Роль бактерий в сельском хозяйстве
Широкое распространение микроорганизмов свидетельствует об их огромной роли в природе. При их участии происходит разложение различных органических веществ в почвах и водоемах, они обусловливают круговорот веществ и энергии в природе, от их деятельности зависит плодородие, а также формирование каменного угля, нефти и многих других полезных ископаемых. Микроорганизмы участвуют в выветривании горных пород и прочих природных процессах.
Многие микроорганизмы используют в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Особенно важно использование микроорганизмов в растениеводстве и животноводстве. От них зависит обогащение почв азотом, борьба с вредителями сельскохозяйственных культур, правильное приготовление и хранение кормов, создание кормового белка, антибиотиков и веществ микробного происхождения для кормления животных. Микроорганизмы оказывают положительное влияние на процессы разложения веществ неприродного происхождения, искусственно синтезированных, попадающих в почвы и водоемы.
Наряду с полезными микроорганизмами существует большая группа так называемых болезнетворных или патогенных микроорганизмов, вызывающих разнообразные болезни сельскохозяйственных растений и животных, а также людей. В результате их жизнедеятельности возникают эпидемии заразных болезней, что сказывается на развитии экономики и производительных сил общества.
Последние научные данные не только существенно расширили представления о почвенных микроорганизмах и процессах, вызываемых ими в окружающей среде, но и позволили создать новые отрасли в промышленности и сельскохозяйственном производстве. Обнаружена способность почвенных микроорганизмов образовывать биологически активные вещества: витамины, аминокислоты и стимуляторы роста. Найдены пути использования белка микроорганизмов для кормления сельскохозяйственных животных. Выделены микробные препараты, усиливающие поступление в почвы азота из воздуха.
Открытие новых методов получения наследственно измененных форм полезных микроорганизмов позволило шире применять их в сельскохозяйственном и промышленном производстве, а также в медицине. Особенно перспективно развитие генетической инженерии. Ее достижения обеспечили развитие биотехнологий и появление высокопродуктивных микроорганизмов.
БАКТЕРИИ В СОЗДАНИИ ПЛОДОРОДИЯ
Почва является основным средством производства в сельском хозяйстве. Все продукты сельского хозяйства состоят из органических веществ, синтез которых происходит в растениях под воздействием солнечной энергии. Разложение органических остатков и синтез новых соединений, входящих в состав перегноя, протекает при воздействии ферментов, выделяемых разными ассоциациями микроорганизмов. При этом наблюдается непрерывная смена одних ассоциаций микробов другими.
Микроорганизмов в почве очень большое количество. В каждом грамме чернозема насчитывается 2-2,5 миллиарда бактерий. Микроорганизмы не только разлагают органические остатки на более простые минеральные и органические соединения, но и активно участвуют в синтезе высокомолекулярных соединений - перегнойных кислот, которые образуют запас питательных веществ в почве. Поэтому, заботясь о повышении почвенного плодородия, необходимо заботиться о питании микроорганизмов, создании условий для активного развития микробиологических процессов, увеличении популяции микроорганизмов в почве.
Основными поставщиками питательных веществ для растений являются аэробные микроорганизмы, которым для осуществления процессов жизнедеятельности необходим кислород. Поэтому увеличение рыхлости, водопроницаемости, аэрации при оптимальной влажности и температуре обеспечивает наибольшее поступление питательных веществ к растениям, что и обуславливает их бурный рост и увеличение урожайности.
Растениям для нормального роста и полноценного развития необходимы не только макроэлементы, такие как азот, фосфор, калий, но и микроэлементы, например, селен, который выступает как катализатор в различных биохимических реакциях и без которого растения не в состоянии сформировать действенную иммунную систему. Поставщиками микроэлементов могут быть анаэробные микроорганизмы - это микроорганизмы, которые живут в более глубоких почвенных пластах и для которых кислород - яд. Анаэробные микроорганизмы способны по пищевым цепям поднимать необходимые растениям микроэлементы из глубинных слоев.
Почва населена многочисленными представителями микроскопических существ. Мир их разделен на растительные и животные виды. Микроскопический растительный мир представлен бактериями, актиномицетами, дрожжами, грибами и водорослями. Животный мир составляют простейшие насекомые, черви и прочие. Кроме них, в почве обитают различные ультрамикроскопические существа - бактериофаги, актинофаги и многие другие виды. Особенно широко представлены гнилостные, маслянокислые и нитрифицирующие бактерии, актиномицеты и плесневые грибы.
Количество микробной флоры зависит от плодородия почвы. Чем плодороднее почва, чем больше в ней перегноя, тем плотнее она заселена микроорганизмами. Накопление микроорганизмов в значительной степени зависит от количественного и качественного содержания органических веществ в свежеотмерших растительных и животных остатках, а также от продуктов их первичного распада. Существенное значение в жизни микроорганизмов имеют витамины, ауксины и другие биотические вещества. Небольшие дозы их заметно ускоряют развитие и размножение клеток микробного населения.
Почва при высушивании обедняется микроорганизмами. Иногда численность их при высушивании образцов почвы уменьшается в 2-3 раза, а нередко в 5-10 раз. Наиболее стойко сохраняют жизнеспособность актиномицеты, затем микобактерии. Самый высокий процент гибели отмечается среди бактерий. Однако полного вымирания бактерий, даже в условиях длительной засухи, как правило, не происходит. Даже у весьма чувствительных к высушиванию культур имеются единичные клетки, которые длительное время сохраняются в сухом состоянии. Из бактерий преобладают формы, не образующие спор. Спороносные бактерии составляют около 10-20%.
На распределение отдельных микробов сильное влияние оказывает кислотность почвенного раствора. В почве с нейтральной или слегка щелочной реакцией бактерий бывает значительно больше, чем в кислой, заболоченной или торфяной. Плесневые грибы лучше переносят кислую среду, чем бактерии, поэтому они обычно доминируют в кислой почве.
Самый верхний слой почвы беден микрофлорой, так как находится под непосредственным влиянием вредно действующих на нее факторов: высушивание, ультрафиолетовые лучи солнечного света, повышенная температура и прочее. Наибольшее количество микроорганизмов располагается на глубине 5-15 см, меньше - в слое 20-30 см и еще меньше - в подпочвенном горизонте 30-40 см. Глубже могут существовать лишь анаэробные формы микробов.
В условиях орошаемого земледелия глубина и способ обработки заметно увеличивают количество полезных микроорганизмов как в поверхностных, так и в нижних слоях почвы. При глубокой вспашке наверх выворачивается малоплодородный, бедный микроорганизмами слой, на который положительно влияют удобрения. Беспрерывная обработка почвы без периодического внесения органических удобрений снижает содержание гумуса.
Чтобы количество гумуса находилось на достаточном уровне, необходимо систематически вносить органические удобрения, которые повышают общую численность не только бактерий, но и актиномицетов и плесневых грибов. Применение минеральных удобрений на почве, богатой органическими веществами, оказывает стимулирующее действие на микрофлору. Питательные элементы, входящие в состав минеральных удобрений, обеспечивают возможность расщепления органических веществ и, следовательно, вызывают интенсивное размножение микробов. Механизм действия минеральных удобрений на микрофлору почвы многогранен. Из повышающих факторов главными являются следующие:
Различные факторы внешней среды, стимулирующие или ограничивающие развитие микроорганизмов, оказывают непосредственное влияние на содержание гумуса в почве. Гумус повышает количество водопрочных агрегатов, что способствует хорошей водопроницаемости и экономному расходу воды, улучшает аэрацию и создает благоприятный биологический режим.
Применение методов биотехнологий в сельском хозяйстве успешно решает целый ряд вопросов. Растениям в природе необходим азот, но усваивать азот из воздуха они не способны.
Многие микроорганизмы используют в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Особенно важно использование микроорганизмов в растениеводстве и животноводстве. От них зависит обогащение почв азотом, борьба с вредителями сельскохозяйственных культур, правильное приготовление и хранение кормов, создание кормового белка, антибиотиков и веществ микробного происхождения для кормления животных. Микроорганизмы оказывают положительное влияние на процессы разложения веществ неприродного происхождения, искусственно синтезированных, попадающих в почвы и водоемы.
Наряду с полезными микроорганизмами существует большая группа так называемых болезнетворных или патогенных микроорганизмов, вызывающих разнообразные болезни сельскохозяйственных растений и животных, а также людей. В результате их жизнедеятельности возникают эпидемии заразных болезней, что сказывается на развитии экономики и производительных сил общества.
Последние научные данные не только существенно расширили представления о почвенных микроорганизмах и процессах, вызываемых ими в окружающей среде, но и позволили создать новые отрасли в промышленности и сельскохозяйственном производстве. Обнаружена способность почвенных микроорганизмов образовывать биологически активные вещества: витамины, аминокислоты и стимуляторы роста. Найдены пути использования белка микроорганизмов для кормления сельскохозяйственных животных. Выделены микробные препараты, усиливающие поступление в почвы азота из воздуха.
Открытие новых методов получения наследственно измененных форм полезных микроорганизмов позволило шире применять их в сельскохозяйственном и промышленном производстве, а также в медицине. Особенно перспективно развитие генетической инженерии. Ее достижения обеспечили развитие биотехнологий и появление высокопродуктивных микроорганизмов.
БАКТЕРИИ В СОЗДАНИИ ПЛОДОРОДИЯ
Почва является основным средством производства в сельском хозяйстве. Все продукты сельского хозяйства состоят из органических веществ, синтез которых происходит в растениях под воздействием солнечной энергии. Разложение органических остатков и синтез новых соединений, входящих в состав перегноя, протекает при воздействии ферментов, выделяемых разными ассоциациями микроорганизмов. При этом наблюдается непрерывная смена одних ассоциаций микробов другими.
Микроорганизмов в почве очень большое количество. В каждом грамме чернозема насчитывается 2-2,5 миллиарда бактерий. Микроорганизмы не только разлагают органические остатки на более простые минеральные и органические соединения, но и активно участвуют в синтезе высокомолекулярных соединений - перегнойных кислот, которые образуют запас питательных веществ в почве. Поэтому, заботясь о повышении почвенного плодородия, необходимо заботиться о питании микроорганизмов, создании условий для активного развития микробиологических процессов, увеличении популяции микроорганизмов в почве.
Основными поставщиками питательных веществ для растений являются аэробные микроорганизмы, которым для осуществления процессов жизнедеятельности необходим кислород. Поэтому увеличение рыхлости, водопроницаемости, аэрации при оптимальной влажности и температуре обеспечивает наибольшее поступление питательных веществ к растениям, что и обуславливает их бурный рост и увеличение урожайности.
Растениям для нормального роста и полноценного развития необходимы не только макроэлементы, такие как азот, фосфор, калий, но и микроэлементы, например, селен, который выступает как катализатор в различных биохимических реакциях и без которого растения не в состоянии сформировать действенную иммунную систему. Поставщиками микроэлементов могут быть анаэробные микроорганизмы - это микроорганизмы, которые живут в более глубоких почвенных пластах и для которых кислород - яд. Анаэробные микроорганизмы способны по пищевым цепям поднимать необходимые растениям микроэлементы из глубинных слоев.
Почва населена многочисленными представителями микроскопических существ. Мир их разделен на растительные и животные виды. Микроскопический растительный мир представлен бактериями, актиномицетами, дрожжами, грибами и водорослями. Животный мир составляют простейшие насекомые, черви и прочие. Кроме них, в почве обитают различные ультрамикроскопические существа - бактериофаги, актинофаги и многие другие виды. Особенно широко представлены гнилостные, маслянокислые и нитрифицирующие бактерии, актиномицеты и плесневые грибы.
Количество микробной флоры зависит от плодородия почвы. Чем плодороднее почва, чем больше в ней перегноя, тем плотнее она заселена микроорганизмами. Накопление микроорганизмов в значительной степени зависит от количественного и качественного содержания органических веществ в свежеотмерших растительных и животных остатках, а также от продуктов их первичного распада. Существенное значение в жизни микроорганизмов имеют витамины, ауксины и другие биотические вещества. Небольшие дозы их заметно ускоряют развитие и размножение клеток микробного населения.
Почва при высушивании обедняется микроорганизмами. Иногда численность их при высушивании образцов почвы уменьшается в 2-3 раза, а нередко в 5-10 раз. Наиболее стойко сохраняют жизнеспособность актиномицеты, затем микобактерии. Самый высокий процент гибели отмечается среди бактерий. Однако полного вымирания бактерий, даже в условиях длительной засухи, как правило, не происходит. Даже у весьма чувствительных к высушиванию культур имеются единичные клетки, которые длительное время сохраняются в сухом состоянии. Из бактерий преобладают формы, не образующие спор. Спороносные бактерии составляют около 10-20%.
На распределение отдельных микробов сильное влияние оказывает кислотность почвенного раствора. В почве с нейтральной или слегка щелочной реакцией бактерий бывает значительно больше, чем в кислой, заболоченной или торфяной. Плесневые грибы лучше переносят кислую среду, чем бактерии, поэтому они обычно доминируют в кислой почве.
Самый верхний слой почвы беден микрофлорой, так как находится под непосредственным влиянием вредно действующих на нее факторов: высушивание, ультрафиолетовые лучи солнечного света, повышенная температура и прочее. Наибольшее количество микроорганизмов располагается на глубине 5-15 см, меньше - в слое 20-30 см и еще меньше - в подпочвенном горизонте 30-40 см. Глубже могут существовать лишь анаэробные формы микробов.
В условиях орошаемого земледелия глубина и способ обработки заметно увеличивают количество полезных микроорганизмов как в поверхностных, так и в нижних слоях почвы. При глубокой вспашке наверх выворачивается малоплодородный, бедный микроорганизмами слой, на который положительно влияют удобрения. Беспрерывная обработка почвы без периодического внесения органических удобрений снижает содержание гумуса.
Чтобы количество гумуса находилось на достаточном уровне, необходимо систематически вносить органические удобрения, которые повышают общую численность не только бактерий, но и актиномицетов и плесневых грибов. Применение минеральных удобрений на почве, богатой органическими веществами, оказывает стимулирующее действие на микрофлору. Питательные элементы, входящие в состав минеральных удобрений, обеспечивают возможность расщепления органических веществ и, следовательно, вызывают интенсивное размножение микробов. Механизм действия минеральных удобрений на микрофлору почвы многогранен. Из повышающих факторов главными являются следующие:
- изменение физических свойств, оказывающих благоприятное влияние на размножение микробов;
- изменение рН в сторону нейтральной или слабощелочной;
- усиление развития растений, что оказывает стимулирующее действие на микрофлору.
Различные факторы внешней среды, стимулирующие или ограничивающие развитие микроорганизмов, оказывают непосредственное влияние на содержание гумуса в почве. Гумус повышает количество водопрочных агрегатов, что способствует хорошей водопроницаемости и экономному расходу воды, улучшает аэрацию и создает благоприятный биологический режим.
Применение методов биотехнологий в сельском хозяйстве успешно решает целый ряд вопросов. Растениям в природе необходим азот, но усваивать азот из воздуха они не способны.