Роль микроорганизмов в почвообразовании.

От характера растительности, поселяющейся в определенном месте, напрямую зависит характер формирующейся здесь почвы, и наоборот. Растительность воздействует на почвы как прямо, так и опосредованно. Прямое влияние заключается в отложении на поверхности почвы опада, который, разлагаясь, обуславливает ее физико-химические свойства. Так, хвойные породы дают более кислый опад, чем лиственные, что способствует развитию подзолистого процесса под хвойными лесами. Опад широколиственных пород обладает слабокислой и нейтральной реакцией и содержит много кальция, являющегося одним из главных элементов в формировании свойств почв, благоприятных в лесорастительном отношении. Моховая растительность, отлагая слои торфа, часто подтягивает кверху уровень грунтовых вод, ухудшая лесорастительные условия.

Создаваемая таким образом среда определяет характер местообитания для почвенной микро- и мезофауны, представители которой также влияют на процесс почвообразования, разрыхляя, перемешивая разнородные участки почвы, разлагая органику. Таким образом, косвенное влияние растительности на почвы заключается в создании среды для поселения фауны редуцентов.

Колоссальная роль в почвообразовании – низшие бактерии (Б). Б. спосбны усваивать из атмосферы O₂, N₂, H₂, C₂.

Азот фиксаторы – бактерии, способные усваивать атмосферный азот. Нитрификаторы - бактерии усваивающие азот из аммиачных соединений. Способны окислять аммиачный азот. 2 NH₃ + 3O₂ →2HNO₂ + 158 кал.

Нитрификаторы (nitrasamonas) недоступный аммиачный азот переводят в аммиачную кислоту. HNO₂ ↔ H⁺ + NO₂^-

Растения усваивают питательные элементы в ионной форме. Нитрификаторы способны окислять дальше HNO₂ до азотной кислоты.

HNO₂ + O₂ → HNO₃

H⁺ NO₃^-

Амонификаторы – усваивают азот из белковых соединений и переводят его в доступную форму. Среди группы бактерий азот фиксаторов существует род Clostridium azotobacter – паразитируют на корнях бобовых растений и усваивают атмосферный азот.

Колоссальная роль бактерий в минерализации растительного опада травянистых сообществ. Бактерии - гумусообразующие, за счет бактерий в гумусе – гумидные кислоты.

Грибная микрофлора типична для лесных цинозов. Её значение: -минерализация растительного опада, -образование гумуса. В лесных сообществах минерализация происходит благодаря микрофлоре. Они способствуют переходу пород в доступную форму. Принимают участие в образовании гумуса. В составе гумуса в лесных ценозах входит фульвокислота, в травянистых гуминовая.

Водоросли. Сине-зеленые водоросли усваивают атмосферный азот. Почвы обогащаются органическими веществом. Лишайник - симбиоз гриба и водоросли: - способствуют обогащению субстрата органическим веществом; - разлагают растительные остатки; - участие в процессах выветривания

Высшие растения играют колоссальную роль в почвообразовании. Биологический круговорот. Растения усваивают питательные элементы на ионом уровне, усваивают питательные элементы из водных растворов.

Бактерии активно участвуют в трансформации органического вещества во всех почвах. Они способны разлагать почти все органические соединения. Эти микроорганизмы с помощью своих экзоферментов как источник пищи и энергии активно используют белок, простые сахара, крахмал, органические кислоты, спирты, альдегиды, разлагают клетчатку и имеют преимущество в разложении углеводов. Бактерии имеют узкий спектр ферментов, как бы специализируются в области узкого процесса и разрушение ведут с большой скоростью. Например, целлюлозу разлагают различные виды бактерий родов Cytophaga, Clostridium, Celvibrio и др., которые синтезируют ферменты целлюлазу и целлобиазу; крахмал — бактерии видов Clostridium acetobutilicum, Bacillus subtilis, Вас. mesentericus и др., которые выделяют ферменты амилазу и глюкозидазу.

Актиномицеты, как и бактерии, — в основном почвенные организмы, активно участвующие в разложении органического вещества. Они могут использовать любые углеводы, в том числе активно разрушают маннаны, ксиланы, пектиновые вещества, целлюлозу, кератин, хитин, могут разрывать длинные цепи жирных кислот и углеводородов. Актиномицеты рода Nocardia с помощью фермента фенолоксидазы разлагают гумус с утилизацией азота гетероциклов. 

Актиномицеты — многочисленная группа микроорганизмов, но менее конкурентоспособная, чем бактерии и грибы. Они существуют в почве длительное время как покоящиеся споры и растут тогда, когда появляются доступная пища, необходимый уровень температуры (5—10°С) и влажности (91,5—99%). Особенно большую роль они играют в трансформации органического вещества черноземов.

Грибы обладают большим спектром ферментов, способны совершать многие процессы трансформации органического вещества, но, как правило, с меньшей скоростью, чем бактерии. В то же время разложение ароматических соединений грибы ведут активнее, чем бактерии; расщепление лигнина и танинов в природе идет преимущественно под их воздействием. Грибы осуществляют и разложение гумуса. Функции грибов определяются стадией сукцессии, стадией изменения видового состава микробоценоза, зависящей от способности организмов, его составляющих, к переработке и использованию тех или иных компонентов субстрата. Грибы-сахаролитики обычно выступают пионерами в процессе распада органического вещества. За ними следуют грибы, разрушающие флоэму растительных клеток (первичные сапрофиты). Вторичные сапрофиты разрушают эпидермис клеток. Медленнее всего происходит разрушение целлюлозы и особенно лигнина.

Почвообитающие водоросли — автотрофы; они участвуют в создании органического вещества почв. Запасы органического вещества, созданного водорослями, составляют от 0,05 до 0,2% от его общего запаса в верхнем почвенном горизонте. Основная масса водорослей обитает на поверхности или в самых верхних слоях почвы. На глубине 10—20 см количество водорослей становится ничтожным. Клетки водорослей, как и других микроорганизмов, активно поедаются амебами, инфузориями, клещами, нематодами. Прижизненные выделения водорослей, их слизевые чехлы становятся пищей грибов и бактерий. Водоросли выделяют биологически активные вещества.

Почвенные беспозвоночные животные выполняют серию сложных функций в разложении органического вещества, осуществляя физическое (механическое) раздробление и измельчение растительных остатков, увеличивая в сотни и тысячи раз их поверхность, делая их доступными для дальнейшего разрушения грибами и бактериями. В их ротовой полости идет мацерация растительных тканей, что вызывает распад клеточных структур. Беспозвоночные затаскивают растительные остатки в глубь почвы и способствуют ее оструктуриванию и аэрации, гомогенизации и образованию органоминеральных соединений.

Беспозвоночные животные разлагают почти все химические компоненты растительных остатков благодаря симбиозу с микроорганизмами и широкому спектру ферментов в пищеварительном тракте, что ускоряет процесс трансформации органического вещества.

Экскременты беспозвоночных образуют локусы повышенной биологической активности, где процессы в почвах идут быстрее и многообразнее, так как в них участвуют бактерии, актиномицеты, грибы, плотность которых в десятки раз выше, чем в окружающей почве (Козловская, 1978).

Позвоночные животные составляют не более 2% от общей зоомассы, но продукты их метаболизма могут играть заметную роль в биологическом круговороте веществ, а обитающие в почве виды оказывают воздействие на физические свойства почв и перемещение почвенной массы.