Участие грибов в почвообразовании: Организмы и их роль в почвообразовании

Биологический фактор почвообразования – роль микроорганизмов, растений, грибов, животных в почвообразовании

Биологический фактор очень важен в почвообразовании. Ведь сам процесс формирования почвы начинается с поселения на горной породе живых организмов. Благодаря их жизнедеятельности образуется гумус, накапливаются органические вещества, и грунт обретает плодородие.

Основную роль в почвообразовании играют следующие группы организмов:

• Растения
• Микроорганизмы и грибы
• Животные

О них мы расскажем в этой статье.

Роль растений в почвообразовании

Растения самостоятельно создают органические вещества путем фотосинтеза и являются их основным источником в почве. От особенностей флоры во многом зависит состав почвенного покрова, его характеристики и плодородие.

По своему строению растения условно разделяются на:

• Низшие (не имеют четкой дифференциации тканей)
• Высшие (ткани дифференцированы)

В ботанике эти понятия считаются немного устаревшими. Но для понимания особенностей почвообразования они до сих пор используются.

Низшие растения

К низшим растениям относятся:

• Водоросли
• Лишайники

Роль водорослей в почвообразовании

Водоросли – это первые растения, которые поселяются на разрушенной горной породе и формируют тонкий плодородный слой. Они содержат хлорофилл и путем фотосинтеза образуют органические вещества. Водоросли выделяют щелочи, снижающие кислотность горной породы и почвы.

Эти растения бывают:

• Одноклеточными
• Многоклеточными

Сначала на породе поселяются одноклеточные организмы. В зрелой почве встречаются и многоклеточные водоросли, нити которых покрывают поверхность покрова, проникают в горную породу и разрушают ее.

Сине-зеленые и некоторые другие виды водорослей способны фиксировать азот. Благодаря этим растениям в почве накапливается фосфор. Они становятся источником питания бактерий, грибов и некоторых мелких беспозвоночных. Диатомовые водоросли принимают активное участие в превращении кремния и кальция.

Масса водорослей в 1 га сформировавшейся почвы – от 0,5 до 1,5 т. Чаще всего они покрывают тонкой пленкой верхний слой покрова. Особенно ярко это проявляется на поливных землях в тропической и субтропической зонах. Иногда слой водорослей там может достигать 2-8 мм. Их слизистые оболочки и нити скрепляют частицы грунта, предотвращают ветровую и водную эрозию. На скудных пустынных грунтах они играют едва ли не главную роль в накоплении органического вещества.

С микроорганизмами водоросли могут создавать симбиозы – бактерии поставляют растениям углекислый газ и питаются продуктами их жизнедеятельности. Это стимулирует развитие микрофлоры в почве, ускоряет распад органических веществ и образование гумуса.

Роль лишайников в почвообразовании

Лишайники – это специфические организмы, образованные симбиозом гриба и водоросли. Они способствуют разрушению породы и первичному накоплению мелкозема (примитивной почвы, обладающей плодородием). Днем лишайники ведут аутотрофный образ жизни благодаря фотосинтезу водоросли. Ночью эти растения гетеротрофны, используют для питания минералы и органику из субстрата.

Когда водоросль активна, лишайники выделяют в окружающую среду щелочные продукты жизнедеятельности, в период активности гриба – кислые. В результате рН за сутки меняется от 2,5 до 8,5. Это разрушающе действует на горную породу, нарушаются кристаллические связи, высвобождаются минералы, в камнях появляются трещины. Биологическому выветриванию способствуют и органические кислоты, которые выделяют растения. Гифы (нитевидные образования) гриба, входящего в состав лишайника, проникают в мелкие трещины и механически разрушают породу.

Первыми на грунте поселяются накипные (корковые) лишайники. Они плотно связаны с субстратом, отделить их от камня можно только ножом или скальпелем. После их разложения на накопившемся мелкоземе появляются листовые и кустистые лишайники, которые почти полностью покрывают породу. Под ними создаются благоприятные условия для роста водорослей, мха, сохранения тонкого слоя плодородного грунта.

После разложения лишайников образуется почва, в которой содержится до 40% гумуса. Он представлен в основном фульвокислотами, обладает кислой реакцией и низким плодородием. Лишайниковые примитивные почвы встречаются в северной тундре, на лавовых вулканических полях.

Высшие растения

Группа высших растений включает:

• Деревья и кустарники
• Травы
• Мох

После отмирания органов высших растений образуется опад. Он поступает в грунт и разлагается до простых органических и минеральных соединений. Из опада формируется гумус, обеспечивающий плодородие почвы.

Роль деревьев и кустарников в почвообразовании

Лесная растительность составляет основную массу флоры на земле. Она представлена многолетними деревьями и кустарниками. В почвообразовании принимают участие не все части растений. Основную роль играют опавшая листва и хвоя, мелкие ветки. Из них образуется лесная подстилка, которая постепенно разлагается и превращается в гумус. Из разложившегося опада в почву возвращается около 100 кг минеральных веществ на 1 га.

Органические вещества в лесах поступают в верхние слои грунта. Испарение воды здесь замедленное. При высокой влажности и большом количестве осадков питательные вещества вымываются в нижние слои профиля. Поэтому лесные почвы обладают низким или средним плодородием.

Тип почвы во многом зависит от вида деревьев, которые преобладают в конкретной климатической зоне.

В северных таежных лесах растут в основном хвойные. Их опад богат восками, дубильными веществами и органическими кислотами, в нем мало азота, кальция и магния. Он разлагается медленно при участии грибов, выделяющих кислые продукты жизнедеятельности. В хвойных лесах образуются подзолистые почвы. В их гумусе преобладают фульвокислоты, его слой тонкий, с примесями кремнезема. рН подзолистых почв 4-6, плодородие у них низкое.

В смешанных лесах кроме хвои в грунт попадают листья деревьев. Они богаты основаниями, азотом, кальцием, магнием. Это способствует снижению кислотности и ощелачиванию почвы. В гумусе, наряду с фульвокислотами, содержится много гуминовых кислот, улучшающих плодородие. В смешанных лесах формируются дерново-подзолистые почвы.

Опад широколиственных лесов богаче, чем хвойных и смешанных. Он содержит много азота, кальция, фосфора. Листья разлагаются при помощи бактерий, питательные вещества лучше фиксируются в подстилке и меньше вымываются в нижние слои профиля. Слой гумуса тут толстый, состоит в основном из гуминовых кислот. В таких лесах формируются серые и бурые лесные почвы со средним и высоким плодородием.

Роль травянистых растений в почвообразовании

Травянистые растения покрывают обширные территории степей, лесостепей, саванн. В основном это однолетние или двухлетние виды, которые полностью отмирают в течение 1-3 сезонов. Источником гумуса являются корни, масса которых значительно превосходит надземную часть. Органические вещества попадают непосредственно в почву, что способствует образованию мощного плодородного слоя. В грунт после разложения растений возвращается около 1000 кг/га минеральных веществ.

Травяной опад быстро разлагается. В нем содержится много минералов, азота, кальция, калия и других питательных элементов. Корни трав образуют плотный дерновой слой, в котором задерживается влага. Поэтому полезные вещества не вымываются в нижние слои профиля. Основную часть гумуса составляют гуматы и гуминовые кислоты. Почва обладает нейтральной или слабощелочной реакцией, высоким плодородием. В местах с травянистой растительностью формируются черноземы.

Роль мха в почвообразовании

Мох появляется на горной породе уже на начальных этапах почвообразования, после водорослей и лишайников. Он растет на мелкоземе, созданном этими низшими растениями. После его появления на рухляке начинают интенсивно развиваться бактерии, появляются первые беспозвоночные (мелкие черви и насекомые), создаются условия для заселения трав, кустов и деревьев.

Нижняя часть стебля мха образует примитивную дернину. Она задерживает влагу и питательные вещества, формирует слой гумуса (иногда мощностью до 15-20 см). В примитивной мохово-лишайниковой почве содержится до 10-40% перегноя.

Мох хорошо впитывает воду и аккумулирует питательные вещества, прежде всего калий, кальций и серу. На втором месте среди химических элементов находятся фосфор и магний, на третьем – натрий и марганец. Немного меньше в почве закрепляются алюминий и кремний. Поскольку разложение мхов идет с участием бактерий, в гумусе много гуминовых кислот, высокое содержание азота – до 0,45-0,95% (в лесной подстилке – 0,20-0,25%).

Мох – это влаголюбивое растение. Его стебли способны впитывать воду. Поэтому мох часто растет в переувлажненных долинах и способствует их заболачиванию. Он играет одну из основных ролей в образовании торфа.

Роль микроорганизмов и грибов в почвообразовании

Микроорганизмы заселяют верхние 20 см плодородного слоя грунта. В 1 г насчитывается от 200 млн (в глинистой почве) до 1-3 млрд (в черноземах) клеток. В 1 га масса микроорганизмов составляет 1-5 т.

Основную роль в почвообразовании играют бактерии и грибы. Они превращают сложные органические вещества в более простые, способствуют образованию гумуса. Одна из важных функций микрофлоры – фиксация азота в грунте.

Микроорганизмы участвуют в разрушении минеральных веществ и горной породы.

При этом задействуются следующие механизмы:

• Растворение минералов сильными кислотами, образующимися в процессе нитрификации и окисления серы
• Действие органических кислот, выделяемых грибами и бактериями в процессе брожения
• Взаимодействие с аминокислотами, которые выделяют бактерии
• Разрушение минералов соединениями, образующимися при разложении микроорганизмами растительных остатков (полифенолами, флавоноидами, танинами и другими)
• Разрушение минералов продуктами микробного синтеза (полисахаридами и другими соединениями)

Бактерии и грибы также синтезируют минеральные вещества. Процесс связан с обменом веществ и химических элементов в микроорганизмах (железа, калия, алюминия, фосфора, серы, кальция). Например, благодаря бактериям, накапливающим алюминий, образуются бокситы. Эти микроорганизмы могут обогащать почвы соединениями кальция, глиноземами, кремнеземами, железом.

Каждый вид микроорганизмов играет свою особую роль в почвообразовании. Дальше мы рассмотрим основные две группы – грибы и бактерии.

Роль грибов в почвообразовании

Грибы – это одноклеточные или многоклеточные организмы с гетеротрофным типом питания. Они разлагают лигнин, клетчатку, дубильные вещества, протеины. Во внешнюю среду грибы выделяют ферменты и кислоты, которые участвуют в разрушении минералов.

Многоклеточные грибы образуют разветвленный мицелий. Его нити пронизывают и укрепляют плодородный грунт, формируют его зернистую структуру. На начальных этапах почвообразования гифы (нитевидные образования) проникают в микротрещины породы и разрушают ее. Многие виды вступают в симбиоз с высшими растениями. От них они получают органические вещества, отдавая взамен азот и минералы. Ряд грибов паразитирует на вредителях корней (насекомых, нематодах).

Больше всего грибов в лесной подстилке. Они хорошо чувствуют себя в кислой среде. Продукты их жизнедеятельности способствуют формированию подзолистых почв.

Роль бактерий в почвообразовании

Бактерии играют едва ли не главную роль в разложении органических и минеральных веществ, синтезе вторичных минералов, образовании гумуса. Они бывают автотрофными и гетеротрофными, аэробными (нуждаются в свободном кислороде) и анаэробными (получают кислород из продуктов окисления).

Аэробное разложение проходит в верхних слоях грунта и на хорошо разрыхленной земле. Оно приводит к полному распаду органики, выделению энергии. Образуются минеральные вещества, доступные для растений.

Анаэробный распад характерен для затопленных участков, глубинных слоев грунта. Проходят брожение и неполный распад остатков растений с образованием сложных органических и минеральных соединений. Если такие процессы преобладают, образуются болотистые или глеевые почвы с кислой реакцией.

Основные функции бактерий в почве:

• Фиксация азота
  Этот элемент поступает в почву из воздуха и образуется после разложения белка. Главные фиксаторы азота – фотобактерии, клубневые бактерии (живут у корней бобовых растений), азотобактерии.
• Нитрификация и денитрификация
  Бактерии превращают аммиак в азотистую и азотную кислоту. После этого азот становится доступным для усвоения растениями. Эту функцию выполняют псевдомонады, почкующиеся бактерии.
• Разложение сложных углеводов (лигнина, целлюлозы, полисахаридов)
  В процессе участвуют цитофаги, спорообразующие бациллы и сахаролитические бактерии.
• Разложение белков
  В аэробных условиях распад белков обеспечивают энтеробактерии, в анаэробных – клостридии.
• Сбраживание пуринов и пиримидинов
  Этот процесс в анаэробных условиях обеспечивают пуринолитические бактерии.
• Окисление органических кислот
  Окисление происходит сульфатредуцирующими бактериями.
• Минерализация органических веществ
  Она обеспечивается артробактериями.
• Распад гуминовых веществ
  Сложные гуминовые вещества распадаются благодаря нокардиям.

Вся деятельность микроорганизмов сводится к тому, чтобы превратить сложные органические вещества в простые элементы, доступные для растений. Без их участия отмершие остатки не разлагались бы, образование почвы стало бы невозможным.

Роль животных в почвообразовании

Почва – это место обитания сотен видов животных, от одноклеточных амеб и инфузорий до млекопитающих. Их роль в почвообразовании хоть и не основная, но очень важная.

Всех почвенных животных условно можно разделить на 4 группы:

• Микрофауна (размеры до 0,2 мм)
  Группа включает одноклеточные организмы, миниатюрных насекомых, нематод, эхинококки, личинки.
• Мезофауна (от 0,2 мм до 4 мм)
  Сюда входят мелкие насекомые, их личинки, некоторые виды червей.
• Макрофауна (от 4 мм до 80 мм)
  Группа включает дождевых и других крупных червей, муравьев, жуков, термитов, моллюсков.
• Мегафауна (больше 80 мм)
  Сюда входят очень крупные насекомые и черви, земляные крабы, земноводные, пресмыкающиеся (змеи, ящерицы, земляные черепахи), млекопитающие (роющие норы кроты, мыши, кролики, барсуки, лисы, тушканчики, травоядные животные).

Одну из важнейших функций в почвообразовании играют дождевые черви. Эти животные питаются полуразложившейся органикой, пропуская через себя огромные массы грунта (от 50 до 400 т/га). По мнению ученых, практически весь чернозем проходит через организм дождевых червей. За год на гектаре образуется около 25 т копролитов (выделений червей).

Вместе с копролитами в почву попадают продукты жизнедеятельности червей, богатые полисахаридами, аминокислотами. Они становятся средой для обитания грибков и бактерий. Микроорганизмы разлагают органические вещества до простых химических элементов, доступных для растений.

Кроме переработки грунта, дождевые черви улучшают его структуру. Они роют многочисленные ходы, обеспечивая хорошую аэрацию. Частицы, пропущенные через кишечник, становятся липкими. Вокруг них формируются специфичные комки почвы, хорошо сохраняющие питательные вещества.

Простейшие регулируют численность бактерий, принимают участие в переработке простых органических соединений. Мелкие и крупные беспозвоночные животные, как и дождевые черви, перерабатывают сложные органические соединения, пушат грунт, обогащают его продуктами своей жизнедеятельности.

Рептилии, земноводные и млекопитающие играют меньшую роль в почвообразовании. Главную функцию выполняют грызуны, которые роют норы, перемешивают разные слои профиля, включая их в почвообразование. Животные обогащают грунт экскрементами. После смерти их тушки становятся источником протеинов, аминокислот и азотистых соединений. Травоядные не живут непосредственно в грунте, но они удобряют землю своими экскрементами, стимулируют рост корневой системы трав, съедая их верхнюю часть.

Все живые организмы в почве участвуют в непрерывном обороте органических и минеральных веществ. Это обеспечивает стабильное плодородие покрова – все находится в равновесии. Но оно нарушается при обработке почвы. Ведь с полей убирается зеленая масса растений, гербициды и пестициды уничтожают сорняки, почвенных насекомых, червей, некоторые микроорганизмы. Поэтому сельскохозяйственные земли нуждаются в постоянном внесении удобрений. Подробнее об этом вы можете узнать на нашей странице Деятельность человека как фактор почвообразования.

Значение грибов в жизни человека (5 класс, биология)

4.6

Средняя оценка: 4.6

Всего получено оценок: 805.

Обновлено 6 Января, 2021

4.6

Средняя оценка: 4.6

Всего получено оценок: 805.

Обновлено 6 Января, 2021

Важную роль в круговороте веществ в природе играют грибы. Разобраться подробнее со значением грибов не только в природе, но и жизнедеятельности человека, поможет данная статья. С её помощью можно повторить и закрепить знания по биологии за 5 класс, а также подготовить дополнительный материал к уроку.

Материал подготовлен совместно с учителем высшей категории Щербань Ларисой Степановной.

Опыт работы учителем биологии — более 19 лет.

Значение грибов в природе

Основное значение для природы – это разложение органических веществ до неорганических соединений. Помимо этого можно выделить такие функции представителей данного царства:

• плесневые виды, живущие в почве, принимают участие в почвообразовании;
• микориза положительно влияет на развитие самого растения.

Микориза – это соединение грибного мицелия и корня дерева. Некоторые нити грибницы так плотно переплетаются с корнем растения, что могут проникать внутрь него. При таком соединении дерево делится органическими веществами, а грибной организм обеспечивает растение водой и минеральными солями.

• шляпочные грибы, а именно их плодовое тело, употребляют в пищу многие птицы, звери, насекомые и моллюски.

Рис. 1. Значение в природе.

Значение для человека

Основное значение грибов в жизни человека – это употребление их в пищу. В мире существует более 100 видов съедобных видов, из них около 40 употребляется в пищу. Этот продукт очень богат на питательные вещества, однако за счёт хитиновой оболочки полностью не усваивается человеческим организмом.

Вешенки и шампиньоны человек научился выращивать искусственно в специально оборудованных помещениях.

Некоторые плесневые виды используют для получения антибиотиков. Существуют и другие лекарственные грибы, которые могут бороться и с образованиями злокачественных опухолей.

Для приготовления хлебобулочных изделий используют дрожжи. Помимо этого дрожжи используют в виноделии, для приготовления пива, спиртных напитков. Плесневые виды используют для приготовления сыров, кефиров и других кисломолочных продуктов.

Рис. 2. Значение грибов для человека.

Ядовитые грибы

Некоторые виды могут приносить вред не только окружающей среде, но и человеку. Шляпочные грибы опасные для человека – это мухомор, бледная поганка, ложные опята, некоторые виды сыроежек и прочие.

Ядовитые представители опасны потому, что признаки отравления могут проявиться не сразу, а спустя несколько дней, когда оказать помощь будет уже поздно.

Также опасны продукты, покрытые плесенью. Такое покрытие может вызывать образование злокачественных опухолей, отравлений и аллергических заболеваний организма человека.

Фитофтора, мучнеросные грибы и трутовики портят урожай сельскохозяйственных культур. Потребление в пищу таких продуктов может вызывать тяжёлые заболевания.

Рис. 3. Опасные и ядовитые грибы.

Всё вышесказанное можно подытожить в таблице:

Название	Значение
Мукор и пеницилл	Портят пищевые продукты. Некоторые виды используют для приготовления антибиотиков и кисломолочных продуктов.
Дрожжи	Используют в хлебобулочных продуктах, приготовлении спиртных напитков, для очистки нефтяных загрязнений.
Белый гриб	Употребляют в пищу.
Мухомор	Ядовитый вид, раньше употреблялся для дезинфекции помещений, как средство от мух.

Что мы узнали?

Грибы имеют большое значение и в природе, и для человека. С их помощью происходит круговорот веществ в окружающей среде, некоторые виды употребляются в пищу. Из некоторых грибов изготавливают лекарственные препараты, пекут хлеб, готовят спиртные напитки, закваски. Однако следует помнить, что среди них есть ядовитые виды, которые опасны для жизни и здоровья человека.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.




Оценка доклада

4. 6

Средняя оценка: 4.6

Всего получено оценок: 805.

---

А какая ваша оценка?

Роль почвенного грибка | Огайолайн

Джеймс Дж. Хорман, доцент и преподаватель по вопросам сельского хозяйства и природных ресурсов, округ Патнэм

Грибы являются важной частью микробной экологии. Большинство грибов разлагают лигнин и трудноперевариваемые органические вещества почвы, но некоторые грибы потребляют простые сахара. Грибы преобладают в почвах с низким pH или слабокислых средах, где почва, как правило, не нарушена (Lavelle & Spain, 2005). Грибы расщепляют органические остатки, так что множество различных типов микробов могут начать разлагаться и перерабатывать остатки в пригодные для использования продукты.

Приблизительно от 80 до 90 процентов всех растений образуют симбиотические отношения микоризных грибов, образуя сети гиф. Гифы составляют около 1/60 диаметра корневых волосков большинства растений и помогают растению получать азот, фосфор, микроэлементы и воду в обмен на сахар, вырабатываемый растением. Эти взаимовыгодные отношения называются сетью микоризы (Magdoff & Van Es, 2009). На рис. 1 показаны почвенные грибы, образующие сети микоризы.

Гифы взаимодействуют с частицами почвы, корнями и камнями, образуя нитевидное тело, которое способствует добыче питательных веществ из почвы. Эти сети выделяют ферменты в почву и расщепляют сложные молекулы, которые затем поглощаются филаментами. Грибы действуют как естественные мусорные баки, повторно поглощая и перераспределяя питательные вещества из почвы обратно к корням растений. Большинство гиф либо чисто белые, либо желтые, и их часто ошибочно принимают за корни волос растений (Islam, 2008). На рис. 2 показаны микоризные грибы.

Рис. 1: Почвенный гриб образует сеть микориз, похожую на паутину, для изучения почвенного профиля на наличие питательных веществ. Фотография Тима Уилсона. Используется с разрешения и все права защищены.		Рисунок 2. Микоризные грибы обычно белого или желтого цвета, а корень наверху светло-коричневого или желтовато-коричневого цвета. Фото Рэндалла Ридера. Используется с разрешения и все права защищены.

Ризосфера – это область рядом с корнем, где преобладают почвенные микробы, где происходят многие химические и биохимические процессы. Почвенные грибы составляют от 10 до 30 процентов ризосферы почвы. Как правило, отдельных грибов меньше, чем бактерий, но грибы преобладают в общей биомассе из-за их большего размера в здоровой почве. Биомасса грибов в почве колеблется от эквивалента от двух до шести коров в здоровой почве или от 1100 до 11000 фунтов биомассы (Metting, 19).93, Сильвия и др., 2005).

Грибы предпочитают слегка кислые условия, слабо нарушенные почвы, многолетние растения, внутренние источники питательных веществ непосредственно из растений и высокостабильные формы органических остатков с высоким соотношением углерода к азоту (C:N) и более медленным временем переработки. Бактерии доминируют в сильно нарушенных экосистемах с быстрой рециркуляцией питательных веществ, низкими значениями C:N, предпочитают однолетние растения и внешние добавки питательных веществ вне растений (Lavelle & Spain, 2005). Бактерии — это одноклеточные организмы, которым для выживания нужна пленка воды, в то время как грибы — это многоклеточные организмы, которые быстро растут в почве на большие расстояния (футы или метры). Это позволяет грибам преодолевать щели в почве, чтобы переносить питательные вещества на относительно большие расстояния обратно к растениям (Lowenfels & Lewis, 2006).

Таксономия и функциональные группы грибов

Выявлено не менее 70 000 различных видов грибов, но, по оценкам, во всем мире может быть 1,5 миллиона видов (Hawksworth, 1991, 2001). Генетически грибы возникли миллиард лет назад и тесно связаны с растениями и животными. Связанные с мембраной органеллы, присутствующие в каждой клетке, аналогичны органеллам насекомых, растений и животных. Грибы имеют 80 или более процентов тех же генов, что и люди (Dick, R., 2009).).

Существует четыре основные группы почвенных грибов: Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota, и Deuteromycota. Zygomycota насчитывает менее 1000 видов и в основном представляет собой распространенную хлебную плесень. Аскомицеты насчитывают около 30 000 видов и в основном представляют собой дрожжи, используемые в выпечке. Basidiomycetes включает большинство грибов, поганок и дождевиков, а Deuteromycota включает лишайники и микоризные грибы (Biological Diversity: Fungus, n.d.; Lavelle & Spain, 2005). Грибы классифицируются как гетеротрофы, поэтому источником углерода является разложение органических соединений или остатков (Sylvia et al., 2005).

Редуценты также называются сапрофитными грибами, которые разлагают целлюлозу и лигнин в почве. Сахарные грибы, называемые Zygomycetes, разлагают простые сахара, но большинство грибов разлагают более неподатливые или трудноразлагаемые органические остатки с высоким содержанием целлюлозы, гемицеллюлозы, лигнина или клеточных стенок. Некоторые из побочных продуктов этого разложения могут превращаться в гумус и оставаться в почве в течение тысяч лет (Ingham, 2009; Lavelle & Spain, 2005; Lowenfels & Lewis, 2006).

Патогенные грибы вызывают многие сельскохозяйственные корневые болезни, включая Phytophthora, Rhizoctonia, Phythium, и Verticulium и ложная мучнистая роса Грибы Ascomycetes имеют микроскопические размеры и доминируют в сельскохозяйственных почвах и пастбищах, в то время как базидиомицеты имеют крупные плодовые тела или грибы, которые доминируют в почве с высоким содержанием растительных остатков и лесных почвах (Dick, R. ., 2009). Некоторые грибы помогают бороться с болезнями и хищниками, включая нематоды, ловящие грибы, которые питаются насекомыми, и могут использоваться в качестве биологических средств борьбы.

Мутуалистические микоризные грибы образуют полезные отношения с растениями. Ингхэм (2009 г., стр. 23) говорится, что «микориза растет внутри корневых клеток и обычно ассоциируется с травами, пропашными культурами, овощами и кустарниками. Некоторые виды растений, такие как семейство Cruciferae (например, капуста, брокколи, горчица и рапс) и семейство Chenopodiaceae (например, баранина, шпинат, свекла и масличная редька) не образуют микоризных ассоциаций».

Экологическое взаимодействие растений и микробов

Микробы и растения вместе регулируют многие почвенные процессы, включая круговорот углерода и повторное использование питательных веществ. Разнообразие микробных видов и общая микробная популяция определяют способность растений получать из почвы питательные вещества, такие как азот, фосфор и микроэлементы. Разнообразие и изобилие растений могут изменить всю почвенную экосистему за счет выделения корневых выделений, которые привлекают или подавляют рост определенных организмов. Эти богатые углеродом вещества могут составлять от менее 10 до 20 процентов от общего объема производства углерода растением (Sylvia et al., 2005). Растения выделяют в почву большое количество специфических соединений углерода, которые микробы используют в качестве источника пищи и энергии, а также для улучшения и улучшения структуры почвы. Поощряя рост определенных видов микробов, микробы, в свою очередь, снабжают корни растений питательными веществами и побуждают микробы защищать растение от патогенных микробов. Растения питают, выращивают и поощряют определенные микробы точно так же, как фермеры выращивают и кормят растения и домашний скот для получения пищи и клетчатки.

Многие растения имеют предпочтительное соотношение грибов и бактерий (соотношение F:B). Большинство овощных культур предпочитают больше бактерий с соотношением F:B от 0,3 до 0,8 F:B, что оптимально для моркови, салата, брокколи и капусты. Помидоры, кукуруза и пшеница любят соотношение F:B от 0,8 до 1:1. Газоны предпочитают соотношение F:B от 0,5 до 1:1, а на лесных почвах деревья лучше растут при соотношении F:B 10:1, где почва более кислая. Многие традиционно возделываемые сельскохозяйственные почвы имеют отношение F:B от 0,1 до 0,3 в почвах с высоким содержанием азота, низким содержанием углерода, нейтральным pH и нарушенными почвенными условиями, которые способствуют росту сорняков. Однолетние культуры предпочитают более низкие отношения F:B, а многолетние предпочитают более высокие отношения F:B (Lowenfels & Lewis, 2006). Многие растения культивируют определенные виды бактерий и грибков, чтобы увеличить извлечение питательных веществ из почвы.

Грибы приносят пользу большинству растений, подавляя болезни корней растений, а грибы способствуют оздоровлению растений, атакуя патогены растений грибковыми ферментами. Грибы также используют антагонизм, чтобы уменьшить конкуренцию, вырабатывая антитела, которые подавляют рост других микроорганизмов. Они производят много витаминов, которые способствуют росту растений. Конкурируя с другими грибами за питательные вещества, полезные грибы предотвращают распространение патогенных и болезнетворных организмов.

Полезные грибы вместе с некоторыми бактериями могут также образовывать защитные паутины и сети вокруг корней и даже листьев для защиты растения-хозяина (Lowenfels & Lewis, 2006; Sylvia et al., 2005). Грибок Trichoderma защищает корни растений от поражения вредоносными микроорганизмами. Грибы также защищают растения, создавая защитную оболочку для снабжения корней растения водой и фосфором во время засухи (Magdoff & Van Es, 2009).

Гифы должны находиться в тесном контакте с живыми или мертвыми органическими остатками почвы, чтобы поглощать питательные вещества, поэтому они обычно растут вместе с другими почвенными микроорганизмами. Они агрессивно конкурируют за дефицитные питательные вещества, и конкуренция обычно приводит к смене или изменению микробных популяций по мере поглощения или истощения питательных веществ. Первичные колонизаторы поглощают простые сахара, аминокислоты и витамины из частей растений, таких как фрукты, семена и овощи, и классифицируются как «сахарные грибы». Господство этих грибов недолговечно, потому что продукты жизнедеятельности быстро накапливаются.

Следующими появляются разлагающие целлюлозу грибы, самые разнообразные и конкурентоспособные. Например, разложение соломы с высоким соотношением C:N (80:1) требует, чтобы грибы паразитировали или разлагали другие грибы, чтобы получить азот для роста и производства ферментов. Деградация лигнина стимулируется низким содержанием азота. Лигнин составляет 60 процентов от общей массы гумуса, но небольшое количество видов грибов, которые могут разлагать лигнин, снижает конкуренцию (Dick, W., 2009).

Грибы обычно размножаются бесполым путем спорами (микрочастицы, похожие на семена растений). Распространение спор происходит различными способами, включая триггеры, реактивное движение, пружины и запахи в зависимости от окружающей среды (Lowenfels & Lewis, 2006). Споры грибов могут жить 50 лет в неактивном вегетативном состоянии в виде спор. Это позволяет грибам выживать и оставаться жизнеспособными, оставаясь неактивными до тех пор, пока условия окружающей среды не улучшатся. Микробы проводят большую часть своего времени в состоянии голода и ищут питательные вещества только для того, чтобы выжить, но грибки могут оставаться жизнеспособными в течение многих лет. Большинство грибов выживает за счет постоянного роста и перемещения питательных веществ в широких сетях, когда они ищут пищу, или выживают за счет образования устойчивых спор во время стресса (Lavelle & Spain, 2005). Естественные почвы, как правило, подавляют прорастание грибковых спор, особенно при ограниченном количестве питательных веществ (Sylvia et al., 2005).

Продолжительность жизни грибов не была измерена у многих видов, но их открытый рост предполагает, что их продолжительность жизни измеряется миллионами лет, потому что они в основном представляют собой один и тот же организм (Dick, R., 2009). Например, кольца волшебных грибов растут постоянно расширяющимися кругами, как кольца на дереве, и измеряются десятилетиями и веками, а не днями и неделями для большинства микробов. Один гриб на Верхнем полуострове Мичигана покрывал 20 гектаров или почти 42 акра, прикреплялся к большинству деревьев, весил 10 000 кг или 11 тонн, а его возраст оценивался более чем в 1 500 лет (Smith et al. 19).92).

Резюме

Большинство почвенных грибов разлагают стойкие органические остатки с высоким содержанием целлюлозы и лигнина. Эффективность использования углерода грибами составляет около 40–55 процентов, поэтому они сохраняют и перерабатывают в своих клетках больше углерода (соотношение C:N 10:1) и меньше азота (10 процентов), чем бактерии. Хотя количество грибов меньше, их биомасса равна или превышает биомассу бактерий из-за их большего размера. Грибы более специализированы, но нуждаются в постоянном источнике пищи и лучше растут в ненарушенных почвенных условиях. Грибы и бактерии перерабатывают питательные вещества почвы и, как правило, находятся в симбиотических отношениях с большинством растений.

Ссылки

• Биологическое разнообразие: грибы, ноябрь 2014 г., получено с сайта emc.maricopa.edu/faculty/farabee/biobk/biobookdiversity_4.html.
• Дик, Р. (2009). Лекция о почвенных грибах в почвенной микробиологии, личная коллекция Р. Дика, Школа окружающей среды и природных ресурсов Университета штата Огайо, Колумбус, Огайо.
• Дик, В. (2009). Лекция о биохимическом процессе в почвенной микробиологии, личная коллекция У. Дика, Школа окружающей среды и природных ресурсов Университета штата Огайо, Колумбус, Огайо.
• Хоксворт Д.Л. (1991). Грибковое измерение биоразнообразия: масштабы, значение и сохранение. Микологические исследования , том 95, стр. 641–655. DOI: 10.1016/S0953-7562(09)80810-1
• Хоксворт Д.Л. (2001). Величина грибкового разнообразия: пересмотренная оценка в 1,5 миллиона видов. Микологические исследования , том 105 стр. 1422–1432 гг. DOI: 10.1017} S0953756201004725
• Ингэм, Э. Р. (2009). Учебник по почвенной биологии , Глава 4: Почвенный грибок. Анкени И.А.: Общество охраны почв и водных ресурсов. стр. 22-23. См. www.soils.usda.gov/sqi/concepts/soil_biology 9.0104
• Ислам, К.Р. (2008). Лекция по физике почв, личная коллекция Р. Ислама, Школа окружающей среды и природных ресурсов Университета штата Огайо, Колумбус, Огайо.
• Лавель, П. и Спейн, А.В. (2005). Экология почвы , Глава 3: Почвенные организмы, Springer: Нью-Дели, Индия.
• Ловенфельс, Дж. и Льюис, В. (2006). Объединение с микробами: Руководство садовода по почвенной пищевой сети , Глава 3: Бактерии, Timber Press: Портленд, Орегон.
• Магдофф, Ф. и Ван Эс, Х. (2009). Строительные почвы для улучшения почвы: устойчивое управление почвой , Глава 4: Живая почва (3-е изд.). Сеть устойчивого сельского хозяйства, серия справочников, книга 10. SARE Исследования и образование в области устойчивого сельского хозяйства: Белтсвилл, Мэриленд.
• Встреча, Ф.Б., младший (1993). Структура и физиологическая экология почвенных микробных сообществ. В Ф.Б. Meting, Jr. (Ed.), Экология микробов почвы , Marcel Dekker, Inc.: Нью-Йорк. стр. 3-25.
• Ридер, Р.К., (2012). Фотографии микоризных грибов, Личная коллекция Р. Ридера, Пищевая, сельскохозяйственная и биологическая инженерия, Государственный университет Огайо, Колумбус, Огайо.
• Смит, М., Брюн, Дж. и Андерсон, Дж. (1992). Гриб Armillaria bulbosa является одним из самых крупных и древнейших живых организмов. Природа 356:428-431.
• Сильвия, Д.М., Хартел, П.Г. Фурманн, Дж.Дж. и Зуберер, Д.А. (2005). Принципы и приложения почвенной микробиологии (2-е изд. ). Под редакцией Дэвида М. Сильвы, Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River: New Jersey.
• Уилсон, Т.Дж. (Октябрь 2013). Фотографии грибов. Из Компост, почва и компост Чай Микроорганизмы .

---

Этот информационный бюллетень был подготовлен совместно с Советом по покровным культурам Среднего Запада (MCCC).

Почвообразование, участие микроорганизмов

штормовой ветер

просмотров обновлено

Микроорганизмы необходимы для почвообразования и почвенной экологии, поскольку они контролируют поток питательных веществ к растениям (т. е. контролируют циклы углерода, азота и серы), способствуют фиксации азота и детоксикации почвы от неорганических и встречающихся в природе органических загрязнителей. Почвенные микроорганизмы также являются частью нескольких пищевых цепей, таким образом, выступая в качестве источника питательных веществ друг для друга, и часто служат основными членами пищевых цепей в почвенной биоте.

Корни растений также являются частью почвенной биоты и некоторыми грибы . Многие бактерии живут в симбиотических отношениях с корнями растений, вокруг которых имеется область повышенной микробной активности, известная как ризосфера. Царство животных также представлено в почвенной биоте нематодами, дождевыми червями, моллюсками, акаринами, коллемболами, а также некоторыми насекомыми и личинками, питающимися в основном разлагающейся органикой. Все они принимают участие в пищевой цепи почвы и способствуют превращению органического вещества в бактериальную и грибковую биомассу. Почвенная микробиология является относительно новой дисциплиной, и, по оценкам, к настоящему времени идентифицировано только около одного процента почвенных микроорганизмов.

Почвенная экосистема состоит из неорганических веществ (кальций, оксид железа, нитраты, сера, фосфаты, зола и каменные частицы), субстратов (опавших листьев, отмерших организмов, гнилой древесины, отмерших корней), организмов (микробов, животных, и растения), воздух и вода. Бактерии и грибы в основном являются гетеротрофными организмами, которые питаются существующими органическими веществами, разлагая их, чтобы поглощать полученные микроэлементы и минералы. Следовательно, они необходимы для процесса рециркуляции питательных веществ, который поддерживает почву в хорошем состоянии для роста растений. Сообщество микроорганизмов в данном типе почвы отличается от сообщества микроорганизмов в другом типе почвы. Они сильно зависят от факторов окружающей среды, таких как уровень углекислого газа, кислорода, водорода, почвы pH (кислотный, щелочной или нейтральный), типы субстратов, количество доступных субстратов, уровень влажности и температура. Каждое сообщество очень сложное, и до сих пор мало известно о последовательности микроорганизмов в пищевых цепях и взаимосвязанных пищевых цепях, которые они образуют, или о последовательности событий в циклических путях почвенной экосистемы.

Поступление нового субстрата в почву увеличивает популяцию бактерий, которые им питаются, тем самым рециркулируя в процессе питательные вещества, важные как для растений, так и для других почвенных организмов. Бактериальная экспансия приводит ко второму событию, известному как сукцессия, то есть к росту простейшие популяции, предшествующие бактериям. Расширение популяций простейших вызывает активность клещей, которые питаются простейшими. Поступление субстрата также вызывает активность и расширение популяций грибов, которые также являются редуцентами. Некоторые виды грибов конкурируют с другими видами грибов за одни и те же субстраты, например, Pisolithus и Fusarium. Нематоды приводятся в действие и питаются как грибами, так и другими видами нематод. Некоторые грибы также способны захватывать и питаться нематодами. В ризосферах эти популяции более активны, чем в других частях почвы, и атмосферные факторы могут влиять на биоту ризосфер. Американская исследовательская группа изучает реакцию почвенной биоты на пастбищах Калифорнии, чтобы определить долгосрочное влияние повышенного уровня углекислого газа на динамику почвенной биоты и рост растений. Они обнаружили, что в обогащенной углекислым газом атмосферной среде увеличивается колонизация корней растений грибами, что облегчает обмен углеродом и питательными веществами между растениями-хозяевами и грибами (то есть симбиоз), тем самым способствуя расширению колоний грибов в почве. а также способствует росту травы. Следовательно, увеличилась и численность почвенных микрочленистоногих, так как многие из них питаются колониями грибов. Однако после шести лет экспериментального обогащения атмосферы углекислым газом значительного увеличения популяций бактерий не зарегистрировано. Таким образом, в эксперименте удалось проиллюстрировать одну часть пищевой цепи в пастбищной почве и предоставить доказательства того, что индуцированное усиление естественных симбиотических отношений в ризосфере может быть полезным для целей сельскохозяйственного производства.

См. также Бактериальные царства; Компостирование, микробиологические аспекты; микробный симбиоз; микробная таксономия; Фотосинтезирующие микроорганизмы; простейшие; Слизевики

Мир микробиологии и иммунологии

Еще из encyclopedia.com

Пищевая цепь , пищевая цепь
пищевая цепь Передача энергии от зеленых растений (первичных продуцентов) через последовательность организмов, в которой каждый съедает один белок… Сапрофит , Сапрофит
Сапрофит – это организм, выживающий за счет потребления питательных веществ из мертвого и разлагающегося растительного и животного материала, то есть органического вещества… Береговое управление , Экосистема – взаимодействующее сообщество организмов и их неживой физической среды, занимающее определенное место и время. Прибрежная экосистема… Пищевая сеть. Все организмы, мертвые или живые, являются потенциальными источниками пищи для других организмов. Гусеница ест лист, малиновка ест гусеницу, ястреб ест… Растения , Растения
Растение — это многоклеточный организм, который производит себе пищу путем фотосинтеза. Хотя растения демонстрируют разнообразие форм, функций и активности,… Mycorrhizae , Mycorrhizae
Микориза — это тесные, взаимовыгодные ассоциации между грибами и корнями растений (микориза происходит от греческого слова меня…

Об этой статье

Обновлено Облизости Encyclopedia.com Содержание Печать статьи

Вы также можете как

Близлежащие термины

Служба почвы

СВОВА 9003

СВОБОДОВАЯ СВОБА. Служба охраны почв

Почвенный комплекс

Уплотнение почв

Химия почв

Почвенный карьер

Общество охраны почв и вод

Горизонтов почвы и почвы

Якорь почвы

почвенная воздуха

Soignes

Soignée

Soigné

SOIC

SOIA, ELENA (1981–)

SOI-DISANT

SOHYO

SOHIRE

SOHIEL

.