Биологические свойства почвы

Микрофлора почвы. На всех широтах от Арктики до тропиков почва населена многочисленными и разнооб­разными видами микробов. Количество микробов в поч­ве исчисляется обычно сотнями и тысячами миллионов в 1 г. Даже в песках пустынь, где почти отсутствует влага, в 1 г почвы находится до 1 млн микробов.

Микробное население почвы играет огромную роль в круговороте веществ в природе. Превращение веществ в такую химическую форму, в которой их могут исполь­зовать корни растений для питания, происходит непо­средственно при участии микроорганизмов.

Количество бактерий в почве и их видовой состав определяются органическим составом почвы, ее физико-химическими свойствами (степенью кислотности, способностью почвенных частиц адсорбировать бактерии),, температурой, наличием влаги и воздуха и другими причинами.

Жизнедеятельность почвенной микрофлоры связана с разнообразными процессами образования перегноя, фос­фора, серы, углерода, гнилостными, окислительными и восстановительными реакциями, с процессом самоочи­щения почвы и освобождения ее от органических ве­ществ. Одним из существенных факторов, воздействую­щих на жизнедеятельность бактерий почвы, служит вы­деление некоторыми грибками, живущими в почве, антибиотических веществ.

Содержание микроорганизмов в почве изменяется в течение года: зимой количество бактерий в почве умень­шается, весной — сильно увеличивается и достигает мак­симума к началу лета, после чего вновь значительно снижается и повышается осенью. Непосредственно на

поверхности почвы бактерий сравнительно немного, что объясняется бактерицидным действием солнечного све­та и высыханием почвы.

Количество микроорганизмов резко возрастает на­чиная с глубины 1 см, достигая максимума на глубине 10 см. В дальнейшем, по мере углубления в почву, оно быстро убывает. Так, уже на глубине 25 см бактерий в 10—20 раз меньше, чем на глубине 1—2 см. В почвах с хорошей фильтрующей способностью на глубине 3— 4 м и более микроорганизмов практически нет. Бакте­рии задерживаются в поверхностных слоях почвы в про­цессе фильтрации, и по мере углубления в почву умень­шается содержание органических веществ, а также кис­лорода, что имеет особое значение для жизнедеятель­ности аэробных форм бактерий.

Микрофлора почвы состоит из многочисленных ви­дов бактерий, встречаются спириллы, актиномицеты (до 20—30%). Довольно разнообразна и грибная микро­флора. Простейших обнаруживают в поверхностных слоях почвы, преимущественно на участках, богатых ор­ганическими веществами. В большом количестве имеют­ся водоросли.

Минерализация почвы. Микроорганизмы в процессе своей жизнедеятельности разлагают сложные органиче­ские вещества на органо-минеральные и в конечном итоге на простые минеральные соединения. Этот процесс носит название минерализации почвы. Благодаря ему недоступные или малодоступные для корневой системы растений органические вещества переходят в усвояемую форму и, таким образом, обеспечивают плодородие поч­вы. С другой стороны, перевод органических соединений в минеральные связан с очищением почвы и освобожде­нием ее от органических отбросов.

Это разложение может происходить как в аэробных, так и анаэробных условиях. При аэробном разложении, протекающем с выделением тепла (тление), получаются конечные простые окисленные продукты (углекислый газ, вода, азотная и фосфорная кислоты), а при ана­эробных условиях (гниение)—неокисленные (аммиак, сероводород).

Нитрификация и аммонификация. Минерализация белковых веществ, или нитрификация, протекает в двух последовательных фазах. В первой фазе под воздейст­вием большого числа неспецифических бактерий, актиномицетов и плесеней отделяется аммиак: этот процесс называют аммонификацией. Затем аммиак превращает­ся в голи угольной, уксусной и других кислот и погло­щается почвенными коллоидами. В анаэробных усло­виях процесс на этом останавливается, а в аэробных — аммонийные соли подвергаются дальнейшему окисле­нию в соли азотистой кислоты — нитриты; последние переходят в соли азотной кислоты — нитраты. Образую­щиеся кислоты нейтрализуются обычно кальцием с об­разованием нитрита кальция.

Окисление аммонийных соединений осуществляют специфические нитрозобактерии в первой фазе и нитробактерий — во второй. Обе группы нитрифицирующих микробов широко распространены в различных почвах, но для успешной нитрификации необходимы оптимальная тем­пература (30—37 °С), наличии кислорода воздуха, нейт­ральная или слабощелочная реакция почвы и определен­ная влажность (40—70%).

Денитрификация. При ограниченном доступе кисло­рода, например, в почвах, обильно удобренных слабо-разложившимся навозом, заболоченных, сильно уплот­ненных, происходит явление восстановления — денитрификация, при которой соли азотной кислоты восстанав­ливаются до аммиака и свободного азота. В этом про­цессе принимают участие многочисленные денитрифи­цирующие бактерии, широко распространенные в при­роде. Источником энергии для них служат углеводы, спирты, органические кислоты, пептон, аспарагин, моче­вина и другие органические соединения.

Денитрификация может стать преобладающим про­цессом, когда нарушается воздухопроницаемость поч­вы, например в начальный период эксплуатации полей орошения Положительная сторона данного явления со­стоит в том, что при дефиците кислорода воздуха расхо­дуется кислород нитратов, тем самым предотвращается загрязнение ими подземных вод. Часть нитратов, обра­зовавшихся при биохимическом окислении органических веществ, усваивается корнями растений, часть подвер­гается денитрификации, азот нитратов используют ми­кроорганизмы для синтетических процессов. Совокуп­ность процессов минерализации и нитрификации обес­печивает самоочищение почвы.

Патогенная микрофлора почвы. Среди полезных микроорганизмов в почве нередко встречаются и болезне­творные: палочки и споры сибирской язвы, палочки ро­жи свиней, палочки и споры столбняка, возбудители эмфизематозного (шумящего) карбункула, ботулинистических отравлений и др. Вызываемые ими заболевания иногда называют почвенными инфекциями.

Патогенная микрофлора обитает преимущественно в почвах земляных полов скотных дворов, загонов, баз, территорий вокруг них, мест прогона, погрузки и вы­грузки животных на железнодорожном и водном тран­спорту а также в местах захоронения трупов животных. В почву они попадают главным образом с выделениями больных животных, навозом, трупами, различными за­раженными органическими отбросами и сточными вода­ми. Однако условия для размножения и сохранения в почве многих патогенных видов бактерий далеко не бла­гоприятны. Тем не менее некоторые патогенные микро­организмы могут сохранять свою вирулентность в тече­ние длительного срока, а иногда десятилетиями.

В почве длительно (20—25 лет) сохраняются споры патогенных анаэробных микроорганизмов: возбудите­лей розовой гангрены и злокачественного отека, столб­няка, сибирской язвы, эмфизематозного карбункула, ботулизма, которые постоянно присутствуют в почве на территории животноводческих ферм. Особое значение имеет обнаружение в почве возбудителя сибирской яз­вы. Он попадает в почву вместе с выделениями боль­ных животных, слюной, мочой и испражнениями. Мас­совое инфицирование почвы происходит при зарывании сибиреязвенных трупов (скотомогильники). Заражение скота происходит при поедании травы, зараженной спо­рами.

Случаи столбняка и газовой гангрены отмечают при ранениях животных и их травматических повреждениях в результате загрязнения ран почвой содержащей воз­будителей этих заболеваний. Поэтому животным, имею­щим раны, загрязненные землей, необходимо вводить противостолбнячную сыворотку.

Почва играет большую эпизоотическую роль в рас­пространении гельминтозов, особенно таких, как аска­ридоз, диктиокаулез, гемонхоз, мониезиоз, амидостомоз и др. Паразитические черви, вызывающие эти заболева­ния, носят название геогельминтов, так как в почве про­ходит определенный цикл их развития. Кроме того,

почва служит местом обитания промежуточных хозяев гельминтозов, как, например, при фасциолезе (мол­люск), метастронгилезе (дождевые черви) и др.

Наряду с геогельминтами иногда встречаются и био­гельминты. К ним, например, относят свиного и бычье­го цепней. Они совершают очень сложный цикл разви­тия: человек — почва — корм — животное.

В почве развиваются также и паразитические насе­комые— переносчики многих инфекционных заболева­ний— мухи, мошки, слепни, оводы. Она служит местом обитания и размножения грызунов, являющихся источ­никами таких опасных инфекций, как бешенство, чума, туляремия и др.