13. Микроорганизмы

Микроорганизмы играют исключительно важную роль не только в почвообразовании, но и в функционировании биосферы вообще. С их жизнедеятельностью во многом связаны свойства осадочных пород, состав атмосферы и природных вод, геохимические круговороты таких элементов, как углерод, азот, сера, кислород, водород, фосфор, кальций, калий, железо. Только микроорганизмы способны доводить процессы разложения растительного и животного органического вещества до полной минерализации.

На распределение микроорганизмов в почвенном профиле в первую очередь влияет запас органического вещества. Наибольшая численность микроорганизмов обнаруживается в верхних органогенных горизонтах. С глубиной их количество убывает более или менее резко в зависимости от типа почвы.

Б а к т е р и и — наиболее распространенная группа микроорганизмов в почве. Количество их может достигать несколько миллиардов в 1 г почвы.

А к т и н о м и ц е т ы — группа микроорганизмов, связанных с бактериями рядом переходных форм. Актиномицеты используют в качестве источника углерода разнообразные органические соединения, в том числе гемицеллюлозу, целлюлозу, белки и даже лигнин.

Г р и б ы — обширная группа нитевх4Дньа гетеротрофных микроорганизмов. Их численность достигает 1 млн на 1 г почвы. Особенно обильно грибная микрофлора развивается в горизонтах, обогащенных мертвым органическим веществом (лесная подстилка).

14. Роль микроорганизмов в превращениях важнейших биофильных элементов

С деятельностью микроорганизмов связаны циклы превращения многих элементов.

Цикл углерода. В основе существования всех форм жизни на Земле лежит круговорот углерода. Ежегодно из атмосферы в биосинтетические процессы, протекающие на суше, вовлекается от 20 до 35 млрд т СО₂. Фотосинтетическое связывание углерода и перевод его в органические соединения осуществляются главным образом растениями и водорослями. Органическое вещество, синтезированное этими организмами, перерабатывается на разных уровнях жизни консументами и редуцентами, формирующими трофические цепи, или цепи питания.

Цикл азота. Азот — важнейший элемент питания растений, но в большинстве почвообразующих пород он практически отсутствует. Круговорот азота в природе состоит из нескольких основных звеньев, в которых главными агентами выступают микроорганизмы.

Азотфиксация — главное звено в цикле азота. Осуществляется свободными и симбиотическими микроорганизмами — азотфиксаторами. Благодаря микробиологической фиксации атмосферного азота происходит включение его в биохимические циклы почвенной биоты с образованием белков и других азотсодержащих соединений. Аммонификация — процесс минерализации азотсодержащих органических соединений с образованием аммиака, вызываемый бактериями, грибами и актиномицетами.

Нитрификация — процесс образования из аммиака окисленных соединений азота (нитритов и нитратов).

Денитрификация — процесс восстановления нитратов до газообразных Оксидов и молекулярного азота. Многие почвенные микроорганизмы способны к денитрифицикации, но основную роль в этом процессе играют анаэробные бактерии, использующие кислород нитратов для окисления органических веществ или серы.

Иммобилизация — процесс закрепления аммонийных и нитратных форм азота в клетках микроорганизмов.

Превращение соединений фосфора. В питании растений фосфор занимает второе место после азота.

Фосфор органических соединений переходит в доступное состояние после минерализации микроорганизмами, многие из которых продуцируют ферменты (фосфотазы, фитазы и др.), расщепляющие фосфорорганические соединения. Итак, разные группы растений, животных и микроорганизмов находятся в постоянном взаимодействии между собой и географической средой. В результате их жизнедеятельности образуются новые вещества биогенного происхождения: гумус, вторичные минералы, органо-минеральные комплексы, водорастворимые органи- ческие соединения, в том числе и физиологически активные вещества, комплекс ферментов, минеральные соединения азота, фосфора, серы и других биофильных элементов в доступной для растений форме.