Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Роль микроорганизмов в круговороте веществ в биосфере





В состав живых организмов входит 60 химических элементов из 105 известных. Благодаря жизнедеятельности организмов биоценоза в биосфере происходит биогенный круговорот веществ, который включает круговорот отдельных элементов (углерода, азота, серы, фосфора, железа и др.).

Несмотря на малые размеры, роль микроорганизмов в круговороте веществ необычайно велика благодаря их высокой численности (масса мира микроорганизмов в 25 раз превосходит массу мира животных) и повсеместному распространению. Причинами широкого распространения микроорганизмов являются: 1) чрезвычайно большая скорость размножения — при благоприятных условиях деление клетки происходит каждые 20—40 мин; 2) малые размеры клеток, в результате чего они легко переносятся токами воздуха; 3) легкая приспособляемость и высокая резистентность (выносливость) к условиям окружающей среды (теплу, холоду, недостатку влаги и т. п.). Они могут жить и размножаться там, где другие живые существа обитать не могут; 4) исключительное многообразие источников питания и способов получения энергии. Микроорганизмы практически всеядны и могут использовать все природные и даже неприродные (синтетические) соединения.

В круговороте веществ микроорганизмы выступают в роли продуцентов органического вещества и его деструкторов (разрушителей). Особенно велико значение микроорганизмов в круговороте углерода, который составляет 50% живого вещества. Источником углерода для построения органических веществ является диоксид углерода, из которого растения, фотоавтотрофные и хемоавтотрофные бактерии создают свою массу. Эти организмы являются продуцентами органического вещества на планете. Только растениям ежегодно требуется до 60 биллионов тонн С02. Если бы запас С02 в атмосфере не пополнялся, то жизнь на Земле постепенно прекратилась, так как, по подсчетам ученых, имеющийся запас этого газа в ат­мосфере был бы исчерпан только растениями за 30—40 лет.

Ассимилированный растениями и автотрофными бактериям» углерод после их гибели вновь возвращается в атмосферу в виде С02 благодаря микроорганизмам. Микробные биоцено­зы выполняют колоссальную химическую работу по деструкции отмерших животных, растений, а также клеток микроорганизмов. В результате их жизнедеятельности сложнейшие органические вещества (белки, углеводы, жиры) превращаются; в простые минеральные соединения (нитраты, аммиак, сульфаты). Они растворяются в воде, усваиваются растениями, которые в свою очередь являются пищей для травоядных животных. В результате разложения органических веществ освобожда­ется значительное количество С02. Доля С02, образуемого в результате жизнедеятельности микроорганизмов, составляет 95% от его общего количества, образуемого всеми живыми существами.

Значение минерализующей деятельности микроорганизмов исключительно велико. Они являются активными санитарами, без них, по образному выражению Л. Пастера, земля была бы загромождена трупами, а лучшие пастбища и тропические леса; превратились бы в бесплодные пустыни.

Микрофлора почвы. Образование почвенного слоя в литосфере длилось тысячелетиями под воздействием физических, химических и особенно биологических факторов. Почва — это основная экосистема, являющаяся местом обитания множества различных животных, растений и особенно микроорганизмов. В почве всегда в достатке имеются необходимые для их жизни; питательные вещества и влага.

Количественный и видовой состав микрофлоры почвы зави­сит от типа почвы, климатических условий, характера растительного покрова и др. Наиболее интенсивное развитие микроорганизмов наблюдается в удобренной почве. Например, в 1 г плодородной садовой почвы содержатся миллиарды различных микроорганизмов (спорообразующих и неспороносных бактерий, актиномицетов, мицелиальных грибов). Микрофлора дерново-подзолистых почв гораздо беднее. Микроорганизмы обитают в песках пустынь и льдах Арктики и Антарктиды.

В самом поверхностном слое почвы толщиной в несколько миллиметров микроорганизмов не так много, так как здесь на них оказывает неблагоприятное воздействие солнечный свет и высушивание почвы. Следующий слой толщиной до 5—10 см заселен наиболее обильно, и в 1 см3 насчитывается около 100 тыс. микроорганизмов. По мере углубления число микроорганизмов постепенно снижается, хотя даже на глубине 5м были найдены микроорганизмы. С глубиной меняется качественный состав микрофлоры. В верхних слоях почвы содержится много органических веществ, попадающих извне, там хорошая аэрация и поэтому преобладают аэробные гетеротрофные микроорганизмы. В более глубоких почвенных слоях значительно меньше органических веществ и кислорода, поэтому там преобладают анаэробные бактерии. Особенно широко представлены в почве аэробные и анаэробные гнилостные бактерии, маслянокислые, разлагающие целлюлозу, денитрифицирующие и нитрифицирующие, азотфиксирующие, актиномицеты и другие бактерии, а также мицелиальные грибы.

Плодородие почв связано с жизнедеятельностью микроорганизмов, с активным участием их в круговороте веществ в почве. Однако органические вещества животных и растительных остатков подвергаются минерализации частично, а оставшаяся незатронутой часть их превращается в сложные соединения, составляющие почвенный гумус (перегной). Он довольно устойчив к воздействию микроорганизмов и медленно подвергается минерализации. Накопление перегноя в почве способствует повышению ее плодородия. Чем больше перегноя в почве, тем энергичнее в ней протекают микробиологические процессы и активнее круговорот веществ, что играет огромную роль в на­коплении питательных веществ для растений.

Кроме сапрофитов в почве встречаются и патогенные бактерии — возбудители столбняка, ботулизма, газовой гангрены, сибирской язвы и различных кишечных инфекций. Поэтому загрязнение сырья и готовой продукции почвой может привести не только к потерям ценных питательных веществ и снижению их качества вследствие микробной порчи, но и к инфекцион­ным заболеваниям и пищевым отравлениям.

Микрофлора воды. Гидросфера включает подземные воды, поверхностные воды и воды Мирового океана (совокупность, морей и океанов) и занимает 3/4 поверхности планеты. Вода является таким же естественным биотопом для микроорганизмов, как и почва, где они активно размножаются, и участвуют в процессах круговорота веществ.

Количество микроорганизмов в воде зависит от ее происхождения. Поскольку в пищевой промышленности пользуются, как правило, пресной водой, то ниже будут рассмотрены только пресноводные природные воды.

Подземные воды. Эти воды (ключевые, грунтовые, артезианские) содержат неодинаковые количества микроорганизмов. Ключевые воды бедны микрофлорой, что объясняется адсорбцией микроорганизмов на частичках почвы при прохождении воды через грунт. Грунтовые воды, особенно мелких колодцев, обычно содержат значительное количество микроорганизмов, в том числе и патогенных, попадающих туда в результате просачивания поверхностных вод во время весенней распутицы, а также с воздухом, пылью, дождем. Артезианские воды, в отличие от грунтовых, залегают на больших глубинах и являются наиболее чистыми. Единичные микроорганизмы попадают в воду при прохождении ее через трубы, сама же артезианская вода свободна от бактерий.

Поверхностные воды (континентальные водоемы). Это воды открытых водоемов — рек, озер, водохранилищ, прудов. Микрофлора их многочисленна и разнообразна, что зависит в первую очередь от количества питательных веществ. Чем больше вода загрязнена органическими остатками, тем больше в ней микроорганизмов. Степень аэрации, температура, химический состав воды, ее прозрачность, от которой зависит глубина проникновения солнечного света, близость населенных пунктов и. промышленных предприятий, откуда в водоемы поступают сточные воды, время года и т. д. также оказывают большое влияние на количественный и видовой состав микрофлоры воды.

Микрофлора поверхностных вод состоит из собственно водных микроорганизмов и попавших извне — из почвы, воздуха, с хозяйственно-бытовыми и промышленными сточными водами. Так, воды рек по течению выше городов всегда беднее микрофлорой, чем в самом городе и ниже его, где реки вбирают массу стоков. С ними в водоемы попадают и патогенные микроорганизмы.

Основная масса микроорганизмов попадает в водоемы из почвы. Так, в водоемах со стоячей водой (пруды, озера) количество бактерий в прибрежной зоне, непосредственно соприкасающейся с почвой, всегда значительно больше, чем на удалении от берега. Число микроорганизмов возрастает во время таяния снега и половодья. Много микроорганизмов содержится также в поверхностных слоях воды, так как какое-то количество микроорганизмов попадает в воду из воздуха, частично оседая с пылью, а частично — с атмосферными осадками.

Количество бактерий в воде резко возрастает в дождливую погоду и уменьшается в солнечную. Много микроорганизмов в придонных слоях воды, и особенно в поверхностном слое ила на дне водоема, где оседают разнообразные растительные и животные остатки, богатые органическим веществом. Здесь происходят интенсивные микробиологические процессы, обеспечивающие круговорот веществ в водоеме.

Микрофлора воздуха. Микроорганизмы обнаруживаются в нижнем слое атмосферы — тропосфере (на высоте до 9—11 км). Наибольшее количество их находится в прилегающем к земле слое (около 1 м). Токами воздуха микроорганизмы заносятся даже в стратосферу, они обнаружены на высоте 20 км и более.

Атмосферный воздух является наименее благоприятным биотопом для микроорганизмов из-за недостатка питательных веществ, капельно-жидкой влаги, а также действия ультрафиолетовых лучей. Если в воде и почве микроорганизмы могут не только сохраняться, но и активно размножаться, то в воздухе они лишь временно сохраняют свою жизнеспособность. Благодаря этому микрофлора воздуха сравнительно немногочисленна. Попадают микроорганизмы туда в основном из почвы, с растений и животных, разносятся ветром с пылью, с атмосферными осадками, например при тумане, немалую роль играют и насекомые.

Количество микроорганизмов в 1 м3 воздуха колеблется от нескольких единиц до многих десятков тысяч. Это связано со степенью чистоты воздуха: чем он чище, тем меньше в нем микроорганизмов. Воздух над густонаселенными городами обычно содержит большое количество микроорганизмов, но по мере удаления от поверхности земли их становится меньше. В арктических областях, а также на высокогорье или на море вдали от берега воздух исключительно чист. В воздухе лесов, особенно сосновых, содержится мало микроорганизмов в связи с губительным действием на них летучих веществ (фитонцидов), выделяемых деревьями. В воздухе удобряемых полей микроорганизмов больше; в одной и той же местности до дождя их больше, чем после дождя; зимой в воздухе их значительно меньше, чем летом.

Микрофлора воздуха представлена в основном различными видами спорообразующих бактерий, в ней много пигментных форм. Очевидно, пигменты играют защитную роль при действии ультрафиолетовых лучей на бактериальную клетку. Обычно в воздухе встречаются споры различных мицелиальных грибов и дрожжей. Патогенные бактерии практически в открытом воздухе отсутствуют, они обнаруживаются обычно только в воз­духе закрытых помещений.

Date: 2015-12-13; view: 926; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.008 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию