Санитарная микробиология почвы микрофлора почвы

Почва является главным резервуаром и естественной средой обитания микроорганизмов в природе, которые при­нимают активное участие в процессах формирования и самоочищения почвы, а также в круговороте веществ в при­роде (азота, углерода, серы, железа и других соединений). Почва формируется из горных пород, разрушающихся под действием ветра, воды, живых организмов, и из органи­ческих соединений, образующихся в результате гибели и разложения растений и животных. Разнообразные микро­организмы почвы обитают в водных и коллоидных пленках, которые как бы обволакивают почвенные частицы. Широко осуществляется передвижение и расселение почвенных подвижных бактерий по гифам грибов, вокруг которых так­же обнаруживаются микроскопические тонкие водные пленки.

Качественный состав микрофлоры почвы очень разно­образен: множество видов бактерий (преимущественно спорообразующих), актиномицетов, спирохет, архибакте­рий, простейших, сине-зеленых водорослей, микоплазм, гри­бов, вирусов. Состав и соотношения между различными группами микроорганизмов изменяются в зависимости от вида почвы, способов ее обработки, содержания органи­ческих веществ, влаги, от климатических условий и многих других причин. Так, в песчаных почвах, хорошо аэрирую­щихся, преобладают аэробные микроорганизмы, в глинис­тых, влагоемких, в которые проникновение кислорода затруднено, живут в основном анаэробы. Микроорганизмы почвы способны размножаться при температуре от 25 до 45° С, термофильные — при более высокой температуре.

Микроорганизмы находятся в сложном биоценозе, характеризующемся антагонистическими и симбиотическими взаимоотношениями как между собой, так и с растениями. В околокорневой зоне растений бактерий особенно много: они образуют зону интенсивного размножения и повышенной активности, называемой ризосферой. Микрофлора ризосферной зоны почвы значительно богаче, разнообразнее и отличается специфичностью для каждого вида растений. Микроорганизмы обладают положительным хемотаксисом в отношении корневых выделений растений и, участвуя в процессах минерализации органических соединений (накапливающихся отмерших клеток корней), обеспечивают растения легкоусвояемыми минеральными веществами, веществами типа витаминов и ауксинов, способствующих активизации метаболизма растений. В самой почве идет непрерывная борьба за существование, конкуренция за питание, кислород и т. д. Нередко жизнедеятельность одних групп бактерий подавляется действием антибиотических веществ или бактериоцинов, выделяемых другими группами.

Количество микроорганизмов в почве достигает нескольких миллиардов в 1 г. Больше всего их в унавоженной почве и почве, подвергающейся обработке (пахоте и аэрации), — до 4,8-5,2 млрд., меньше — в лесной почве, в песках — 1,2-0,9 млрд. Живая масса микроорганизмов в почве на 1 га в среднем составляет около 1000 кг. Численность микроорганизмов подвержена сезонным колебаниям: весной число особей увеличивается, достигая максимума к лету, в разгар лета уменьшается, по-видимому, в результате наиболее активного воздействия солнечных лучей, осенью опять увеличивается и снижается зимой.

Распределение микробов в почве неравномерно. На поверхности и в слое толщиной 1-2мм относительно мало микробов, несмотря на постоянное обсеменение почвы, что объясняется губительным действием ультрафиолетовых лучей солнца и высушивания. Наиболее обильна микрофлора на глубине 10-20 см. В этом слое протекают основные биохимические процессы превращения органических веществ, обусловленные жизнедеятельностыо разнообразных микроорганизмов, последовательно сменяющих друг друга. В более глубоких почвенных слоях флора становится скудной и на глубине 4-5 м микроорганизмы обнаруживаются в очень маломчисле. Вода, получаемаяиз артезианских скважин, практически стерильна, что можно объяснить фильтрационными свойствами почвенных комочков и отсутствием для питания бактерий необходимых органических соединений.

В составе микрофлоры почвы принято выделять так называемые физиологические группы микроорганизмов, которые участвуют в различных процессах и на раз­ных этапах постепенного разложения органических ве­ществ.

1. Бактерии-аммонификаторы, являющиеся гнилостны­ми микроорганизмами, вызывают гниение остатков расте­ний, трупов животных, разложение мочевины. В процессе гниения участвуют аэробные бактерии — В. subtilis, В.mesentericus, Sеrrаtiа mаrcescens, бактерии рода Рrоteus; гри­бы рода Аspеgillus, Мucor, Реnicillium; анаэробы — С.вsporogenes, С.рutrificum; уробактерии — Urobacillus раsteuri, Sаrcina ureае, расщепляющие мочевину.

2. Нитрифицирующие бактерии: Nitrosomonas и Nitrobacter. Nitrosomonas обладают способностью окислять аммиак (образующийся как результат жизнедеятельности аммонифицирующих бактерий) до азотистой кислоты, образуя нитриты. При деятельности Nitrobacter азотистая кислота окисляется до азотной и превращается в нитраты. Нитрифицирующие бактерии были открыты в 1899 г. основателем почвенной микробиологии С. Н. Виноградским, который показал, что процесс нитрификации идет в два этапа, и что нитрифицирующие бактерии обладают автотрофными свойствами и исключительной специфич­ностью действия. Значение микробов в процессе нитрифи­кации очень точно охарактеризовано самим С. Н. Вино-градским: «Микробы являются главными агентами вызван­ного жизнью и необходимого для правильной смены жизни круговорота веществ; они являются живыми носи­телями бесчисленно разнообразных реактивов, можно даже сказать воплощенными реактивами, без которых немыслимы были бы многие из необходимых процессов, составляющих этот круговорот, и нам ясно, что только основные качества живых существ — способности размно­жения, распространения, приспособления и наследствен­ность — обеспечивают этим процессам должную пластич­ность, самопроизвольность и неизбежность».

3. Азотфиксирующие бактерии. Клубеньковые и свободноживущне азотфиксирующие бактерии обладают исключительной способностью усваивать из воздуха атмо­сферный азот и в процессе жизнедеятельности образуют из молекулярного азота белки и другие органические соединения азота, которые используются растениями.

4. Бактерии, расщепляющие клетчатку, вызывающие различные виды брожений, наблюдаемые при разложении микробами органических соединений углерода (молочно-кислое, спиртовое, маслянокислое, уксусное, пропионово-кислое, ацетонобутиловое и др.).

5. Бактерии, участвующие в круговороте серы, железа, фосфора и других элементов — серобактерии, железобактерии и т. д., разнообразные виды которых осуществляют окисление и восстановление этих соединений в природе.

Следует помнить, что микроорганизмы могут выполнять различные физиологические функции, поэтому такое выделение групп условно, к тому же процессы, протекающие в почве, всегда взаимосвязаны, последовательность, давление, темпыих развития зависят от условий окружающей среды.

Знание микрофлоры почвы и тех условий, в которых протекает ее жизнедеятельность, необходимо для правильной оценки санитарным врачом санитарно-микробиологических исследований.