Оптимизация воздействия на микробиоценоз дерново – подзолистой почвы комплекса органо-минеральных удобрений при выращивании турнепса

Курсовая  работа 

Оптимизация воздействия  на микробиоценоз дерново  – подзолистой почвы комплекса  органо-минеральных удобрений при  выращивании турнепса. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Владимир 2010г.

Введение

    Биологический круговорот элементов включает поглощение растениями из атмосферы углекислоты и кислорода, а из почвы – азота, кислорода, калия, кальция, магния и многих других элементов; построение из них растительных организмов; разложение отмерших растительных остатков, освобождение элементов; вовлечение этих элементов в новый биологический круговорот.

    Образование почвы возможно только под воздействием живых организмов, поселяющихся на материнских породах. В почвообразовании участвуют три группы живых организмов: низшие - организмы (микроорганизмы, лишайники), зеленые растения и животные. Их совместная деятельность превращает породу в новое природное тело- почву.

    Микроорганизмы  являются первыми поселенцами на любой горной породе. Их несколько миллиардов на 1 г почвы. Их количество и состав варьирует в зависимости от природных условий, характера других факторов почвообразования. В северных районах их меньше и они распространены на небольшую глубину. На юге – их больше и захватывают большую толщу. Окультуренные почвы содержат больше микроорганизмов.

    Микроорганизмы  разлагают органические остатки, превращая их в гумус. Превращают сложные органические соединения в минеральные соли, доступные для растительности, усваивают атмосферный азот и снабжают им высшие растения, синтезируют сложные органические соединения, строя из них свое тело. Участвуют во всех окислительно - восстановительных процессах в почве, изменяя степень окисленности различных органических и минеральных соединений. Таким образом, почти все звенья почвообразовательного процесса связаны с жизнедеятельностью микроорганизмов. Все эти процессы микроорганизмы осуществляют свою деятельность при помощи ферментов.

    Бактерии – наиболее распространенная группа микроорганизмов. Минимальное их количество содержат подзолы, максимальное – черноземы. Распространены бактерии в верхнем слое почв неравномерно. Больше их около корней высших растений и в 2-3 мм от них - это прикорневой слой почвы - ризосфера. Количество бактерий здесь в 20 раз больше среднего числа. Около корней каждого растения развивается специфическая микрофлора. Разные по форме: палочки, кокки, извитые по форме. Разные по способу питания: гетеротрофные и автотрофные. Аэробные и анаэробные.

    К группе гетеротрофов относится большинство  почвенных бактерий. Очень разнообразны по физиологическим функциям: одни разлагают белки, другие жиры, углеводы.

    Гетеротрофные анаэробные бактерии вызывают процессы брожения углеводов. Некоторые представители рода Clostridium обуславливают масляно-кислое брожение углеводов.

Аммонификация – это процесс распада белков вначале до аминокислот, а далее аминопептидазы осуществляют следующие реакции:

гидролитическое дезаминирование –образуется оксикислоты и аммиак

    Процесс аммонификации имеет огромное значение для почвообразования, так как ему почвы обязаны накоплению минерального и азота, доступного растениям. Накопление NН₃ в почве наблюдается в том случае, когда отношение углерода и азота в разлагающимся материале превышает 20. Если оно меньше, то азот идет на построение биомассы микроорганизмов. Поэтому наличие в почве большого количества неразложившегося органического вещества ведет к торможению накопления азота в почве.

    Азотофиксирующие  бактерии наиболее интенсивно проявляют  свою деятельность при оптимальной  температуре. Имеются две группы бактерий: свободноживущие аэробы и анаэробы и симбиотические клубеньковые бактерии. Бобовые растения выделяют безазотистые органические вещества (сахарин), а бактерии окисляют эти вещества и сопряженно фиксируют молекулярный азот воздуха. Нитрифицирующие бактерии вызывают биохимические процессы окисления восстановленных форм азота до азотной кислоты. К нитрификаторам относят представителей родов Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosolobus, Nitrosospira, Nitrosovibrio, Nitrobacter. Процесс нитрификации идет в две фазы, за каждую из которых ответственны свои возбудители. В Первую фазу осуществляется окисление солей аммония до солей азотистой кислоты (нитритов), во вторую фазу нитриты окисляются в нитраты

NН₄⁺ +1/2 О2 = NО2^- + Н2О + 2 Н⁺

NO^2-₂^- + 1/2 O₂ = NO^2-₃

    По  типу питания нитрификаторы являются хемолитоавтотрофы, то есть используют энергию, которую получают при окислении аммиака до нитрита для ассимиляции углекислого газа.

    Большую роль относят к бактериям, окисляющим соединения серы, например сероводород, тиосульфат, молекулярную серу, бактериям, осуществляющим окисление железа и марганца, которые также используют энергию окисления в форме АТФ для автотрофной ассимиляции углекислого газа.

    Актиномицеты  или «лучистые грибки», являются переходной формой между бактериями и грибами. Это аэробные,гетеротрофные организмы. Разлагают органику. Играют большую роль в почвообразовании. Хорошо развиваются в нейтральной и слабощелочной среде. Часто выделяют летучие вещества . Запах земли обусловлен их присутствием.

Грибы. Нельзя не отметить большую роль грибов, которые лучше развиваются в закисленных почвах. Все они гетеротрофы. Обладают широким комплексом гидролитических ферментов, посредством которых существляют разложение всех видов органических веществ. Разлагают устойчивые к гидролизу и окислению такие соединения как лигнин, фенолы, хиноны, ароматические углеводороды.

    Водоросли. В почве распространены диатомовые, сине-зеленые и зеленые водоросли. Количество их зависит от увлажнения почвы. Автотрофы. Синтезируют органику путем фотосинтеза, а попадая в глубокие слои горных пород, могут использовать для питания органические вещества. Водоросли обогащают почву органическим веществом, легко разлагающимся микроорганизмами. Участвуют в процессах выветривания горных пород.

    Лишайники. Включают в себя автотрофный фикобионт и гетеротрофный микобионт. Разрушают горные породы. Выделяют особые кислоты, разрушающие минералы горных пород. Из продуктов разрушения используют многие элементы для своего питания. Слоевище лишайников прочно срастаются с поверхностью пород. Слоевище при отмирании и высыхании отрывает от поверхности тонкую ее пленку – под лишайником образуется тонкий слой рыхлой, выветренной горной породы.

    Зеленые растения. Общая масса организмов на планете составляет 17-18 тонн. Масса растений в 10 – 100 тыс. раз превышает массу животных. Ведущее место в синтезе почвенной органики принадлежит растениям.

    Различные группы растений обусловливают неодинаковый ход биологического круговорота. Низшие растения имеют небольшую продолжительность жизни и, следовательно, определяют быстрое обращение элементов в биологическом круговороте. Высшие растения имеют развитую корневую систему, обеспечивающую большую площадь соприкосновения организма с почвой. Круговорот осуществляется в течение одного года – у травянистой растительности и в течение нескольких лет, (десятков, сотен, тысяч) – у древесной. При этом части элементов удерживаются растительным организмом. В природе часто наблюдается сочетание рассматриваемых групп растений.