Půda je plná života. Často se říká, že v hrstce půdy je více živých organismů než lidí na naší planetě.
Na první pozorování se půda může zdát jako spíše inertní materiál, po kterém jednoduše chodíme, stavíme silnice a budovy a pěstujeme rostliny. Při bližším zkoumání vidíme, že půda se hemží živými organismy. Patří mezi ně archaea, bakterie, houby, řasy, prvoci a široká škála větších půdních živočichů, včetně roztočů, háďátek, žížal, mravenců a hmyzu, kteří tráví celý svůj život nebo jeho část pod zemí. V půdě žijí i větší organismy, jako jsou hrabatí hlodavci. Každý organismus je důležitý při vytváření prostředí, kterému říkáme půda. Podívejme se blíže na to, kdo žije v půdě.
Mikroby, bakterie a „spotřebitelé“
Začněme možná těmi nejmenšími organismy, které žijí v půdě.
Půdní bakterie
Existují tisíce různých druhů bakterií, které mohou lidem buď pomoci, nebo ublížit. Představte si, že pouze 5 % toho, co vyprodukují zelené rostliny, spotřebují zvířata, ale 95 % spotřebují mikroorganismy. Jeden gram úrodné půdy může obsahovat až miliardu bakterií. Existuje mnoho různých druhů bakterií a většina z nich ještě nebyla objevena! Mnohé z těchto bakterií jsou aerobní a vyžadují kyslík z půdní atmosféry. Jiné bakterie však potřebují žít bez kyslíku. A některé druhy půdních bakterií mohou žít s kyslíkem nebo bez něj. Růst těchto bakterií je omezen potravou obsaženou v půdě.
Půdní houby jsou také hlavní složkou půdy a přicházejí v různých velikostech, tvarech a barvách. Houby mají podzemní kořeny (mycelium), které absorbují živiny a vodu. Snášejí kyselost, což je činí velmi důležitými pro rozklad materiálů ve vysoce kyselých lesích, což mikroby nedokážou. Půdní houby mohou také rozkládat lignin, dřevité pletivo pro rozklad rostlin.
Půdní živočichové
Půdní živočichové jsou konzumenti a rozkladači, protože se živí organickou hmotou a k rozkladu dochází v trávicím traktu. Některá zvířata jedí kořeny, jiná se živí jinými zvířaty. Většinu půdních živočichů představují červi.
Existuje několik typů červů:
- Žížaly. Jsou nejsnáze identifikovatelné. Živí se rostlinným materiálem a organickou hmotou a uvolňují sediment do půdy jako potravu pro jiné organismy. Žížaly také opouštějí kanály, což zvyšuje kyprost půdy.
- Hlístice, škrkavky. Tito červi žijí ve vodě kolem částic půdy. Existuje několik různých typů háďátek: někteří jedí mrtvou hmotu, jiní živí kořeny a další jedí jiné živé organismy. Některé háďátka jsou škodlivá a mohou způsobit vážné poškození nebo deformaci kořenů.
Kromě červů další velké množství hmyzu. Jsou to členovci, kteří mají exoskeletony a kloubové nohy. Patří sem roztoči, stonožky, ocasy a larvy.
Úloha a funkce mikroorganismů v půdě
Půdní mikroorganismy hrají společně důležitou roli při rozkladu organické hmoty, koloběhu živin a hnojení půdy. Bez koloběhu prvků by pokračování života na Zemi nebylo možné, protože potřebné živiny by organismy rychle absorbovaly. Reakce zapojené do koloběhu prvků jsou často chemické povahy, ale důležitou roli v koloběhu prvků hrají také biochemické reakce usnadněné organismy. Půdní mikrobi mají v tomto procesu prvořadý význam.
Půdní mikrobi jsou také důležití pro vývoj zdravé struktury půdy. Produkují spoustu lepkavých látek (jako jsou polysacharidy a hlen). Plísňová vlákna také stabilizují půdní strukturu, protože tyto vláknité struktury se rozvětvují v půdě. Houby lze považovat za „vlákna“ půdní tkaniny.
Půdní mikroorganismy jsou jak složkami, tak producenty půdního organického uhlíku, látky, která zadržuje uhlík v půdě po dlouhou dobu. Dostatek organického uhlíku v půdě zlepšuje úrodnost půdy a schopnost zadržovat vodu. Existuje stále více výzkumů podporujících hypotézu, že půdní mikroorganismy, a zejména houby, mohou být použity k extrakci uhlíku z atmosféry a jeho zachycení v půdě.
Půdní podmínky pro „pohodlný“ život
Vidíme, že zdravé půdy obsahují obrovské množství mikrobů a značné množství mikrobiální biomasy. To má za následek obrovský potenciál pro mikrobiální aktivitu, když jsou půdní podmínky (dostupné zdroje uhlíku, vlhkost, provzdušňování, teplota, kyselost/alkalita a dostupné anorganické živiny, jako je dusík) příznivé.
Téměř všechny půdní organismy (kromě některých bakterií) potřebují totéž, co potřebujeme k životu: potravu, vodu a kyslík. Jedí potraviny na bázi uhlíku, které jim poskytují živiny včetně dusíku a fosforu. Vyžadují vlhké stanoviště s přístupem kyslíku ve vzdušných prostorech půdy. Tyto důvody vysvětlují, proč se 75 % půdních organismů nachází v horních pěti centimetrech půdy.
Pokud najdete chybu, vyberte část textu a stiskněte Ctrl + Enter
Půdní mikrobiologie je mezioborový předmět, který úzce souvisí s půdní biochemií a mikrobiální ekologií.
To zahrnuje pochopení principů pedologie, mikrobiologie a chemie biologických systémů.
Existují dva hlavní přístupy k půdní mikrobiologii. Prvním přístupem je studium organismů studiem jejich fyziologie a taxonomie, zatímco druhý přístup se zaměřuje na mikrobiální procesy, tedy to, co mikroorganismy dělají v půdě.
Půda je heterogenní stanoviště s neustále se měnícími podmínkami prostředí pro růst mikroorganismů.
Půdní mikroorganismy jsou přítomny ve velkém množství a mají širokou škálu metabolických aktivit a fyziologických vlastností, které hrají zásadní roli v koloběhu živin v půdě a jsou nezbytné pro odstraňování znečišťujících látek z půdy.
Půda obsahuje širokou škálu substrátů pro mikroorganismy, od jednoduchých cukrů až po nejsložitější materiály, jako je humus.
Půda se také skládá z mnoha mikromíst s hladinami živin, vlhkosti, pH a Eh, které se mění na velmi krátké vzdálenosti (mm nebo mm) a přesčas.
Důsledkem chemické a fyzikální heterogenity půdy je, že půda skrývá největší rozmanitost života.
Mikroorganismy vyskytující se v půdě
ИKvůli rozmanitosti živin a základních faktorů je půda domovem různorodé skupiny mikroorganismů.
Půdní mikroorganismy jsou klasifikovány do sedmi různých kategorií: bakterie, houby, viry, modrozelené řasy, aktinomycety, prvoci a hlístice.
Každá z těchto skupin má jiné vlastnosti a svou roli v půdě, ve které žije.
Takové mikroorganismy se nacházejí nejen v povrchové půdě, ale také v podpovrchové půdě stovky až tisíce metrů pod zemí.
Obecně se počet mikroorganismů snižuje s rostoucí hloubkou v půdním profilu, především v důsledku úbytku organické hmoty v půdě.
Přesné složení mikrobiálního společenství v půdě se může měnit se změnami v prostředí.
Distribuce mikroorganismů v půdě se liší od jedné oblasti půdy k druhé. Úzká oblast půdy přímo vystavená kořenům rostlin, nazývaná rhizosféra, obsahuje více mikroorganismů než jiné části půdy.
Rhizosféra je dynamické prostředí, ve kterém kořeny rostlin vylučují různé sloučeniny, které podporují vyšší mikrobiální populace a aktivitu než v objemné půdě.
Bakterie v půdě
Co je to bakterie?
Bakterie jsou nejmenší a nejhojnější buněčné organismy v půdě. Jsou to prokaryotické organismy, které jsou typicky 0,5 až 1 mm široké a 1 až 2 mm dlouhé.
Drobné bakterie nazývané ultramikrobakterie, mohou mít průměr pouhých 0,3 mm s objemem buněk menším než 0,1 mm3.
Ačkoli mají bakterie mnoho buněčných tvarů, včetně tyčinkových, kulovitých, spirálovitých a vláknitých, nejběžnějším buněčným tvarem nalezeným v půdě je krátká tyčinka (kokoidní tyčinka).
Bakterie jsou jednou z nejběžnějších skupin mikroorganismů nacházejí se v půdě, přičemž většina z nich je přítomna v oblasti rhizosféry.
Bakterie v rhizosféře jsou větší a mají vyšší podíl gramnegativních a denitrifikačních bakterií než v objemné půdě.
Příklady bakterií nalezených v půdě
Biomasa bakterií nacházející se v půdě se pohybuje od 300 do 3000 kg/ha. Na gram půdy připadá přibližně 10 8 až 10 9 bakterií, z nichž většina (> 99 %) nebyla nebo nemůže být pěstována v laboratoři.
Běžné bakteriální izolované z půdy zahrnují Bacillus, Arthrobacter, Pseudomonas, Agrobacterium, Alcaligenes, Clostridium, Flavobacterium, Corynebacterium, Micrococcus, Xanthomonas a Mycobacterium.
Na rozdíl od jednoduché morfologie, bakterie mají největší metabolickou rozmanitost.
Z hlediska využití uhlíku se rozlišují autotrofy a heterotrofy a z hlediska spotřeby energie se rozlišují chemoorganotrofy, chemolithotrofy a fototrofy.
Aerobní bakterie použít kyslík jako akceptor elektronů; anaerobní bakterie používají alternativní akceptory elektronů, jako je dusičnan, železité železo, síran, uhličitan a organická hmota.
Protože půda je oligotrofní (na živiny chudé) prostředí, většina bakteriálních buněk je považována za spící.
Jedinou oblastí v půdě, kde se typicky vyskytují metabolicky aktivní mikroorganismy, je rhizosféra, kde živiny nejsou omezeny.
V podmáčených nebo silně utužených půdách počet aerobních bakterií klesá, zatímco mikroaerofilních a nakonec anaerobních bakterií přibývá.
Na rozdíl od jiných půdních mikroorganismů většina bakterií preferuje půdy bohaté na živiny s neutrálním nebo mírně zásaditým pH a podobnými poměry C/N.
Pozitivní účinky prvoků v půdě
elementární jsou rozhodující v suchozemských ekosystémech, kde působí jako bakteriální spotřebitelé, což vede k mineralizaci organického půdního dusíku za vzniku amonia.
Společenstvo prvoků v půdě lze také použít k hodnocení a sledování změn v biotických a abiotických složkách půdy, čímž působí jako půdní bioindikátory.
Bylo zjištěno, že prvoci zvyšují rostlinnou biomasu bez ohledu na obsah živin v rostlinné tkáni.
Mnoho druhů prvoků se živí bakteriemi a další mikroorganismy, což zlepšuje koloběh živin a tok energie mezi mikroorganismy, zvířaty a rostlinami.
Negativní účinky prvoků v půdě
Protože většina bakteriálních společenství v půdě poskytuje potravu pro prvoky, přítomnost prvoků v půdě ovlivňuje bakteriální diverzitu.
Někteří prvoci mohou být pro rostlinu škodliví, snižují zdraví rostlin a výnos.
Modrozelené řasy (sinice) v půdě
Co je modrozelená řasa?
Sinice jsou fototrofní bakterie, které jsou důležité v půdách, kde je dostupné světlo a voda.
Sinice jsou autotrofní eukaryota, která se skládají jak z volně žijících fotosyntetických bakterií, tak z endosymbiotických organismů.
Modrozelené řasy existují ve formě pohyblivých vláken buněk, které jsou odstraněny za účelem vytvoření nových kolonií.
Modrozelené řasy se vyskytují v koloniální nebo vláknité formě a vláknité formy vykazují heterocystická nebo neheterocystická vlákna.
Heterocysty jsou tlustostěnné, velké buňky, zodpovědný za fixaci dusíku za anaerobních podmínek.
Příklady modrozelených řas nalezených v půdě
Modrozelené řasy v půdě jsou přítomny v široké škále vlhkých půd, hlavně kolem kořenů rostlin ve formě symbiotické asociace.
Tyto organismy se mohou vyskytovat buď volně v půdě, nebo ve formě symbiotických vztahů s rostlinami lišejníků.
Druhy sinic mají určité struktury, jako jsou heterocysty, které se podílejí na fixaci dusíku a jsou tak přítomny v anaerobní zóně půdy.
Některé z běžných sinic zahrnují Nostoc, Prochlorothrix, Anabaena, Nodularia et al.
Cyanobakterie byly hlášeny z široké škály půd, které se daří nad i pod povrchem.
Modrozelené řasy v půdě přežívají při mezofilních teplotách, který je citlivý na kyselost/nízké pH (optimální rozsah pH 6,5-8,0) a podmáčené půdní podmínky.
Pozitivní účinky modrozelených řas v půdě
Sinice patří mezi první mikrobiální společenstva, která kolonizují suchozemské ekosystémy.
Tyto mikroorganismy hrají důležitou roli v půdě fixací dusíku a uhlíku prostřednictvím syntézy exopolysacharidů, které zvyšují úrodnost půdy a schopnost zadržovat vodu.
Aplikace sinic jako inokulantů k vyvolání tvorby bioprášku na půdě je nová technologie, která obnovuje neúrodné, degradované oblasti a zabraňuje procesům dezertifikace.
Hrají důležitou roli při zvyšování fyzikální struktury půdy, pórovitosti a zadržování půdní vlhkosti díky své vláknité struktuře.
Tyto organismy také produkují slizovité látky, vylučují v půdě fytohormony, vitamíny, aminokyseliny a sekundární metabolity.
Mnoho druhů sinic má vnitřní schopnost fixovat atmosférický dusík pomocí velmi specializované buňky zvané heterocysta.
Použití sinic fixujících N2 jako potenciálního zdroje biohnojiva N2 v polních podmínkách působí jako alternativa k běžně používaným organickým a chemickým hnojivům.
Negativní účinky modrozelených řas v půdě
V některých případech mohou modrozelené řasy tvořit květy řas a uvolňovat do půdy toxiny, které přímo nebo nepřímo ovlivňují vegetaci.
Úbytek velkého množství společenstva sinic v půdě ovlivňuje bakteriální společenstva, protože způsobuje nedostatek kyslíku.
Viry v půdě
Co jsou viry?
Viry – Jedná se o genetické prvky, které se mohou replikovat nezávisle na chromozomech buňky, nikoli však nezávisle na buňkách samotných.
Viry jsou menší než bakterie a mají velikost 20 až 30 nm v průměru. Viry jsou obligátní parazité bakterií, hub, hmyzu, rostlin a zvířat, kteří obývají půdu.
Viry mohou působit jako spící struktury nebo částice, které mohou přežívat po dlouhou dobu v různých biotopech.
Protože viry jsou obligátní parazité, lze je nalézt kdekoli na světě, kde je život.
Příklady virů nalezených v půdě
Viry jsou nejběžnější biologické objekty na naší planetě a převyšují počet buněčných organismů v mořských a půdních biotopech.
Koncentrace virů v půdě se odhaduje na 10 virových částic na gram sušiny.
Většina půdních virů jsou ocasaté bakteriofágy, které preferují podmáčené lesní půdy před suššími zemědělskými půdami.
Některé z běžných virů nalezených v půdě jsou zahrnují malé kulovité virové částice podobné velikosti jako jednovláknová (ss) RNA obsahující bakteriofágy rodiny Leviviridae nebo některé rostlinné viry a větší kulovité viry podobné dvouvláknové (ds) DNA obsahující viry rodin Partitiviridae, Chrysoviridae a Totiviridae.
Různé rodiny virů Myoviridae, Siphoviridae a Podoviridae s genomy o velikosti od 45 do 270 kb byly nalezeny v povrchových píscích saharské pouště.
Půdy fungují jako rezervoáry pro viry, ale pravděpodobně se nejedná o zcela statické rezervoáry, protože se zdá, že alespoň některé viry se mezi prostředími snadno pohybují.
Hlavním způsobem, jakým viry působí příznivě v půdě, je přenos genů mezi mikrobiálními hostiteli prostřednictvím horizontálního přenosu genů. Přenos genů umožňuje přenos prospěšných vlastností mezi různými komunitami.
Dalším způsobem, jak mohou viry v půdě potenciálně prospívat rostlinám, je infikování rostlinných patogenních organismů.
Viry různých mikrobů v půdě jako patogeny hrají důležitou roli v regulaci populační struktury jejich mikrobiálních hostitelů.
Virové populace mohou také působit jako rezervoáry genů zapojených do všech biochemických funkcí jejich mikrobiálních hostitelů a vzájemnou rekombinací během koinfekcí mohou být zdrojem nových genových variant.
Negativní účinky virů v půdě
Mezi virovým společenstvím v půdě jsou jasně viditelné rostlinné patogeny, které vstupují do rostliny mechanicky, přenašeči háďátek nebo přenašeči hub.
Viry ovlivňují i další mikrobiální společenstva bakterií, hub a prvoků, která způsobují nerovnováhu v biotické složce půdy.
Viry mohou dokonce ovlivnit fyzikální a chemické vlastnosti půdy ovlivněním biotických a abiotických složek půdy.
Vytvořte si na webu přihlášku, co nejdříve vás budeme kontaktovat a zodpovíme všechny vaše dotazy.
