Микроорганизмы – одни из древнейших живых существ, однако некоторые исследователи полагают, что им предшествовали неклеточные формы жизни. Считается, что развитие живого шло от простых к более сложным организмам.

Мир микроорганизмов сложен и разнообразен. Они широко распространены в природе. Академик В.Л. Омелянский писал о микробах: « Поистине они вездесуще… Незримо они сопутствуют человеку на всем его жизненном пути, властно вторгаясь в его жизнь то в качестве врагов, то как друзья. В громадном количестве они встречаются в пище, которую мы принимаем, воду которую мы пьем, и в воздухе которым мы дышим».

Микроорганизмы были первые обитатели на нашей планете. Около трех миллиардов лет назад они сформировали микробиосферу – древнейшую оболочку биосферы Земли. Биомасса таких существ превышает суммарную биомассу растений и животных. Накопившееся органическое вещество обладает высоким энергетическим потенциалом, поскольку из него образуется залежи нефти, газа угля, и других полезных ископаемых. Энергетика и в настоящее время во многом определяет прогресс науки, техники, а также благосостояние живущих на Земле.

Микроорганизмы активно участвуют в превращение веществ. Они повышают плодородие почвы. Так аммонификаторы разлагают белковые вещества. Продукты из жизнедеятельности (аммиак) окисляются нитрифицирующими бактериями вначале до азотистой, а затем да азотной кислот. Соли азотной кислоты – нитраты – усваиваются высшими растениями. Многие микроорганизмы фиксируют азот из воздуха (азотбактеры и др.), обогащают этим элементом почву, что повышает урожайность сельскохозяйственных культур.

Микроорганизмы превосходят химические сорбенты, как по количеству, так и по специфичности сорбции. Важно и то, что сорбентами могут быть отходы микробиологической промышленности (тысячи тонн), которые закапывают в глубокие траншеи. С помощью микробов-биосорбентов можно очищать промышленные стоки от тяжелых металлов, в том числе и от радиоактивных, что имеет большое значение в предотвращении загрязнения окружающей среды.

Микробы-санитары. Они очищают землю, разлагая трупы животных, остатки растений и загрязненную воду. В настоящее время большое внимание уделяют очистке воды. Чистой пресной воды становиться меньше. Очистка воды техническими целями не всегда достигает цели, поэтому изыскиваются биологические методы обезвреживания отходов производства. В некоторых странах отходы бумажных фабрик очищают с помощью микроорганизмов. Для этого загрязненную воду пропускают через большие емкости с целлюлозоразлагающими микроорганизмами.

Микроорганизмы – продуценты белка. Потребность в пищевом белке возрастает. В определенной степени эту проблему можно разрешить с помощью микроорганизмов. Их рост и развитие не зависят от времени года и погодных условий, а для своего питания они могут использовать непищевое сырьё – отходы сельскохозяйственного производства, целлюлозно-бумажной, лесной промышленности, нефть. По скорости производства белка микроорганизмы не имеют себе равных в мире.

2 Аммонификация мочевины – уравнение реакции, характеристика уробактерий, значение процесса

Животными и человеком ежесуточно выделяется в окружающую среду более 150 тыс. т, а в год более 20 млн.т. мочевинного азота, или 50 млн. т. мочевины. В моче содержится 47% азота, поэтому она считается одним из концентрированных азотистых удобрений.

Мочевина (карбамид) - СО(NH[2])[2]. Получают синтезом из аммиака и диоксида углерода при высоких давлениях и температуре. Белый микрокристаллический продукт, хорошо растворимый в воде. Гигроскопичность при температуре 20 -0С сравнительно небольшая. При хороших условиях хранения слеживается мало, сохраняет удовлетворительную рассеиваемость. Очень хорошими физическим свойствами обладает гранулированная мочевина. Гранулы диаметром 0,2-0,25 мм покрывают жировой оболочкой. В процессе грануляции образуется биурет.

Содержание биурета более 3% угнетает рост растений, поэтому мочевину лучше вносить за 10-15 дней до посева, чтобы биурет разложился. Мочевина непригодна для азотистого питания растений, и только после разложения ее уробактериями она становится усвояемой.

Уробактерии (ureae — моча) были открыты в 1862 г. Л. Пастером. Среди них встречаются как палочковидные, так и шаровидные формы микробов. Обитают в почве, навозе, сточных водах. Представители: (Bacillus pasteurii, Sporosarcina ureae и др.) Наиболее энергичные возбудители разложения мочевины — Вас. probatus и Вас. pasteuri, у которых жгутики расположены по всей поверхности тела. Такие микробы разлагают в 1 л. раствора до 140 г мочевины. Из шаровидных микробов наиболее энергичное действие на мочевину оказывает Sporosarcina ureae. В 1 л раствора она разлагает до 30 г мочевины. Характерный признак этой сарцины — наличие у нее жгутиков. Уробактерии аэробы и хорошо развиваются только в резкощелочной среде. В качестве азота они используют аммиачные соли или свободный аммиак, образующийся при гидролизе мочевины. Углерод из мочевины уробактерии использовать не могут, так как он находится в сильно окисленной форме и при гидролизе не выделяется в виде углерода диоксида. Углерод уробактерии используют из различных органических соединений (соли лимонной, янтарной, яблочной, уксусной и других кислот, а также моносахариды, сахариды и крахмал).

Разложение мочевины происходит под влиянием уреазы уробактерий, мочевина при этом превращается в аммиак и углекислоту. Для накопления данной группы бактерий пользуются средами, содержащими мочевину, которые разливают в колбы. Под ватную пробку подвешивают влажную красную лакмусовую бумажку для обнаружения аммиака.

Мочевина (NH2)2CO растворяется и под действием фермента уреазы превращается в

На богатых гумусом почвах это превращение происходит за 2-3 дня, на песчаных и болотистых несколько медленнее. Углекислый аммоний на воздухе разлагается, образуя бикарбонат аммония и аммиака. Для того чтобы избежать потерь аммиака, удобрения следует сразу заделывать в почву. В почве углекислый аммоний подвергается гидролизу с образованием бикарбоната аммония и гидроксида аммония, который подщелачивает почвенный раствор. Затем в результате процесса нитрификации происходит подкисление. При внесении под рис и чай мочевина действует также, как сульфат аммония, на легких почвах ее действие эффективнее действия аммиачной селитры. Целесообразно применять мочевину в качестве основного удобрения, а также для ранневесенней подкормки озимых и пропашных культур при немедленной заделке в почву. При использовании мочевины в качестве некорневой подкормки раствор концентрацией до 5% не вызывает ожога листьев.

3 Корневая и прикорневая микрофлора, её состав и влияние на растения

Нормальная микрофлора растений представлена ризосферными и эпифитными микробами. Зона почвы, находящаяся в контакте с корневой системой растений, носит название ризосферы , а микроорганизмы, развивающиеся в данной зоне, называются ризосферными. Условно различают два типа ризосферы: ближнюю и отдаленную.