Микрофлора почв. 
Проблемы восстановления биологических свойств почвы Юго-Западной части Центрального региона России

Микроорганизмы обнаруживаются в окружающей природной среде практически повсеместно. Однако из всех известных сред обитания наиболее богаты как количественно, Так и качественно почвы, в одном грамме которых может находиться до 10 млрд. микробов и более.

Несмотря на то, что средний вес бактериальной клетки вставляет всего (7−9) 10^-14 г, их живая биомасса в почве на площади 1 га составляет 2—5 т.

Микробная биомасса в разных почвах колеблется от единиц до нескольких десятков т/га, причем на долю грибов приходится от 88 до 99% биомассы, а доля прокариот (бактерии, актиномицеты) составляет 1—12%. Доля живого мицелия составляет от 50% в нижних горизонтах до 85% в подстилке. Жизнеспособность спор составляет 70—100%.

Особенностью почвы как среды обитания микроорганизмов является ее гетерогенность. Микрозоны разделены здесь в пространстве и во времени, поэтому почва представляет собой множество экологических ниш. Микрозональность определяется локальным поступлением органических остатков и корневых выделений растений, варьированием значений температуры, влажности, рН, окислительно-восстановительным потенциалом, концентрацией минеральных элементов и т. д. Благодаря микрозональности в почве одновременно могут идти разнообразные процессы — аэробные и анаэробные, автотрофные и гетеротрофные, проникающие при низких и высоких значениях рН. (Кирюшин, 2013).

В современной популяционной экологии принято подразделять организмы на r-стратегов (r — показатель скорости логарифмического роста популяции в нелимитирующей среде), быстро развивающихся за счет легко доступных соединений, содержащихся в высоких концентрациях в среде, и К-стратегов (К — показатель верхнего предела численности популяции), способных к медленному росту за счет питательных субстратов, имеющихся в незначительных концентрациях, уже неспособных обеспечить рост r-стратегов. При обилии пищи r-стратеги быстро размножаются и преобладают, но в неблагоприятных условиях быстро отмирают.

Кстратеги развиваются медленнее, но более устойчивы к стрессам. В зависимости от условий доминируют организмы с той или иной стратегией. Обычно при внесении источников пищи (например, навоза) в начале сукцессии (закономерного процесса смены ценозов) доминируют r-стратеги при низком видовом разнообразии, а на более поздних этапах — К-стратеги, что сопровождается увеличением биоразнообразия. (Кирюшин, 2013).

Основными представителями почвенной микрофлоры являются бактерии, актиномицеты, микроскопические грибы и водоросли.

Бактерии — мельчайшие организмы, обладающие клеточным строением. Диаметр бактериальной клетки в cpеднем составляет 1 мкм, варьируя в пределах от 0,1 до 10 мкм. Обнаруживаются во всех средах обитания вплоть до самых экстремальных (соленые и термальные источники и т. д.).

Большинство бактерий относится к классу истинных бактерий (Eubacteriaea). Это, как правило, безъядерные одноклеточные организмы. Размножаются простым делением. Некоторые обладают подвижностью. Клетка истинных бактерий имеет неэластичную оболочку. Бактерии имеют различную форму — круглую (кокки), палочковидную (бациллы), изогнутую.

К палочковидным бактериям относятся бактерии рода Bacillus — подвижные и неподвижные бактерии, обладающие способностью образовывать споры внутри клеток при неблагоприятных условиях среды. Из неспороносных палочковидных бактерий в почве чаще всего встречаются представители родов Pseudomonas и Bacterium. К изогнутым палочковидным бактериям относятся вибрионы (p. Vibrio, p. Spirillum, p. Spirochaetta).

Бактерии способны очень быстро размножаться при поступлении свежего органического вещества. Неспороносные формы размножаются быстрее, чем бациллярные. Поэтому бациллы встречаются на более поздних этапах сукцессии. К тому же они обладают более мощным ферментативным аппаратом и могут питаться веществами, недоступными неспороносным бактериям. Большинство почвенных бактерий относится к сапрофитам. (Вальков, Казеев, Колесников, 2013).

Грибы, являясь эукариотными организмами, обладают рядом своеобразных черт, отличающих их от растений и животных и дающих основание выделять их в самостоятельное царство Mycota (от греч. микос — шампиньон). Почвенные грибы представляют самую крупную экологическую группу, участвующую в минерализации органических остатков растений и животных и в образовании гумуса.

Истинные грибы (Eumycota) насчитывают более 100 тыс. видов. Их делят на четыре основных класса: зигоспоровые, аскоспоровые, базидиоспоровые и несовершенные.

Распространение грибов в почве и их высокая активность объясняются их большей по сравнению с другими микроорганизмами устойчивостью к изменяющимся условием окружающей среды. Так, например, имея неодинаковый оптимум рН для развития, грибы хорошо переносят любые условия кислотности и поэтому встречаются и в кислых, и в щелочных почвах. Многие виды грибов развиваются в почвах, имеющих рН ниже 4, при котором жизнедеятельность большинства бактерий и актиномицетов невозможна.

Почвенные водоросли — также специфичный и неотъемлемый компонент почв. Они являются пионерами при заселении горных пород, различных обнажений, отвалов горных пород и т. п., где образуют самостоятельные сообщества водорослей, или альгоценозы. Встречаются они как в арктических и антарктических полярных пустынях, нивальном поясе гор, так и в тропических сухих пустынях. Вместе с теш они входят в состав любого фитоценоза, образуя его структурную часть — альгосинузии, которые формируются под влиянием наземной растительности и почвенных условий, и в разных фитоценозах различаются по видовому составу, численности и экологическим особенностям входящих в их состав водорослей. Зональности почв и растительности соответствует зональность водорослевых группировок. К главным факторам, контролирующим особенности альгосинузий, относятся степень сомкнутости растительного покрова, наличие и качество опада на поверхности почвы, водный и солевой режимы почвы. (Вальков, Казеев, Колесников, 2013).

Микробиологическая характеристика почв — наиболее сложный раздел почвенной диагностики, связанный с большими методологическими проблемами. Однако почвенные микроорганизмы быстрее всех реагируют на внешние изменения среды, и поэтому могу использоваться для ранней диагностики антропогенного воздействия, особенно загрязнения. В этой свзяи применение почвенных микроорганизмов в биодиагностике и биомониторинге имеет большие перспективы.