Организмы, населяющие почву (эдафон), образуют сложные экологические системы. В результате их непосредственного воздействия на почву, а также воздействия продуктов жизнедеятельности осуществляются все важнейшие слагаемые почвообразовательного процесса. Микроорганизмы осуществляют синтез и разрушение органического вещества почв, избирательную концентрацию биогенных элементов, разрушение и новообразование минералов. В результате именно они определяют формирование важнейшего свойства почвы – плодородия.
Среди почвенных микроорганизмов наибольшее значение имеют бактерии, актиномицеты и грибы.
Бактериисоставляют самую большую часть микронаселения почвы. Особое место среди них занимают виды, непосредственно участвующие в круговороте азота в природе. Они осуществляют такие важные процессы, как азотфиксация (перевод свободного газообразного азота в восстановленную, аммонийную форму), нитрификация (окисление аммонийного азота до нитритов и нитратов) и денитрификация (восстановление нитритов и нитратов до свободного азота). Большое значение для почвообразования имеет также деятельность хемотрофных бактерий, осуществляющих окисление ионов металлов, в первую очередь железа, переводя его из закисной формы (II) в окисную (III).
Актиномицетыили “лучистые грибки”, - мицелиальные прокариоты, широко распространеные в почвах. Они являются наиболее активными гумусообразователями. Именно продукты деятельности актиномицетов придают почве характерный запах (чистые культуры актиномицетов также имеют “почвенный” запах). Актиномицеты населяют преимущественно верхние горизонты почвы и концентрируются в участках, насыщенных органическим веществом.
Грибы также принимают активное участие в процессах почвообразования. Они, как и бактерии, способны разрушать сложные органические вещества, но спектр таких веществ у грибов значительно шире. Так, именно грибы разлагают
основную массу лигнина, целлюлозы и дубильных веществ, поступающих в почву с растительными остатками. Таким образом, почвенным грибам принадлежит ведущая роль в обеспечении круговорота углерода.
В ходе разложения растительных тканей грибы выделяют фульвокислоты и другие компоненты гумуса, участвующие в растворении минералов почвообразующей породы и формировании почвенных коллоидов. При отмирании и разложении грибов выделяется аммиак, локально нейтрализующий кислотность почвы. Многие грибы образуют симбиоз с корнями сосудистых растений (микоризу). Такие грибы обеспечивают растения элементами минерального питания, в первую очередь фосфором, улучшают снабжение водой и повышают устойчивость корней к патогенам.
Распространение грибов в почве и их высокая почвообразовательная активность объясняются их большей по сравнению с другими микроорганизмами устойчивостью к измененяющимся условиям окружающей среды. Так, грибы хорошо переносят любые условия кислотности и поэтому встречаются и в кислых (рН 4 и ниже), и в щелочных почвах. Многие грибы отличаются большой устойчивостью к высокой концентрации солей и условиям затрудненного водоснабжения. В то же время, грибы очень требовательны к условиям аэрации, поэтому богаче представлены в верхних горизонтах почвы.
При распашке целинных почв численность микроорганизмов в почве увеличивается, особенно в верхнем горизонте. И чем окультуреннее почва, тем больше в ней микроорганизмов, имеющих агрономическое значение. Распределение микроорганизмов в почвах разных типов зависит также от содержания гумуса. Так, число микроорганизмов очень высоко в черноземах, сероземах, каштановых почвах и снижено в подзолах, дерново-подзолистых и торфяных почвах.
Для обнаружения почвенных микроорганизмов в лабораторных условиях используют различные питательные среды. Приготавливают такие среды как из продуктов растительного происхождения, так и из химических соединений.
Для нормального роста и развития микроорганизмов, питательные среды должны содержать макроэлементы (азот, углерод, кислород, водород, калий) и органические вещества (как правило используются моносахариды). В некоторые среды также добавляют микроэлементы, витамины, стимуляторы роста и др. В средах также необходимо поддерживать определенные значения рН, влажности, температуры. И, наконец, питательные среды обязательно должны быть стерильными.
По происхождению питательные среды делят на натуральные и искусственные (синтетические). В состав натуральных питательных сред могут входить такие продукты, как молоко, картофель, отвары трав, пивное сусло и др. Синтетические питательные среды готовят из смеси химических соединений – минеральных солей, углеводов и т.п. Среды, приготавливаемые из химических веществ и натуральных продуктов называют полусинтетическими.
По консистенции среды бывают жидкие, полужидкие и твердые. Жидкие среды, представляющие собой водный раствор питательных веществ, используют для изучения биохимических свойств микроорганизмов. Для выделения же микроорганизмов в чистую культуру, их идентификации и изучения морфолого-культуральных особенностей используют твердые питательные среды, которые готовят из жидких, добавляя 2,0-2,5% агар-агара (гелеобразной субстанции, получаемой из морских водорослей).