Mikroorganizmi M O u pedosferi Zemljite tlo je

Mikroorganizmi (M. O. ) u pedosferi

• Zemljište (tlo) je rastresiti površinski sloj zemljine kore • Zemljište je veoma složena životna sredina koja pruža optimalne uslove za razvoj brojnih m. o. • Zemljište je “rezervoar” m. o. odakle m. o. dospevaju u vazduh, vodu … • Zemljšte je “mešavina”: - mineralnih materija - organskih materija - vode - vazduha • Postoje različiti tipovi zemljišta (različitim im je hemijski i mikrobiološki sastav):

� Jedan isti tip zamljišta se razlikuje po broju m. o. i u vertikalnom pravcu (prikazano do 2 m dubine) - sa dubinom se smanjuje količina O 2 - sa dubinom se povećava količina CO 2, H 2 S, N 2, CH 4, H 2 S… � Zemljišta se međusobno razlikuju i po kvantitativnom i po kvalitativnom sastavu m. o. što zavisi od: - prirode zemljišta - p. H zemljišta - godišnjeg doba - dubine zemljišta - količine organskih materija i dr. � M. o. zemljišta su AUTOHTONE vrste Polarna zemljišta sy zamrznuta većim delom godine pa je u njima autohtona zajednica psihrotrofa (PSIHROFILA).

Uloga m. o. u zemljištu � U terestičnim ekosistemima M. O. aktivno učestvuju u procesima transformacije materije i energije � M. O. imaju značajnu aktivnost u procesima stvaranja zemljišta (i stabilizacije njegove strukture) � Najznačajniji biohemijski procesi u zemljištu su: 1. Transformacija biljnih ostataka 2. Mikrobiološko razlaganje humusa 3. Razlaganje minerala matičnog supstrata 4. Stvaranje minerala 1) TRANSFORMACIJA BILJNIH OSTATAKA Organska materija u zemljištu potiče od ostataka biljaka (manjim delom od ostataka životinja i m. o. ) Transformaciju biljnih ostataka čini: a) - Mineralizacija oslobađa hemijske elemente koji su bili “zarobljeni” u biljkama (vraća ih u ciklus kruženja) - Hem. elementi se oslobađaju preko niza prelaznih proizvoda - mineralizaciju prati sukcesija vrsta M. O. b) Humifikacija - niz biohemijskih tranformacija organskih materija pri čemu nastaje humus - bakterije i gljive su ključni nosioci u procesu humifikacije b) Konzervacija nepotpuno razloženih ostataka - pri konzervaciji znatan deo hemijskih elemenata ostaje u imobilizovanom stanju

Uloga m. o. u zemljištu 2) MIKROBIOLOŠKO RAZLAGANJE HUMUSA - Mikrobiološko razlaganje humusnih materija je deo biogeohemijskog kruženja - Ima značajnu ulogu u snabdevanju viših biljaka azotom i mineralnim elementima - mineralizacijom humusa nastaju: CO 2, NH 3, HNO 2 i HNO 3 - M. O. koji razlažu humus: a) GLJIVE (Penicillium frequentans, Aspergillus fumigatus, Trichoderma viride) b) BAKTERIJE (Bacillus, Micrococcus, Corynebacterium, Nocardia) c) Actinomycetes (Aktinobakterije )

Uloga m. o. u zemljištu 3) RAZLAGANJE MINERALA MATIČNOG SUPSTRATA Mikrobiološko razlaganje minerala matičnog supstrata (npr. neke rude) obezbeđuje mobilizaciju neophodnih elemenata mineralne ishrane M. O. koji vrše aktivno razlaganje minerala su: A) NITRIFIKATORI – bakterije rodova: - Thiobacillus (Acidithiobacillus ferrooxidans, Acidithiobacillus thiooxidans, and Leptospirillum ferrooxidans) - Pseudomonas - Bacillus B) GLJIVE – vrste rodova: - Penicillium - Aspergillus - Mucor - Fusarium - Trichoderma PRIMER: Bakterijske vrste roda Thiobacillus oksiduju sumpor i gvožđe iz ruda koje sadrže ove elemente ( PIRIT i HALKOPIRIT) Pirit (Fe. S 2) Halkopirit (Cu. Fe. S 2)

Uloga m. o. u zemljištu 4) STVARANJE MINERALA * Procesi razgradnje matičnog supstrata praćeni su procesima stvaranja novih minerala. * Minerali koji su sastavni deo našeg organizma (npr. gvožđe u krvi) su nekad bili u sastavu npr. nekog minerala (npr. pirita) ali je zahvaljujući M. O. taj mineral oslobođen iz te rude (pirita) • DOKAZ: npr. prisustvo fosilizovanih bakterija u mineralu BOKSIT - Boksit (Al 2 O 3 x H 2 O) - U boksitu je nađena raznovrsna zajednica M. O. gde dominiraju fosilne gvožđevite i manganske bakterije Stvaranje minerala je, u nekim slučajevima, Rezultat posrednog delovanja metaboličke aktivnosti M. O. Tako npr: - Desulfovibrio desulfuricans oslobađa H 2 S - Galionella oslobađa gvožđe (Fe++) Oslobođeni atomi reaguju i nastaje sulfid gvožđa koji prelazi u pirit • Pored učešća u nastajanju ruda gvožđa M. O. učestvuju i u stvaranju karbonatnih i fosfatnih minerala • (Pseudomonas, Bacillus, Vibrio, Streptomyces, Achromobacter…)

Zajednica M. O. u zemljištu � Broj i diverzitet M. O. u zemljištu je veoma velik � Broj M. O. u 1 gramu zemljištu obično iznosi 1 ooo – 1 000 000 � U 1 hektaru obradivog težina svih bakterija (na dubini do 30 cm) iznosi 6 - 10 tona � M. O u zemljištu (podela): ZIMOGENI ALOHTONI Autohtona (urođenu) zajednicu čine M. O. koji su u zemljištu stalno prisutni (njihov broj značajno ne menja bez obzira na promene u prisustvu supstrata)

Zajednica M. O. u zemljištu U zemljištu su dominantne : � Gram (-) bakterije su dominantne u odnosu na G (+) bakterije � Sporogene vrste su dominantne u odnosu na asporogene vrste � Uobičajne vrste M. O. u zemljištu pripadaju rodovima � U različitim zemljištima dominiraju različite vrste M. O. : � TUNDRE : Bacillus aglomeratus i Bacillus asterosporus � PODZOL (“pepeljasto zemljište” iznad 800 m nadm. visine) Bacillus cereus i Bacillus mycoides • ŠUMSKO ZEMLJIŠTE Pored bakterija (tabela) prisutne su i vrste rodova: Myxococcus, Chondrococcus, Archangium, Polyangium

Zajednica M. O. u zemljištu � Od posebnog značaja za funkcionisanje terestričnih ekosistema je prisustvo azotofiksatora: � AEROBNI azotofiksatori (Azotobacter chroococcum) � ANAEROBNI azotofiksatori (Clostridium) � SIMBIOTSKI azotofiksatori (Rhizobium) U zemljištu se nalaze i cijanobakterije CYANOBACTERIA: Anabaena, Nostoc, Oscillatoria, Calotrix GLJIVE Gljive su značajan deo zajednice M. O. u zemljištu (aktivno su uključne u biohemijskim procesima) Alternaria Aspergilus Penicillium Mucor KVASCI Candida, Cryptococcus, Hansenula ALGE U zemljištu su prisutne brojne alge brojnih razdela(Crvene alge, Zlatne alge, Euglene, Zelene alge) Rhizopus Fusarium Saprolegnia

Biofertilizacija zemljišta � U poljoprivredi se sve više koriste biofertilizatori (“mikrobiološka đubriva”) � Biofertilizatorima se stimuliše rast poželjnih M. O. u zemljištu � Osnovu biofertilizatora čine bakterije koje direktnim ili indirektnim delovanjem pozitivno utiču na rast biljke i porast useva, a vrlo se jednostavno nanose na površinu biljke, semena ili zemlje. Reč je o bakterijskim vrstama koje pozitivno deluju na rast biljaka kroz sposobnost: fiksacije atmosferskog azota, pretvaranje jedinjenja fosfora u oblike lako pristupačne za biljku, razlažu organsku materiju, izlučuju supstance antibiotskog i fungistatičkog delovanja i poseduju sposobnost produkcije hormona i drugih supstanci koji su neophodne za rast i razviće biljaka (tzv. PGP Plant Growth Promoting bakterije). Hormoni koje produkuju bakterije (auksini, citokinini, giberelini) su potpuno prirodni analozi biljnim hormonima. � Biofertilizatori su organskog porekla i unapređuju primarnu poljoprivrednu proizvodnju popravljajanjem fizičkih svojstava zemljišta na kome se koriste, njegovu plodnost i produktivnost. Činjenica da se njihovom upotrebom smanjuje količina hemikalija u poljoprivrednoj proizvodnji čini biofertilizaciju eko frendli procesom. � PRIMERI: AZOTOBAKTERIN - Sadrži slobodnu azotofiksator. bakteriju Azotobacter chroococcum - - u zemljište se unosi preko semena - FOSFOBAKTERIN - SILIKOBAKTERIN NITRAGIN - sadrži simbiotsku azotofiks. bakterijske vrste roda Rhysobium Postoje razne vrste “Nitragin”-a (za soju, grašak, lucerku)