Концепцията за почвата като множество микробни местообитания
Концепцията за "почвени микробиоценози" непрекъснато се коригира от идеи за комплексите от почвени микроорганизми. Новата концепция отрича строгата и твърда организация на почвените микроорганизми в единна система.
От гледна точка на микробиологията почвата е изключително разнородна среда и не може да се разглежда като единно хомогенно местообитание. Поради своята структурираност и микрозоналност, тя трябва да се разглежда като съвкупност от различни микро- и мезозони, във всяка от които се създават различни и често директно противоположни условия за развитие на отделни групи микроорганизми.
Много такива микросреди могат да бъдат намерени във всеки грам почва. Микро- и мезозоните са разделени в пространството и времето. Микроорганизмите са приспособени за развитие в микрозони. Техният микроскопичен размер, способността им да се размножават бързо и бързо да преминават към състояние на покой или към изключително бавен метаболизъм им позволяват да овладеят микрозоната за кратко време и да оцелеят при изчерпване на хранителните запаси.
Микрозоната може да бъде много малка и да заема само няколко десетки или стотици кубични микрометра. В същото време в него често се развива една микроколония, състояща се от няколко десетки клетки от един и същи вид. Понякога такива зони са със значителни размери, например парче гниещи растителни останки. Те могат да имат голяма степен с малка дебелина, например повърхността на хомогенна коренова площ (ризоплан).
Микрозонирането се основава на местното снабдяване с органични остатъци и коренови ексудати, както и на микрозонирането на разпределението на физични и химични условия (редокс потенциал, рН, концентрация на хранителни вещества и др.), минералогични фактори.
Въпреки огромния броймикроорганизми, съдържащи се в почвата (милиарди на 1 g), се оказва, че клетките, като правило, са събрани в микроколонии, разделени от празни пространства, които са стотици и хиляди пъти по-големи от пространствата, заети от микроорганизми. По този начин микроколониите, състоящи се от клетки от един или повече видове, могат да се развият относително изолирани.
Голяма група от микроорганизми в почвата е необходима поради следните причини. Хоризонталното и вертикалното движение на микроорганизмите в почвата е затруднено поради адхезията на микроорганизмите към почвените частици и затрудненото им движение през фино пореста система, каквато е почвата. Междувременно органичните вещества, подобно на неорганичните вещества, навлизат случайно в определени микро- и мезозони на почвата. Следователно, за обработката на всички вещества, влизащи в почвата, във всяка мезо- или дори микрозона трябва да присъства пълен набор от необходими микроорганизми. В различно време на дадено място могат да се появят различни зони: аеробни или анаеробни, с ниски или високи температури, с рязко променящи се стойности на рН и т.н. Всяка малка площ от почвата трябва да съдържа микроорганизми, които не само разлагат органични вещества (целулоза, лигнин, хитин и др.), Но също така извършват други необходими процеси: азотна фиксация, амонификация, хидролиза на органофосфати, трансформация на органични и минерални съединения, минерали и др.
Възможна е миграция на микроорганизми в почвата на къси разстояния; те се извършват целенасочено поради наличието на хемотаксис в микробите.
При естествени условия групата от микроорганизми се увеличава особено в екосистеми, където условията за протичане на микробиологични процеси са неблагоприятни, например в алпийски почви и тундрови почви, където лятото е много кратко ихидротермалните условия, благоприятни за развитието на микроорганизми, съществуват за кратък период от време. Микробният басейн е голям и в черноземите, където развитието на микроорганизмите е възпрепятствано или от липса на влага, или от измръзване.
Басейнът от почвени микроорганизми се отличава не само с големия си брой, но и с разнообразието си. Според микробния генофонд почвата е най-богатият субстрат на Земята. Не без причина, когато търсят микроорганизми - производители на някои ценни вещества (антибиотици, витамини, ензими, аминокиселини) - в повечето случаи те се обръщат към почвата като най-сигурния източник на различни микроби.
Друга важна функция на басейна е, че осигурява оцеляването на всеки вид микроорганизъм. Почвата е разнородна среда с много различни микрозони. Само в част от тези микрозони в определен интервал от време се създават условия, благоприятни за размножаването и оцеляването на определен микроорганизъм. За да оцелеят микробите в почвата в началото на неблагоприятен период, общият брой на клетките трябва да е голям, тогава те ще бъдат в много микрозони и поне част от тях ще оцелеят при благоприятни условия.
От гледна точка на функцията в почвата трябва да се разграничат два басейна от микроорганизми: на по-високо ниво - басейн, който е от съществено значение за микробиологичните процеси, протичащи в почвата (в този случай броят на бактериалните клетки трябва да бъде повече от 1 милион на 1 g почва), и басейн, който основно осигурява оцеляването на различни видове микроорганизми в почвата. Във втория басейн броят на клетките е много по-малък, но той е много разнообразен във видово отношение. Този пул не е от съществено значение за метаболитните процеси на този етап от последователността, но може да е необходим за осигуряване на процеси на други етапи от последователността.или когато условията на околната среда се променят.
Трябва да се отбележи, че самата почва като местообитание е изградена така, че е изключително благоприятна за оцеляването на пул от микроорганизми (микрозониране).