1

CURS I NOTIUNI INTORODUCTIVE

1. Obiectul biologiei solului

Biologia solului are ca obiect de studiu cunoaterea organismelor care i desfoar viaa n sol, a interaciunilor dintre acestea, a proceselor biochimice, chimice i fizice conjugate cu intervenia agricol asupra solului. Biologia solului a aprut ca disciplin din necesitatea de a se cunoate, n intimitate, procesele i legile obiective care guverneaz reciclarea n sol a materiei. Insuficiena cunoaterii acestor procese i legi, ca i ignorarea lor, a fcut i face ca, n nenumrate cazuri, intervenia antropic s se soldeze cu degradarea solului, dei recoltele agricole pot fi meninute la nivel ridicat.

2. Scopul biologiei solului

Scopul biologiei solului, n plan teoretic, este ca prin nelegerea fenomenelor obiective, care se petrec n sol, s se dea, n mod practic, un sens pozitiv bilanului proceselor de bioacumulare - mineralizare a materiei organice n sol. Aceast materie, reprezentnd fie viaa (prin organismele vii ale solului), fie materia organic (n descompunere i sintez) este principala surs de energie, capabil s ntrein procesele vitale din sol, conturnd astfel, o direcie pozitiv evoluiei proprietilor fizice i chimice ale solului. nelegnd aceasta, se poate evalua corect fertilitatea solului ca fiind rezultanta unor nsuiri i procese, care-i direcioneaz evoluia.

In plan larg, scopul urmrit de Biologia solului, n aceast etap, este de a perfeciona, n continuare, metodologia de cercetare a solului, de a clarifica i sintetiza cunotinele tiinifice actuale, de a le promova prin nvmntul tehnic de specialitate i prin educaie civic, de a contribui la fundamentarea legilor de protecie a mediului nconjurtor. Ca tiin i mai ales ca disciplin didactic, Biologia solului reprezint o ramur tnr a tiinei solului.

3. Scurt istoric al biologiei solului

Biologia solului a nceput s se contureze ca domeniu unitar de cunoatere tiinific i de activitate practic abia n deceniul al aselea al secolului trecut, dup ce microbiologia i biochimia solului i-au realizat i consolidat metodologiile i concepiile generale.

Fr ndoial, n ultimii 70 de ani, au fost efectuate cercetri, ncepnd cu metode simple (mai mult de recunoatere calitativ a unui microorganism sau proces vital) i continund cu metode din ce n ce mai perfecionate, capabile s evalueze cantitativ fenomenele biotice i biochimice. Totui, mai rmn nc numeroase laturi ale vieii i

2

transformrilor din sol care nu pot fi evaluate cu precizia necesar pentru a corespunde exigenelor prelucrrii i interpretrii statistice.

Demonstraiile lui L. Pasteur (1860) au fcut s se prbueasc teoria generaiei spontane. In acelai timp, R. Koch (1881) a introdus n cercetrile de microbiologie metoda plcilor turnate (cu gelatin sau geloz) i a colorrii microorganismelor. Cercetri mai vechi ale unor cercettori: J. Berzelius (1840), E. Mulder (1863) i A. Rosenberg - Lipinski (1869) au atras atenia asupra relaiei strnse dintre activitatea vital a solului i cantitatea de materie organic acumulat. Toate acestea au dus la nlturarea concepiei agrochimice elaborat de J. Liebig (1803 - 1873), care trona n lumea tiinific, prin care se ignora rolul i importana microorganismelor n procesele de fermentaie. In deceniul 9 al secolului trecut, au nceput s apar descoperirile lui S.N. Winogradsky (1883 i 1888): sulfobacteriile i ferobacteriile; ale lui Berthelot (1885): fixarea biologic, n sol, a diazotului atmosferic; ale lui H. Hellriegel (1886) i Wilfarth (1888) asupra bacteriilor din nodozitile plantelor leguminoase, capabile s asimileze azotul molecular din atmosfer i ale lui L. Adametz (1886) asupra ciupercilor celulozolitice. Odat cu invitarea lui S. Winogradsky la Paris (1892), ia fiin, pentru prima dat n lume, un laborator de Microbiologia solului, la Institutul Pasteur. Pn la aceast dat, Winogradsky pusese n eviden procesul nitrificrii n sol (1891), M. Berthelot (1893) descoperise activitatea bacteriilor fixatoare de azot, care triesc liber n sol, M. Beijerinck (1901) descoperise bacteria Azotobacter chroococcum, fixatoare de azot molecular, n condiii aerobe, iar S.N. Winogradsky (1902) descrisese bacteria sporogen, anaerob, Clostridium pasteurianum. In acelai an, V.L. Omelianski descoperise, n Rusia, bacteriile anaerobe celulozolitice. Intre cele dou rzboaie mondiale, microbiologia solului se definete ca tiina vieii solului. In aceast perioad s-au creat metodele proprii de cercetare i experimentare i s-a conturat concepia tiinific a genezei solului, a humusului, ca produs biotic al vieuitoarelor din sol, al circuitelor biotice ale elementelor.

La formarea concepiilor tiinifice n microbiologia solului au contribuit, prestigioii microbiologi: M. Berthelot, S.N. Winogradsky (Frana); V. Omelianski, N. Holodni, N.A. Krasilnikov (Rusia i URSS); S.A. Waksman i R.L. Starkey (SUA); A. Rippel-Baldes i Stapp (Germania); J. Stoklasa (Austo-Ungaria i Ceho-Slovacia); J.M. Ziemiecka (Polonia); D. Feher (Ungaria); H.L. Jensen (Danemarca); E. Russel i H. Hutchinson (Anglia). Incepnd cu al treilea deceniu al secolului 20, s-au dezvoltat cercetrile asupra microflorei din rizosfera plantelor superioare, a relaiilor intermicrobiene, de simbioz, antagonism etc. (R. Starkey, N. Hulpoi, B. Stille, J. Rivire, A.D. Rovira, J. Maura). Pe lng cei citai, ncepnd cu deceniul

3

5 al secolului trecut s-au evideniat numeroi ali cercettori, n domeniul microbiologiei solului i al rizosferei: J. Pochon, H. de Barjac, Y. Dommergues, H. Tardieux (Frana); M.V. Fedorov, N. Miustin, E.F. Berezova (Uniunea Sovietic); Th. Beck (Germania); M. Alexander, Mc. Calla (SUA); A.D. Rovira etc. In Romnia, au efectuat cercetri n microbiologia solului, Olaru (1915) i J. Voicu (1923), nc naintea primului rzboi mondial, iar ntre cele dou rzboaie mondiale: N. Hulpoi (1936), A. Aroneanu-Svulescu i A. Hulea (1939). Cercetri asupra proceselor enzimatice din sol au realizat G. Pavlovschi (1941; 1949), I. Ionescu (1939) , M. Groza (1946) i N. Bjescu (1941). ncepnd cu anul 1951, s-au organizat noi laboratoare de cercetri n domeniul microbiologiei i enzimologiei solului n: Institutul de Cercetri Agronomice al Romniei (ICAR), Universitatea Babe-Bolyai din Cluj-Napoca, Universitatea Bucureti, Comitetul Geologic - Intreprinderea de Prospeciuni Geologice i Pedologie (Bucureti), la Centrul de Cercetri pentru ngrminte Bacteriene - Bneasa, Bucureti. S-au remarcat n aceast perioad colectivele din Institutul de Cercetri pentru Cultura Porumbului (devenit ulterior Institutul de Cercetri pentru Cereale i Plante Tehnice - Fundulea, judeul Clrai), Institutul de Cercetri pentru Pedologie i Agrochimie - Bucureti, din Centrele de Cercetri Biologice de la Cluj-Napoca i Iai, i de la Facultatea de Agricultur din Universitatea de tiine Agronomice i Medicin Veterinar a Banatului precum i Institutul de Cercetri Forestiere Bucureti. Printre cercettorii acestor uniti de cercetare, care au realizat caracterizarea microbiologic i enzimatic a solurilor romneti, care au prezentat rezultate proprii, valoroase, n sesiuni tiinifice i simpozioane interne i internaionale i au promovat concepia biologic n tehnologia agricol romneasc, pot fi enumerai: . Kiss, P. Papacostea, G. tefanic, N. Blan, G. Eliade, L. Ghinea, Ana Popescu, V. Gheorghiu, L. Mnuc, V. Severin, M. Drgan-Bularda, D. Paca, Cecilia Zelinschi, M. Rusan, F. Bulimar, M. Huu, Magda Clugru, L. Calancea, V. Pop, V. tefan, Gabriela Mihalache, Mirela Matei i S. Matei, I. Toncea, D.I. Sndoiu, Niculina Gheorghi, Anca Voiculescu etc.

4. Micropupulaia solului Solul este un depozit imens din care, se poate spune c nu lipsete nimic din ceea ce

este materie vie sau moart la suprafaa globului pmntesc. Dar acest depozit nu reprezint numai o aglomerare haotic de materie i fiine, ci este un sistem deschis, organizat, impregnat cu via, capabil s orienteze sensul tuturor fenomenelor interne n concordan cu mediul nconjurtor (P.Papacostea, 1976).

Dei solul este impregnat cu fiine vii, cu diferite complexiti structurale i de manifestare, Microbiologia solului nu are n vedere dect acele organisme cu dimensiuni mici

4

(microscopice), care i gsesc n sol condiiile necesare manifestrii plenare a fenomenelor vitale (se nasc, triesc, se nmulesc, persist inactive sau mor). Microorganismele care ajung n pmnt, ntmpltor, dar au ciclul vital n afara acestuia, n general n alte biotopuri (ape, plante, animale, om), sunt obiect de studiu pentru alte tiine i alte discipline (Biologia general, Medicina uman i veterinar, Fitopatologia, Botanica i Zoologia).

Clasificarea micropopulaiei solului s-a fcut n baza conceptual i a criteriilor generale utilizate de Microbiologia general. Astfel, n sol, pot fi definite urmtoarele forme de via aparinnd microbiologiei: microflora, microfauna i mezofauna.

Microflora cuprinde organisme procariote i organisme eucariote.