Почвенные протисты. Зависимость сообществ протистов в почве от влажности, кислотности, бактериальной флоры и содержания гумуса

МИНИСТЕРСТВО  СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА 
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
ФГБОУ ВПО ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 
               

 

                                        

                                                                  

РЕФЕРАТ

По протистологии:

«Почвенные протисты. Зависимость сообществ протистов в почве от влажности, кислотности, бактериальной флоры и содержания гумуса»

 

 

 

                                             Выполнила: студентка 3 курса

                                                             Факультета « ветеринарной медицины

и биотехнологии» 31 гр «микробиология»

                 Гамова Наталья 

                                                Проверила: преп. Пошвина Д. В. 
 

 

 

Оренбург 2012г.

Содержание:

Введение…………………………………………………...3       

1. Почвенные организмы и функции экосистем…………..4    
2. Биоразнообразие …………………………………………..5        
3. Зависимость простейших от влажности почвы……….....6

 

4. Зависимость простейших от кислотности  почвы…….....8

 

5. Зависимость простейших от бактериальной  флоры….…9

 

6. Зависимость простейших от гумуса……………………10

 

Заключение ………………………………………………13     

Литература………………………………………. ………..14     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение

          Почва - это среда и одновременно ресурс глобального биоразнообразия.  Более 2/3 всех  живых организмов  являются  почвенными  или Почвообитающими. Почвенными  организмами,  по  определению  H. Eijsackers (1994) называют "организмы,  которые обитают в течение существенной части своего жизненного  цикла  в  почве".  На  деле  почти  все  группы  беспозвоночных животных связаны с почвой  и у  многих  часть  онтогенеза  (иногда  большая)  проходит  в  почве (например,  среди  насекомых  с  полным  превращением почвообитающими являются стадии личинки и куколки у многих мух, совок, жуков-щелкунов и т.д.).

         Сложность  физико-химического  строения  почвы,  пористая  структура, огромная  площадь  внутренней  поверхности,  разнообразие  органических веществ,  воды,  пищи  и  химических  соединений  означает,  что  представители животного,  растительного  мира  и  мира  микробов  могут  сосуществовать одновременно  и  занимать  подходящие  для  их  существования  разные экологические  ниши.  Количество  видов,  состав  и  разнообразие  комплексов  в определенной  почве  зависит  от  многих  факторов,  включая  степень  аэрации, температуру,  влажность,  состав  питательных  веществ  и  содержание органического вещества.  На  одном квадратном  метре поверхности почвы могут находиться десятки тысяч видов почвенных организмов,  в то время как биоразнообразие некоторых наземных групп организмов на порядок ниже (Wardle, 1994).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.  Почвенные  организмы и функции экосистем

  Почвенные организмы  выполняют прямо или опосредованно 

разнообразные  функции, которые выполняют экосистемы и  которые важны 

для человека (табл. 1). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.  Биоразнообразие

   Почва - одна  из  наиболее  населенных  и  богатых  видами  экосистем  на Земле,  однако  большинство  видов  неразличимы  невооруженным  глазом,  а многие виды почвенных животных неизвестны науке. Считают, что не описано 99%  почвенных  бактерий  и  нематод (Wall et al.,  2000) (табл. 2). Если почвенные организмы известны науке, то в большинстве случаев их биология, экология и распределение остаются неизвестными. 

   Видовое разнообразие  в почве в целом выше,  чем в наземных экосистемах и по  другим  причинам.  В наземных  экосистемах большинство видов размножаются и передают генетическую информацию половым путем. В почве доминируют  почвенные микроорганизмы,  которые размножаются бесполым путем намного быстрее, часто каждые 20 минут. Это способствует накоплению  мутаций и более быстрой адаптации к изменяющимся  условиям окружающей  среды по  сравнению с видами,  медленно  размножающимися половым путем.  Микроорганизмы  также могут получать  генетическую информацию  бесполым  путем при горизонтальном  переносе  генов.  Этот потенциал усиливается в определенных  типах почв,  например,  обогащенных глиной или гумусом, которые способны предохранять нуклеиновые кислоты от распада,  и стимулировать их  захват  бактериальными  клетками (Nannipieri, 2002). Разнообразие различается в почвах различных экосистем: в целом оно выше в лесных почвах по сравнению с пастбищными и в ненарушенных природных почвах по сравнению с пахотными (Soil Biodiversity Portal, 2004). 

 

 

 

 

 

 

4. Зависимость простейших от влажности почвы

Рассмотрим на примере Physarum polycephalum - одноклеточный  слизевик, который показал такие  умения, не обладая мозгом и неврональной активностью. Слизевик состоит из очень  большой клетки и многих ядер. Physarum polycephalum, реагируя на еду, направляется к ней и движется на свет. Скорость движения простейшего зависит от влажности воздуха. Организм начинает двигаться медленнее, когда воздух становится суше. Японские ученые исследовали поведение одноклеточного слизевика, используя в качестве раздражителя влажность воздуха. Physarum polycephalum был подвержен воздействию сухого воздуха каждый час. После первого часа, простейший организм стал замедляться, ожидая воздействия. Это повторялось каждый раз, при любом постоянном интервале между воздействиями. Но, когда воздействие перестало повторяться, одноклеточный забывал его. Как только воздействие повторяли, слизевик снова замедлялся с интервалом в каждый час. Ученые из Японии выяснили, что слизевики имеют «встроенные часы», благодаря которым они точно запоминают ритм окружающей их среды.

Влага относится  к одному из основных элементов, обеспечивающих плодородие почвы. Максимальные урожаи культур получаются при таком  количестве влаги в почве, которое  соответствует оптимальному проявлению жизнедеятельности простейших.

Многие микроорганизмы могут продолжительное время  выдерживать воздушно-сухое состояние  почвы, хотя при этом и приостанавливается их нормальная жизнедеятельность. Например, микробы, выделенные из среднесуглинистого выщелоченного чернозема (азотобактер, масляно-кислые, аммонифицирующие, целлюлозоразлагающие), временно утрачивая жизнеспособность при длительном высыхании, восстанавливают  ее после увлажнения.

Для выполнения жизненных функций, в том числе  и для размножения, бактерии требуют  больше воды, чем грибы и актиномицеты. Однако большинство бактерий могут  функционировать при меньшем  содержании воды, чем высшие растения. Вместе с тем существуют более влаголюбивые бактерии, например, азотобактер начинает развиваться только при влажности почвы около 25%.

При недостатке или избытке воды в почве у  аэробных бактерий нарушаются нормальные биологические процессы. При избытке  воды в почве ощущается недостаток кислорода, что влечет за собой отмирание  аэробов и, как следствие, плохое питание растений.

Оптимальные условия  для жизни микроорганизмов создаются  при том же содержании воды в почве, что и для растений, а именно - при 60% от влагоемкости почвы.

На развитие микроорганизмов  влияют различные факторы, но основополагающим для развития микробов является вода. Микробная клетка на 85% состоит из воды, поэтому вся жизнедеятельность  ее связана с наличием влаги. Особенно большое влияние оказывает влага  на вегетативные клетки микробов, находящихся  в стадии роста, хотя между ними и  наблюдается значительное различие. Одни из них (например, нитрофицирующие  бактерии) весьма чувствительны к  наличию влаги, а другие, наоборот, более стойки и могут сохраняться  в высушенном состоянии продолжительное  время. Существует группа микробов, которая  может сохранять свою жизнедеятельность  в высушенном состоянии даже несколько  лет. Еще большей стойкостью обладают споры бактерий и различных грибов. Они могут сохраняться в высушенном состоянии много десятков лет.

 

 

 

 

 

 

5. Зависимость простейших от кислотности  почвы

 

 Выражается в степени концентрации водородных ионов в почвенном растворе. Повышенная кислотность почвы отрицательно влияет на развитие многих полезных почвенных микроорганизмов. Для оценки качества почвы большое значение имеет знание ее уровня кислотности, который соответствует степени концентрации водородных ионов в почвенном растворе, в общепринятой практике обозначается латинскими буквами рН и называется показателем кислотности. По химическому составу почвы подразделяются на кислые, щелочные и нейтральные. Кислые и щелочные почвы имеют пограничные градации. Так, кислые почвы в зависимости от степени закисленности могут быть сильно-, средне- и слабокислыми, а щелочные, соответственно, слабо-, средне- и сильнощелочными. Показатель рН увеличивается от кислотного к щелочному состоянию почвы. Нейтральным считается показатель рН, равный 7, при более низком значении почва является кислой, при более высоком - щелочной. Уровень кислотности почвы имеет большое влияние на ряд ее показателей, а также на рост и развитие простейших. Только в нейтральной среде они способны полностью усваивать необходимые для их жизни питательные вещества. При показателе рН выше или ниже нейтрального питательные вещества становятся недоступными для простейших, даже если почва хорошо удобрена

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Зависимость простейших от бактериальной  флоры

Основная пища простейших - бактерии, которых они поедают  в огромных количествах. Бактерии, как  известно, оказывают человеку неоценимую помощь, перерабатывая отмершие растительные остатки. Поэтому англичанин Э. Рэссель, первым открывший питание простейших азотобактером в 1909 году, решил, что  все они вредны, и предложил  стерилизовать почву для защиты от простейших. 
   Опыты, однако, показали, что в природе все обстоит сложнее. Простейшие могут съесть лишь малую часть микробов, но этот ущерб перекрывается пользой, которую они приносят: они выделяют биологически активные вегцества, стимулируют рост тех же микроорганизмов, корней растений, повышают всхожесть семян, подавляют активность вредных для растений грибов. И к тому же служат пищей многим другим организмам. Так что, освободив почву от простейших, например путем нагревания, мы едва ли получим пользу.   При наступлении неблагоприятных условий простейшие переходят в состояние покоя, образуют цисты. Такие цисты способны сохраняться десятки лет, а затем могут снова "воскреснуть", вернуться к активной жизни.   В форме цист простейшие легко разносятся ветром на огромные расстояния - этим и объясняется их распространение в разных зонах, на разных континентах и островах.   Особо стоит упомянуть о своеобразной группе корненожек - фораминиферах, обнаруженных советским зоологом А. Л. Бродским в подпочвенных водах пустынь Средней Азии, где эти простейшие живут только в грунтах, насыщенных засоленной водой (а обнаружить их можно в воде многих колодцев), и в почвенной влаге глубоких слоев песков в Каракумах. Вероятно, эти формы, имеющие родственные связи только с морскими обитателями, являются далекими потомками морской фауны, населявшей в отдаленные геологические эпохи огромное море на территории теперешней Средней Азии. По мере усыхания моря они все больше связывали свою жизнь с грунтом, а когда море окончательно высохло, стали жить в соленой грунтовой воде.

 

7. Зависимость простейших от гумуса

Органическим  веществом считается все, что  относится к растительным и животным остаткам. Органическое вещество является основой плодородия почв, оно служит своеобразным резервом необходимых  растениям питательных веществ, оказывает большое влияние на структуру почвы, является источником энергии для многих полезных микроорганизмов. За счет разложения органического вещества почвы в приземный слой воздуха  выделяется углекислый газ, который  используется растением для создания урожая при достаточном освещении, влажности и температуре воздуха  и почвы. В почве органическое вещество разлагается под влиянием микроорганизмов при наличии  воздуха, благоприятной влажности  и температуры, образуя перегной, или гумус. Химический состав гумуса очень сложен. Для него характерна темная окраска, которая отсутствует  в живых растениях. В составе  гумуса очень ценной является гуминовая  кислота, в которой содержится много  углерода (39 — 62%), кислорода (30—39%), азота (3—5%), а также фосфор, сера, железо и др., включая микроэлементы. Гумус  осуществляет в почве тройственную функцию: физическую, химическую, биологическую.

Физическая функция  — это создание водопрочной почвенной  структуры, что обеспечивает благоприятную  циркуляцию воды, воздуха, нужную температуру  и предопределяет хороший рост корней в почве. Принято говорить, что  гумус придает связность легким почвам, разрыхляет плотные почвы. Химическая функция заключается в том, что гумус является хранилищем элементов питания. Многие питательные вещества связаны с гуминовыми кислотами в органоминеральной форме, находятся в обменном состоянии и усваиваются растениями непосредственно из этих форм. Кроме того, в результате деятельности микроорганизмов гумус постепенно разлагается (минерализуется), освобождая заключенные в нем азот, фосфор, калий и другие элементы.

Биологическая функция  гумуса — это создание благоприятных  условий для развития и деятельности микроорганизмов.

В почве живут  и развиваются многочисленные живые  организмы: бактерии, грибы, водоросли, лишайники, представители простейших животных (жгутиковые, корненожки, инфузории), а также беспозвоночные животные, среди которых особенно большая  роль в создании плодородия почв принадлежит  дождевым червям. Кроме дождевых червей в почве живет большое количество насекомых (жуки, муравьи), проделывающих  многочисленные ходы, разрыхляющих почву  и улучшающих ее физические и водные свойства. Из позвоночных активно  участвуют в процессах почвообразования грызуны (кроты и др.).