Контрольная работа: Микроорганизмы. Аммонификация мочевины. Микрофлора растений
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
«БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»
ЗАОЧНОЕ
ОТДЕЛЕНИЕ
Контрольная
работа
По агрономии и микробиологии
Студента-заочника Симоненко О.В.
Курса III группы I шифр 1460
Горки 2010г.
1 Роль микроорганизмов в
природе и сельском хозяйстве
Микроорганизмы
– одни из древнейших живых существ, однако некоторые исследователи полагают,
что им предшествовали неклеточные формы жизни. Считается, что развитие живого
шло от простых к более сложным организмам.
Мир
микроорганизмов сложен и разнообразен. Они широко распространены в природе.
Академик В.Л. Омелянский писал о микробах: « Поистине они вездесуще… Незримо
они сопутствуют человеку на всем его жизненном пути, властно вторгаясь в его
жизнь то в качестве врагов, то как друзья. В громадном количестве они
встречаются в пище, которую мы принимаем, воду которую мы пьем, и в воздухе
которым мы дышим».
Микроорганизмы
были первые обитатели на нашей планете. Около трех миллиардов лет назад они
сформировали микробиосферу – древнейшую оболочку биосферы Земли. Биомасса таких
существ превышает суммарную биомассу растений и животных. Накопившееся органическое
вещество обладает высоким энергетическим потенциалом, поскольку из него
образуется залежи нефти, газа угля, и других полезных ископаемых. Энергетика и
в настоящее время во многом определяет прогресс науки, техники, а также
благосостояние живущих на Земле.
Микроорганизмы
активно участвуют в превращение веществ. Они повышают плодородие почвы. Так
аммонификаторы разлагают белковые вещества. Продукты из жизнедеятельности
(аммиак) окисляются нитрифицирующими бактериями вначале до азотистой, а затем да
азотной кислот. Соли азотной кислоты – нитраты – усваиваются высшими
растениями. Многие микроорганизмы фиксируют азот из воздуха (азотбактеры и
др.), обогащают этим элементом почву, что повышает урожайность
сельскохозяйственных культур.
Микроорганизмы
превосходят химические сорбенты, как по количеству, так и по специфичности
сорбции. Важно и то, что сорбентами могут быть отходы микробиологической
промышленности (тысячи тонн), которые закапывают в глубокие траншеи. С помощью
микробов-биосорбентов можно очищать промышленные стоки от тяжелых металлов, в
том числе и от радиоактивных, что имеет большое значение в предотвращении
загрязнения окружающей среды.
Микробы-санитары.
Они очищают землю, разлагая трупы животных, остатки растений и загрязненную
воду. В настоящее время большое внимание уделяют очистке воды. Чистой пресной
воды становиться меньше. Очистка воды техническими целями не всегда достигает
цели, поэтому изыскиваются биологические методы обезвреживания отходов
производства. В некоторых странах отходы бумажных фабрик очищают с помощью
микроорганизмов. Для этого загрязненную воду пропускают через большие емкости с
целлюлозоразлагающими микроорганизмами.
Микроорганизмы
– продуценты белка. Потребность в пищевом белке возрастает. В определенной
степени эту проблему можно разрешить с помощью микроорганизмов. Их рост и
развитие не зависят от времени года и погодных условий, а для своего питания
они могут использовать непищевое сырьё – отходы сельскохозяйственного
производства, целлюлозно-бумажной, лесной промышленности, нефть. По скорости
производства белка микроорганизмы не имеют себе равных в мире.
2
Аммонификация мочевины – уравнение реакции, характеристика уробактерий, значение
процесса
Животными и
человеком ежесуточно выделяется в окружающую среду более 150 тыс. т, а в год
более 20 млн.т. мочевинного азота, или 50 млн. т. мочевины. В моче содержится
47% азота, поэтому она считается одним из концентрированных азотистых
удобрений.
Мочевина (карбамид) - СО(NH[2])[2]. Получают синтезом из аммиака и
диоксида углерода при высоких давлениях и температуре. 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.
Содержание биурета более 3% угнетает рост растений, поэтому
мочевину лучше вносить за 10-15 дней до посева, чтобы биурет разложился. 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 ureae. В 1 л раствора она разлагает до 30 г мочевины. Характерный признак этой сарцины — наличие у нее
жгутиков. Уробактерии аэробы и хорошо развиваются только в резкощелочной среде.
В качестве азота они используют аммиачные соли или свободный аммиак,
образующийся при гидролизе мочевины. Углерод из мочевины уробактерии
использовать не могут, так как он находится в сильно окисленной форме и при
гидролизе не выделяется в виде углерода диоксида. Углерод уробактерии
используют из различных органических соединений (соли лимонной, янтарной,
яблочной, уксусной и других кислот, а также моносахариды, сахариды и крахмал).
Разложение
мочевины происходит под влиянием уреазы уробактерий, мочевина при этом
превращается в аммиак и углекислоту. Для накопления данной группы бактерий
пользуются средами, содержащими мочевину, которые разливают в колбы. Под ватную
пробку подвешивают влажную красную лакмусовую бумажку для обнаружения аммиака.
Мочевина (NH2)2CO растворяется и под
действием фермента уреазы превращается в
На богатых
гумусом почвах это превращение происходит за 2-3 дня, на песчаных и болотистых
несколько медленнее. Углекислый аммоний на воздухе разлагается, образуя
бикарбонат аммония и аммиака. Для того чтобы избежать потерь аммиака, удобрения
следует сразу заделывать в почву. В почве углекислый аммоний подвергается
гидролизу с образованием бикарбоната аммония и гидроксида аммония, который
подщелачивает почвенный раствор. Затем в результате процесса нитрификации
происходит подкисление. При внесении под рис и чай мочевина действует также, как
сульфат аммония, на легких почвах ее действие эффективнее действия аммиачной
селитры. Целесообразно применять мочевину в качестве основного удобрения, а
также для ранневесенней подкормки озимых и пропашных культур при немедленной
заделке в почву. При использовании мочевины в качестве некорневой подкормки раствор
концентрацией до 5% не вызывает ожога листьев.
3 Корневая и
прикорневая микрофлора, её состав и влияние на растения
Нормальная
микрофлора растений представлена ризосферными и эпифитными микробами. Зона
почвы, находящаяся в контакте с корневой системой растений, носит название
ризосферы , а микроорганизмы, развивающиеся в данной зоне, называются
ризосферными. Условно различают два типа ризосферы: ближнюю и отдаленную.
Ближняя
располагается непосредственно на поверхности корней и извлекается вместе с
ними, отдаленная начинается на расстоянии нескольких миллиметров от корней и
распространяется в радиусе 50 см от них. Количество микроорганизмов в ближней и
отдаленной ризосфере различно: на поверхности корней их от 50 млн до 10 млрд,
на расстоянии 15 см от корней до 5 млн в 1 г. почвы. Число микроорганизмов в
ризосфере в 100 раз больше, чем в почве, где растения не произрастают, что связано
с выделением корнями растений различных питательных веществ. В свою очередь,
почвенные микробы могут оказывать благоприятное воздействие на жизнь растений,
что обусловлено: минерализацией органических веществ и растительных остатков;
образованием витаминов, аминокислот, ферментов и других факторов роста,
усиливающих ферментативные процессы в растениях и способствующих усилению
корневого питания и более энергичному обмену веществ растений; антагонистической
ролью в отношении фитопатогенных микроорганизмов. Качественный и количественный
состав микрофлоры ризосферы специфичен для каждого вида растений. Основная
масса прикорневой микрофлоры представлена неспороносными грамотрицательными
бактериями рода Pseudomonas , микобактериями и грибами, главным образом,
базидиомицетами, реже фикомицетами, аскомицетами. Указанные грибы образуют
симбиоз с корнями растений, в том числе и лекарственных, называемый микоризой.
В зависимости от морфологических особенностей сожительства грибов с растениями
различают эктотрофные и эндотрофные микоризы. Эктотрофные - ассоциации, при
которых гриб не проникает внутрь корней, а поселяется на их поверхности,
образуя своего рода чехол из мицелия. При эндотрофных микоризах мицелий гриба
располагается в клетках коры корней растений, где образует скопления в виде
клубков. Высшие растения, являясь основным источником питательных веществ для
преобладающего числа микробного населения почв — гетеротрофов — оказывают
существенное влияние на микробные ценозы. Зоны, непосредственно примыкающие к
корням живых растений, являются областями активного развития микроорганизмов.
Это связано прежде всего с выделениями из корней (экзосмосом) органических
веществ, синтезированных растениями. Совокупность микроорганизмов, содержащихся
в большом количестве в узкой зоне вокруг корней, называют ризосферной
микрофлорой, а саму зону — ризосферой. Кроме того, существует представление о
ризоплане — непосредственной поверхности корня, заселенной микробами. Ясно, что
метаболизм (обмен веществ) корней оказывает большое влияние на почвенную среду,
прилегающую к корням. Считают, например, что корни увеличивают кислотность
примыкающих к ним микрослоев почвы за счет выделения углекислоты и H+ ионов.
Такие изменения возможны в пределах нескольких миллиметров вокруг корня. Важным
источником стимуляции почвенного микронаселения является выделение корнями
питательных веществ. Патогенные и симбиотические микроорганизмы привязаны к ним
либо способны растворять стенку клеток корня и проникать внутрь цитоплазмы.
Экзосмос органических веществ из корней растений обусловлен активными
процессами, пассивной диффузией или выделениями из отмирающих клеток.Молодые
корешки обычно покрыты слизистыми чехликами, обильно заселенными микробами. В
продуктах экзосмоса корней обнаружено большое количество различных веществ, в
том числе 10 разных Сахаров, 23 аминокислоты, 10 витаминов, полисахаридные
слизи, органические кислоты и др. Характер выделений зависит от вида и возраста
растений. К сожалению, еще нет достаточных сведений о процессах корневого
экзосмоса и использования веществ микроорганизмами в условиях природной
нестерильной среды. Сфера воздействия корней на микрофлору в почве определяется
лишь приблизительно по увеличению числа микробов по мере приближения к
поверхности корня. Большинство трупп микроорганизмов обнаруживается в большем
числе в ризосфере (Р), чем в окружающей почве (П), что можно выразить
отношением: Р/П.
Список
использованной литературы
1) Цветоводство: Удовольствие и Польза. Кузнецов А.
2) "Руководство по медицинской микробиологии" 2003г., под
редакцией Е.П. Красноженова, составленное авторским коллективом кафедры: проф.
Е.П. Красноженов, проф. М.Р. Карпова, проф. И.Н. Ильинских, доц. Ю.Н. Одинцов,
доц. В.Г. Пехенько, доц. Л.С. Муштоватова, ст. преп. Т.Л. Мирютова, асс. М.В.
Чубик.
3) Практикум по микробиологии Е.З. Теппер, В.К. Шильникова, Г.И.
Переверзева
4) Общая микробиология
5) Превращение соединений азота
