ПОЧВЕННЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ И ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

Смотрите также:

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Химия почвы

Круговорот атомов в природе

Книги Докучаева

Происхождение жизни

Геология

Основы геологии

Геолог Ферсман

Черви и почвообразование

Дождевые черви

Вернадский. Биосфера

Геохимия - химия земли

Гидрогеохимия. Химия воды

Минералогия

Земледелие. Агрохимия почвы

Справочник агронома

Удобрения

Происхождение растений

Ботаника

Биология

Эволюция биосферы

Земледелие

Тимирязев – Жизнь растения

Жизнь зелёного растения

Геоботаника

Мхи

Водные растения

Общая биология

Лишайники

Мейен - Из истории растительных династий

Удобрения для растений

Биографии биологов, почвоведов

Эволюция

Микробиология

Пособие по биологии

Почвенные микроорганизмы (бактерии, актиномицеты, грибы, дрожжи, водоросли, простейшие, микрофауна) оказывают разнообразное и многостороннее влияние на здоровье человека. Оно может быть как положительным, так и отрицательным. Остановимся подробнее на отрицательном действии, хотя оно и не является главным. Особо рассмотрим вопросы санитарной микробиологии почв.

Кратко охарактеризуем основные типы воздействия почвенных микроорганизмов на здоровье людей.

Положительное влияние

I. Здоровье человека зависит от качества и количества растительной продукции. Почвенные микроорганизмы могут оказывать как положительное, так и отрицательное действие на продуктивность растений и качество урожая. Обычно превалирует положительное действие. Оно бывает очень большим и многосторонним.

1. Минерализация органического вещества и перевод элементов питания в доступную для растений форму. Сюда относится роль микроорганизмов в круговороте углерода, кислорода, водорода, азота, фосфора, калия, кальция, магния, железа, микроэлементов, ряда специфических органических веществ.

2.         Образование физиологически активных веществ с положительным действием — стимуляторов роста растений. Это гормоны роста растений (ауксины, гиббереллины, цитокинины). Они синтезируются самими растениями, однако их также образуют многие почвенные микроорганизмы, особенно те, которые развиваются около корней или в корнях растений. Такие микробы стимулируют рост растений. Витамины и аминокислоты также образуются самими растениями, но добавки этих веществ, синтезированных микроорганизмами, могут поступать в растения и стимулировать их рост, особенно на первых этапах развития растений, а также рост корневой системы. Определенную роль играют и микробные сидерофоры, т.е. органические вещества, связывающие железо и способствующие его усвоению растением.

3.         Азотфиксация играет положительную роль. Этот процесс не осуществляется растениями и проводится только бактериями (прокариотами). В естественной природе весь недостаток азота и все азотные потери компенсируются за счет азотфиксации, которая никогда не приводит к избытку азота, однако в естественной природе не бывает и недостатка азота. Недостаток азота — это свойство несовершенных агроэкосистем. Биологический азот является наиболее безопасным для человека, так как не происходит накопления нитратов.

4.         Воздействие микробов антагонистов на фитопатогенные микроорганизмы и предотвращение заболеваний растений. Наиболее известны в этом отношении псевдомонады и азотобактер, образующие антигрибные антибиотики, которые подавляют рост фитопатогенных грибов. Попытки их практического использования пока ограничиваются в основном опытными испытаниями, однако, есть основания считать, что в природе эти микробы играют существенную роль в поддержании «здоровья» экосистем.

И. Микробы осуществляют очистку почв от некоторых органических и неорганических загрязнений и таким образом способствуют оздоровлению почв. Это разложение различных углеводородов (нефть, мазут, бензин, керосин, смазочные масла), пестицидов различного химического строения, полимерных материалов, ряда вредных микрогазов, излишков азота, особенно нитратов, окисление угарного газа в двуокись углерода и т.д.

Отрицательное влияние

I. Образование фитотоксинов, отравляющих растения и сельскохозяйственную продукцию. Они могут быть токсичными не только для растений, но и для человека и вызывать отравления при употреблении токсичной продукции. Различные почвенные микроорганизмы (грибы, бактерии, актиномицеты) образуют очень сильные токсины — яды, которые могут быть смертельно опасными для человека. Правда, такие вещества образуют только некоторые виды.

Известно отравление живущими в почве высшими грибами — поганками, которые неопытными грибниками принимаются за съедобные. Наиболее ядовиты бледная поганка, ложный опенок и сатанинский гриб. Некоторые токсины инактивируются при кипячении, некоторые вымываются горячей водой, но наиболее опасны те, которые не подвергаются вымыванию и не разрушаются при термообработке. Наряду с высшими грибами многие плесневые грибы также образуют токсины, воздействующие на растения и животных. Таких токсинов в настоящее время известно несколько сотен. Их пытались использовать как отравляющие вещества в военных целях.

Актиномицеты известны как продуценты антибиотиков, т.е. веществ, убивающих патогенные микроорганизмы. Наиболее распространенные лекарственные вещества — антибиотики — получены из почвенных актиномицетов. Десятки антибиотических препаратов используются в медицине. Однако актиномицеты образуют сотни антибиотиков, большинство из которых являются токсинами и убивают не только микробы, но и хозяина и поэтому не могут быть использованы в медицинской практике.

Патогенные бактерии образуют страшные белковые яды, которые часто и приводят к смерти больного. Среди почвенных бактерий по современным данным встречается мало токсинооб- разователей, однако этот вопрос еше плохо изучен. Некоторые редкие почвенные бактерии образуют сильные токсины. Влияние фитотоксинов на рост растений и качество урожая — это большой раздел современной почвенной микробиологии.

Установлено, что сапротрофные микробы токсинообразова- тели и, в первую очередь, грибы могут оказывать сильное действие на развитие растений, в некоторых случаях приводя к их гибели. Они значительно снижают качество сельскохозяйственной продукции, иногда делая ее непригодной для использования. Сотрудниками кафедры биологии почв МГУ установлена важная общая экологическая закономерность, касающаяся этой проблемы. Если почва загрязняется различными вредными веществами (тяжелыми металлами и их сочетаниями, пестицидами, поверхностно-активными веществами, углеводородами, мутагенами, неоправданно высокими дозами минеральных удобрений), в ней накапливаются в большом количестве различные токсинообра- зующие виды грибов, и почва характеризуется токсичностью по отношению к растениям. Если в почве уже накопились токсичные грибы, от них трудно избавиться даже если снижается действие фактора, обусловившего их накопление.

II.        Трансформация органических веществ, особенно пестицидов, с образованием токсичных веществ и мутагенов. Почвенные микроорганизмы способны проводить сотни и тысячи превращений различных органических веществ, создавая и разрушая ароматические соединения, вводя в молекулу дополнительные функциональные группы или отщепляя некоторые из них. Это могут быть реакции окисления, восстановления, декарбоксилирования, дезаминирования, образования гликозидов, гидролиза, метилирования, этерификации, дегидратации, диспропорционирования, конденсации, аминирования, ацетилирования, амидирования и др. В процессе этих трансформаций и могут появляться токсины и мутагены, образование которых не прогнозировалось, исходя из исходной структуры вещества. В связи с этим в настоящее время принята следующая научная рекомендация: возможно использовать только тот пестицид, который в течение одного-двух месяцев полностью минерализуется в почве микроорганизмами.

III.       Автотрофная и гетеротрофная нитрификация, которая приводит к образованию токсичных нитратов, накапливающихся в растениях и снижающих качество сельскохозяйственной продукции, также должна рассматриваться как отрицательное воздействие. Повышенное содержание нитратов, как известно, вредно отражается на здоровье людей.

IV.       Денитрификация, осуществляемая множеством почвенных микроорганизмов, приносит вред, переводя азот в недоступную для растений форму — молекулярный азот или его окислы. Из трех заводов по производству азотных удобрений один работает на денитрификаторы, т.е. его продукция целиком улетает в воздух. В процессах денитрификации и нитрификации образуется некоторое количество окислов азота, которые токсичны и частично обусловливают парниковый эффект.

V.        Почвенные микроорганизмы могут образовывать ряд токсичных для растений и человека летучих органических соединений (жирные кислоты, ацетон, окись этилена, моно- и диметил- ртуть).

VI.       Конкуренция почвенных микроорганизмов с растениями за элементы питания также может приводить к снижению урожая. Наиболее четко это прослеживается для бедных азотом почв, в которые вносится органическое вещество в виде соломы. В этом случае развивается большая биомасса грибов, которая использует весь доступный азот. Такая же картина может наблюдаться для фосфора, калия и других элементов.

Отрицательное действие шести описанных случаев обычно достаточно четко проявляется только в нарушенных экосистемах. В естественных климаксных биогеоценозах оно отсутствует или сведено к минимуму.

К содержанию книги: Почвоведение - биология почвы