Пестициды.

Химические средства защиты урожая — пестициды — используются в сельском хозяйстве очень широко. В них входят гербициды, применяемые для борьбы с сорняками, фунгициды, защищающие растения от фитопатогенных грибов, инсектициды — средства защиты от вредных насекомых, нематициды — препараты против нематод.

Гербициды вносят в почву в небольших количествах — несколько килограммов на 1 га. Водорастворимые препараты не создают в местах внесения токсичных для большинства микроорганизмов концентраций. При распылении порошков и эмульсий образуются микрозоны, в которых селекционируется микрофлора, разлагающая пестицид, но основное микронаселение почвы остается незатронутым. В то же время использование гербицидов несколько снижает количество гумуса по сравнению с необработанными почвами. Это объясняется тем, что гербициды уменьшают поступление в почву растительных остатков сорняков.

Обычно применяемые в практике дозировки пестицидов, как правило, не влияют на жизнь почвы. Однако иногда происходит задержка процесса нитрификации, так как нитрификаторы очень чувствительны к различного рода сильным воздействиям. Некоторые исследователи отмечают большую чувствительность по сравнению с другими сапротрофными микроорганизмами азотобактера и клубеньковых бактерий. Малоустойчивы к гербицидам микроскопические грибы и водоросли. Отмеченная чувствительность к пестицидам относится в основном к повышенным их дозам. На основную же массу микроорганизмов дозы, даже в 50—100 раз превышающие применяемые на практике, не оказывают существенного влияния. Несомненно, что не все микроорганизмы одинаково чувствительны к определенным препаратам. Каждое химическое соединение больше всего поражает какую-то свою «мишень». Разработка этого вопроса может способствовать выявлению микробиологических показателей наличия и детоксикации определенных гербицидов в почве. Отмеченное можно проиллюстрировать примерами. Э. А. Штиной было установлено, что Phormidium tenue погибает при незначительных концентрациях 2,4-Д, а другие организмы (Chlorella vulgaris,Nostoc punctiforme и т. д.) весьма устойчивы к действию этого гербицида. Ю. В. Круглое показал, что чувствительность водоросли Chlorella vulgaris к некоторым гербицидам приближается к чувствительности растений овса. Очевидно, Chlorella может быть использована как тест-организм при выяснении токсичности гербицидов для растений.

Обработка почвы в защищенном грунте пестицидами в последнее время запрещена. Частично стерилизовать почву для парников и теплиц можно высокой температурой (пастеризация). В таких случаях горячий пар вводят в почву при помощи специальных приспособлений. Многие фитопаразиты погибают при температуре 55—60 °С, в связи с чем почву пастеризуют нагреванием до 70 °С в течение 1 ч. За это время погибают грибы родов Sclerotinia и Phytophtora. Другие патогенные организмы гибнут еще быстрее. Если температура прогрева ниже 70 °С, то время прогревания увеличивают.

31. Эукариотические микроорганизмы (водоросли, простейшие, микромицеты), их роль в природе и сельском хозяйстве.

Эукариоты - живые существа, у которых в клетках есть ядро.

Водоросли — эукариотические организмы, осуществляющие фотосинтез с выделением кислорода и имеющие хлоропласты. Известны одноклеточные, нитчатые, колониальные (циноцитные) формы, а также многоклеточные, состоящие из слабо дифференцированных клеток и тканей, которые образуют структуру, сходную с растениями, так называемый таллом, или слоевище. Слоевища могут быть различной формы: простые нити, шнуровидные тонкие нити, шаровидные образования, пластинчатые или кустистые с ложными листьями. Некоторые водоросли можно наблюдать только под микроскопом, размеры других достигают десятков метров.

Одноклеточные водоросли могут быть без жгутиков и со жгутиками, позволяющими им активно передвигаться в воде. Большинство одноклеточных водорослей имеют два жгутика. Колониальные водоросли состоят из нескольких или многих клеток, одинаковых по форме и функциям. Многоклеточные водоросли между клетками имеют плазмодесмы.

Развиваясь в большом количестве, водоросли (сине-зеленые, некоторые зеленые, диатомовые, пирофитовые) могут приводить к «цветению воды», во время которого значительное количество организмов оседает на дно, усиливаются процессы гниения, резко уменьшается количество кислорода и повышается концентрация углекислого газа. Это приводит к летнему замору рыб. «Цветение» отрицательно отражается на водоснабжении (забиваются фильтры, вода приобретает неприятный вкус и запах).

В сельском хозяйстве водоросли используются как органические удобрения (азотфиксирующие сине-зеленые водоросли, морские водоросли, а также масса сине-зеленых водорослей, которую собирают во время «цветения» водоемов). Водоросли обусловливают образование гумуса, улучшают аэрацию почвы, влияют на ее структуру.

Водоросли являются сырьем для получения ценных органических веществ: спиртов, аммиака, лаков, органических кислот и т. п. (сапропели); йода, брома (бурые водоросли); клея (ламинариевые); агар-агара (красные водоросли, филлофора), каротина, биологически активных веществ. Используются в микробиологической промышленности, космических исследованиях. Для производства бумаги и картона используют кладофору и ризоклоний, которые в большом количестве развиваются в водоемах Западной Сибири. Морские водоросли используют в пищевой промышленности, а также непосредственно в пищу (морская капуста, морской салат, ностоки).

Простейшие - наиболее многочисленная и распространенная в почвах группа одноклеточных микроорганизмов. Размеры их обычно составляют 5-20 мкм, клетки могут быть шаровидной, овальной, сплюснутой или разветвленной формы. Для простейших, обитающих в почве, характерна способность образовывать цисты, устойчивые к неблагоприятным условиям. Простейшие – обычно паразиты и хищники, но среди них есть и сапротрофы.

Простейшие стимулируют рост и развитие высших растений. Они могут оказывать положительное действие на растения непосредственно, выделяя продукты обмена веществ, обогащающие ризосферу азотсодержащими соединениями, или участвуя в разложении сложных органических веществ до более простых, доступных для растений. Простейшие могут воздействовать на высшие растения и косвенно, влияя на численность, видовой состав и жизнедеятельность микробного населения почвы. В почве живут представители 3х классов простейших: Flagellata (жгутиконосцы) – представитель – Эвглена зеленая (Euglena viridis), Rhizopoda (саркодовые) и Ciliata (инфузории).

Микромицеты — грибы и грибообразные организмы микроскопических размеров.

У множества клеток грибов имеется клеточная стенка, отсутствует она лишь у зооспор и вегетативных клеток некоторых примитивных грибов. На 80—90 % она состоит из азотистых и безазотистых полисахаридов, у большинства основным полисахаридом является хитин, у оомицетов — целлюлоза. Также в состав клеточной стенки входят белки, липиды и полифосфаты. Внутри находится протопласт, окружённый цитоплазматической мембраной. Протопласт имеет строение типичное для эукариот. Есть запасающие вакуоли, содержащие волютин, липиды, гликоген, жирные кислоты (в основном ненасыщенные) и другие вещества. Ядер одно или несколько. У различных групп преобладают различные стадии по плоидности.

Основа тела грибов — мицелий (грибница) — система тонких ветвящихся нитей — гиф. Грибница обычно имеет большую общую поверхность, так как через неё осмотическим путём всасывается пища.

Грибы значительно крупнее бактерий и актиномицетов. Диаметр их гиф колеблется от 5 до 50 мкм и более. Грибы широко распространены в природе. Их обнаруживают во всех естественных субстратах (почвах, растительных и животных остатках и т.п.), продуктах питания и тд. Среди грибов есть не только сапротрофы, но и паразиты и хищники. В почве грибы участвуют в разложении органических веществ, в том числе таких сложных соединений, как целлюлоза, лигнин. Грибы могут вызвать порчу пищевых продуктов, деревянных построек, изделий из каучука и резины, нефтепродуктов и тд. Отдельные виды являются возбудителями болезней растений, животных и человека.

Миксомицеты – отдел Myxomycota. Это группа своеобразных организмов, напоминающих по некоторым свойствам грибы, но в определенные периоды цикла развития сходны с амебами. Встречаются миксомицеты в виде слизистой массы, передвигаются, подобно амебам, выпуская псевдоподии. Тело этих микроорганизмов не разделено на клетки, в нем много ядер. Миксомицеты могут размножаться простым делением, но на определенной стадии развития 2 слизистые массы соединяются, образуя плодовое тело, в котором возникают поры. Последние, попадая в благоприятную среду, прорастают, затем начинают делиться, образуя амебоидные клетки. Некоторые из таких клеток – гамет сливаются друг с другом с образованием зиготы, которая делится и разрастается до многоядерной слизистой массы.

Истинные грибы – отдел Eumycota. Эту группу делят на ряд классов, краткая характеристика которых приведена ниже.

1) Класс Chytridiomycetes (Хитродиомицеты) характеризуется полным отсутствием мицелия или ценоцитным (неклеточным) мицелием. Представители данного отдела размножаются бесполым (зооспорами) или половым путем. Зооспоры и гаметы (планогаметы) имеют один задний жгутик, построенный по типу кнута. Многие хитродиомицеты – типичные водные организмы, однако есть среди них и обитатели почвы, паразиты растений, а также виды, живущие на отмерших растительных остатках.

2) Класс Zygomycetes – группа организмов, полностью утративших подвижные стадии развития. У его представителей наиболее часто отмечается половое размножение. Бесполое размножение осуществляется неподвижными спорангиеспорами, образующимися внутри спорангиев. К описываемому классу в числе прочих относят представителей мукоровых грибов, широко распространенных в почвах. Мукоровые имеют хорошо развитый разветвленный одноклеточный мицелий, над которым возвышаются плодоносящие гифы – спорангиеносцы. Размножение бесполым путем происходит при помощи неподвижных спорангиеспор, образующихся внутри спорангиев. Среди часто встречающихся в почве мукоровых грибов можно отметить роды Mucor, Thamnidium, Rhizopus.