Изучение численности отдельных физиологических групп почвенных микроорганизмов в зависимости от антропогенной нагрузки

Оглавление

Введение

1. Обзор исследовательской литературы

1.1 Почва как среда обитания микроорганизмов

1.2 Некоторые физиологические группы почвенных бактерий

1.3 Значение микроорганизмов почвы

2. Материалы и методы эмпирического исследования

2.1 Объект исследования

2.2 Количественный учет

2.2.1 Определение количества клеток высевом на плотные питательные с

реды (чашечный метод Коха)

2.2.2 Определение количества клеток высевом в жидкие среды (метод предельных разведений)

2.2.3 Подсчет клеток на фиксированных окрашенных мазках (метод Виноградского – Брида)

2.3 Среды и условия культивирования

3. Результаты и их обсуждение

Заключение

Список использованной литературы

Приложение

Введение

Почва является важнейшим компонентом любого биогеоценоза, а, следовательно, и биосферы в целом. Плодородие почвы в значительной мере определяет продуктивность природных ценозов и агроценозов и, в свою очередь, зависит от жизнедеятельности населяющих ее микроорганизмов. Изменения, происходящие в микробоценозах почв, в связи с различным использованием человеком земель являются объективными показателями качества почв. Для человечества важной является задача сохранения плодородия почв, поэтому необходимо продолжать изучать и устанавливать определенные микробиологические критерии, позволяющие оценить антропогенную нагрузку на почву.

Цель работы: изучение динамики численности отдельных физиологических групп почвенных микроорганизмов в зависимости от антропогенной нагрузки на примере серой лесной почвы и чернозема выщелоченного.

Для достижения данной цели решали следующие задачи:

1) определить общую численность бактерий в образцах серой лесной почвы и чернозема выщелоченного;

2) определить численность основных физиологических групп аэробных и анаэробных бактерий (сапротрофы, азотфиксаторы, маслянокислые бактерии, сульфат- и железоредукторы) в почвенных образцах;

3) определить соотношение аэробных и анаэробных бактерий;

4) выявить основные закономерности динамики численности бактерий в связи с интенсификацией сельскохозяйственного использования почвы;

5) установить особенности динамики численности исследованных групп бактерий в зависимости от типа почвы.

1. Обзор исследовательской литератур

1.1 Почва как среда обитания микроорганизмов

Для микроорганизмов почва выступает как сложная гетерогенная система микросред с резко различающимися условиями обитания в каждом отдельном микролокусе. Так, микроорганизмы, обитающие на поверхности почвенных агрегатов и внутри них, развиваются в совершенно разных условиях по доступности питательных веществ, кислорода, влажности, температуры, рН и др. В результате этого, почва содержит огромное количество и биоразнообразие микроорганизмов, которые и обуславливают протекание ряда почвообразовательных процессов. Кроме того, микроорганизмы являются необходимым звеном в круговороте всех биогенных элементов, участвующих в почвообразовании и в поддержании почвенного плодородия [5]. По мнению Д. Г. Звягинцева [8], до сих пор из почвы удалось выделить далеко не все обитающие в них микроорганизмы, нет четких представлений о специфике развития микробов в почвах, трудно описать кинетику вызываемых ими процессов. Численность микроорганизмов измеряется величинами порядка 106 - 109 кл/г почвы.

Состав и количество микроорганизмов почвы зависит от многих факторов: влажности, температуры, от характера и количества питательных веществ, кислотности и др. Плодородные почвы с большим количеством органических веществ содержат значительно большее число микроорганизмов, чем глинистые почвы или почвы пустынь. Распределение микробов в почве также неравномерно. Верхний слой (1,0–2,0 см) содержит меньше микроорганизмов, так как они быстро отмирают под действием прямых солнечных лучей и высушивания. Слой, глубиной 10,0–20,0 см, наиболее заселен разнообразными микроорганизмами, под влиянием которых в нем протекают различные биохимические процессы [5]. С глубиной количество микробов постепенно снижается в связи с уменьшением питательных веществ, концентрации кислорода, изменением рН и окислительно-восстановительных условий и в связи с этим, изменяется доступность для микроорганизмов ряда биогенных элементов.

Микрофлора почвы чрезвычайно разнообразна в видовом отношении. В ней встречаются различные физиологические группы микроорганизмов: сапротрофные, олиготрофные, нитрифицирующие, азотфиксирующие, денитрифицирующие, целлюлозоразрушающие, бродильные, сульфат - и железовосстанавливающие бактерии и др. Среди них могут быть аэробные и анаэробные микроорганизмы, спорообразующие и неспорообразующие, пигментированные и непигментированные, гигрофильные и ксерофильные и т.д. Кроме того, в почве содержатся разнообразные грибы, простейшие, водоросли, вирусы [1].

1.2 Некоторые физиологические группы почвенных бактерий

Сапротрофные аэробные и анаэробные бактерии

Сапротрофные бактерии (гр. sapros – гнилой; throphe – пища) осуществляют процесс минерализации органических веществ различного происхождения в аэробных и в анаэробных условиях. К этому причастны гетеротрофные прокариоты различных таксономических и физиологических групп. Минерализация органических соединений в аэробных и микроаэробных условиях при участии аэробных и факультативно анаэробных гетеротрофных бактерий происходит с образованием, главным образом, низкомолекулярных соединений – СО2, Н2О, NH3, H2S и др. Анаэробная биодеградация органических соединений происходит в три-четыре последовательных этапа. Начальной стадией разрушения органических веществ является их гидролиз до простых соединений (аминокислоты, моносахара, глицерол, жирные кислоты и т.д.). К анаэробным бактериям, осуществляющим этот процесс в природе, относятся, например, некоторые представители рода Clostridium. На втором этапе действуют микроорганизмы, сбраживающие образованные на первой стадии органические вещества в анаэробных условиях с образованием, главным образом, летучих жирных кислот (уксусная, молочная, пропионовая, масляная, янтарная и др. кислоты) и Н2. К бактериям, осуществляющим процесс брожения, относятся, например, уксуснокислые, молочнокислые, маслянокислые, пропионовокислые бактерии. На последней стадии анаэробного разложения органического вещества продукты брожения при участии высокоспециализированных групп метанобразующих и сульфатвосстанавливающих бактерий расходуются с образованием CH4 и H2S, соответственно [11].

Азотфиксирующие бактерии

Азотфиксирующие бактерии (азотфиксаторы), усваивают молекулярный азот атмосферы (N2). В процессе азотфиксации N2 восстанавливается до NН4+, который реагирует с кетокислотами, образуя аминокислоты. Азотфиксаторы живут либо свободно в почве (свободно живущие или ассоциативные азотфиксаторы), либо в симбиозе с высшими растениями (симбиотические азотфиксаторы). Ежегодно азотфиксирующие бактерии вовлекают в азотный фонд почвы нашей планеты до 190 млн. т азота [2].

Железовосстанавливающие бактерии

 Скачать реферат