенной атмосферы. Однако другим бактериям необходимо жить без кислорода. А некоторые виды почвенных бактерий могут жить как с кислородом, так и без него. Рост этих бактерий ограничен пищей, содержащейся в почве.

Почвенные грибы также являются крупным компонентом почвы, они бывают разных размеров, форм и цветов. У грибов есть подземные корни (мицелий), которые поглощают питательные вещества и воду. Они переносят кислотность, что делает их очень важными для разложения материалов в очень кислых лесах, чего не могут сделать микробы. Почвенные грибы также могут разлагать лигнин, древесную ткань для разложения растений.

Почвенные животные

Почвенные животные являются потребителями и разложителями, поскольку питаются органическими веществами, а разложение происходит в пищеварительном тракте. Некоторые животные питаются корнями, а другие питаются другими животными. Большая часть почвенных животных представлена червями.

Есть несколько видов червей:

  • Дождевые черви. Их определить проще всего. Они поедают растительный материал и органические вещества, а также выделяют в почву отложения в качестве пищи для других организмов. Дождевые черви также оставляют каналы, что увеличивает рыхлость почвы.

 

  • Нематоды, круглые черви. Эти черви живут в воде вокруг частиц почвы. Существует несколько различных типов нематод: одни поедают мертвые вещества, другие — живые корни, а третьи — другие живые организмы. Некоторые нематоды вредны и могут вызвать серьезное повреждение или деформацию корней.

Помимо червей, еще одно большое количество насекомых. Это членистоногие, у которых есть экзоскелеты и суставные ноги. К ним относятся клещи, многоножки, коллемболы и личинки.

Роль и функции микроорганизмов в почве

В совокупности почвенные микроорганизмы играют важную роль в разложении органических веществ, круговороте питательных веществ и удобрении почвы. Без круговорота элементов продолжение жизни на Земле было бы невозможным, поскольку необходимые питательные вещества были бы быстро поглощены организмами. Реакции, участвующие в круговороте элементов, часто имеют химическую природу, но биохимические реакции, которым способствуют организмы, также играют важную роль в круговороте элементов. В этом процессе первостепенное значение имеют почвенные микробы.

Почвенные микробы также важны для развития здоровой структуры почвы.  Они производят много липких веществ (например, полисахаридов и слизи).  Нити грибов также стабилизируют структуру почвы, потому что эти нитевидные структуры разветвляются по всей почве. Грибы можно рассматривать как «нити» ткани почвы.

Почвенные микроорганизмы являются как компонентами, так и производителями почвенного органического углерода, вещества, которое удерживает углерод в почве на длительный период. Обильный почвенный органический углерод улучшает плодородие почвы и ее водоудерживающую способность. Растет количество исследований, подтверждающих гипотезу о том, что почвенные микроорганизмы и, в частности, грибы могут использоваться для извлечения углерода из атмосферы и связывания его с почвой.

Условия почвы для «комфортной» жизни

Мы видим, что здоровые почвы содержат огромное количество микробов и значительное количество микробной биомассы. Это приводит к огромному потенциалу микробной активности, когда условия почвы (доступные источники углерода, влажность, аэрация, температура, кислотность / щелочность и доступные неорганические питательные вещества, такие как азот) являются благоприятными.

Практически всем почвенным организмам (кроме некоторых бактерий) нужно то же самое, что и нам для жизни: пища, вода и кислород. Они едят пищу на основе углерода, которая обеспечивает их питательными веществами, включая азот и фосфор. Им требуется влажная среда обитания с доступом кислорода в воздушные пространства почвы. Эти причины объясняют, почему 75% почвенных организмов находятся в верхних пяти сантиметрах почвы.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter

Что такое плодородие почвы?Plodorodie23

Плодородие – способность почвы обеспечивать жизнь растений естественными процессами, самодостаточно, только за счёт энергии Солнца.

Растения превращают Солнце в органику и достают из почвы минеральные элементы.

Животные, грибы и микробы съедают всю эту органику. В благодарность за пищу они переводят её обратно в простые растворимые формы – для растений, растворяют кучу минералов – для растений, выделяют массу гормонов, ферментов и витаминов – для растений, и кучу защитных фитонцидов – для растений.

Растения в благодарность снова кормят всех мегатоннами органики.

Этот постоянный цикл благодарной взаимопомощи – и есть ПРОЦЕСС ПЛОДОРОДИЯ.

Иначе говоря, ПЛОДОРОДИЕ есть круговорот веществ, из которых строятся и которые используют все живые организмы.

Почва при этом имеет чёрный цвет, запах зрелого компоста и особую комковатую структуру – её создают сами микроорганизмы.

Вот ТРИ УСЛОВИЯ ПЛОДОРОДИЯ:

а) МНОГО СВЕЖИХ ОРГАНИЧЕСКИХ ОСТАТКОВ – соломы, веточной трухи, травы, листвы, компостов, навозов и пр.

б) ПРАВИЛЬНАЯ ПОЧВЕННАЯ ЭКОСИСТЕМА (микробы – грибы – простейшие – фауна) – чтобы всё это съедать, готовить и доносить до корней.

в) НУЖНО, ЧТОБЫ ВСЕ ЭТО НЕ УНИЧТОЖАЛОСЬ, А УСИЛИВАЛОСЬ СПОСОБОМ ПОЧВООБРАБОТКИ.

Он должен создавать сверху покровную мульчу, не разрушая структуру каналов и капиллярность корнеобитаемого слоя.

То есть, ПЛОСКОРЕЗАНИЕ + СИДЕРАТЫ И МУЛЬЧИРОВАНИЕ

Естественная почва умеет улавливать и беречь не только воду осадков, но главное – ВЛАГУ ТЕПЛОГО ВОЗДУХА. Без способности накапливать и сохранять влагу никакое плодородие вообще невозможно.

Мы приближаем почву к такому состоянию тремя приёмами:

а) поверхностной обработкой,

б) мульчированием и

в) посевом дополнительных растений – покровных, промежуточных культур или сидератов.

Почва обязана иметь хороший газообмен – дышать на большую глубину; благодаря дыханию она должна осаждать в своих каналах подземную росу; при этом в ней должно свободно происходить капиллярное движение влаги во всех направлениях.

ПОВЕРХНОСТНОЕ РЫХЛЕНИЕ плоскорезами и полольниками на глубину 4-5 см как раз и создаёт такие условия.

Копка – наоборот, всё это разрушает.

Cейчас мир отказывается даже от поверхностной обработки – многие фермеры переходят на нулевую обработку (ноу-тилл): стерня оставляется в поле как есть, посев делается прямо в стерню. Микрофлора восстанавливается, эрозия почвы прекращается, снег накапливается, канальная структура создаётся – почва отдаёт высокие урожаи с минимальной дозой удобрений или вообще без них.

СИДЕРАТЫ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ КУЛЬТУРЫ притеняют почву – сохраняют вдвое больше влаги + отсекают перегрев почвы и растений. Именно они создают корнями каналы для осаждения подземной росы. ​Они же наращивают новую мульчу, помогая червям и прочей живности.

РАСТИТЕЛЬНАЯ МУЛЬЧА снимает в почве скачки температуры. Днём она не даёт почве нагреваться, хранит её холод – и именно благодаря холоду в почве конденсируется влага. Ночью, наоборот, сохраняет почвенное тепло. Утром, остыв до точки росы, напитывается влагой снизу + постоянно разлагается – пoдарок питающим корням. Всё лето мульча бережёт всю почвенную влагу от испарения.

Н. Курдюмов

Биология жизни в почве | Почвы 4 Учителя

Почва полна жизни. Часто говорят, что в горстке почвы живых организмов больше, чем людей на планете Земля. Почва — это желудок земли, он потребляет, переваривает и циркулирует питательные вещества и организмы.

Однако при первом наблюдении почва может показаться довольно инертным материалом, по которому мы ходим, строим дороги, строим здания и выращиваем растения. При ближайшем рассмотрении мы видим, что почва изобилует живыми организмами.Живые организмы, присутствующие в почве, включают архей, бактерий, актиномицетов, грибов, водорослей, простейших и широкий спектр более крупных почвенных животных, включая коллембол, клещей, нематод, дождевых червей, муравьев и насекомых, которые проводят всю или часть своей жизни под землей, даже более крупные организмы, такие как роющие грызуны. Связь между почвенными организмами и тем, как они влияют на химические и физические свойства почвы, сложна. Все это важно для создания среды, которую мы называем почвой, и для осуществления многочисленных преобразований, жизненно важных для жизни.

Потребители и разлагатели микробов


Существуют тысячи различных видов бактерий, которые могут как помогать, так и вредить людям.

Только 5% того, что производится зелеными растениями, потребляется животными, но 95% потребляется микроорганизмами. Один грамм плодородной почвы может содержать до миллиардов бактерий . Существует много разных видов бактерий, и большинство из них еще даже не обнаружено! Большинство этих бактерий являются аэробными, что означает, что им требуется кислород из почвенной атмосферы.Однако другим бактериям необходимо жить без кислорода, а другие виды могут жить как с кислородом, так и без него. Рост этих бактерий ограничен пищей, содержащейся в почве.

Почвенные грибы также являются крупными компонентами почвы, которые бывают разных размеров, форм и цветов. У грибов есть подземные корни (мицелий), которые поглощают питательные вещества и воду, пока они не будут готовы к цветению в форме грибов. Они переносят кислотность, что делает их очень важными для разложения материалов в очень кислых лесах, чего не могут сделать микробы, они также могут разлагать лигнин, который является древесной тканью для разложения растений.

Почвенные животные

Почвенные животные являются потребителями и разложителями, поскольку они питаются органическими веществами, а разложение происходит в пищеварительном тракте. Некоторые животные питаются корнями, а другие питаются друг другом. Есть несколько видов червей. Дождевых червей идентифицировать проще всего. Они поедают растительный материал и органические вещества и выделяют в почву отложения червей в качестве пищи для других организмов. Они также оставляют каналы, в которых зарываются, что увеличивает проникновение. Дождевые черви могут весить от 100 до 1000 фунтов на акр! Существуют также микроскопические черви, называемые нематодами или круглыми червями.Эти черви живут в воде вокруг частиц почвы. Существует несколько различных типов нематод: одни поедают мертвые вещества, другие — живые корни, а третьи — другие живые организмы. Некоторые нематоды вредны и могут вызвать серьезное повреждение или деформацию корней.

Помимо червей, еще одно большое тело насекомых — это членистоногие, у которых есть экзоскелеты и суставные ноги. К ним относятся клещи, многоножки, многоножки, коллемболы и личинки.

Круговорот углерода и питательных веществ

Круговорот питательных веществ — это обмен питательными веществами между живой и неживой частями экосистемы. Биологи почвы измеряют, как растения и микробы поглощают питательные вещества и включают их в органическое вещество, которое является основой углеродного цикла. Есть два основных процесса. Иммобилизация — это когда почвенные организмы поглощают минеральные питательные вещества из почвы и превращают их в микробные и растительные ткани. Противоположный процесс — это минерализация , который происходит, когда организмы умирают и высвобождают питательные вещества из своих тканей. Этот процесс быстро меняется и очень важен для обеспечения растений питательными веществами.И углеродный цикл, и азотный цикл очень важны для почвенных микробиологов.

Взаимодействие почвенных микробов и организмов

Корни растений выделяют много органических веществ в почву из мертвых материалов. Они служат пищей для микроорганизмов и создают зоны активности вокруг корня, называемые ризосферой . В этой зоне могут образовываться растения или токсичные вещества, но большинство из этих организмов являются полезными.


Эта фотография представляет собой увеличенное изображение взаимодействия грибков и корней

Другие ученые изучают болезни растений и животных, обнаруженные в почве.Бактерии и грибки могут вызывать увядание или гниение растений. Великий картофельный голод в Ирландии в 1845 году был вызван грибком, который вызвал бактериальный ожог картофеля! Эти организмы поражают не только растения. Люди могут заболеть, если в наших отходах присутствуют определенные типы бактерий, такие как E-Coli, и эти отходы не обрабатываются должным образом.

Некоторые грибы «заражают» корни растений, но взаимосвязь носит симбиотический характер, что означает, что они полезны как для растения, так и для корня. Они называются микориза , и они помогают растениям поглощать больше воды и питательных веществ, повышают устойчивость к засухе и уменьшают заражение болезнями.

Еще одна симбиотическая связь связана с азотом. В атмосфере много азота, но растениям его нелегко получить. Есть определенные виды бактерий, которые поглощают газообразный азот из атмосферы и образуют узелки. Они называются азотфиксирующими бактериями . Когда они умирают, азот, который они использовали, высвобождается для растений.

Почвенный организм | биология | Britannica

Почвенный организм , любой организм, населяющий почву в течение части или всей ее жизни.Почвенные организмы, размер которых варьируется от микроскопических клеток, переваривающих разлагающийся органический материал, до мелких млекопитающих, которые живут в основном на других почвенных организмах, играют важную роль в поддержании плодородия, структуры, дренажа и аэрации почвы. Они также разрушают ткани растений и животных, высвобождая запасенные питательные вещества и превращая их в формы, пригодные для растений. Некоторые почвенные организмы являются вредителями. Среди почвенных организмов — вредителей сельскохозяйственных культур — нематоды, слизни и улитки, симфилиды, личинки жуков, личинки мух, гусеницы и корневые тли. Некоторые почвенные организмы вызывают гниение, некоторые выделяют вещества, препятствующие росту растений, а другие являются хозяевами организмов, вызывающих болезни животных.

Подробнее по этой теме

почва: Организмы

На развитие почв может существенно повлиять растительность, животные и человеческое население. Любой массив смежных …

Поскольку большинство функций почвенных организмов являются полезными, земля с большим количеством организмов на ней имеет тенденцию быть плодородной; на одном квадратном метре плодородной почвы может находиться до 1 000 000 000 организмов.

Почвенные организмы обычно делятся на пять произвольных групп в зависимости от размера, самые маленькие из которых — это простейшие, включая бактерии, актиномицеты и водоросли. Далее идет микрофауна, длина которой менее 100 микрон, которая, как правило, питается другими микроорганизмами. Микрофауна включает одноклеточных простейших, некоторых более мелких плоских червей, нематод, коловраток и тихоходок (восьминогих беспозвоночных). Мезофауна несколько крупнее и неоднородна, включая существ, питающихся микроорганизмами, разлагающимся веществом и живыми растениями.В эту категорию входят нематоды, клещи, коллемболы (бескрылые насекомые, так называемые «подпрыгивающий орган, который позволяет им прыгать»), насекомоподобные протураны, питающиеся грибами, и пауроподы.

Четвертая группа, макрофауна, также весьма разнообразна. Наиболее распространенным примером является горшечный червь, белый сегментированный червь, который питается грибами, бактериями и разлагающимся растительным материалом. В эту группу также входят слизни, улитки и многоножки, которые питаются растениями, и многоножки, жуки и их личинки, а также личинки мух, которые питаются другими организмами или разлагающимся веществом.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Мегафауна составляют крупнейшие почвенные организмы и включают крупнейших дождевых червей, возможно, самых важных существ, обитающих в верхнем слое почвы. Дождевые черви пропускают через кишечник и почву, и органическое вещество, аэрируя почву, разрушая подстилку органического материала на ее поверхности и перемещая материал вертикально с поверхности в подпочву. Это чрезвычайно важно для плодородия почвы и развивает структуру почвы как матрицу для растений и других организмов.Было подсчитано, что дождевые черви полностью переворачивают эквивалент всей почвы на планете на глубину один дюйм (2,5 см) каждые 10 лет. Некоторые позвоночные также относятся к категории мегафауны; к ним относятся всевозможные роющие животные, такие как змеи, ящерицы, суслики, барсуки, кролики, зайцы, мыши и кроты.

Одна из важнейших ролей почвенных организмов — расщепление сложных веществ в разлагающихся растениях и животных, чтобы они снова могли использоваться живыми растениями.При этом почвенные организмы выступают катализаторами ряда природных циклов, среди которых наиболее заметны циклы углерода, азота и серы.

Углеродный цикл начинается в растениях, которые объединяют углекислый газ из атмосферы с водой для образования тканей растений, таких как листья, стебли и плоды. Животные поедают растения и превращают ткани в ткани животных. Цикл завершается, когда животные умирают и их разлагающиеся ткани съедаются почвенными организмами, в результате чего выделяется углекислый газ.

Белки являются основным веществом органических тканей, а азот — важным элементом всех белков. Наличие азота в формах, которые могут использовать растения, является основным фактором, определяющим плодородие почв; поэтому роль почвенных организмов в облегчении круговорота азота имеет большое значение. Когда растение или животное умирают, почвенные организмы расщепляют сложные белки, полипептиды и нуклеиновые кислоты в своем организме и производят аммоний, ионы, нитраты и нитриты, которые затем растения используют для построения тканей своего тела.

Как бактерии, так и сине-зеленые водоросли могут связывать азот непосредственно из атмосферы, но это менее важно для развития растений, чем симбиотические отношения между бактериями рода Rhizobium и бобовыми, а также некоторыми деревьями и кустарниками. В обмен на выделения от хозяина, которые стимулируют их рост и размножение, Rhizobia фиксируют азот в клубеньках корней растения-хозяина, обеспечивая азот в форме, пригодной для использования растением.

Почвенные организмы также участвуют в круговороте серы, главным образом за счет расщепления естественных соединений серы в почве, чтобы этот жизненно важный элемент стал доступным для растений.Запах тухлых яиц, столь распространенный на болотах и ​​болотах, связан с сероводородом, вырабатываемым этими микроорганизмами.

Хотя почвенные организмы стали менее важными в сельском хозяйстве из-за разработки синтетических удобрений, они играют жизненно важную роль в лесных массивах, особенно в создании гумуса, тонко разделенного комплекса органических материалов, состоящих из гниющих листьев и других растительных веществ.

Когда лист опадает, большинство животных не может его съесть. После того, как водорастворимые компоненты листа вымываются, грибки и другая микрофлора атакуют его структуру, делая его мягким и податливым. Теперь подстилка нравится широкому кругу беспозвоночных, которые фрагментируют ее, превращая ее в мульчу. Многоножки, мокрицы, личинки мух, коллембол и дождевые черви оставляют подстилку в относительно неизменном органическом виде, но они создают подходящий субстрат для роста первичных деструкторов, которые расщепляют ее на более простые химические соединения. Существует также группа, называемая вторичными разложителями (некоторые существа, например, коллемболы, входят в обе группы), которые еще больше разлагают ее.

Таким образом, органическое вещество листьев постоянно переваривается и переваривается волнами все более мелких организмов.В конечном итоге количество гуминового вещества, которое останется, может составить всего лишь четверть исходного органического вещества подстилки. Постепенно этот перегной вносится в почву роющими животными (такими как кроты, кролики и т. Д.) И под действием дождевых червей.

Хотя некоторые почвенные организмы могут стать вредителями — особенно когда одна культура многократно выращивается на одном и том же поле, способствуя размножению организмов, питающихся их корнями, — в целом они являются важными элементами в процессе жизни, смерти и распад, омолаживающий окружающую среду.

Тайная жизнь почвы

CORVALLIS, Ore. — Почва живая. Здоровая почва — это не просто опора для растений, но и джунгли прожорливых существ, которые едят, какают и воспроизводят свой путь к великолепному плодородию почвы.

Одна чайная ложка (1 грамм) плодородной садовой почвы может вместить до одного миллиарда бактерий, несколько ярдов грибковых нитей, несколько тысяч простейших и множество нематод, по словам Кэти Меррифилд, нематолога на пенсии из Университета штата Орегон.Большинство этих существ чрезвычайно малы; по сравнению с ними дождевые черви и многоножки — гиганты. У каждого есть своя роль в тайной жизни почвы.

Бактерии составляют самую большую группу в почвенных джунглях, и они столь же разнообразны, как и многочисленны. Некоторые виды бактерий ответственны за преобразование атмосферного азота в формы, доступные для растений, — процесс, известный как фиксация азота. Считается, что актиномицеты с клетками, такими как бактерии, и нитями, такими как грибы, вносят химические вещества, которые придают недавно обработанной почве землистый аромат.

Микоризы — это грибы, которые образуют связь с корнями растений и повышают их способность поглощать питательные вещества из почвы. Эти волокна вместе с корневыми волосками и другими связующими веществами, производимыми бактериями и грибами, помогают удерживать частицы почвы вместе и предохраняют почву от эрозии.

Простейшие — одноклеточные, в основном подвижные организмы, которые питаются бактериями и другими крошечными организмами, а также друг другом. В этой чайной ложке почвы могут жить тысячи из них.Простейшие выделяют азот, делая его доступным для растений. До 80 процентов азота в растениях может поступать от простейших, питающихся бактериями.

Нематоды, простые круглые черви, выработали несколько стратегий питания. В почвах с умеренным климатом одни питаются бактериями, другие — грибами или почвенными водорослями. Некоторые нематоды атакуют растения, проникая в клетки растений и высасывая их содержимое. Некоторые нематоды поедают других нематод или других мелких беспозвоночных.

Дождевые черви, гиганты почвенных джунглей, смешивают и собирают частицы почвы, создавая глубокие каналы, которые помогают аэрировать почву и обеспечивают каналы для роста корней.Они измельчают и закапывают растительные остатки, которые стимулируют микробную активность и повышают способность почвы удерживать влагу. Дождевые черви поедают крошечные почвенные организмы и выделяют еще больше микроорганизмов со своими отливками.

Основу почвенной пищевой сети составляет органическое вещество, материал, полученный из живых организмов, который обеспечивает источник энергии, хранящейся в виде связанного углерода. Питательные вещества «подаются» вместе с фиксированным углеродом, поскольку углерод преобразуется в энергию. Химические удобрения поставляют определенные питательные вещества непосредственно растениям, но они не заменяют другие виды пищи, в которых нуждаются бактерии и грибы.Почвы с большим количеством органического вещества, как правило, содержат больше жизни. Мульчирование компостом, покровные культуры и методы беспахотного земледелия имеют тенденцию увеличивать содержание органических веществ и, таким образом, увеличивать количество и разнообразие микроорганизмов в почве.

«Все эти существа, живущие в почве, могут показаться несущественными, — говорит Меррифилд, — но они работают вместе в системе, которая действительно является основой жизни».

Преимущества почвенных организмов

Почвы различаются по физическому и химическому составу. Средняя горстка почвы содержит миллиарды различных живых организмов, которые выполняют различные функции, помогая поддерживать здоровье растений, независимо от свойств почвы.Организмы включают в себя более крупных существ, таких как дождевые черви и нематоды, до микроскопических организмов, включая бактерии, грибы, водоросли и простейшие. Эти организмы играют решающую роль в поддержании здоровья и плодородия почвы.

Растения процветали без вмешательства человека в течение миллионов лет. Однако для максимального роста и урожайности растениям обычно требуется комбинация трех основных макроэлементов — азота, фосфора и калия. Кроме того, растениям на протяжении всего цикла роста требуется множество других питательных веществ.

Большинство питательных веществ растения получают из полезных организмов, работающих в почве, окружающей корни растения; этот процесс известен как почвенная пищевая сеть (термин, популярный у ведущего микробиолога доктора Элейн Ингхэм). Помимо снабжения растений питательными веществами, организмы приносят пользу растениям множеством других способов, включая:

  • Сохранение питательных веществ в почве, предотвращая их вымывание
  • Соревнуйтесь с болезнями, подавляя и потребляя их
  • Разлагайте растительные остатки, токсичные материалы и загрязнители, которые убивают корни растений
  • Формируют почвенные агрегаты, улучшающие проникновение воды, проникновение корней и водоудерживающую способность почвы

Как только питательные вещества становятся доступными, почвенные организмы помогают в процессе, известном как минерализация, которая является питательные вещества расщепляются и возвращаются в свои минеральные формы.Это позволяет растению усваивать питательные вещества по мере необходимости.

Пестициды, гербициды и обычные удобрения с высоким солевым индексом могут убить полезные организмы. Когда это происходит, растения теряют преимущества, создаваемые полезными организмами (упомянутыми ранее). Поскольку полезные организмы имеют длительный жизненный цикл, им требуется время, чтобы восстановиться и восстановить контроль после химического воздействия. Однако, когда воздействие пестицидов, гербицидов и удобрений распространяется, влияние, которое они оказывают на полезные организмы, не столь пагубно.

Также важно понимать влияние культивации на почву. Когда почва нарушается во время культивирования, некоторые агрегаты почвы разрушаются, позволяя органическому веществу смешиваться, что позволяет бактериям преобладать по сравнению с грибами. В результате pH почвы становится более щелочным. Почва будет терять питательные вещества из-за того, что дерн не будет заменен, что приведет к сокращению бактериальной популяции. Уменьшение количества бактерий и грибков вызывает круговорот питательных веществ (азота, фосфора, магния и т. Д.).) уронить. Эти питательные вещества обычно заменяются навозом, органическими удобрениями и компостом.

Здоровье почвы и пищевая сеть могут быть восстановлены за счет использования разнообразных пищевых ресурсов, что, в свою очередь, обеспечивает разнообразие полезных организмов. В некоторых случаях может потребоваться химический пестицид или фунгицид, однако необходима умеренность. Чтобы получить здоровые урожаи или газон, важно уделять пристальное внимание полезным организмам в почве и ограничивать использование синтетических растворов.Когда пищевая сеть находится в равновесии, растение будет в лучшем состоянии.

Почвенная биота | Изучайте науку в Scitable

Агрегаты : Расположение или структура частиц почвы, удерживаемых в единой массе или кластере. Агрегаты определяются размером и четкостью формы. (Брэди и Вейл, 2002)

Анаэробный : клеточное дыхание, которое происходит без кислорода.

Аноксический : Без кислорода.

Археи : Группа прокариот (одноклеточных организмов), филогенетически отличных от бактерий.

Автотрофная нитрификация : Осуществляется нитрифицирующими бактериями и археями. Это процесс, в котором аммоний окисляется и превращается в нитрит, а нитрит превращается в нитрат. Неорганический азот служит источником энергии. Закись азота является побочным продуктом этого процесса. (Сильвия 2005)

Биогеохимический круговорот : Преобразование и круговорот элементов между неживым (абиотическим) и живым (биотическим) веществом через границы раздела суши, воздуха и воды.(Мэдсен 2008)

Коллемболы — микроартроподы. : Бескрылые насекомые длиной несколько миллиметров и шириной от 0,2 до 2 мм. Они находятся на поверхности почвы и в растительной подстилке или вблизи нее. Население колеблется от 10 3 м -2 в сельскохозяйственных почвах до 10 6 м -2 в лесных почвах. (Сильвия и др. .2005)

Хемогетеротрофы : организмы, получающие энергию и углерод в результате окисления органических соединений (Sylvia et al .2005)

Денитрификация : форма анаэробного дыхания, которая приводит к преобразованию NO 3 — в основном в N 2 O и элементарный N (N 2 ) (Sylvia et al .2005)

Дрилосфера : Часть объема почвы, на которую влияют выделения дождевых червей. (Coleman и др. .2004)

Дождевые черви : Олигохеты, обитающие в почве. Эти черви имеют сегментированное строение тела.Своей деятельностью дождевые черви могут стимулировать микробную активность, перемешивать почвы и способствовать формированию структуры почвы, а также перемещать растительный материал с поверхности в нижние слои почвы. Oligochaete — это особый класс сегментированных червей, включая дождевых червей, у которых мало ( oligo ) щетинок на теле ( chaeta ). (Сильвия и др. .2005)

Enchytraeids : Небольшие (10-20 мм в длину) непигментированные наземные олигохеты, называемые горшечными червями.(Coleman и др. .2004)

Влагоемкость поля или влажная почва поля : Влагосодержание почвы, выраженное в процентах от сухой массы печи, после отвода гравитационной или свободной воды; влажность поля через 2–3 дня после проливного дождя; также называется нормальной емкостью поля , нормальной влагоемкостью, или капиллярной емкостью . Словарь терминов почвоведения. (Мэдисон, Висконсин: ASA, CSSA и SSSA 2010).

Общее подавление : Конкуренция грибков и бактерий в фрагментах корней, что снижает плотность посева патогена.(Сильвия 2005)

Гифа : Длинная и часто разветвленная трубчатая нить, составляющая вегетативное тело многих грибов и грибоподобных организмов. (Сильвия 2005)

Краеугольные организмы : виды, которые оказывают несоразмерное воздействие на окружающую среду по сравнению с их биомассой. (Пейн 1995)

Macroarthropod : Более крупные насекомые и пауки являются примерами этой группы организмов. Типичная длина тела колеблется от 10 мм до 15 см.(Coleman и др. .2004)

Макрофауна : Дождевые черви, термиты, навозные жуки и т. Д. Являются важными биологическими агентами, фрагментирующими органические остатки и вызывающими воздействие на большую площадь поверхности. Они также способствуют образованию почвенных агрегатов и почвенных пор. (Гупта и др. .1997)

Микробная биомасса : Общая масса микроорганизмов, живущих в данном объеме или массе почвы. (Сильвия 2005)

Микрофлора : Бактерии и грибы обладают разнообразными метаболическими способностями и являются основными агентами круговорота питательных веществ (например,г., азот, фосфор и сера). Они могут быть свободноживущими или симбиотическими и активными в разложении или наращивании органического вещества. Они также помогают в формировании устойчивых агрегатов почвы. (Гупта и др. .1997)

Микрофауна : Простейшие и нематоды являются важным связующим звеном между микрофлорой и более крупной фауной. Они регулируют популяции бактерий и грибов и играют важную роль в минерализации питательных веществ. (Гупта и др. .1997)

Микроартроподы : членистоногие размером в микрометры, с сегментированными телами, сочлененными ногами и кутикулой, которая действует как экзоскелет.Две наиболее распространенные группы почвенных микроартропод — это коллемболы и клещи. (Сильвия и др. .2005)

Минерализация : Преобразование элемента из органической формы в неорганическое состояние в результате микробного разложения. (Сильвия и др. .2005)

Клещи : микроартроподы с овальным телом, четырьмя парами ног и кутикулой, которая действует как экзоскелет. (Сильвия и др. .2005)

Мезофауна : Клещи и коллемболы питаются подстилкой и помогают фрагментировать органические остатки.Они являются хищниками грибов и микрофауны, играя важную роль в регулировании микробных популяций и круговорота питательных веществ. (Гупта и др. .1997)

Слизи : Желатиновые выделения и экссудаты, продуцируемые корнями растений и многими микроорганизмами. (Сильвия 2005)

Нематоды : также известные как круглые черви, представляют собой цилиндрические несегментированные черви с заостренными концами. Они достаточно малы (от 100 до 1000 мкм в длину и от 5 до 100 мкм в диаметре), чтобы поместиться в существующих порах агрегатов.(Сильвия 2005)

Педология : «Изучение почв как естественных тел, свойств почвенных горизонтов и взаимосвязей между почвами в ландшафте» (Brady & Weil 2002). Термин был введен Ф.А.Фаллоу в 1862 году, но популяризировал его Василий Докучаев, основавший дисциплину педологии. (Саймонсон 1999)

Педосфера : используется взаимозаменяемо с почвой и отражает концепцию, согласно которой почва является средой обитания, в которой происходит интеграция горных пород (литосфера), воздуха (атмосфера), воды (гидросфера) и живых существ (биосфера).(Брэди и Вейл, 2002)

Protozoa : одноклеточный эукариотический микроорганизм, который перемещается протоплазматическим потоком (амеба), жгутиками (жгутиконосцами) или ресничками (инфузории). Большинство видов питаются бактериями, грибами или частицами детрита. (Сильвия 2005)

Ризосфера : Зона почвы под влиянием корней растений. (Сильвия и др. .2005)

Почва : Естественный рыхлый материал на поверхности земли, на который повлияли материнский материал, климат (включая влияние влаги и температуры), макро- и микроорганизмы и рельеф, которые действуют в течение периода время для создания почвы, которая может отличаться от материала, из которого она была получена, по многим физическим, химическим, минералогическим, биологическим и морфологическим свойствам.Словарь терминов почвоведения. (Мэдисон, Висконсин: ASA, CSSA и SSSA 2010).

Биота почвы : Состоит из микроорганизмов (бактерий, грибов и водорослей), почвенных животных (простейшие, нематоды, клещи, коллемболы, пауки, насекомые и дождевые черви) и растений, живущих всю или часть своей жизни в или на почва или педосфера.

Почвенная фауна : Коллекция всех микро- и макроскопических животных в данной почве.

Пищевая сеть почвы : Состоит из сообщества организмов, которые всю или часть своей жизни живут в педосфере и опосредуют перенос питательных веществ между живыми (биотическими) и неживыми (абиотическими) компонентами педосферы посредством ряда преобразования энергии и питательных веществ по мере того, как один организм или вещество потребляется другими организмами.(Сильвия и др. .2005)

Органическое вещество почвы : Органическая фракция почвы, за исключением остатков неразложившихся растений и животных (Sylvia 2005)

Структура почвы : Расположение частиц почвы в небольшие комки, называемые слоями. Подобно тому, как ингредиенты в тесте для торта связываются вместе, образуя пирог, частицы почвы (песок, ил, глина и даже органические вещества) связываются вместе, образуя лепешки. Пешеходы имеют различную форму в зависимости от их «ингредиентов» и условий, в которых они образовались: намокание и высыхание или замерзание и оттаивание, или даже люди, идущие по земле или обрабатывающие ее.Формы педов примерно напоминают шары, блоки, колонны и тарелки. Между педалями есть промежутки или поры, в которых могут перемещаться воздух, вода и организмы. Размеры пор и их форма варьируются от структуры почвы к структуре почвы. Словарь терминов почвоведения. (Мэдисон, Висконсин: ASA, CSSA и SSSA 2010).

Текстура почвы : частицы, из которых состоит почва, подразделяются на три группы по размеру: песок, ил и глина. Частицы песка самые большие, а частицы глины самые маленькие.Хотя почва может состоять из песка, глины или ила, это бывает редко. Вместо этого большинство почв представляют собой комбинацию трех. Относительное процентное содержание песка, ила и глины — вот что придает почве ее текстуру. Например, суглинистая почва содержит примерно равные части песка, ила и глины. Словарь терминов почвоведения. (Мэдисон, Висконсин: ASA, CSSA и SSSA 2010).

Специфическое подавление : Микроорганизмы-антагонисты в ризосфере и в молодых поражениях корней, которые ограничивают инфекцию и вторичное распространение возбудителя через гифы бегунков вдоль корней.(Сильвия 2005)

Водоудерживающая способность почвы : Отношение объема воды, которую пористая среда после насыщения будет удерживать против силы тяжести, к объему пористой среды (Ломан и др. , 1972).

Трофические уровни : Уровни пищевой цепи. К первому трофическому уровню относятся фотосинтезаторы, получающие энергию от солнца. Организмы, питающиеся фотосинтезаторами, составляют второй трофический уровень. Организмы третьего трофического уровня поедают организмов второго уровня и так далее.Это упрощенный способ мышления о пищевой сети. Фактически, некоторые организмы поедают представителей нескольких трофических уровней. Веб-сайт Службы охраны природных ресурсов (NRCS), биология почвы, 2000 г. (проверено 20 июля 2011 г.) (http://www.soils.usda.gov/sqi/concepts/)

Почвенный организм — обзор

3 Почвенные микроорганизмы: инструменты анализа окружающей среды

Почва имеет неоднородную, разнообразную и пористую структуру, состоящую из жидкой, газообразной и твердой фаз (Fredlund and Rahardjo, 1993).Жидкая фаза составляет 25% от общего объема почвы и выполняет различные виды соответствующих функций в почвенной экосистеме, например, в качестве транспортного агента, химического растворителя, доступного запаса питательных веществ и источника воды для метаболической активности почвы. биота и растительность (Porta Casanellas et al., 1998). Газовая фаза также составляет 25% от общего объема почвы и в основном состоит из неорганических элементов (N 2 , O 2 , CO 2 ), паров (H 2 O 2 и / или NH 4 ) и летучие органические элементы, такие как углеводы, органические кислоты, спирты, масла и пестициды (Certini and Scalenghe, 2006).На последнем этапе твердая фаза составляет 50% от общего объема почвы. Эта фаза в основном представлена ​​неорганическими и органическими твердыми компонентами, которые составляют 45% и 5% соответственно от объема почвы. Неорганическая фаза состоит из минералов, которые классифицируются как песок, ил и частицы глины (Schulten and Leinweber, 2003). Органический компонент состоит из неживой фазы, обычно известной как ПОВ, и живой фазы, в которой обитают почвенные микроорганизмы, почвенная фауна и флора (Nieder and Benbi, 2008).Почва — важная среда обитания тысяч связанных с ней организмов.

Почвенные организмы можно классифицировать следующим образом:

1.

Микроорганизмы (грибы, бактерии, археи и вирусы)

2.

Фауна (простейшие, аннелиды, членистоногие, нематоды и моллюски)

3.

Флора (растения и водоросли)

Почвенные микроорганизмы, такие как грибы, бактерии, простейшие и вирусы, составляют значительную часть живой биомассы Земли, а поверхностные почвы, по оценкам, содержат 10 3 –10 4 кг микробной биомассы на гектар (Fierer et al., 2007). Существует большое разнообразие микроорганизмов, и они могут физиологически различаться по температуре, а также по потреблению кислорода (Pelczar et al., 1981). Эти микроорганизмы могут встречаться в ассоциации с частицами глины или органическим веществом, в ризосфере растений и небольшими колониями в порах между частицами. С количественной точки зрения количество микроорганизмов в почве может варьироваться в зависимости от глубины почвы; разнообразие микроорганизмов увеличивается с уменьшением глубины (Alexander, 1977).Некоторые исследования, проведенные в засушливых почвах, показали, что во внешних слоях почвы больше бактерий, чем во внутренних. В этих исследованиях количество ДНК, экстрагированной из почвенных микроорганизмов, было уменьшено по сравнению с увеличением глубины (Sait et al., 2002). Разнообразие и численность микроорганизмов чрезвычайно высоки; Фактически, можно оценить, что 1 г почвы содержит 10 10 бактерий, тогда как грибы составляют 90% всей живой микробной биомассы (Schloss and Handelsman, 2006; Bills et al., 2004). Однако знания о микробном разнообразии почвы все еще ограничены. Микробиологические исследования почвы важны, потому что почвенные микроорганизмы быстро реагируют на любое нарушение почвы и, таким образом, являются хорошими, чувствительными и надежными индикаторами здоровья почвы (Griffiths and Philippot, 2013). Кроме того, почвенные микроорганизмы считаются критически важными в любой экосистеме, поскольку они действуют на разложение ПОВ, круговорот питательных веществ и влияют на химические и физические свойства почвы. Это напрямую влияет на плодородие и устойчивость почвы.Микроорганизмы весьма восприимчивы к изменениям в окружающей среде, поэтому изменения в почвенном сообществе могут быть ранним индикатором любого загрязнения или другого нарушения (Cardoso et al., 2013).

Методы сбора информации о микробных сообществах почвы могут быть основаны либо на культивируемых, либо на некультивируемых методах (Rincón-Florez et al., 2013). Однако культивируемые методы известны своей избирательностью. Они также имеют ограничения, потому что более 99% почвенных микроорганизмов остаются некультивируемыми и не представляют реального разнообразия почвы.Таким образом, из-за этих ограничений молекулярные методы, основанные на геномных подходах, представляют собой полезные инструменты для идентификации микроорганизмов, а также могут помочь нам понять взаимодействия между микроорганизмами, обнаруженными под землей, и их роль в различных экологических процессах (Kavamura and Esposito, 2010).

Микробиологическое исследование образца почвы важно не только для углубления нашего понимания микробного состава, но и потому, что почвенные микроорганизмы быстро реагируют на нарушения; они могут предоставить мгновенные данные о состоянии почвы (Cardoso et al., 2013). Это может быть особенно полезно в конкретных системах, например, в сельскохозяйственных почвах, в которых микроорганизмы находятся под угрозой из-за агрономических операций, или в определенных районах, загрязненных такими загрязнителями, как тяжелые металлы (Paz-Ferreiro and Fu, 2013). В случае почв, загрязненных тяжелыми металлами, микроорганизмы играют важную роль, потому что здоровье и качество почвы проявляются через функции, которые они выполняют в почвенной экосистеме и развитии растений (Xian et al., 2015). В микробиологическом исследовании можно использовать несколько подходов для наблюдения за изменениями функциональности, численности и разнообразия почвенных микроорганизмов.В таблице 12.1 приведены основные методы исследования микробиологии почвы. Тем не менее оценка ферментов почвы представляет собой один из наиболее чувствительных и надежных подходов к оценке состояния почвы, поскольку ферменты быстро реагируют на нарушения окружающей среды (Rao et al., 2014). Ферменты могут использоваться в качестве хороших биоиндикаторов для почв, подверженных воздействию различных ксенобиотических веществ, стрессовых условий, методов управления и загрязненных тяжелыми металлами (Rao et al., 2014).Ферменты играют важную роль в биологии почвы, а также в круговороте питательных веществ, поскольку они катализируют многие биохимические реакции, необходимые для развития и роста микроорганизмов и растений (Griffiths and Philippot, 2013). Кроме того, ферментативная активность регулирует высвобождение питательных веществ, необходимых как микроорганизмам, так и растениям, и участвует в разложении органических остатков. Они участвуют в газообмене между почвой и атмосферой, а также в образовании агрегатов (Cardoso et al., 2013). Ферменты можно разделить на четыре группы: (1) окислительно-восстановительные оксидоредуктазы, (2) трансферазы, участвующие в переносе функциональных групп, (3) гидролазы, участвующие в гидролизе, и (4) лиазы: отщепление групп с образованием двойных связей. Наиболее важными ферментами почвы являются оксидоредуктазы и гидролазы (Karaca et al., 2011, таблица 12.2).

Таблица 12.1. Методологии, используемые для микробиологических исследований почвы

клеток и питательных веществ 904 Уровень сообщества l физиологический профиль 9 0437 : ARISA, автоматический анализ межгенных спейсеров рибосом; ARDRA, рестрикционный анализ амплифицированной рибосомной ДНК; АТФ, аденозинтрифосфат; С, углерод; CO 2 , диоксид углерода; DGGE, денатурирующий градиентный гель-электрофорез; LH-PCR, ПЦР с неоднородностью длины; ПЦР, полимеразная цепная реакция; N, азот; P, фосфор, PFLA, фосфолипиды жирных кислот; q CO 2 , микробный метаболический коэффициент; RAPD, случайная амплифицированная полиморфная ДНК; RISA, анализ межгенных спейсеров рибосом; S, сера; SSCP, однонитевой конформационный полиморфизм; TGGE, гель-электрофорез в температурном градиенте; T-RFLP, фингерпринтинг полиморфизма длины концевого рестрикционного фрагмента.

Таблица 12.2. Классификация почвенных ферментов

Методики Функция Тип измерения
Микробная биомасса Источник и / или сток углерода и питательных веществ
Микробное дыхание почвы Микробная минерализация органического углерода Количественная оценка микробов с помощью CCO 2 эволюция
q CO 2 Условия метаболизма микробных сообществ Количество выделенных микробов на единицу CCO микроорганизм во времени
Функциональные группы микробов (почвенные ферменты) Круговорот питательных веществ (C, N, P, S) Функциональное разнообразие почвенных микроорганизмов
Biolog EcoPlate Systems Метаболическое разнообразие микробного сообщества
Функциональные генные массивы (на основе РНК) Идентификация функциональных генов микробов Потенциальная функциональность генов почвенного сообщества
Секвенирование следующего поколения (метатранскриптомическое) Экспрессия микробных генов идентификация из различных сред
Исследование стабильных изотопов Идентификация активных членов микробных сообществ Функциональность микробных сообществ почвы
Дактилоскопия (DGGE, TGGE, SSSCP, T-FRLP, ARISA, RISA ПЦР, ARDRA, RAPD) Экстракция, амплификация и разделение ДНК Генетическое разнообразие почвенных микробных сообществ
Фосфолипидные жирные кислоты (профилирование PFLA) Количественная оценка и определение жирных кислот Разнообразие микробных сообществ и количественная оценка
Аденозин-5′-трифосфат Определение АТФ Количественная оценка микробной биомассы
Культивирование (колониеобразующие единицы) Культура микроорганизмов в селективных или специфических средах Разнообразие и пересчет почвенных микроорганизмов
LIVE / DEAD BacLight kit Анализ жизнеспособности бактерий на основе флуоресценции Количественная оценка микробных сообществ
Количественная ПЦР Выделение ДНК и амплификация целевого гена Изменения в активности микроорганизмов
9044 амилаза анаэробные бактерии лиазы Минерализация N
Активность Фермент Цикл Функция Микроорганизм
Гидролазы-глюкозидаза C-глюкозидаза Несколько C-глюкозидаза Клетка C-глюкозидаза C Деградация целлюлозы с высвобождением глюкозы В основном грибы, а также бактерии
Фосфатаза (кислая и щелочная) P Органический цикл фосфора Алкалиновые микроорганизмы с несколькими кислыми фосфатами
Уреаза N Минерализация органического азота до аммиака / аммония Несколько
Протеаза N Гидролиз пептидных связей Несколько Ales1 Несколько Als ароматический сложный эфир сульфата в фенолы и сульфат Несколько
Оксидоредуктазы Каталаза Внутриклеточный фермент, участвующий в H 2 O 2 удаление Аэробная Внутриклеточный фермент, участвующий в цикле Кребса Все аэробные
Дифенолоксидаза C Превращение фенольных соединений в хиноны (кислые гуминовые образования) Некоторые из них обладают потенциальной способностью разлагать рекальцитрантные органические соединения
Фенилаланинаммиаклиаза N Превращение 1-фенилаланина в NH 3 и коричную кислоту Несколько
Трансферазы Трансаминаза N
Трансгликозилаза C Органическое окисление C Несколько

C, углерод; N, азот; NH 3 , аммиак; P, фосфор; S, сера.

Эти ферменты подходят для обнаружения тяжелых металлов в почвах, а также для различения уровней загрязнения (Niemeyer et al., 2012). Влияние тяжелых металлов на ферментативную активность почвы и в целом на микробные процессы в почве зависит от биодоступности этих соединений в почве. Эта биодоступность связана с некоторыми химическими и физическими свойствами почвы, такими как pH, органическое вещество, глина, содержание оксида железа и растительные экссудаты, а также с природой и составом тяжелого металла (de Santiago et al., 2013). Кроме того, органическое вещество почв может играть важную роль как в росте, так и в активности почвенных микробных сообществ, поскольку тяжелый металл может иммобилизоваться гуминовыми и фульвокислотами, что еще больше снижает его доступность для микроорганизмов (Rao et al., 2014). В случае Hg исследования, проведенные на агрономической почве, которая в течение длительного времени была сильно загрязнена этим металлом, не показали отрицательного и / или пагубного воздействия Hg на микробную активность почвы. Этот результат может быть связан с нерастворимой формой Hg в почве или, возможно, с микроорганизмами, и их ферментативная активность адаптировалась к присутствию Hg (Ruggiero et al., 2011). Точно так же разные типы почвы, загрязненные разными дозами Hg, демонстрируют разные уровни воздействия на микробную биомассу почвы с течением времени. В этом исследовании авторы наблюдали снижение микробной биомассы в трех типах почв с разными агрохимическими свойствами; однако со временем положительная корреляция между микробной биомассой и воздействием ртути наблюдалась только в одном типе почвы (Casucci, 2003). В дополнение к этому результату мы должны учитывать, что некоторые гетеротрофные бактерии адаптированы к Hg, вероятно, из-за стимуляции высвобождения питательных веществ в окружающую среду в результате лизиса бактериальных клеток, индуцированного Hg (Rasmussen and Sorensen, 2001).Степень воздействия Hg на ферменты почвы варьируется в зависимости от агрохимических характеристик почвы, концентрации Hg, времени воздействия и типа фермента. Dumonet et al. (1997) предположили, что количественная оценка гидролиза диацетата флуоресцеина может быть подходящим инструментом для измерения пагубного воздействия ксенобиотических соединений на микробную биомассу. Фактически, после кратковременного воздействия Hg в самой высокой концентрации наблюдалось снижение этой активности. Точно так же фосфатаза может использоваться как хороший показатель ксенобиотических эффектов в отношении микробной каталитической активности, а арилсульфатаза является косвенным показателем грибной биомассы, содержащей сульфат сложного эфира (Doelman and Haanstra, 1989; Bandick and Dick, 1999).Casucci et al. (2003) наблюдали низкие уровни ферментов фосфатазы и арилсульфата в почвах, загрязненных Hg: уровни активности со временем снижались при концентрации 10 мкМ. Однако этот эффект может варьироваться в зависимости от агрохимических свойств почвы. Об этом свидетельствует тот факт, что при тех же условиях воздействия ртути фосфатаза может увеличивать свою активность со временем инкубации. Такое различное поведение ферментов, фосфатазы и арилсульфатазы в различных типах почв может быть связано с присутствующим содержанием органических веществ, поскольку оно может защитить ферменты от денатурализации.Другие ферменты не могут изменять свою активность в присутствии Hg — например, o -дифенолоксидаза не может из-за ее участия в первой стадии полимеризации органического вещества в почвах. Не исключено, что гибель некоторых микроорганизмов в результате воздействия ртути может повысить уровень органического вещества в почвах и стимулировать активность — -дифенолоксидазы (Casucci et al., 2003).

Механизм, с помощью которого Hg вызывает снижение некоторых ферментов почвы, можно отнести к:

1.

Ртуть, обладающая сродством к тиоловым группам в белках (Robinson and Tuovinne, 1994; Velasco et al., 1999).

2.

Прямое ингибирование экспрессии ферментов (т.е. ферментов гидролаз).

3.

Дезактивация ферментативных реакций.

4.

Ртуть, возможно, реагирует с активными группами ферментов и / или с фермент-субстратными комплексами.

Почвенные организмы и виды — жизнь под ногами

Дождевой червь (Lumbricus terrestris)

Почва также является домом для многих различных видов живых существ.Отдельное живое существо известно как организм, и все организмы того же типа известны как разновидность. Вид определяется как все организмы которые могут воспроизводиться друг с другом и давать плодородное потомство.

В мире существуют миллиарды дождевых червей — каждый дождевой червь индивидуальный организм, но все они являются представителями вида дождевых червей.

Поскольку ученые всего мира работают вместе, и эти ученые говорят на многих языках, они нельзя называть дождевых червей их общим названием «дождевые черви».»Вместо этого ученые всего мира используют имя из двух слов. что происходит от латинского для обозначения вида. Например, обыкновенный дождевой червь (на фото справа) известен тем, что ученые, как Lumbricus terrestris.

Важным показателем здоровья такой экосистемы, как почва, является разнообразие видов, обитающих в этой экосистеме. экосистема. Разнообразие видов, обитающих в любой естественной среде, известно как биоразнообразие. Биоразнообразие почвенной среды является одним из самых больших на Земле.

Биоразнообразие

Есть много способов определить биоразнообразие. Самый простой способ — подсчитать количество видов в экосистеме и количество отдельных организмов каждого вида. Но это проблема, потому что многие виды почвенных организмов никогда не были идентифицированы — слишком много видов и слишком мало почвенных экологов!

Размеры многих видов, обитающих в почве, варьируются от крошечных одноклеточных бактерий, водорослей, грибов и простейших до более сложные организмы, такие как дождевые черви, насекомые, мелкие позвоночные и растения.В таблице ниже показаны шесть из множества видов, которые живут в почве на востоке США.

Поскольку в почве так много разных видов, как все эти существа живут с одним? другой и их окружение? Какую роль эти почвенные организмы играют в своей экосистеме? Чтобы ответить на эти вопросы, экологи пытаются использовать методы исследования, описанные на предыдущей странице, чтобы понять, какие организмы необходимы для выживания, и какой вклад эти организмы вносят в окружающую среду.

.
Prev post Ограничитель в детскую кроватку: мягкие кроватки с защитными бортами-ограничителями для детей, надувные барьеры-подушки, модели от Ikea
Next post Детские кровати угловые для двоих детей: Страница не найдена - Все о мебели

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *