Меню
Головна Статті Стаття в журналі Зерно. Здоров'я грунту - Роль грунтових найпростіших мікроорганізмів та нематод

Стаття в журналі Зерно. Здоров’я грунту – Роль грунтових найпростіших мікроорганізмів та нематод

Стаття в журналі Зерно. Здоров’я грунту – Роль грунтових найпростіших мікроорганізмів та нематод

 

Роль почвенных простейших микроорганизмов и нематод

Простейшие микроорганизмы

Простейшие микроорганизмы – это одноклеточные, которые питаются в основном бактериями, другими простейшими, растворимыми органическими веществами, а иногда и грибами. Они в несколько раз больше бактерий в диаметре (5-500 мкм). И простейшие и нематоды являются водными микроорганизмами, то есть находятся в водных пленках почвы и в порах почвенных агрегатов заполненных водой.

Простейшие подразделяются на три группы в зависимости от их формы:

  1. Mastigophora или жгутиковые – являются самыми маленькими простейшими (5-20 мкм). Они используют четыре плетевидных жгутика для передвижения. Жгутиковые питаются преимущественно бактериями и являются наиболее многочисленными из простейших почвы.
  2. Ciliophora или инфузории – являются крупнейшими простейшими (10-80 мкм) и самыми малочисленными. Они передвигаются с помощью вибрирующих волос, подобных ресничкам. Инфузории используют эти тонкие реснички, расположенные вдоль их тел, как весла, чтобы быстро продвигаться через почву. Они едят два других типов простейших, а также бактерии. В день инфузории могут потреблять пищи больше, чем десять тысяч бактерий.
  3. Sarcodina или амебы – также могут быть довольно большими. Они передвигаются с помощью временной ноги или “псевдоподия”. Амебы находятся в ризосфере и на поверхности корней, где они могут питаться популяциями бактерий. Есть два типа амеб: раковинные и голые. Раковинные амебы заключены в жесткую хитиновую оболочку (панцирь), в то время как голые амебы не имеют этой жесткой оболочки. Голые амебы могут изменять свою форму, а исследование крошечных поровых пространств делает их ценными для переработки питательных веществ в почве.

 

Простейшие найдены в изобилии вблизи поверхности почвы, в частности, в верхних 15 см. Жизненный цикл многих простейших состоит из активной фазы (когда они питаются и размножаются) и фазы покоя. В стадии покоя многие виды простейших могут выдерживать суровые условия окружающей среды и сохраняться в течение многих лет, пока внешние условия не улучшатся.

 

Роль простейших

Простейшие играют важную роль в минерализации питательных веществ, которые становятся доступными для растений и других почвенных организмов. Простейшие (как и нематоды) имеют более низкое отношение углерода к азоту, чем бактерии, которыми они питаются. Бактерии, съеденные простейшими, содержат намного больше азота, чем необходимо простейшим, поэтому они выпускают в почву избыток азота в виде катионов аммония. Обычно это происходит вблизи корневой системы растений. Бактерии и другие микроорганизмы быстро потребляют большую часть аммония, а некоторая часть используется растениями.

Также простейшие участвуют в регулировании бактерии и популяции водорослей. Так один из представителей простейших (Paramecium) может потреблять более чем 5 миллионов бактерий в один день. Эти простейшие помогают поддерживать экологический баланс в почве. Простейшие также являются важным источником пищи для других почвенных организмов, они помогают подавлять болезни, конкурируя с патогенами, питаясь ими. Также они могут влиять на популяции бактерий в ризосфере.

 

Простейшим нужны бактерии и водоросли для питания и вода для перемещения, так как именно влага играет большую роль в определении того, какие типы простейших будут активны. Как и бактерии, простейшие особенно активны в ризосфере рядом с корнями. Количество простейших в почве широко варьируется: от тысячи до миллиона в некоторых весьма плодородных почвах. Mastigophora (жгутиковые), как правило, доминируют в более сухих почвах, а Ciliophora (инфузории) находятся в изобилии при высокой влажности почвы.

В почвах с преобладанием бактерий, подобно окультуренным почвам, преобладают жгутиковые и амебы. В почвах с высоким содержанием глины также содержится больше жгутиковых и голых амеб, а в почвах с более крупной песчаной фракцией и в ноу-тил почвах содержится больше крупных жгутиковых, раковинных амеб и инфузорий. Простейшие и нематоды конкурируют между собой за их общий пищевой ресурс – бактерии. Некоторые почвы имеют либо больше нематод, либо простейших, но никогда тех и других одновременно.

Нематоды

Нематоды или круглые черви – это несегментные черви с коническими концами. Их размеры: диаметр – около 50 мкм, длина – 1 мм. Они имеют головку и хвост, у них хорошо развита ЦНС, система плодородия и пищеварительная система, поэтому они считаются наиболее примитивной формой животных. Чаще всего они ответственны за инфекционные заболевания у растений и животных, но также они играют важную роль в почве и экологии сельскохозяйственных культур. Нематоды – водные организмы и поэтому им необходима влага для перемещения.

Несколько видов нематод ответственны за болезни растений, но гораздо меньше известно о нематодах, которые играют полезную роль. Многие полезные нематоды служат агентами биологической борьбы с вредителями, другие регулируют природные экосистемы и рециркуляцию питательных веществ в почве. Некоторые нематоды питаются растениями и водорослями (первый трофический уровень); другие питаются бактериями и грибами (второй трофический уровень); а некоторые питаются другими нематодами (более высокий трофический уровень). Нематоды наиболее распространены в поверхности почвы.

Роль нематод

Нематоды либо прокалывают и высасывают содержимое клетки, либо глотают клетки целиком. Нематоды можно разделить на пять основных групп в зависимости от их рациона:

1). Нематоды, питающиеся бактериями через стомы (большие открытые каналы).

2). Нематоды, питающиеся грибами путем прокалывания клеточной стенки грибов, чтобы высосать их внутреннее содержимое.

3). Хищные нематоды – нематоды, которые едят другие виды нематод и простейших. Они едят меньшие микроорганизмы полностью или прикрепляются к другим крупным нематодам.

4). Всеядные нематоды – нематоды, которые едят разнообразные организмы, включая бактерии, грибы, простейших, другие виды нематод и могут иметь различные виды питания на разных этапах своей жизни.

5). Нематоды, питающиеся корнями растений; они живут внутри или за пределами корней растений, в зависимости от корня растений как источника пищи.

Как и простейшие, нематоды играют важную роль в минерализации питательных веществ в доступную для растений форму. Когда нематоды едят бактерии или грибы, освобождается катион аммония, потому что бактерии и грибы содержат гораздо больше азота, чем необходимо нематодам. Нематоды могут контролировать баланс между бактериями и грибами, и видовой состав микробного сообщества. Нематоды вместе с корнями растений помогают распределять бактерии и грибы в почве. Некоторые нематоды вызывают заболевания, в то время как другие нематоды потребляют болезнетворные организмы (другие нематоды, питающиеся корнями) или предотвращают их доступ к корням.

Нематоды концентрируются группами вблизи своих жертв. Нематоды, питающиеся бактериями, находятся около корней растений, где скапливаются бактерии. Нематоды, питающиеся грибами, находятся рядом с грибной биомассой. Нематоды, питающиеся корнями, концентрируются вокруг корней восприимчивых растений. Хищные нематоды, скорее всего, должны быть в изобилии в почвах с высоким числом других нематод. Нематоды двигаются в водных пленках в больших порах (>50 мкм) и в необрабатываемых почвах с мезопорами (30-100 мкм). Нематоды относятся к мезофауне, потому что их размер (0,1-2 мм) больше чем микрофауна (<0,1 мм). Нематоды и простейшие являются пищей для хищников высших уровней, включая хищных нематод и почвенных насекомых. Кроме того, они паразитируют бактерии и грибы.

Количество нематод потребляющих бактерии и грибы, напрямую связано с количеством бактерий и грибов в почве. Менее разрушенные почвы содержат большее количество хищных нематод; предполагается, что хищные нематоды очень чувствительны к широкому спектру изменений среды. В дополнение к их разнообразию, нематоды могут быть полезными потому, что их показатели популяции относительно стабильны в ответ на изменения в температуре и влажности (в отличие от бактерий). Изменения в популяциях нематод отражают изменения микросреды почвы. Таким образом, нематоды являются полезным индикатором качества и здоровья почвы.

Управление паразитическими нематодами

Паразитические нематоды являются вредными для растений. Самая высокая концентрация нематод была обнаружена при обычных системах обработки почвы, более низкие концентрации – при применении комплексных удобрений и самые низкие – в переходных органических системах. Отношение непаразитических нематод к паразитическим нематодам может быть признаком здоровья почвы органических систем, являющихся более здоровыми.

Большинство хозяйств пытается получить максимально возможную урожайность, используя различные методы. Это часто ограничивает биологическое разнообразие и обширные запасы продовольствия для паразитических нематод и некоторых хищников, ограничивая их популяцию. Экологические управляемые системы земледелия предназначены для укрепления биологического разнообразия, когда наблюдается баланс, как жертв, так и хищников. В таких системах проблемы с нематодами наблюдаются редко.

Управление нематодами включает как мониторинг самих нематод, так и использование дополнительной информации: структура почвы, уровень питательных веществ в почве и другие факторы, для ограничения паразитирующих нематод и повышения полезных нематод. Есть три основных стратегии для борьбы с паразитирующими нематодами: исключение, ограничение/устранение или их контроль.

Исключение является лучшим способом для предотвращения проблем с нематодами, потому что проблему легче предотвратить, а не пытаться исправить уже полученную проблему. Ограничение/устранение используется, когда нематоды только появились. Важно предотвратить их распространение к другим местам. Это может быть достигнуто частично путем сокращения плотности поселения вредных нематод. Контроль над нематодами (тактика контроля и уничтожения нематод) включает: структуру почвы, содержание почвенной влаги, содержание гумуса в почве, применение органических удобрений, внесение естественных врагов и использование синтетических химических препаратов.

http://agrotest.com/wp-content/uploads/2018/05/22_item_file_maslov-03-2015-162-164_str_03_15.pdf