30.Charakterystyka mikroflory gleby i powietrza

Mikroflora powietrza

Powietrze jest środowiskiem niesprzyjającym życiu mikroorganizmów, w którym nie mogą one rosnąć i dzielić się. Jest ono jedynie miejscem ich okresowego przebywania i ośrodkiem umożliwiającym przemieszczanie się. Między drobnoustrojami występującymi w powietrzu nie wykształca się więc sieć powiązań metabolicznych ( jak np. w wodzie czy glebie), dlatego nie tworzą one mikrobiocenozy, a jedynie przypadkowy zbiór mikroorganizmów. Drobnoustroje dostają się do powietrza w wyniku podmuchów wiatru, porywającego je z różnych środowisk ( gleby, wody, odpadów, powierzchni roślin i zwierząt) bądź też są tam aktywnie wyrzucane np. podczas kichania, kaszlu, czy w procesie napowietrzania ścieków. W powietrzu działają 3 podstawowe czynniki ograniczające :

- brak wystarczającej ilości składników pokarmowych,

- częsty deficyt wody, grożący wyschnięciem,

- promieniowanie słoneczne ( przyczynia się do mutacji).

Bakterie w powietrzu mogą występować jako formy wegetatywne lub przetrwalne, a grzyby najczęściej w formie zarodników lub jako fragmenty grzybni.

Najbardziej formą przetrwaną bakterii jest endospora. Jest to twór powstały wewnątrz komórki i otoczony grubą osłoną zbudowaną z kilku warstw. Produkują je : Bacillus i Clostridium. Komórki wegetatywne roślin produkują barwnik karotenoidowy zapewniający ochronę przed promieniami słonecznymi, pełnią także funkcję przeciwutleniaczy ze względu na obecność licznych wiązań podwójnych.

prócz form komórkowych w powietrzu występują także wirusy, wśród których największą odpornością charakteryzują się te, których nukleokapsyd jest otoczony osłonką np. wirus grypy.

Na ogół przyjmuje się, że drobnoustroje nie rozmnażają się w powietrzu, lecz są tylko przenoszone prądami powietrznymi z miejsca na miejsce. Jednak według niektórych autorów drobnoustroje mogą od­żywiać się substancjami organicznymi rozpuszczonymi w kropelkach mgły wodnej zawieszonej w powietrzu i rozmnażać się. Skład ilościowy i jakościowy mikroflory powietrza zależy od wielu czynni­ków. Nad miastami znajduje się więcej mikroflory niż nad lasami i polami. Nad glebami uprawnymi powietrze zawiera więcej drobnoustrojów niż nad pustyniami. Najmniej zakażone jest powietrze nad górami, morzami, oceanami i lasami. Powie­trze przed deszczem zawiera więcej komórek drobnoustrojów niż po deszczu. Zawartość drobnoustrojów w powietrzu zmienia się wraz z wysokością. Na ulicach miasta znajduje się kilka do kilkuset tysięcy komórek drobnoustrojów w l litrze powietrza. Na wysokości 500 m nad miastem stwierdzono już tylko 2-3 komórki w litrze, a na wysokości 2000 m powietrze zawierało średnio 0,5 komórki w litrze. Duży wpływ na stopień zakażenia powietrza drobnoustrojami ma pora roku. Najwięcej drobnoustrojów stwierdza się w miesiącach: czerwiec-sierpień, najmniej w miesiącach grudzień-styczeń. W miesiącach zimowych mikroflora jest uwięzio­na w lodzie, zamarzniętej glebie i przykryta jest śniegiem, w związku z czym mniej przedostaje się jej do powietrza. Liczba drobnoustrojów w pomieszczeniach, szczególnie o dużym zagęszczeniu ludzi i sprzętów, jest wielokrotnie większa niż w powietrzu w miejscach odkry­tych. W pomieszczeniach znajduje się szczególnie dużo drobnoustrojów chorobo­twórczych wydzielanych przez ludzi ze śliną, przy kichaniu i kaszlu. W zakładach przemysłowych stopień zakażenia powietrza zależy od stanu sanitarnego pomiesz­czeń produkcyjnych, sprzętów, kanałów, higieny osobistej personelu oraz od stanu mikrobiologicznego surowców, półproduktów i produktów.

Wielu badaczy stwierdzało w powietrzu do 100 różnych gatunków drobno­ustrojów, w przeważającej większości saprofitycznych. Drobnoustroje chorobo­twórcze spotyka się głównie tylko w otoczeniu człowieka. Z bakterii najczęściej spotyka się Micrococcus i Sarcina, które na podłożach hodowlanych rosną w po­staci barwnych (żółtych, białych, pomarańczowych) kolonii, pałeczki z rodzaju Achromobacter oraz tlenowce przetrwalnikujące z rodzaju Bacillus. Zwykle w po­wietrzu spotyka się zarodniki grzybów i drożdże. Z drożdży najczęściej występują rodzaje Rhodotorula i Torulopsis, a z pleśni rodzaje: Penicillium, Aspergillus, Mucor, Rhizopus, Cladosporium. Zdolność do przetrwania mikroorganizmów w powietrzu zależy od ich wrażli­wości na wysuszenie. Mycobacterium tuberculosis (prątek gruźlicy), Bacillus anthracis (laseczka wąglika), Pseudomonas aeruginosa - syn. Pseudomonas pyocyanea (pałeczka ropy błękitnej), a także liczne gronkowce są odporne na wysuszenie i giną w powietrzu powoli. Odwrotnie natomiast Neisseria meningitidis (dwoinka zapalenia opon mózgowych), Vibrio cholerae (przecinkowiec cholery) czy Yersinia pestis (pałeczka dżumy) - giną w podobnych warunkach stosunkowo szybko. Powietrze ma zdolność samooczyszczania. Podstawowym mechanizmem samo­oczyszczania powietrza jest osiadanie zawiesiny bakteryjnej pod wpływem sił gra­witacyjnych. Szybkość osiadania zawiesiny zależy od wielkości komórek drobno­ustrojów lub ich aglomeratów. Dlatego mieszanie i zawartość wilgoci w powietrzu jest ważnym czynnikiem w samooczyszczaniu. W powietrzu będącym w ruchu ist­nieje większe prawdopodobieństwo zderzenia się komórek bakteryjnych, łączenia z kropelkami pary wodnej i tworzenia dużych aglomeratów, co ułatwia ich osiadanie.

Mikroflora powietrza - czynniki kształtujące skład mikroflory.

Do powietrza atmosferycznego drobnoustroje dostają się z gleby, wód płynących i stojących, wydalin ludzi i zwierząt. Mniej licznie występują bakterie i wirusy patogenne pochodzące z dróg oddechowych ludzi i zwierząt.

Mikroflora powietrza atmosferycznego jest bardzo bogata. Dominującą mikroflorą są grzyby strzępkowe które stanowią ok. 70% wszystkich mikroorganizmów. Reprezentowane są głównie przez: Cladosporium, Alternaria, Penicillium, Aspergillus, Mucor, Rhizopus, Fusarium, Geotrichum, Trichoderma. Liczba pleśni w znacznym stopniu zależy od pory roku najwięcej jest w miesiącach letnich, najmniej w grudniu-styczniu.

Udział bakterii waha się od 18-20%. Najczęściej spotykane są bakterie saprofityczne z rodzaju: Micrococcus, Achromobacter i Bacillus.

Drożdże najczęściej reprezentowane przez Torulopsis, Rhodotorula, Candida, Saccharomyces lecz stanowią tylko 5% ogólnej liczby mikroorganizmów obecnych w powietrzu

Drobnoustroje występujące w glebie: położenie terenu, rodzaj zakładów przemysłowych, ilość odpadów, temperatura, charakter wiatrów, gęstość zaludnienia, rodzaj gleby, nawożenia, szata roślinna , pora roku, dnia.

Powietrze pomieszczeń zamkniętych jest zanieczyszczone drobnoustrojami pochodzącymi zarówno z powietrza atmosferycznego jak i ze źródeł znajdujących się wewnątrz pomieszczeń.

Do najważniejszych czynników kształtujących skład i ilość mikroorganizmów w powietrzu pomieszczeń zamkniętych należą:

- rodzaj pomieszczenia

- zagęszczenie osób w pomieszczeniu

- mikroklimat (temperatura, wilgotność)

- użytkowanie pomieszczeń

- warunki higieniczne pomieszczeń, systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych

- zanieczyszczenie mikrobiologiczne powietrza atmosferycznego (wietrzenie)

- ruch powietrza

- obecność zwierząt, roślin, gleby

- obecność zanieczyszczonych surowców roślinnych i materiałów technicznych

Wśród mikroflory zanieczyszczającej powietrze pomieszczeń zamkniętych przeważa mikroflora saprofityczna, Najczęściej występują bakterie należące do rodzajów: Micrococcus, Staphylococcus, Bacillus stanowią one 68-80% mikroorganizmów. Występować mogą też: Aeromonas, Pseudomonas, Mycobacterium…

Występowanie spor grzybów strzępkowych w powietrzu pomieszczeń zamkniętych wynika z możliwości doskonałej ich adaptacji do warunków tam panujących. Najczęściej występujące pleśnie wywołujące alergię: Penicillium, Cladosporium, Aspergillus, Alternaria i inne.

Drobnoustroje w powietrzu w pomieszczeniach zamkniętych: człowiek, zanieczyszczenia pyłowe, przegrody budowlane, urządzenia, materiały codziennego uzytku, powietrze atmosferyczne, klimatyzacja, gleba, rośliny, zwierzęta.

W pomieszczeniach produkcyjnych występuje typowa mikroflora saprofityczna - bakterie, grzyby strzępkowe, drożdże i wirusy.

Najczęściej izolowanymi drobnoustrojami są grzyby strzępkowe z rodzajów Aspergillus, Penicillium, Cladosporium. Mogą też występować specyficzne rodzaje związane z przetwarzanym surowcem np.: Fusarium, Trichoderma, Verticillium (zioła, kawa, herbata, zboża) czy Rhizopus, Mucor (mleko, tłuszcz roślinny). W halach produkcyjnych są również bakterie z rodzaju Micrococcus, Bacillus oraz specyficzne np.: dla produkcji papieru gramujemne bakterie z rodzajów: Citrobacter, Pseudomonas, Klebsiella, Aeromonas.

MIKROFLORA GLEBY

Gleba to powierzchniowa warstwa litosfery ziemskiej, utworzona z wietrzejącej skały, przekształconej w specyficzny sposób przez organizmy żywe.

Czynniki glebotwórcze :

Proces powstawania gleby począwszy od skały macierzystej, czyli jej podstawowego tworzywa, może mieć różny przebieg w zależności od panującego układu czynników glebotwórczych takich jak :

- klimat,

- woda,

- organizmy żywe,

- ukształtowanie powierzchni,

- działalność człowieka,

- czas ( wiek gleby).

Funkcje gleby :

Gleba jest złożonym utworem umożliwiającym funkcjonowanie ekosystemów glebowych.

• Uczestniczy częściowo w produkcji pierwotnej biomasy oraz umożliwia zakotwiczenie roślin, dostarczając im wody oraz niezbędnych składników mineralnych,

• W glebie zachodzą procesy rozkładu materii organicznej i magazynowana jest próchnica,

• Ze względu na swój skład chemiczny oraz właściwości fizyczne gleba jest siedliskiem olbrzymiej ilości drobnoustrojów i innych żywych organizmów ,

• Gleba spełnia środowisku przyrodniczym różne funkcje filtrujące i buforujące, chroniące ekosystemy przed nadmiernym przepływem substancji niepożądanych dla innych elementów biosfery.

Skład gleby

W skład gleby wchodzą cząstki stałe mineralne i organiczne, powietrze i roztwór glebowy oraz bytujące w niej organizmy żywe - edafon. Proporcje poszczególnych składników w glebie utrzymują się mnie więcej na tym samym poziomie właściwym dla danej gleby.

Organizmy zasiedlające glebę tworzą złożony zespół o bardzo dużej liczebności zwany edafonem. Są to mikroorganizmy, grzyby, jednokomórkowce roślinne i zwierzęce, rośliny naczyniowe oraz bezkręgowce bytujące w przypowierzchniowej warstwie gleby.

Mikroorganizmy glebowe dzięki swym różnorodnym właściwościom biochemicznym są niezbędnym gwarantem ciągłości przemiany materii w przyrodzie. Wynikiem ich działalności jest nie tylko mineralizacja związków organicznych, ale i przemiany związków mineralnych, mające duże znaczenie dla rozwoju roślin zielonych.

Ze względu na rozmiar organizmy żyjące w glebie można zaliczyć do trzech grup :

- mikrobiota ( niedostrzegalne gołym okiem) : wirusy, bakterie, grzyby, pierwotniaki, glony.

- mezobiota ( 0,2-2mm) : nicienie, ślimaki, owady bezskrzydłe, wije, roztocza, małe rośliny.

- makrobiota ( >2 mm) : dżdżownice, krety, korzenie dużych roślin i drzew.

WIRUSY prowadzą wyłącznie pasożytniczy tryb życia - reprodukują się w komórkach bakterii, roślin, zwierząt i człowieka. W środowisku glebowym najważniejszą rolę odgrywają wirusy bakterii - bakteriofagi. Fagi są jednym z elementów nisz ekologicznych ograniczającym nadmierny rozwój bakterii. Rola fagów w środowisku glebowym polega na ich zdolności niszczenia niektórych populacji bakterii i w związku z tym - prowadzenie ich selekcji, zarówno negatywnej, jak i pozytywnej. Przykładem negatywnego ich działania są fagi atakujące bakterie brodawkowe z rodzaju Rhizobium będące przyczyną spadku plonów roślin motylkowych.

BAKTERIE stanowią podstawową masę mikroorganizmów glebowych . Charakteryzują się one wysoką aktywnością metaboliczną. Większość bakterii glebowych odznacza się właściwością do przylegania ( adhezji) do powierzchni cząstek mineralnych i koloidów glebowych. Szczególnie duże ilości bakterii gromadzą się w pobliżu resztek tkanek roślinnych i zwierzęcych oraz w odchodach zwierząt dostających się do gleby. Środowiskiem specjalnie sprzyjającym rozwojowi bakterii są korzenie roślin i ich inne podziemne części. Bakterie glebowe można podzielić na dwie grupy : takie, które występują w glebie zawsze, niezależnie od jej rodzaju i żyzności ( autochtoniczne ) oraz takie, które rozwijają się w niej masowo po wprowadzeniu do gleby dużej ilości materii organicznej ( zymogeniczne). Wśród licznych bakterii glebowych ilościowo dominują promieniowce oraz maczugowce z rodzaju Arthrobacter.

Promieniowce są bakteriami (chemo) organotroficznymi, tworzą wydłużone rozgałęziające się nitki, ( przypominające grzybnię ) zawierające wiele komórek o prokariotycznej budowie. Żyją głównie w glebie lub na rozkładającej się masie roślinnej. Większość z nich prowadzi saprofityczny tryb życia, niektóre są chorobotwórcze dla roślin ( np. Streptomyces scabies wywołujące parch ziemniaka) i zwierząt. Degradują sterydy, ligninę, węglowodory, długołańcuchowe kwasy tłuszczowe, kwasy huminowe, a więc związki z trudem rozkładane przez inne bakterie. W trakcie rozkładu tych substancji wytwarzają związki zapachowe. Charakterystyczny zapach świeżo zaoranej gleby szczególnie wiosną pochodzi właśnie od promieniowców. Wywołuje go substancja zwana geosminą, którą wytwarza Streptomyces griseus. Są tlenowcami, nieliczne gatunki mogą przeprowadzać procesy metaboliczne w warunkach beztlenowych ( Actinomyces, Micromonospora).

Bakterie maczugowate z rodzaju Arthrobacter są przeważającymi pod względem ilościowym przedstawicielem autochtonicznej mikroflory glebowej. Charakteryzują się tendencją do tworzenia rozgałęzień i form ziarenkowatych. Są pleomorficzne (wielopostaciowe). W młodych hodowlach wyrastają w postaci nieregularnych długich pałeczek, a w starych w postaci ziarniaków.

Charakteryzują się wytrzymałością na działanie czynników środowiskowych w stadium wegetatywnym. Są w stanie przetrwać w suchej glebie kilka miesięcy, podczas gdy większość bakterii niewytwarzających przetrwalników zamiera.

Posiadają zdolność wykorzystywania szerokiego spektrum związków organicznych, w charakterze substratów pokarmowych. Prowadzą biodegradacje związków trudnodostępnych, mogą korzystać z wielu metabolitów innych drobnoustrojów, w tym różnego rodzaju polimerów, czynników wzrostowych i aminokwasów produkowanych przez mikroorganizmy.

Do bakterii maczugowatych należą także wykorzystujące celulozę gatunki z rodzaju Cellulomonas.

Grzyby należą do organizmów eukariotycznych. Są bezwzględnymi chemoorganotrofami, większość z nich to tlenowce lub grzyby fermentacyjne. Energię i węgiel do budowy własnych komórek czerpią z rozkładu substancji organicznej. Nie posiadają chlorofilu. W przeciwieństwie do bakterii ściana komórkowa grzybów zawiera chitynę, glukan i inne polisacharydy. Bytują one zwykle w powierzchniowych warstwach gleby, można je także spotkać na głębokości do ok. 1m. Wchodzą w symbiotyczne zależności z glonami, owadami i roślinami wyższymi. Wiele gatunków jest patogennych dla człowieka, roślin i zwierząt.

Ich formy wegetatywne tworzą nitkowate strzępki, mniej lub bardziej rozgałęzione, zwykle wielokomórkowe, których gęste sploty formują grzybnię lub plechę. Do najpospolitszych grzybów glebowych należą rodzaje: Penicillium, Aspergillus, Trichoderma, Verticillium, Fusarium, Rhizopus, Mucor, Zygorhynchus, Chaetomium. Grzyby rozwijają się silnie w glebach kwaśnych i wpływają istotnie na zmiany odczynu gleby.

Rola bakterii i grzybów:

Są współtwórcami struktury gleby - tworzą próchnicę najważniejszy koloid glebowy, wpływający w zasadniczy sposób na jej strukturę, właściwości sorpcyjne, zasobność w składniki organiczne.

Wpływają w decydujący sposób na powstawanie gruzełkowatej, gąbczastej struktury gleby przez wytwarzanie śluzów otoczkowych oraz w przypadku bakterii nitkowatych i grzybów, przez formę swego wzrostu.

FITOEDAFON glebowy stanowią głównie glony, oraz w mniejszym stopniu rośliny wyższe.

Glony stanowią główny składnik fitoedafonu. Najliczniej występują na powierzchni gleby, do głębszych warstw dostają się na skutek jej uprawy, przesiąkania wody, działalności zwierząt i zdolności migracji. Wyróżniamy zbiorowiska glonów żyjących na powierzchni gleby- epifitoedafon oraz w głębszych jej warstwach - endofitoedafon.

Glony glebowe są obligatoryjnymi fotoautotrofami, jednakże żyjące w głębszych warstwach odżywiają się prawdopodobnie heterotroficznie.

Odgrywają ważną rolę w ekosystemie gleby, wpływają na jej właściwości i stabilność. Poprzez wydzieliny pozakomórkowe użyźniają glebę i biorą udział w uwalnianiu składników pokarmowych do środowiska.

Niektóre sinice zdolne są do wiązania azotu atmosferycznego (Nostoc, Anabena, Scytonema, Tolypothrix), gleba zasiedlona przez sinice zawiera 26-400 razy więcej azotu. Dzięki zdolności do asymilacji azotu (N₂) i dwutlenku węgla (CO₂) mogą one jako pierwsze kolonizować podłoża pozbawione azotu i węgla organicznego.

W glebie występuje ok. 2 tys. gatunków glonów. Są to głównie :

- zielenice - Ankistrodesmus, Chlorella, Chlorococcum, Chlamydomonas, Characium, Klebsormidium

- sinice- Nostoc, Anabena,

- okrzemki- Cymbella, Eunotia,

- eugleniny- Euglena.

Gleba jest naturalnym środowiskiem życia różnych mikroorganizmów glebowych. Ich rozwój w glebie warunkują tzw. czynniki edaficzne. Jest to ogół czynników charakteryzujących glebę: wilgotność, żyzność ( dostępność pierwiastków odżywczych w przyswajalnych formach), odczyn (ph) i inne właściwości fizyczne warunkujące rozwój organizmów żywych w ekosystemach.

Woda- wszystkie drobnoustroje wymagają dla prawidłowego rozwoju środowiska zawierającego wodę. Umożliwia ona im także migrację w gruncie, dyfuzje substratu i związków odżywczych do wnętrza komórki oraz usunięci z niej produktów przemiany materii. Wpływa także na utrzymanie w komórce odpowiedniego ciśnienia osmotycznego i odczynu.

Drobnoustroje rozmnażają się i przetwarzają materię organiczną, tworząc biomasę własnych komórek oraz nagromadzają substraty niezbędne do uzupełniania zasobów próchnicy a także rozkładają i mineralizują związki organiczne, przez co włączają w ponowny obieg pierwiastki nieodzowne w produkcji roślinnej, opartej na asymilacji, CO₂ z atmosfery.

Mikroflora gleby - autochtoniczna i zymogenna; czynniki kształtujące skład mikroflory gleby.

Czynnikami decydującymi o rozwoju mikroflory w glebie są:

- wilgotność gleby (w glebach wilgotnych lepiej rozwija się większość bakterii i grzybów, natomiast w glebach bardzo mokrych względne i bezwzględne bakterie beztlenowe)

- żyzność (dostępność substancji odżywczej)

- wartość pH (gleby alkaliczne lub o odczynie alkalicznym zawierają kilkakrotnie więcej drobnoustrojów niż kwaśne torfowiska)

- temperatura

- struktura gleby

Mikroflora gleby

§   Bakterie 10⁶-10⁹ jtk/g

Dominujące rodzaje: Bacillus, Pseudomonas, Micrococcus, Clostridium, Enterobacter, Escherichia

§   Promieniowce 3×10⁴-2×10⁶ jtk/g

Dominujące rodzaje: Streptomyces, Nocardia, Micromonospora

§   Grzyby pleśniowe i drożdżoidalne 10⁴-10⁶ jtk/g

Dominujące rodzaje: Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Chaetomium

Drobnoustroje chorobotwórcze: pałeczki Enterobactera ceae i Pseudomonas,  Listeria monocytogenes, paciorkowce kołowe, Candida,  Blastomyces, Gyptococcus,  Itistoplasma,  grzyby  keratynofilne,  Campylobacter

Drobnoustroje bytujące w glebie można podzielić na dwie grupy:

- mikroorganizmy autochtoniczne, które występują zawsze, nawet w glebach nieuprawianych

- mikroorganizmy zymogenne, które bytują w glebie okresowo i rozwijają się po wprowadzeniu do gleby substancji organicznej.

Wśród autochtonów występują wszystkie grupy mikroorganizmów. Przeważnie są to organizmy saprofityczne, bytujące na martwej substancji organicznej, tlenowe, rosnące powoli, niefermentujące sacharydów. Dominują bakterie gramdodatnie, nieprzetrwalnikujące pałeczki, promieniowce i maczugowce. Ważną grupę stanowią bakterie wiążące azot atmosferyczny i prowadzące przemiany azotu mineralnego i organicznego . Rozwój organizmów zymogennych zależy od dopływu świeżej, łatwo przyswajalnej materii organicznej. Organizmy te mogą okresowo przebywać w glebie w stanie anabiozy i gwałtownie rozwijać się w odpowiednich warunkach..

Drobnoustroje stanowią naturalny składnik każdej gleby, bez nich gleba nie byłaby niczym innym jak jedną martwą formacją geologiczną.

Można przyjąć, zakładając szerokie wahania tych wskaźników, że liczba komórek bakterii w 1 g gleby wynosi około 105 - 109, promieniowce są reprezentowane wskaźnikiem 104 - 108, analogiczny wskaźnik dla grzybów wynosi kilka tysięcy do kilku milionów, liczba komórek glonów waha się w granicach do 10 000 a pierwotniaków kilkadziesiąt tysięcy w 1 g gleby. Ogólna masa organizmów na 1 ha gleby wynosi od kilku do kilkunastu ton w zależności od typu gleby, okresu sezonu wegetacyjnego itp.

Już same tylko stosunki ilościowe wyznaczają rolę drobnoustrojów w procesach zachodzących w glebie. Czynnik ilościowy jest spotęgowany dzięki ukształtowaniu się ogromnej powierzchni styku między masą mikroskopijnych organizmów żywych a substratami znajdującymi się w glebie. Właściwością, która rozstrzygająco decyduje o roli drobnoustrojów glebowych jest wielostronność ich uzdolnień biochemicznych, plastyczność wyposażenia enzymatycznego, możliwość przeprowadzania najprzeróżniejszych przemian.

Chemiczne możliwości drobnoustrojów są tak rozległe, że same one tylko, bez udziału innych organizmów mogą zapewnić krążenie wszystkich pierwiastków - prócz tlenu - wchodzących w skład organizmów żywych. Drobnoustroje glebowe mogą egzystować zarówno w warunkach tlenowych jak i beztlenowych, wśród nich są organizmu samożywne zdolne do wiązania CO2 z powietrza przy udziale energii słonecznej (fotoautotrofy) jak i energii pochodzącej z utlenienia związków mineralnych (chemoautotrofy) oraz cudzożywne odżywiające się związkami organicznymi. Mikroflora glebowa składa się z organizmów saprofitycznych (roztoczy) żyjących na martwej substancji organicznej i pasożytów, powodujących procesy chorobowe i atakujących inne organizmy. Występujące w glebie mikroorganizmy mogą wiązać azot atmosferyczny z powietrza i nawiązywać przeróżne układy symbiotyczne, uczestniczą w rozkładzie przeróżnych związków chemicznych w tym najbardziej skomplikowanych, wytwarzają substancje biologicznie aktywne ( antybiotyki, substancje stymulujące wzrost i rozwój roślin, witaminy, toksyny) są aktywne w procesach syntezy zachodzących w glebie np. odpowiadają za biosyntezę próchnicy glebowej. Gleba jest niewyczerpanym śródłem drobnoustrojów dla biotechnologii.

Drobnoustroje glebowe są w zasadzie kosmopolitami. Te same gatunki można znaleść w wielu, nawet odległych, rejonach świata. Gleba jest siedliskiem, do którego w ostatecznym rachunku trafiają wszystkie drobnoustroje, ale, w którym niekoniecznie muszą znaleść warunki rozwoju.

Z pewnymi uproszczeniami drobnoustroje izolowane z gleby można podzielić na trzy grupy:

• Te, które przeżywają w glebie swój pełny cykl życiowy, - dla których gleba jest środowiskiem naturalnym;

• Te, które przez pewien, krótszy lub dłuższy okres życia przebywają w glebie, mogą się w niej rozmnażać, ale których przeżywalność jest uwarunkowana obecnością w glebie roślin lub zwierząt podatnych na zakażenie tymi drobnoustrojami. Do tej grupy należą obligatoryjne patogeny roślin i zwierząt;

• Te, które znajdują się w glebie przypadkowo, mogą w niej przebywać przez dłuższy czas w stanie spoczynku, nie ujawniając swojej aktywności.

Mikronisze ekologiczne kształtują się na zasadzie bazy żywieniowej. Są one różne dla różnych grup fizjologicznych (żywieniowych) drobnoustrojów. Mają odmienne rozmiary zależnie od struktury podłoża. Są niestale, gdyż wraz z wyczerpywaniem się substratu i pojawianiem się produktów jego przemian zmienia się w sposób ciągły ich charakter chemiczny. Zmianom chemicznym towarzyszą przesunięcia w składzie populacji opanowującej niszę. Wraz z dostawaniem się do gleby resztek roślinnych i ciał zwierząt pojawiają się nowe mikronisze. Niszami są również obumierające, a dla niektórych grup żywe, drobnoustroje. Ta różnorodność i zmienność sprawia, że gleba stanowi zbiór olbrzymiej liczby gęsto zasiedlonych mikronisz, stanowiąc - jak to się w gleboznawstwie określa - skomplikowaną i dynamiczną mozaikę mikrobiologiczną. Mozaikowość gleby jest pogłębiona przez fakt, że drobnoustroje glebowe nie są związane z aktualnym miejscem występowania, że są przenoszone przez wiatr (same lub ze swoimi niszami) z miejsca na miejsce, zarówno aktywnie jak i biernie przez faunę glebową i ruchy wody. Mikronisze ekologiczne są przyrodniczym terenem działania drobnoustrojów. W nich toczą się złożone przemiany chemiczne nadające glebie jej przyrodnicze właściwości, czyniące z niej naturalne siedlisko roślin, umożliwiające stałą wegetację. Aktywność biologiczna, cecha odróżniająca glebę od innych tworów geologicznych jest sumą, a ściślej wypadkową, procesów zachodzących, przede wszystkim, w poszczególnych mikroniszach. Gleba jest tworem żywym metabolizującym. Można w niej znaleść analogie do żywego organizmu. Analogie nie ograniczają się tylko do niewątpliwie występującego w glebie zjawiska przemiany materii, ale wyrażają się również obecnością określonych powiązań i zależności pomiędzy wielokierunkowymi torami metabolizmu glebowego. Metabolizm glebowy jest oczywiście niemal wyłącznie zawartych w niej organizmów (korzeni roślin, fauny i drobnoustrojów). Gleba zawiera jednakże pewien zasób wolnych enzymów. Są one, co jest oczywiste, również pochodzenia biologicznego (przyżyciowo wydalane poza komórkę egzoenzymy i uwalniane w procesach litycznych endoenzymy) ale działają już niezależnie od komórek macierzystych i aktywność ich jest regulowana stosunkami panującymi w glebie a nie w komórkach. Czynnikiem nadającym glebie jej właściwoąci biologiczne są przede wszystkim (ze względy na ilość, masę, powierzchnię i aktywność) drobnoustroje. O charakterze przemian biochemicznych zachodzących w poszczególnych „komórkach” gleby, w mikroniszach decydują: chemizm podłoża, skład populacji zasiedlającej niszę oraz takie czynniki jak wilgotność, odczyn, temperatura itp. Elementem nadrzędnym wiążącym różne procesy chemiczne w jedną całość i warunkującym swoistą homeostazę są wzajemne zależności pomiędzy grupami (fizjologicznymi) drobnoustrojów działających w glebie. Od układu wewnętrznych stosunków w obrębie asocjacji drobnoustrojów, od charakteru sukcesji mikrobiologicznych zależy całość procesów zachodzących w glebie, jej aktualne właściwości, a więc jej stan, który obecnie określamy mianem „zdrowia” gleby. Wyeliminowanie czy ograniczenie, wskutek nieracjonalnego działania człowieka, jakiejś grupy fizjologicznej drobnoustrojów rozrywa i narusza cały łańcuch żywnościowy.

---