Разложение легнина и гемицелюлозы

Гемицеллюлозы — гетерополисахариды, состоящие из пентоз (ксилозы, арабинозы) или гексоз (глюкозы, маннозы, галактозы), что отражено в их названиях: пентозаны (ксилан или арабан), ман-

наны, галактаны и т. д. Ксилан — полимер ксилозы — по содержанию в растениях занимает второе место после целлюлозы. Солома и луб содержат до 30% ксилана, древесина хвойных — 7—12, лиственных пород — 20—25%. Молекулы ксилана состоят из остатков β-D-

ксилозы, соединенных 1,4-гликозидными связями. Многие гемицеллюлозы содержат также уроновые кислоты. Перечисленные вещества активно разлагаются грибами,

аэробными и анаэробными бактериями.

Лигнин устойчив к воздействию микроорганизмов, разлагается значительно медленнее, чем целлюлоза и гемицеллюлоза. В аэробном разложении лигнина могут принимать участие многие представители класса Basidiomycetes. Так, при умеренной температуре лигнин усваивают многие высшие грибы родов Clavaria, Armillariella,Fomes, Polystictus, Polyporus и Ustilina. Лигнин деполимеризуется до простых ароматических веществ, таких, как ванилин и другие метоксилированные ароматические структуры. Ферментная система микроорганизмов, воздействующих на лигнин, внеклеточная и представлена лигниназами — специфичными пероксидазами. В связи с тем что лигнин разрушается 190 относительно медленно, он накапливается в почве, и продукты разложения служат основой при образовании гумусовых веществ.

46. Аммонификация мочевины. Мочевина (карбамид) - СО(NH[2])[2]. Получают синтезом из аммиака и диоксида углерода при высоких давлениях и температуре. СО(NH2)2+2H2O=2NH3+CO2+H2O. 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. 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 ure.

47. Питательные среды и методы стерилизации. Мясо-пептонный бульон, Мясо-пептонный агар, Мясо-пептонная желатина, Картофельный агар, Пивное сусло, Сусло агар, Обезжиренное молоко, Дрожжевые среды, Бобовый отвар.

Методы стерилизации:

-Прокаливание-полное уничтожение микроорганизмов в питательных средах, посуде и пр.

-Стерилизация сухим жаром- применяют для обработки посуды и сухих материалов (крахмала, мела).

-Стерилизация текучим паром- текучим паром (100градусов)обрабатывают предметы, портящиеся от сухого жара, и некоторые питательные среды, не выдерживающие более высокой температуры (МПЖ, молоко).

-Стерилизация насыщенным паром под давлением- наиболее быстрый и надежный способ стерилизации, при котором гибнут самые устойчивые споры.

-Пастеризация -представляет собой неполную или частичную стерилизацию, что означает нагревание при 65-80 градусов 30 мин с последующим быстрым охлаждением да 10 градусов.

-Стерилизация фильтрованием через мелкопористые фильтры.-применяют для обработки сред, компоненты которых легко разлагаются при нагревании. Через мелкие поры фильтра могут пройти только ультрамикробы. (Вирусы, бактериофаги).

48. Процесс образования почв и роль микроорганизмов в нем. Микрофлора почв различных типов. Почва - это природное образование, состоящее из генетически связанных горизонтов, формирующихся в результате преобразования по­верхностных слоев литосферы под воздействием воды, воздуха и живых организмов. Почва состоит из твёрдой, газообразной и живой (фауна и флора) частей. Она обладает плодородием.

«Почва - это те верхние или близкие к ним горизонты горных пород, которые были более или менее естественно изменены взаимным влиянием воды, воздуха и различного рода организмов - живых и мёртвых, что и сказывается известным образом на составе, структуре и цвете таких обра­зований» - такое первое научное определение дал отец науки о почве В. В. Докучаев.

Формирование урожая происходит в системе «почва-растение» при непосредственном участии климатических факторов. Влияние человеческого фактора на формирование сельскохозяйственной продукции происходит в основном путём регулирования почвенных условий. Основными элементами плодородия почвы является вода и питательные вещества. Важным показателем плодородия является наличие в почве органических веществ. Большая часть растительных, животных и микробных остатков минерализуется почвенными микроорганизмами.

Разложение органических остатков и синтез новых соединений, входящих в состав почвы, протекают при воздействии ферментов, выделяемых разными ассоциациями микроорганизмов. Ни минералы, ни органика сами по себе не переходят в усвояемую форму для растений. Эту функцию выполняют обитатели почв, и в первую очередь - микроорганизмы. Микробные ассоциации не только разлагают органические остатки на более простые органические и минеральные соединения, но и активно участвуют в синтезе высокомолекулярных соединений - перегнойных кислот, которые образуют запас питательных веществ в почве.

Ведущим признаком почвообразовательного процесса считается образование гумуса. Гумус представляет собой группу высокомолекулярных соединений. Выделяют четыре группы соединений: гуминовые кислоты, гумины, фульвокислоты и гиматомелановые кислоты. Важную роль в образовании гумуса играют почвенные микроорганизмы. С одной стороны микроорганизмы разлагают различные остатки, в первую очередь растительного происхождения, формируя структурные компоненты гумусовых веществ. Кроме того, они сами в процессе своей жизнедеятельности выделяют вещества, которые являются структурными компонентами гумуса. Отмирая, микроорганизмы поставляют в почву большое количество органики, которая вносит существенный вклад в гумусообразование.

Всех живых обитателей почвы можно отнести к трём надцарствам (безъядерные - Acaryotae; предъядерные - Procaryotae; ядерные - Eucaryotae) и пяти царствам: вирусы, бактерии, грибы, растения и животные.

Почвенные бактерии образуют три основных класса (А. Н. Красильников): Actinomycetae, Eubacteriae и Myxobacteriae, которые включают в себя различные по форме и функциям микроорганизмы.

Микроскопические организмы почвы выполняют множество раз­личных функций. Например, они в анаеробных условиях активно фер­ментируют комплексные органические соединения, преобразуя их в про­стые молекулярные соединения, которые легко усваиваются растениями. Важное значение в повышении урожайности растений и улучшении пло­дородия почвы имеют микробы-антагонисты. Это особая группа бакте­рий, грибов, дрожжей и других микроорганизмов, которая вырабатывает различные биологически активные вещества (БАВ), в первую очередь ан­тибиотические вещества, подавляющие рост и развитие патогенной мик­рофлоры.

Микроорганизмы в почве образуют сложный биоценоз, в котором различные их группы находятся между собой в сложных отношениях. Одни из них успешно сосуществуют, а другие являются антагонистами. Цель ЭМ-технологии заключается в создании оптимальных условий для развития полезной микрофлоры приводящей к оздоровлению почвы, по­вышению её плодородия и урожайности возделываемых культур.

Микрофлора почв различных типов.

Из всех природных сред почва является наиболее благоприятной для развития микроорганизмов. В ней всегда имеются необходимые питательные вещества, влага, кислород; она хорошо защищает микробы от губительного воздействия прямых солнечных лучей и от высыхания. Разные типы почв отличаются химическим составом, структурой, содержанием влаги и воздуха, реакцией среды. Поэтому состав и количество обитающих в них микроорганизмов не одинаковы. На состав и количество микроорганизмов в почве влияют также климатические условия, время года, растительный покров и другие условия. В поверхностном слое почвы (исключая самый верхний тонкий слой) на глубине 1—2 см содержится микроорганизмов в 10—20 раз больше, чем на глубине 25 см. В верхних слоях, богатых растительными и животными остатками и хорошо снабженных воздухом, преобладают аэробные микроорганизмы, способные разлагать сложные органические соединения. В более глубоких почвенных слоях меньше органических соединений и воздуха, в результате чего там преобладают анаэробные бактерии. Из почвы микроорганизмы попадают на растения. На поверхности растений и цветов имеются углеводы и другие органические соединения, там часто обитают молочнокислые бактерии. В почве обитают самые различные микроорганизмы. Особенно широко распространены в ней гнилостные, маслянокислые бактерии, грибы и др. В почве могут содержаться также болезнетворные микроорганизмы — возбудители бруцеллеза, столбняка, сибирской язвы, ботулизма и др. Поэтому почвенные загрязнения молочных продуктов непосредственно или через воду представляют большую опасность.

49. Методы определения численности, состава и активности почвенных микроорганизмов. Прямой метод

Наиболее объективный метод такого анализа — прямое микросконирование почвы по С.Н.Виноградскому. В соответствии с предложенной ученым методикой готовят почвенную суспензию и под микроскопом в определенном ее объеме подсчитывают общее число микроорганизмов.

Б. В. Перфильев и Д. Р. Габе для подсчета микроорганизмов в почве рекомендовали пользоваться сконструированной ими капиллярной камерой. Для прямого подсчета микроорганизмов почвы используют электронный микроскоп.

Косвенные методы…После инкубации засеянных чашек в термостате подсчитывают выросшие на твердой питательной среде колонии. Допуская, что каждая колония произошла из одного зародыша того или иного микроорганизма, устанавливают число клеток в исходном образце почвы.

Определение микробной биомассы.

Почву обрабатывают летучим антисептическим веществом, убивающим микроорганизмы. После дефумигации почвы определяют количество выделяемого диоксида углерода, который в основном образуется из отмерших клеток. Затем расчетным путем примерно устанавливают массу органического вещества микроорганизмов.

Учет численности отдельных физиологических групп. Это делают так называемым методом титра, при котором твердые или жидкие избирательные (элективные) питательные среды для определенных групп микроорганизмов

засевают разными разведениями почвенной суспензии. После выдерживания в термостате отмечают ту степень разведения, в которой есть искомая группа микроорганизмов, и простым пересчетом определяют численность представителей данной группы в почве. Так уз-

нают, насколько богата почва нитрификаторами, денитрификаторами, целлюлозоразлагающими и другими микроорганизмами.

Наблюдение за микроорганизмами в природе. Н. Г. Холодный рекомендовал изучать микробные пейзажи почвы при помощи «стекол

обрастания». В соответствии с данным методом в почву заклады- вают предметные стекла и оставляют на определенный срок. По- верхность стекол обрастает микрофлорой, характерной для данной почвы. Последующий микроскопический анализ стекол позволяет получить представление как о составе, так и о взаимоотношениях микроорганизмов в почве.

Оценка биологической активности почв.

Одним из показателей такой активности служит нитрификационная способность почвы, характеризующая мобилизуемость азотного запаса почвы в результате деятельности микроорганизмов. Нитрификационную способность устанавливают по нарастанию в почве количества нитратов после выдерживания при определенных условиях в термостате. По результатам такого анализа можно судить о потенциальной способности почвы накапливать то или иное количество минерального азота. Если в начале опыта в почву внести соль аммония, то по накоплению нитратов можно получить дополнительное представление об активности нитрифицирующих бактерий.

50. Влияние обработки почвы, меллиорации и тд Снижение микробиологической активности по мере углубления в почву подтверждается и таким суммарным показателем, как «дыхание почвы», т. е. выделение диоксида углерода, служащее показателем жизнедеятельности микроорганизмов. Самый активный по энергии дыхания — верхний слой почвы. Лучше аэрируемая парующая почва «дышит» энергичнее, чем занятая растительностью. Верхний слой незанятой почвы при безотвальной обработке выделяет больше СО2, чем при вспашке.

Мелиорация. Огромное значение в повышении плодородия почв имеют мелиоративные мероприятия. К ним относят орошение почв в зонах недостаточного увлажнения, осушение избыточно увлажненных почв, внесение в кислые и щелочные почвы соединений, нормализующих реакцию среды, удаление из почвы избыточных солей и т. д. Внесение в почву удобрений не только улучшает питание растений, но и изменяет условия существования поч-

венных микроорганизмов, также нуждающихся в минеральных элементах. При благоприятных климатических условиях количество микроорганизмов и их активность после внесения в почву удобрений значительно возрастают. Усиливается распад гумуса, увеличивается мобилизация азота, фосфора и других элементов. Химические средства защиты урожая — пестициды — используются в сельском хозяйстве очень широко. В них входят гербициды, при-

меняемые для борьбы с сорняками, фунгициды, защищающие растения от фитопатогенных грибов, инсектициды — средства защиты от вредных насекомых, нематициды — препараты против нематод и пр.

51) история развития науки. Потипу клеточного строения все организмы разделяются на: эукариоты (ядерные)- грибы, высшие, водоросли прокариоты(безядерные)- бактерии, актиномицеты, синезеленные водоросли акариоты(без клетки) вирусы. Микробиология изучает- ультрамикроскопич. Паразитов- микроорганизмов

Изучает разделы: вирусология(вирусы) микология(грибы) бактериология(бактерии)

Развитие микробиологии. Она начала развиваться после изобретения микроскопа- Галилей. 17 век- левенгуг- микробиология появление микроскопа. Петр 1 получил от Левенгуга микроскоп и привез его в Россию. С 1725г стали производить отечественные микроскопы. С этого периода шел накопительный период микробиологии. В системе классификации м.о. карла Линея, м.о. были объеденины в один ряд- «хаос». Заключение работ Терековского было положение о невозможности зарождения м.о. в 1735г К. Эренбург выпустил книгу «инфузории как совершенный организм» однако физиология и обмен веществ были не затронуты до середины 19в. Широкое развитие М,Б. связано с французким уч. Луи Постером. Он установил природу различных брожений, т.е. каждый вид брожения имеет свои м.о. – возбудитель. До его работ в науке считалось что брожение –это хим. Процесс. По его мнению, брожение- жизнь без кислорода (анаэробиоз). второй период жизни посвятил изучению возбудителей заболеваний. Исследование Пастера привели к развитию противовирусных прививок- вакцинация и заложене новая наука- иммунология. В германии уч. Кохх, Беринг изучали м.о. В России Заболотный, Мечников. Русская школа м.б. 19в разделилась на 3 течения: 1. Было уложено на базе для классиф.-систем работ 2. Определилось эколого-физиологич ориентацией в развитии м.б. ивановский-вирусы Виноградский-хематрофия 3. биохимическое

Поладин и Костычев изучали процессы дыхыния и брожения м.о.

История: в 90х годах 19в в Петербурге была открыта с/х микробиологич лаборатория. Департамента. в 1894 году курс м.б. вводится в петровской с/х академии, в первые 10-я 20в м.б. становится обязательным предметом для изучения в большинстве с/х вузов в России

⇐ Предыдущая12

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: