Conceptul de sol ca multitudine de habitate microbiene
Conceptul de „microbiocenoze din sol” este corectat constant prin idei despre complexele microorganismelor din sol. Noul concept neagă organizarea strictă și rigidă a microorganismelor din sol într-un singur sistem.
Din punct de vedere al microbiologiei, solul este un mediu extrem de eterogen și nu poate fi considerat ca un singur habitat omogen. Datorită structurii și microzonării sale, ar trebui să fie considerată ca un set de micro- și mezozone diferite, în fiecare dintre acestea fiind create condiții diferite și adesea direct opuse pentru dezvoltarea grupurilor individuale de microorganisme.
Multe astfel de micromedii pot fi găsite în fiecare gram de sol. Micro- și mezozonele sunt separate în spațiu și timp. Microorganismele sunt adaptate la dezvoltarea în microzone. Dimensiunea lor microscopică, capacitatea de a se înmulți rapid și de a trece rapid la o stare de repaus sau la un metabolism extrem de lent le permit să stăpânească microzona într-un timp scurt și să supraviețuiască atunci când rezervele de alimente sunt epuizate.
Microzona poate fi foarte mică și poate ocupa doar câteva zeci sau sute de micrometri cubi. În același timp, în ea se dezvoltă adesea o microcolonie, constând din câteva zeci de celule din aceeași specie. Uneori, astfel de zone sunt de dimensiuni considerabile, de exemplu, rămâne o bucată de plantă în descompunere. Ele pot avea o mare întindere cu o grosime mică, de exemplu, suprafața unei zone de rădăcină omogenă (rizoplan).
Microzonarea se bazează pe aprovizionarea locală cu reziduuri organice și exsudate radiculare, precum și pe microzonarea distribuției condițiilor fizice și chimice (potențial redox, pH, concentrație de nutrienți etc.), factori mineralogici.
În ciuda numărului maremicroorganismele conținute în sol (miliarde la 1 g), se dovedește că celulele, de regulă, sunt colectate în microcolonii, separate prin spații goale, care sunt de sute și mii de ori mai mari ca suprafață decât spațiile ocupate de microorganisme. Astfel, microcoloniile formate din celule dintr-una sau mai multe specii se pot dezvolta relativ izolate.
Un bazin mare de microorganisme în sol este necesar din următoarele motive. Mișcarea orizontală și verticală a microorganismelor în sol este dificilă din cauza aderenței microorganismelor la particulele de sol și a dificultății de mișcare a acestora printr-un sistem fin poros, care este solul. Între timp, substanțele organice, ca și substanțele anorganice, intră întâmplător în anumite micro- și mezozone ale solului. Prin urmare, pentru prelucrarea tuturor substanțelor care intră în sol, în fiecare mezo- sau chiar microzonă trebuie să fie prezent un set complet de microorganisme necesare. În momente diferite, într-un loc dat pot apărea zone diferite: aerobe sau anaerobe, cu temperaturi scăzute sau ridicate, cu valori ale pH-ului în schimbare bruscă etc. Fiecare mic petic de sol ar trebui să conțină microorganisme care nu doar descompun substanțe organice (celuloză, lignină, chitină etc. .d.), dar și efectuarea altor procese necesare: fixarea azotului, amonificarea, hidroliza organofosfaților, transformarea compușilor organici și minerali, a mineralelor etc.
Este posibilă migrarea microorganismelor în sol pe distanțe scurte; acestea sunt efectuate intenționat datorită prezenței chimiotaxiei în microbi.
În condiții naturale, fondul de microorganisme crește în special în ecosistemele în care condițiile de apariție a proceselor microbiologice sunt nefavorabile, de exemplu, în solurile alpine și în solurile de tundră, unde vara este foarte scurtă șiconditii hidrotermale favorabile dezvoltarii microorganismelor exista pentru o perioada scurta. Bazinul microbian este mare și în cernoziomuri, unde dezvoltarea microorganismelor este împiedicată fie de lipsa de umiditate, fie de îngheț.
Bazinul de microorganisme din sol se distinge nu numai prin numărul mare, ci și prin diversitatea sa. Conform bazinului genetic microbian, solul este cel mai bogat substrat de pe Pământ. Nu e de mirare când se caută microorganisme - producători ai anumitor substanțe valoroase (antibiotice, vitamine, enzime, aminoacizi) - în majoritatea cazurilor se îndreaptă spre sol ca sursă cea mai sigură de diverși microbi.
O alta functie importanta a piscinei este aceea ca asigura supravietuirea fiecarui tip de microorganism. Solul este un mediu eterogen cu multe microzone diferite. Doar într-o parte a acestor microzone, într-un anumit interval de timp, se creează condiții favorabile reproducerii și supraviețuirii unui anumit microorganism. Pentru supraviețuirea microbilor în sol la începutul unei perioade nefavorabile, numărul total de celule trebuie să fie mare, apoi se vor afla în multe microzone și cel puțin o parte dintre ele vor supraviețui în condiții favorabile.
Din punct de vedere al funcției în sol, trebuie să se distingă două bazine de microorganisme: la un nivel superior - un bazin care este esențial pentru procesele microbiologice care au loc în sol (în acest caz, numărul de celule bacteriene ar trebui să fie mai mare decât 1 milion la 1 g de sol), și un bazin care asigură, în principal, supraviețuirea diferitelor tipuri de microorganisme în sol. În al doilea bazin, numărul de celule este mult mai mic, dar este foarte divers în ceea ce privește speciile. Acest pool nu este esențial în procesele metabolice în această etapă de succesiune, dar poate fi necesar pentru a furniza procese în alte etape de succesiune.sau când se schimbă condițiile de mediu.
De menționat că solul în sine ca habitat este construit în așa fel încât este extrem de favorabil pentru supraviețuirea unui bazin de microorganisme (microzonare).