08.01.2009
NATURALNE ŚRODOWISKA BYTOWANIA DROBNOUSTROJÓW
Powietrze
- ośrodek transportujący drobnoustroje wraz z wiatrem na drobinach kurzu i pyłu
- drobnoustroje narażone na nasłonecznienie, suszę, wiatr, wahania temperatury i opady
- występuje wiele przetrwalników różnych gatunków laseczek lub zarodników konidialnych promieniowców i grzybów
- drobnoustroje nie wytwarzające form przetrwanych występują często w stanie anabiozy
- najbardziej odporne na niekorzystne warunki - ziarniaki (mniejsza powierzchnia parowania)
Mikroflora chorobotwórcza - Mycobacterium tuberculosis przenoszony z plwociną, paciorkowca hemolityczne, drobnoustroje powodujące czyraki lub owrzodzenia.
Szkodliwe działa łanie mikroflory w powietrzu w procesie wytwarzania produktów spożywczych w:
- mleczarstwie
- serowarstwie
- browarnictwie
- winiarstwie
Liczba drobnoustrojów w 1m3 powietrza
Stopień zanieczyszczenia |
Ogólna liczba bakterii mezofilnych |
Liczba Pseudomonas fluoroscens |
Liczba gronkowców Alfa/M+Beta/M- |
|
Niezanieczyszczone |
Poniżej 1000 |
Brak |
Brak |
Brak |
Średnio zanieczyszczone |
1000-3000 |
Do 50 |
Do 25 |
Do 50 |
Silnie zanieczyszczone |
3000 |
50 |
25 |
50 |
Woda
- powszechne środowisko występowania drobnoustrojów odznaczające się ciągłością przestrzenną i czasową (ewentualne zmiany zachodzące w tym środowisku zachodzą bardzo wolno, bardzo wolno ta zmiana rozprzestrzenia się na powierzchnię zbiornika)
- biocenoza zbiorników wodnych: producenci (glony, sinice, rośliny wyższe), konsumenci (zooplankton, ryby, inne zwierzęta wodne), reducenci (bakterie i grzyby)
- temperatura w głębszych warstwach wód jest stała ok. 4oC - najliczniejsze psychrofile, mezofile o niskim minimum temperaturowym
- tlen w wodzie pochodzi z dyfuzji z powietrza oraz z fotosyntezy, w głębszych warstwach - organizmy beztlenowe
- zawartość składników pokarmowych w czystych wodach jest bardzo małą - dominują oligotrofy
- typowe drobnoustroje wodne: ruchliwe, urzęsione bakterie (Vibrio, Pseudomonas, Selenomonas, Spirillum) oraz krętki (Spirochetales), osiedlające się na podwodnych ciałach stałych (Caulobacter), nitkowe (Chlamydobacter)
- udział drobnoustrojów w procesie samooczyszczania
- w osadach i mułach dennych - heterotrofy, beztlenowa mikroflora gnilna, beztlenowce celulolityczne, bakterie metanogenne, redukujące siarczany, purpurowe bakterie bezsiarkowe
- część drobnoustrojów w wodzie może pochodzić ze spłukiwania z lądu, z odchodami i ściekami - liczba bakterii heterotroficznych może stanowić orientacyjny wskaźnik zanieczyszczenia
Klasa czystości |
Woda |
Liczba bakterii w 1ml wody |
I |
Bardzo czysta |
<1000 |
II |
Czysta |
1 000-10 000 |
III |
Zanieczyszczona |
10 000-50 000 |
IV |
Silnie zanieczyszczona |
>50 000 |
Ścieki
- drobnoustroje przeprowadzają mineralizacją, fermentację (mlekowa, masłowa, alkoholowa), nitryfikację - jako końcowy etap oczyszczania ścieku z organicznej substancji azotowej
- obecne drobnoustroje celulolityczne, rozkładające hemicelulozy, pektyny, fermentujące mono- i oligosacharydy
- w ścieku mocno obciążonym substancją organiczną. początkowy bujny rozwój mikroflory tlenowe powoduje szybki zużycie tlenu, dalszy rozkład substancji prowadzą organizmy beztlenowe, np. Clostridium - eutrofizacja
Mikroflora roślin
- średnia liczba drobnoustrojów: od kilkuset do kilkudziesięciu tysięcy/1cm2 powierzchni rośliny
- drobnoustroje filosfery pochodzą z powietrza, gleby, od owadów
- na roślinach o gładkiej i twardej powierzchni mniej drobnoustrojów niż na miękkich owłosionych
- wydzieliny roślin jako czynnik selekcjonujący mikroflorę
- na dojrzałych owocach, w spadzi, w miodnikach kwiatowych - drożdże
- powierzchnia roślin jest raczej środowiskiem bytowania, a nie rozwoju mikroorganizmów - przetrwalniki bakterii, Bacillus, Pseudomonas, ziarniaki, promieniowce, zarodniki konidialne grzybów
- obecność wirusów, bakterii lub grzybów fito patogennych oraz mikroflory chorobotwórczej dla ludzi (dur brzuszny, czerwonka) i zwierząt (laseczki wąglika)
- w źle przechowywanej paszy roślinnej rozwój grzybów tyksynotwórczych: Aspergillus flavus, Aspergillus fumigatus, Penicillum, Fusarium
Mikroflora gleby
- liczba mikroorganizmów zależy od jakości gleby, właściwości fizykochemicznych, struktury, odczynu, ciepłoty itp. Oraz od obecności danych rodzajów roślin, ich stadiów rozwojowych, nawożenia, uprawy
- najwięcej drobnoustrojów w ryzosferze, dużo w warstwie próchnicznej (15-20cm warstwa)
- gleby rejonów północnych są uboższe w mikroflorę od gleb południowych
Udział drobnoustrojów w powstawaniu i rozkładzie próchnicy
- frakcje gleby tworzone przez rozkładaną substancję organiczną:
a) substancja o zachowanej jeszcze strukturze tkanek - główne źródło pokarmu dla drobnoustrojów
b) substancja organiczna pozbawiona struktury z trudno rozkładanymi prze drobnoustroje związkami (ligniny, woski, garbniki)
c) trwałe bardzo trudno rozkładane przez drobnoustroje połączenia humusowe
d) związki organiczne będące w trakcie rozkładu, przesycone enzymami (błonnik, hemiceluloza, białka)
e) kwasy organiczne, inne rozpuszczalne w wodzie związki - produkty gazowe: CO2, CH4, H2S
f) komórki drobnoustrojów glebowych
Tworzenie próchnicy
Powstawanie próchnicy jest wynikiem procesów biochemicznych i chemicznych - rozkład prostych połączeń organicznych oraz przemiany połączeń organicznych bardziej odpornych na rozkład mikrobiologiczny - głównym czynnikiem próchnico twórczym jest aktywność drobnoustrojów glebowych
Substraty tworzące próchnicę:
- lignina - odszczepienie grup metoksylowych (OCH3) i utlenienie bocznych łańcuchów, połączenie ze związkami azotu, poprzez kondensację tak powstałych związków w większe połączenia tworzą się kwasy huminowe (główny element składowy próchnicy)
z części lignin podczas rozkładu powstają pojedyncze związki aromatyczne: kwas wanilinowy, syryng owy, wanilina, które utleniane do chinonów reagują z aminokwasami kondensując się na substancję humusową.
- węglowodany - ok. 20% celulozy i 10% glukozy przekształca się w kwasy huminowe
- metabolity oraz produkty autolizy komórek drobnoustrojów - związki aromatyczne, barwniki
- antybiotyki, produkty uwalniane w wyniku rozkładu obumarłych części roślin - garbniki, terpeny, barwniki
Rozkład próchnicy
- udział w rozkładzie zróżnicowanej mikroflory
- szybszy rozkład próchnicy w obecności białka lub glukozy
- wahania temp., wilgotności itp. powodują rozrywanie kompleksowych wiązań, co ułatwia penetrację tych związków przez drobnoustroje
- uprawa gleby powoduje lepsze utlenienie i uwilgocenie - zwiększenie liczby drobnoustrojów, przyspieszenie rozkładu próchnicy
Znaczenie próchnicy glebowej
- wywiera dodatni wpływ na fizyczne i chemiczne właściwości gleby
- poprawia strukturę gleb zbitych powodując ich rozluźnienie, a dla gleb piaszczystych jest lepiszczem
- dodatnio wpływa na gospodarkę wodną
- gromadzi sole mineralne
- polepsza właściwości cieplne gleb
- jest źródłem węgla i azotu
- zawiera związki biologicznie aktywne, stymulujące wzrost mikroorganizmów i roślin