Co jedí saprofyti?

Přemýšleli jste někdy, kam jdou tuny rostlinného odpadu ze stromů, keřů a trávy? A co by se stalo, kdyby tohle všechno zůstalo nedotčené (nedotčené)? S největší pravděpodobností by Země byla pokryta mnohametrovou vrstvou slámy, listí, větví a kmenů stromů, mrtvých zvířat atd. Odpověď na tuto otázku spočívá v titánské práci obrovské armády saprofytických rozkladačů!

Saprofyti – heterotrofní organismy, které využívají jako zdroje potravy látky z neživých (mrtvých) tkání, na rozdíl od parazitických mikrobů, kteří se mohou živit metabolickými produkty v tkáních živých organismů.

SAPROFYTY V PŮDĚ

Houby a mikroorganismy jsou obvykle klasifikovány jako saprofyty. Půda je obývána ve velkém množství jednoduchými jednobuněčnými organismy. Jejich sférou života jsou vodou naplněné prostory mezi částicemi půdy. Obrovsky přispívají k rozkladu organické hmoty.

Saprofytické mikroorganismy a houby tvoří skupinu rozkladače. Jsou nezbytné pro rozklad látek a koloběh prvků v přírodě.

Saprofyty vylučují enzymy do organické hmoty, takže trávení probíhá mimo tělo. V tomto případě vzniklé rozpustné produkty jsou absorbovány a asimilovány (asimilovány) již uvnitř těla saprofyta.

Z mikroorganismů v půdě jsou široce zastoupeny bakterie, houby, aktinomycety, řasy a prvoci. Největší počet mikroorganismů se nachází v jeho horních vrstvách, kde je soustředěna převážná část organické hmoty a kořeny živých rostlin.

Bakterie – nejběžnější typ půdních mikroorganismů. Podle způsobu výživy se dělí na autotrofní, které pohlcují uhlík z oxidu uhličitého a heterotrofní, využívající uhlík z organických sloučenin.Rozlišují se aerobní a anaerobní mikroorganismy. Aerobní – jedná se o organismy, které v procesu života spotřebovávají kyslík; anaeroby žít a vyvíjet se v prostředí bez kyslíku. Energii nezbytnou pro život získávají v důsledku spojených redoxních reakcí. Reakce rozkladu a syntézy probíhající v půdě jsou ovlivněny různými enzymy produkovanými mikroorganismy.

Aerobní bakterie oxidují různé organické látky v půdě, včetně procesu amonifikace – rozkladu dusíkatých organických látek na amoniak, oxidace vlákniny, ligninu atd.

Rozklad organických zbytků heterotrofními anaerobními bakteriemi se nazývá fermentační proces (fermentace sacharidů, pektinových látek atd.). Spolu s fermentací dochází za anaerobních podmínek k denitrifikace – redukci dusičnanů na molekulární dusík, což může vést k výrazným ztrátám dusíku v půdách se špatným provzdušňováním.

Mimochodem, 1 g zahradní zeminy obsahuje asi 1 000 000 000 bakterií. Některé bakterie plní specifické funkce, například absorbují dusík ze vzduchu a syntetizují organické sloučeniny bohaté na dusík (Azotobacter), jiné rozkládají bílkoviny na aminokyseliny a amoniak a jiné přeměňují amoniak na dusičnanový dusík, který je absorbován rostlinami a využíván. pro syntézu bílkovin. Cyklus dusíku se tedy provádí v systému „půda-rostlina“.

houby – aerobní organismy, dobře se vyvíjejí v kyselém prostředí, rozkládají sacharidy, lignin, vlákninu, tuky, bílkoviny a další sloučeniny. Tenká vlákna jejich mycelia – hyf – pronikají do půdy. Podílejí se také na rozkladu organických sloučenin. Kromě toho hyfy plní důležitou funkci tím, že absorbují a využívají čpavek a další těkavé látky vzniklé v důsledku bakteriální aktivity pro syntézu huminových sloučenin. Houby tak brání tomu, aby půda ztrácela dusík, tuto základní živinu. Houby se také podílejí na rozkladu půdních minerálů, uvolňují z nich rostlinné živiny včetně fosforu.

Kořeny rostlin žijí v úzké spolupráci (symbióze) s půdními houbami, které si ze svých těl tvoří jakousi schránku kolem kořenů – kořenovou mykorhizu. Mykorhiza se živí kořenovými sekrety. Tyto sekrety obsahují organické sloučeniny syntetizované v listech rostlin – organické kyseliny, cukry, aminokyseliny. A pro kořeny rostlin je mykorhiza užitečná v tom, že jim dodává dostupné prvky minerální výživy, které se uvolňují z minerální části půdy v důsledku její životně důležité činnosti.

Další skupina mikroorganismů – aktinomycety – souvisí s bakteriemi i houbami. Plní důležitou funkci rozkladu komplexních sloučenin, které jsou odolné vůči bakteriím (lignin, pektin, celulóza) v rostlinných zbytcích. Právě jejich přítomnost určuje svěží zemitou vůni zdravé, úrodné půdy.

V půdě je navíc zastoupen rostlinný svět řasy. Žijí především ve svrchních vrstvách půdy, kam proniká světlo a kde dokážou syntetizovat jako všechny rostliny organické látky z oxidu uhličitého ve vzduchu. Řasy poměrně významně přispívají k obohacování půdy organickou hmotou, jejich produkce za rok může dosáhnout 1,5 t/ha.

Aby půdní biota byla schopna „přijmout do práce“ rostlinné zbytky, podestýlka ze stromů a mrtvá hmota, musí projít řadou transformací, jako je mletí na střední nebo malé velikosti. Tady přicházejí na pomoc saprofyty střední a velké velikosti.

Mezi velké saprofyty patří některý hmyz (kobercové, hnojníci, larvy řady hmyzu), někteří korýši (zejména bentičtí amfipodi, raci – vodní saprofyti se podílejí na biologickém čištění vody), ptáci (supi, krkavci).

Četní více či méně velcí půdní živočichové – červi, brouci, larvy brouků, mnohonožky, dřevomorky atd. – drtí a požírají zbytky rostlin.

Za nápadného zástupce této skupiny saprofytů lze považovat žížalu! Červi zatahují částečně shnilé nebo čerstvé listy do svých děr, jejichž průměrná hloubka je asi 8 cm, a tam je požírají.

Mezi dílčí saprofyty patří také mnoho predátorů a všežravců.

Čerstvá organická hmota vstupující do půdy je zastoupena především rostlinnými zbytky a kořenovými exsudáty, ale i mrtvou biomasou živočichů a mikroorganismů. Odumřelá hmota se hromadí na povrchu půdy, což vede k tvorbě lesního opadu, neboli stepní plsti. Kořenové zbytky a kořenové exsudáty vstupují do tloušťky samotné půdy.

Procesy přeměny čerstvé organické hmoty jsou tedy lokalizovány především na povrchu půdy a v zóně rhizosféry.

Přeměna mrtvé biomasy je vícestupňový biologický proces, při kterém dochází nejen k rozkladu, ale také k syntéze složitých organických sloučenin.

Živé věci obsažené v půdě neúnavně pracují na zpracování hrubé organické hmoty a přeměně na humus. Jejich „práci“ lze přirovnat k žaludku krávy – bachoru. Je to bachorová mikroflóra, která dělá veškerou práci při produkci mléka. Podobně v půdě mikrobi řídí proces rozkladu a vytváření půdní organické hmoty. Jedná se o druh „půdní krávy“, která tráví rostlinné zbytky a obohacuje půdu živinami dostupnými pro rostliny.

Všechny tyto procesy probíhají v nedotčené, panenské půdě! Pokud dojde k narušení jeho povrchu, okamžitě se změní složení mikroflóry a v důsledku toho se změní procesy v ní probíhající.

SOUTĚŽ O VÝŽIVY

Uvažujme příklad, kdy byly zbytky plodin po sklizni zapraveny do půdy. V tomto případě začíná destrukce slámy, jakmile se dostane do kontaktu se zemí. Sláma je okamžitě napadena plísněmi a mikroorganismy. Často se po této operaci následná plodina necítí dobře, její růst se zpomaluje a na rostlinách jsou patrné stopy stresu. Proč se tohle děje?

Mikroorganismy potřebují ke svému růstu uhličitany (CO).₃), využívají slámu jako zdroj uhlíku a energie. To znamená, že mikroorganismy rozkládají slámu a snižují její skutečnou hmotnost. Při rozkladu slámy v půdě vznikají rozkladné produkty – kyselina vanilková, kumarová a benzoová, které výrazně brzdí růst rostlin.

Fytotoxický účinek produktů rozkladu slámy se projevuje opožděným růstem kořenů, metabolickými poruchami a chlorózou. Kromě fenolických sloučenin vzniká řada organických kyselin: mravenčí, octová, mléčná, máselná, šťavelová, jantarová, valerová atd., které jsou rovněž škodlivé pro vývoj kořenových systémů rostlin.

Dusík má velký význam při eliminaci depresivního vlivu slámy na rostliny. Takzvaná dusíková kompenzace (aplikace dusíkatých hnojiv na pole, kde zůstávají rostlinné zbytky po sklizni předchůdce) může výrazně snížit nebo eliminovat depresivní účinek výluhu slámy. Nejvhodnější pro tento účel jsou dusičnan amonný, UAN a síran amonný.

K detoxikaci čerstvé slámy dochází díky dusíkové stimulaci mikrobiologické složky půdy. V tomto případě hrají hlavní roli v charakteru akumulace produktů rozkladu organické hmoty podmínky rozkladu slámy v půdě.

Fytotoxické sloučeniny vytvořené za aerobních podmínek mohou být rychleji absorbovány mikroorganismy, vázány organickými nebo minerálními koloidy nebo neutralizovány jinými sloučeninami v humifikačních procesech.

V anaerobních podmínkách toxické látky přetrvávají delší dobu, zejména při nízkých teplotách a nedostatku dusíku (v chladném období).

Teoreticky je nutné přidat do půdy tolik živin ve formě hnojiv, kolik je nutné k tomu, aby rostliny vytvořily úrodu určité velikosti. Ale v praxi, pokud přidáte tato hnojiva do živé půdy, pak pod vlivem mikroorganismů projdou takovými změnami, že jejich účinek na plodinu bude velmi odlišný od vypočítaného.

Minerály obsažené ve slámě ovlivňují i ​​průběh rozkladných procesů, protože potřeba mikroorganismů na minerály je podobná potřebě vyšších rostlin. Obsah minerálních látek v rostlinných zbytcích zpravidla stačí k běžnému rozkladu, a proto na rozdíl od dusíku pravděpodobně tento proces neomezí.
U fosforu je při poměru 150–200:1 možný nerušený rozklad rostlinných zbytků, proto pokud obsahují 0,2–0,3 % tohoto prvku, není obava z biologické vazby půdního fosforu.

BIOLOGICKÝ CYKLUS LÁTEK

Obecně se rozlišují následující procesy probíhající současně a vzájemně propojené, v jejichž důsledku vzniká z horniny – půdy nové samostatné přírodní těleso:

1) rozklad horninových minerálů a tvorba nových minerálů, jakož i prvků výživy jasanových rostlin v dostupných formách;

2) tvorba organické hmoty (na povrchu horniny a v jejích svrchních vrstvách), její rozklad, syntéza nových organominerálních sloučenin v procesu humifikace a jejich destrukce, akumulace a uvolňování popela a dusíkatých živin;

3) interakce minerálních a organických látek za vzniku organominerálních sloučenin různého stupně mobility;

4) pohyb a ukládání v půdní vrstvě různých půdotvorných produktů – minerálních, organických a organominerálních;

5) vstup vlhkosti do půdy a její návrat do atmosféry (transpirace a vypařování);

6) absorpce sluneční energie záření půdou, její ohřev a vyzařování energie, doprovázené ochlazováním a další.

Většina těchto procesů probíhá za účasti živých organismů – rostlin a mikroorganismů. Kořeny vyšších rostlin pronikají do horniny do značné hloubky, pokrývají velký objem horniny, z její tloušťky získávají prvky popelové potravy (fosfor, draslík, síra atd.) a dusíku (jeho přítomnost v hornině souvisí s biochemickou aktivitou mikroorganismů).

Zelené rostliny mají selektivní absorpční kapacitu. Její podstata spočívá v tom, že kořeny rostlin přijímají chemické prvky z půdního roztoku s minimálním obsahem pro organismy nejdůležitějších látek za přítomnosti velkého množství dalších sloučenin. Zdá se, že kořeny rostlin přenášejí živiny ze spodních horizontů horniny do horních. Pomocí oxidu uhličitého ze vzduchu, vody, prvků popela, dusíku a sluneční energie rostliny syntetizují organickou hmotu.

Analýza živin dostupných rostlinám v úrodné půdě často ukazuje velmi nízký obsah. Soudě podle analýz by rostliny měly trpět těžkým hladověním. Faktem však je, že na úrodných půdách se živiny nenacházejí v půdním roztoku, ale ve vázaném stavu na půdních částicích nebo jsou součástí humusu a minerálů a stávají se rostlinám dostupnými až v důsledku životně důležité činnosti půdních mikroorganismů.

To také vysvětluje, proč přesně vypočítané dávky hnojiva často nefungují. Teoreticky je nutné přidat do půdy ve formě minerálních hnojiv přesně tolik živin, kolik rostliny spotřebují, aby vytvořily úrodu určité velikosti. Ale tyto vypočítané normy mají své opodstatnění pouze na neživých umělých substrátech, které slouží pouze jako podpora pro kořeny rostlin!

Pokud tato hnojiva přidáte do živé půdy, pak pod vlivem mikroorganismů projdou takovými změnami, že jejich účinek na úrodu bude velmi vzdálený tomu vypočítanému.

Spolu s tvorbou (syntézou) organické hmoty dochází (pod vlivem mikroorganismů) k její destrukci s tvorbou nových minerálních sloučenin dostupných pro další generace rostlin. Mezi rostlinami a půdotvornými horninami a následně mezi půdami tedy dochází ke koloběhu prvků popela a dusíku. V důsledku jeho působení dochází v horní vrstvě půdy k postupné akumulaci prvků minerální a dusíkaté výživy rostlin – jednoho z faktorů úrodnosti.

Půdotvorný proces je založen na malém biologickém koloběhu látek. Organické zbytky, které se hromadí po odumření rostlin na povrchu horniny nebo v jejích horních vrstvách, nejsou zcela mineralizovány, část z nich se v procesu humifikace mění na humus, který obsahuje všechny živiny. Hromadění humusu ve svrchních vrstvách a interakce huminových látek s minerální částí horniny vede k tvorbě půdy. Humus se nachází pouze v půdách, nenachází se v půdotvorných horninách.

Podstata půdotvorného procesu tedy spočívá ve vzniku (syntéze) organické hmoty a její destrukci, jakož i v interakci minerální části horniny a půdy s produkty rozkladu organických zbytků a huminových látek. .

Elena Dudkina, přední agronom-technolog holdingu Agro-Sojuz

Publikováno v časopise „Agronom“, 2018