3.2.1 Роль микроорганизмов в образовании почвы

Гипергенез готовит основу, субстрат, который в определенных условиях может быть преобразован в почву. Важными факторами образования почвы являются живые организмы, в первую очередь это система: микроорганизмы почвы – растения, обеспечивающие опад, преобразуемый в гумус.

Почвенные микроорганизмы - совокупность разных групп микроорганизмов, для которых естественной средой обитания служит почва. Они играют важную роль в круговороте веществ в природе, почвообразовании и формировании плодородия почв, могут развиваться не только непосредственно в почве, но и в разлагающихся остатках растительного и животного происхождения. В почве встречаются также некоторые болезнетворные микробы, водные микроорганизмы и другие, случайно попавшие в почву (при разложении трупов, из желудочно-кишечного тракта животных и человека, с поливной водой или другими путями) и, как правило, быстро в ней погибают. Однако некоторые из них сохраняются в почве длительное время (например, сибиреязвенные бациллы, возбудители столбняка) и могут служить источником инфекции для человека, животных, растений.

По общей массе микроорганизмы почвы составляют большую часть микроорганизмов нашей планеты: в 1 г чернозема содержится до 10⁹ (иногда и более) живых микроорганизмов, что в переводе на биомассу составляет до 10 т/га. Они представлены как прокариотами (бактерии, актиномицеты, синезелёные водоросли), так и эукариотами (грибы, микроскопические водоросли, простейшие). Благодаря использованию современных методов (электронная и капиллярная микроскопия и другие) ежегодно открывают много новых представителей микробиоты почвы.

Свойства и функции почвенных микроорганизмов разнообразны. Среди них есть гетеротрофы и автотрофы, аэробы и анаэробы; резко различаются микроорганизмы почвы по оптимуму pH, отношению к температуре, осмотическому давлению, используемым источникам органических и неорганических веществ. Многие из них, несмотря на различные, а иногда прямо противоположные потребности, развиваются в одной и той же почве, состоящей из множества резко различающихся микросред. Изменение их числа зависит и от времени года: весной и осенью микроорганизмов больше, зимой и летом меньше. Биота верхних слоев почвы богаче по сравнению с нижележащими; особое обилие микроорганизмов характерно для прикорневой зоны растений - ризосферы.

Обработка почвы, внесение удобрений, создание благоприятного водного режима почвы и другие мероприятия, окультуривающие почву, способствуют увеличению количества организмов в почве и повышению их активности. Важнейшая планетарная функция микробиоты почвы - их участие в круговороте веществ, в том числе в процессах превращения важнейших биогенных элементов - О, С, N, Р, S, Fe и др.

Почвенная микробиота способна разрушать все природные органические соединения, а также ряд искусственных органических соединений. В целом она выполняет важную роль в очистке биосферы от загрязнений (разложение пестицидов, окисление угарного газа). Особенности почв разных типов и различия в их плодородии во многом определяются спецификой биоты и микробиологических процессов в почве.

В почвах наряду с уже указанными специфическими биоценозами и трофическими взаимодействиями макро- и микроорганизмов в преобразовании минерального вещества активно участвуют многие хемолитоавтотрофные бактерии. Прежде всего, это серные (тионовые), окисляющие сульфидные частицы и серу, сульфатредуцирующие (восстанавливающие до H₂S серные воды), нитрифицирующие, преобразующие в ядовитые для животных и человека нитриты и нитраты содержащийся в почвах аммоний (аммиак) и участвующие в круговороте азота, наконец, водородные бактерии, ведущие брожение органических соединений и синтез белка. Для участков с болотистыми почвами характерны также железобактерии и фотосинтезирующие гетеротрофы.