Micro Biolog i e

7/18/2019 Micro Biolog i e

http://slidepdf.com/reader/full/micro-biolog-i-e-56d6fe436f967 1/82

UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRONOMICE ŞIMEDICINĂ VETERINARĂ BUCUREŞTI

FACULTATEA DE HORTICULTURĂDepartamentul de Învăţământ la Distanţă

Dr. Daniela RĂDUCU

MICROBIOLOGIE

2011



CUPRINS

CAPITOLUL 1Istoricul microbiologiei ……………………………………………..………………...… 31.1. Începuturile microbiologiei ……………………………………………..…………… 31.2. Microbiologia modernă ....…………………………………………………………… 7

CAPITOLUL 2Microbiologia …………………………………………….……………………………… 62.1. Definiţia şi obiectul de studiu al microbiologiei ………………………………...…… 62.2. Definiţia microorganismelor şi principalele lor caracteristici …………………...…… 72.3. Diviziunile microbiologiei ………………...………….……………………………… 8

CAPITOLUL 3Microbiologia solului …………………………………………….…………….……...… 10

3.1. Definiţia şi obiectul de studiu al microbiologiei solului ………………………...…… 103.2. Definiţia microorganismelor solului şi principalele lor caracteristici …...……...…… 11

CAPITOLUL 4Tehnici microscopice folosite în studiul microorganismelor din sol ……………....… 134.1. Niveluri de observaţie în microbiologia solului …………………………………..… 134.2. Tipuri de instrumente folosite în studiul micropopulaţiei solului …..………………. 144.3. Tehnici folosite pentru studiul micropopulaţiei solului …..…………................……. 17

CAPITOLUL 5Microorganismele din sol ………………………………………………………………. 195.1. Micropopulaţia solului ………………………………………………….……...….… 19

5.2. Microflora solului ……………………………………………………….……..….… 205.3. Microfauna solului ……………………………………………………………..….… 22

CAPITOLUL 6Algele şi diatomeele …………………….……………………………………...………… 246.1. Algele din sol …………………………………………………………………...….… 246.2. Algele albastre …………………………….………………………...………….…….. 256.3. Algele verzi şi diatomeele ……………..……………………………….…………….. 26

CAPITOLUL 7Bacteriile …………………………………………………...……………………………. 288.1. Bacteriile care trăiesc în sol .………………………………..……….…….………… 28

8.2. Cerinţele bacteriilor faţă de mediul de viaţă …………………..…………….……… 30

CAPITOLUL 8Actinomicetele ……………………………………….………………….…………….… 338.1. Actinomicetele care trăiesc în sol .………………………………..……….………… 338.2. Cerinţele actinomicetelor faţă de mediul de viaţă …………….…………….……… 34

CAPITOLUL 9Fungii …………..…………………………………….………………….…………….… 369.1. Fungii care trăiesc în sol .………………………………………………….………… 369.2. Cerinţele fungilor faţă de mediul de viaţă ………………………….……….……… 37

2



CAPITOLUL 10Protozoarele …...…………………………………….………………….……..……….… 3910.1. Protozoarele care trăiesc în sol .……………..……………..………………...……… 3910.2. Cerinţele protozoarelor faţă de mediul de viaţă …………….……………..……..… 40

CAPITOLUL 11Solul habitat pentru microorganisme ……...……….………………….…………….… 3811.1. Caracteristicile solului care influenţează dezvoltarea microorganismelor .……….... 3811.2. Cerinţele microorganismelor faţă de habitatul lor …….………….…………………. 41

CAPITOLUL 12Solul habitat extrem pentru microorganisme …...…………………….………….….… 4412.1. Solul ca habitat extrem pentru microorganisme .……………..…………………...… 4412.2. Mediile alcaline ca habitate extreme pentru microorganisme ………………….…... 4512.3. Mediile acide ca habitate extreme pentru microorganisme …………………….…... 46

12.4. Mediile anaerobe ca habitate extreme pentru microorganisme ……….……….…… 47CAPITOLUL 13Relaţiile microorganismelor cu celelalte organisme din sol …….…………….…….… 5013.1. Relaţiile dintre microorganismele din sol .……………..……………..……..……… 5013.2. Relaţiile microorganismelor cu celelalte organisme din sol ……………….……..… 52

CAPITOLUL 14Microorganismele şi rădăcinile plantelor ………………..…………….…………….… 5514.1. Relaţiile dintre microorganisme şi plante .……………..……………..…………..… 5514.2. Microorganismele care formează nodozităţi pe rădăcinile plantelor ……………..… 5714.3. Agricultura microbiologică …………..……………..…………..………………..… 58

CAPITOLUL 15Influenţa microorganismelor asupra materiei organice din sol …...……………..…… 6015.1. Definirea materiei organice din sol ……...………………………………….……..... 6015.2. Formarea şi caracteristicile materiei organice din sol ……...…………………..…… 6215.3. Tipuri de materie organică specifică solului ………………….………………..…… 6315.4. Influenţa microorganismelor asupra materiei organice din sol …………………..… 65

CAPITOLUL 16Pedotrăsăturile biogene întâlnite în sol ………………….…………………………..... 68

16.1. Definiţia pedotrăsăturilor biogene …………………………………...…...….…….68

16.2. Pedotrăsăturile biogene întâlnite în sol ……………………………………….....… 6916.3. Influenţa pedotrăsăturilor biogene asupra microorganismelor …………………..…. 72

CAPITOLUL 17Biodiversitatea şi biosecuritatea …………………………………………………...…… 7417.1. Definiţia biodiversităţii ……………..…………….………………………………… 7417.2. Conceptul de biodiversitate ……………..…………….…………………………..… 7517.3. Biodiversitatea solului ……………..…………….…………………………………. 7617.4. Biosecuritatea ……………..…………….………………………………..……….… 77

BIBLIOGRAFIE ……………………………………………………………….…...…… 79

3



4



CAPITOLUL 1

ISTORICUL MICROBIOLOGIEI

Cuvinte cheie: microbiologie, microbiologia modernă, sterilizare

Obiective:- Cunoaşterea istoriei microbiologiei- Cine este socotit părintele microbiologiei- Cunoaşterea istoriei microbiologiei moderne- Cunoaşterea iniţiatorului tehnicilor moderne de sterilizare

Rezumat

Din antichitate se credea că există nişte făpturi mici, care puteau cauza boli. Cu toate acestea,abia în anul 1676, Antonie van Leeuwenhoek a descoperit, cu ajutorul microscopului,existenţa unor microorganisme (bacteriile), pentru aceasta fiind considerat părintelemicrobiologiei. Descoperirea şi studiul ulterior al microorganismelor au fost posibile datorităinventării microscopului. Infirmarea teoriei generaţiei spontanee şi acceptarea teoriei celulare(sau teoria germenilor) pune bazele microbiologiei moderne. Prin experimentele sale, LouisPasteur nu numai că a infirmat definitiv teoria generaţie spontanee, dar pune şi bazeletehnicilor moderne de sterilizare.

1.1. Începuturile microbiologiei

Începuturile microbiologiei pornesc din antichitate când se credea că există nişte făpturi mici,care puteau cauza boli. Din acest motiv, în unele zone mai dezvoltate (Roma, Grecia etc.),existau norme igienice foarte stricte.

Existenţa organismelor microscopice a fost demonstrată abia câteva milenii mai târziu,datorită inventării obiectului de studiu al acestora, respectiv microscopului.

Debutul microbiologiei ca ştiinţă se leagă de apariţia, în anul 1665, a lucrării „ Micrographia”scrisă de astronomul şi fizicianul englez Robert Hooke (1635 – 1703). Acesta a fost primul

care a susţinut existenţa microorganismelor.

Abia în 1676, olandezul Antonie van Leeuwenhoek (1632 – 1723) a descoperit cu ajutorulmicroscopului, primele microorganisme (bacteriile) demonstrând prin aceasta existenţa lor.Din acest motiv este considerat părintele microbiologiei .

Antonie Van Leeuwenhoek este considerat, în mod tradiţional, unul dintre marii tehnicienicare au contribuit la progresul ştiinţei, deoarece a folosit cu acurateţe microscopul în studiulorganismelor microscopice.

Mult mai târziu, în anul 1835, Agostino Bassi de Lodi (1773 – 1856) demonstrează că o boală

a viermelui-de-mătase este provocată de un microorganism şi anume o ciupercă microscopică5



(fungi) denumită, în cinstea lui, Beauveria bassiana. Aceasta a fost prima oară în istoria biologiei, când s-a demonstrat că un microorganism poate provoca maladia altui organism. În1844 el susţine ideea că nu numai bolile insectelor sunt provocate de microorganisme, ci şi

bolile de care suferă oamenii.

1.2. Microbiologia modernă

Microbiologia modernă a apărut odată cu infirmarea teoriei generaţiei spontanee şiacceptarea teoriei celulare (sau teoria germenilor).

Deşi această teorie mai fusese propusă anterior, Louis Pasteur (1822 – 1895) are meritul de afi reuşit, în 1862, să dovedească, printr-o serie de teste riguroase, că fermentaţia nu aparespontan, ci este produsă de microorganismele care se dezvoltă în mediile bogate în nutrienţi,în urma expunerii acestora la aer. Pasteur a arătat că fermentaţia poate fi prevenită dacă aerulcare ajunge la mediul de cultură este trecut printr-un filtru sau printr-un tub lung ţinut în

flacără. Prin aceste experimente, Pasteur nu numai că a infirmat definitiv teoria generaţieispontanee, dar a şi pus bazele tehnicilor moderne de sterilizare.

În 1884, medicul german Robert Koch (1843 – 1910) publică lucrarea sa „ Postulatele lui Koch”, o lucrare foarte importantă pentru microbiologie.

Întrebări:

1. Cine este considerat părintele microbiologiei?2. Cine a descoperit microscopul?3. Când a apărut microbiologia modernă?4. Cine a pus bazele tehnicilor moderne de sterilizare?

Bibliografie:

Chiriţă C., 1974. Ecopedologie cu baze de pedologie generală. Editura Ceres, Bucureşti: 448 pp.

Eliade Gh., Ghinea L., Ştefanic Gh., 1974. Microbiologia solului. Bazele biologice aleagrotehnicii. Editura CERES, Bucureşti: 338 pp.

Papacostea P., 1976. Biologia solului. Editura Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti: 272 pp.

Zarnea G., 1994. Tratat de microbiologie generală. Vol V, Editura Academiei Române: 1078 pp.

6



CAPITOLUL 2

MICROBIOLOGIA

Cuvinte cheie: microbiologie, microorganisme, procariote, eucariote

Obiective:- Definiţia microbiologiei şi microorganismelor - Cunoaşterea obiectului de studiu al microbiologiei- Cunoaşterea diviziunilor microbiologiei

Rezumat

Microbiologia este o ramură a biologiei care se ocupă cu studiul microorganismelor. Acesteasunt organisme prea mici pentru a fi observate cu ochiul liber, fiind vizibile doar lamicroscop. Microbiologia studia, la începuturile sale, doar efectele microorganismelor asuprafiinţelor umane. În timp, obiectul său de studiu s-a diversificat foarte mult, astfel că în

prezent, microbiologia cuprinde mai multe diviziuni corespunzătoare mai multor domenii destudiu (divizate după diferite criterii).

2.1. Definiţia şi obiectul de studiu al microbiologiei

Microbiologia este o ramură a biologiei, care se ocupă cu studiul microorganismelor,

respectiv cu forma, structura şi activitatea fiziologică a acestora, precum şi cu influenţa lor asupra oamenilor şi altor organisme.

Numele de microbiologie vine de la grecescul micros care însemnă mic, bios care însemnăviaţă şi logos care însemnă ştiinţă, termenul de microbiologie însemnând ştiinţa despreorganismele cu dimensiuni mici. În concluzie, microbiologia studiază formele de viaţă şiorganismele care sunt prea mici pentru a fi observate cu ochiul liber, ele fiind vizibile doar cuajutorul microscopului.

La începuturile sale, microbiologia studia numai efectele patogene ale microorganismelor asupra fiinţelor umane. Din acest motiv, microorganismele mai sunt denumite şi microbi ,

nume derivând de la cuvântul „microb”, introdus de Sedillot în anul 1878. Acest termen sereferă însă, cu precădere, la microorganismele patogene.

În ultimele decenii, paleta de studiu a microbiologiei s-a lărgit, iar în prezent aceasta cuprindeşi genetica, biochimia şi fiziologia microorganismelor.

2.2. Definiţia microorganismelor şi principalele lor caracteristici

Microorganismele sunt organisme cu dimensiuni foarte mici, microscopice (vizibile doar lamicroscop), de obicei unicelulare. Ele reprezintă un grup extrem de eterogen de organisme şideosebit de important pentru biosferă.

7



Noţiunea de microorganism nu are semnificaţie taxonomică, deoarece reuneşte un grup foartevast, eterogen de organisme diferite ca poziţie sistematică, dar care prezintă o serie decaractere comune:

- Au dimensiuni microscopice, dimensiunile lor se exprimă în µ (microni)∗), iar cele ale

organitelor lor în nm∗ ) (10-9m) sau chiar în Å (ångström)∗ ) (10-10m).- Prezintă organizare predominant unicelulară. Chiar dacă unele microorganisme

formează asociaţii pluricelulare, acestea nu prezintă diferenţiere celulară pentru aforma ţesuturi şi organe, iar o celulă izolată din aceste asociaţii îşi păstreazăviabilitatea, creşte, se divide şi reface asociaţia.

- Structura lor internă este în general simplă.

Eterogenitatea microorganismelor este definită printr-o serie de caracteristici: poziţia sistematică diferită; activitatea biologică diversă; morfologia şi structura internă a diferitelor grupe de microorganisme sunt diverse.

Microorganismele se deosebesc între ele printr-o serie de caracteristici, dintre care cea maiimportantă este structura nucleului celular (Zarnea, 1970).

Această caracteristică împarte microorganismele în două categorii mari:

microorganisme procariote, respectiv cu celule de tip procariot ;

microorganisme eucariote, respectiv cu celule de tip eucariot .

Microorganismele care au celule de tip procariot (sau microorganismele procariote) suntorganisme unicelulare care se caracterizează prin prezenţa unui nucleu fără formăcaracteristică, lipsit de membrană nucleară, structura celulară fiind relativ nediferenţiată şicare posedă 1 singur cromozom circular.

În categoria microorganismelor procariote intră: Eubacteriile (bacteriile adevărate).

Cianobacteriile ( bacteriile albastre-verzi sau algele albastre-verzi).

Actinomicetele (bacteriile filamentoase, cu organizare de tip micelian).

Arhebacteriile (microorganisme foarte asemănătoare din punct de vederemorfologic şi structural cu bacteriile adevărate, care se găsesc în medii de viaţăvariate şi corespund bacteriilor extremofile).

Algele albastre.

Microorganismele care au celule de tip eucariot (sau microorganismele eucariote) suntorganisme unicelulare care se caracterizează prin prezenţa unui nucleu cu membrană nucleară(care îl separă de citoplasmă) şi un număr de cromozomi mai mare de 1.

∗) µ = unitate de măsură pentru lungime, egală cu o milionime dintr-un metru: 1 µ = 10-3 mm = 10-4 cm = 10-6 m.

∗∗) 1 nm = 10-9

m. ∗∗) 1 Å (ångström) = 10-10 m = 0,1 nm = 0,0001/μm.8



În categoria microorganismelor eucariote intră:

Fungii microscopici, care includ: mucegaiurile (fungii filamentoşi); levurile (drojdiile).

Algele microscopice superioare (algele verzi şi diatomeele). Protozoarele.

Viruşii care nu sunt clasificaţi ca organisme vii, sunt studiaţi tot în cadrul microbiologiei.

Celula procariotă este mai simplă, în timp ce celula eucariotă este complexă citoplasma prezentând numeroase diferenţieri sub formă de organite celulare, ca de exemplu vacuolele,mitocondrii etc. Celula eucariotă este unitatea de structură nu numai a tuturor celulelor algelor, fungilor, dar şi a plantelor vasculare şi animalelor.

Diferenţa dintre procariot şi eucariot reprezintă cea mai mare discontinuitate evolutivă prezentă în lumea vie, deoarece între cele două tipuri nu se cunosc structuri intermediare.

2.3. Diviziunile microbiologiei

Microbiologia este un termen larg care include mai multe ramuri, ca de exemplu virologie,micologie, parazitologie, bacteriologie etc.

Microbiologia cuprinde mai multe diviziuni care corespund diferitelor domenii de studiu

divizate după diferite criterii, după cum urmează:♦ criterii taxonomice (bacteriologia, virologia, algologia, micologia, protozoologia);

♦ criterii funcţionale (fiziologia, biochimia, ecologia, genetica microorganismelor);

♦ criterii legate de mediul în care se dezvoltă microorganismele (microbiologia solului,hidromicrobiologia, geomicrobiologia);

♦ criterii legate de aplicaţiile practice ale diferitelor categorii de microorganisme(microbiologia industrială, medicală, biotehnologia).

Principalele diviziuni ale microbiologiei legate de ştiinţele pământului sunt:

Microbiologia solului - care studiază ansamblul microorganismelor din sol.Hidromicrobiologia - care studiază microorganismele din mediile acvatice şi rolul lor în

lanţurile trofice.

Geomicrobiologia - care studiază, în principal, microbiologia petrolului, respectiv rolulmicroorganismelor în geneza petrolului şi a zăcămintelor minerale, posibilitateautilizării acestora în exploatarea, biodegradarea sau recuperarea petrolului şizăcămintelor. Prin aceasta geomicrobiologia are un pronunţat caracter utilitar.

Întrebări:

9



1. Ce este microbiologia?2. A cui ramură este microbiologia?3. Care este obiectul de studiu al microbiologiei?4. Ce sunt microorganismele?5. Care sunt criteriile de diviziune ale microbiologiei?

6. Care sunt diviziunile microbiologiei legate de ştiinţele pământului?

Bibliografie


Conea Ana, Vintilă Irina, Canarache A., 1977. Dicţionar de ştiinţa solului. Editura Ştiinţificăşi Enciclopedică, Bucureşti: 671 pp.

Eliade Gh., Ghinea L., Ştefanic Gh., 1974. Microbiologia solului. Bazele biologice ale

agrotehnicii. Editura CERES, Bucureşti: 338 pp. Papacostea P., 1976. Biologia solului. Editura Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti: 272 pp.


10



CAPITOLUL 3

MICROBIOLOGIA SOLULUI

Cuvinte cheie: microbiologia solului, microorganismele solului,

Obiective:- Cunoaşterea obiectului de studiu al microbiologiei solului- Cunoaşterea microorganismelor care trăiesc în sol - Cunoaşterea diviziunilor microbiologiei solului

Rezumat

Microbiologia solului studiază ansamblul microorganismelor din sol, rolul lor în fertilitatea

acestuia şi în circuitul elementelor biogene în natură, precum şi interacţiunile dintre acestemicroorganisme şi plante. Obiectul de studiu al microbiologiei solului îl constituie biologiamicroorganismelor care trăiesc în, sau la suprafaţa solului, mai precis forma, structura şiactivitatea fiziologică a acestora. Microorganismele solului sunt organisme unicelularemicroscopice. Ele se împarte, la fel ca toate celelalte microorganisme, în două categorii mari,deosebite prin structura nucleului celular: microorganisme procariote şi microorganismeeucariote.În concepţie actuală, modernă, microbiologia solului reprezintă o integrare a microbiologie cuconceptele pedologiei, chimie, biochimiei, fizicii solului şi ecologie în scopul înţelegeriifuncţiilor microorganismelor în mediul reprezentat prin sol.

3.1. Definiţia şi obiectul de studiu al microbiologiei solului

Microbiologia solului este o ramură a biologiei care studiază ansamblul microorganismelor din sol, rolul lor în fertilitatea solului şi în circuitul elementelor biogene în natură, precum şiinteracţiunile dintre aceste microorganisme şi plantele superioare.

Microbiologia solului studiază microbiota care locuieşte în sol şi procesele pe care aceasta lemediază, solul fiind un mediu complex, colonizat de o imensă diversitate de microorganisme.

Obiectul de studiu al microbiologiei solului este biologia microorganismelor care trăiesc în,sau la suprafaţa solului: forma, structura şi activitatea fiziologică a acestora.

Studiile microbiologiei solului se concentrează asupra bacteriilor, actinomicetelor, ciupercilor, protozoarelor şi viruşilor din sol, dar şi asupra unor subiecte tradiţionale care includnematozii, acarienii, precum şi alte microartropode. Aceste organisme, denumite colectivbiota solului , funcţionează într-un ecosistem subteran în care găsesc diferite surse de hrană.

În concepţie actuală, modernă, microbiologia solului, reprezintă o integrare a microbiologiecu conceptele pedologiei, chimie, biochimiei, fizicii solului şi ecologie în scopul înţelegeriifuncţiilor microorganismelor în mediul reprezentat prin sol.

11



3.2. Definiţia microorganismelor solului şi principalele lor caracteristici

Microorganismele sunt organisme cu dimensiuni foarte mici, microscopice (vizibile doar lamicroscop), de obicei unicelulare. Ele reprezintă un grup extrem de eterogen de organisme şideosebit de important pentru biosferă.

Microorganismele care trăiesc în sol se împarte, la fel ca toate celelalte microorganisme, îndouă categorii mari, care se deosebesc prin structura nucleului celular:

microorganisme procariote, respectiv cu celule de tip procariot ; microorganisme eucariote, respectiv cu celule de tip eucariot .

Microorganismele din sol aparţin atât regnului vegetal cât şi regnului animal (Eliade şicolab., 1974).

Microorganismele care aparţin regnului vegetal sunt reprezentate prin: alge, diatomee,bacterii, actinomicete, fungi (ciuperci microscopice), iar microorganismele care aparţin

regnului animal sunt reprezentate prin: protozoare.

Microorganismele din sol formează micropopulaţia solului .

Întrebări:

1. Ce este microbiologia solului?2. Care este obiectul de studiu al microbiologiei solului?3. Ce sunt microorganismele care trăiesc în sol?4. Care sunt criteriile după care se împart microorganismele din sol?

Bibliografie




Haită C., 2003. Sedimentologie şi micromorfologie. Aplicaţii în arheologie. Muzeul naţionalde Istorie a României, Biblioteca Muzeului Naţional, seria cercetări pluridisciplinare,IV. Editura Cetatea de Scaun, Bucureşti: 114 pp.



12



CAPITOLUL 4

TEHNICILE MICROSCOPICE FOLOSITE ÎN STUDIUL

MICROORGANISMELOR DIN SOLCuvinte cheie: microscop optic, lumină polarizată, microscop electronic

Obiective:- Cunoaşterea instrumentelor optice folosite în studiul microorganismelor din

sol - Cunoaşterea diferitelor grade de mărire ale instrumentelor optice- Care sunt tipurile de microorganisme care pot fi observate cu ajutorul

instrumentelor optice

Rezumat

Orice studiu microscopic al solului trebuie integrat într-o cercetare sistematică şi complexăcare porneşte de la caracteristicile peisajului studiate în teren şi continuă cu caracteristicilemicroorganismelor şi habitatele acestora, puse în evidenţă cu ajutorul tehnicilor microscopice.Instrumentele optice folosite în studiul micropopulaţiei solului sunt (în ordinea puterii demărire): lupa binoculară, documatorul, microscopul optic, microscopul electronic. Au fost

puse la punct tehnici de colorare a microorganismelor din sol, pentru a putea fi studiate mai bine morfologia lor, localizarea în cadrul solului (în interiorul elementelor structurale, în pori, pe resturile vegetale etc.). Cu ajutorul instrumentelor optice pot fi observate toate tipurile de

microorganisme. Cu ajutorul microscopului optic au fost observate frecvent, în preparatelemicroscopice efectuate din probe de sol, miceliile fungilor, diatomeele, actinomicetele.Bacteriile care sunt prea mici pentru a fi observate cu ajutorul microscopului optic, pot fiobservate cu microscopul electronic (SEM).

4.1. Niveluri de observaţie în microbiologia solului

Orice studiu microscopic al solului trebuie integrat într-o cercetare sistematică şi complexă,fiind absolut necesară o abordare pas cu pas, începând din teren şi continuând în laborator cu(observaţiile la binocular, microscop şi terminând cu tehnicile ultramicroscopice).

Aceasta deoarece un studiu microscopic al solului nu poate fi efectuat izolat, ci trebuie săurmeze o succesiune de etape care debutează cu studiul pedopeisajului în care s-a format şi aevoluat solul respectiv, ca mediu de viaţă al microorganismelor. Pot fi schiţate astfel, maimulte etape de studiu care urmează niveluri diferite de observaţie:

13



1) nivelul peisajului: observaţii în teren ale învelişului de sol de-alungul unor traverse. La acest nivel se face legătura între evoluţia

peisajului şi profilul de sol. Pe baza acestor observaţii se amplasează

profilul de sol.

2) nivelul macroscopic: descrierea profilului de sol. Încadrarea lui în peisaj şi înţelegerea influenţei factorilor locali, asupra evoluţiei profiluluide sol şi a calităţii condiţiilor micropopulaţiei solului.

3) nivelul mezoscopic: studiul solului în secţiuni subţiri (20-30 µm) cuajutorul lupei binoculare (măriri de 1-4 X) şi cu ajutorul documatorului(mărire 9-20 X). Se face trecerea de la nivelul macro- al profilului de sol,la nivelul microscopic. La acest nivel se pot studia (micro)habitatelemicroorganismelor.

4) nivelul microscopic: studiul cu ajutorul microscopului optic: la acestnivel se pot studia filamentele şi sporii fungilor.

5) nivelul nanoscopic: studiul solului în secţiuni ultrafine de sol cuajutorul TEM (microscopul electronic cu transmisie). La acest nivel sestudiază fragmentele fungice, filmele bacteriene, detalii ale morfologieilor, habitatele etc.

6) nivelul subnanoscopic (angstrom): vizualizarea cu TEM a

microorganismele care formează filme pe mineralele argiloase sauresturile vegetale, pe peliculele argiloiluviale etc.

Legendă: G =granule minerale de schelet; V = goluri; 1 = feldspat; 2 = nodul feri-manganic; 3 = pelicule argiloiluviale.

4.2. Tipuri de instrumente folosite în studiul micropopulaţiei solului

Tehnicile de observaţie sunt foarte importante. Studiul microscopic permite examinarea probelor de sol în două stadii succesive:

1) examinarea materialului de sol nederanjat, în ruptură proaspătă;2) examinarea secţiunilor subţiri de sol, de 20 – 30 µm grosime, preparate din probe desol nederanjat.

Cu ochiul liber, se pot observa obiecte care au un diametru mai mare de 100 – 200 µm.

Tipuri de instrumente folosite în studiul micropopulaţiei solului: posibilităţi şi limite1) Examinarea materialului de sol nederanjat, în ruptură proaspătă, se realizează cuajutorul:

♦ Lupei binoculare (în lumină reflectată sau transmisă) - măriri de ≥1 - 4 X (cu o putere de rezoluţie în jur de 20 µm).

♦Microscopului electronic cu baleiaj (SEM - scanning electron microscope),necesitând o pregătire prealabilă a probelor prin aplicarea unui strat (bun

14



conducător) de carbon sau aur. Mărirea teoretică până la care se poate ajunge este de140.000 X (dar în practică se porneşte de la măriri de 1.000 - 2.000 X şi se ajunge lamăriri de 30.000 - 40.000 X).

2) Examinarea secţiunilor subţiri de sol (de 20 - 30 µm grosime), preparate din probe de sol

nederanjat (în aşezare naturală), se realizează cu ajutorul :♦ Documatorului:

- mărire 20 X;- lumină transmisă naturală şi polarizată.

♦ Microscopului optic: - poate merge până la măriri de 500 X (cu ajutorul lui se pot face observaţii ale

obiectelor care au până la 0,52 µm fără imersia obiectivului în ulei şi 0,3 µm cuimersia acestuia în ulei);

- se lucrează atât în lumină transmisă naturală şi polarizată cât şi în lumină reflectată;- se utilizează secţiuni de sol acoperite cu o lamelă de sticlă şi secţiuni neacoperite;

- se pot face studii ale microorganismelor fluorescente cu ajutorul lupei cufluorescenţă (montată la microscopul optic).♦ Microscopului electronic (TEM – transsmition electron microscope) :

- are o putere de rezoluţie de 10 Angströmi*) (0,001 µm);- se utilizează secţiuni de sol neacoperite;- probele sunt expuse unui bombardament cu un fascicul de electroni de energie

înaltă.

Principii de funcţionare a microscoapelor electronice şi microsondelor Investigaţiile morfologice şi chimice ale fragmentelor de sol pot fi realizate cu un număr detehnici care implică folosirea microscoapelor electronice, ale căror tehnici de lucru se bazează

pe expunerea probei unui bombardament cu electroni de energie înaltă. Fascicolul de electroni poate fi fix, ca în cazul microscopului electronic cu transmisie (TEM) sau poate fi mobil,supus unui baleiaj, ca în cazul microscopului electronic cu baleiaj (SEM).

Acest tip de microscop are un "tun cu electroni" care emite un fascicol de electroni ce loveşteobiectul de studiat. Sub impactul electronilor primari, obiectul studiat transmite şi emitediverse tipuri de electroni, dar în mod egal şi radiaţii care pot fi captate de un detector adaptatîn acest scop. Electronii pot fi utilizaţi pentru caracterizarea obiectului de studiat din punct devedere chimic, cristalografic şi electronic. După ordinea importanţei aceştia sunt (Fig. 2):- electroni retrodifuzaţi care dau, după detectare, o imagine în care nivelurile de gricorespund naturii elementelor prezente în obiectul de studiat;- electroni secundari detectaţi sub forma unui curent electronic care este transformat într-o

imagine vizibilă pe un ecran catodic, imagine care reprezintă morfologia superficială aobiectului studiat;

- electroni Auger furnizează o imagine comparabilă cu cea dată de electronii retrodifuzaţi.- catodoluminiscenţă care, sub impactul electronilor, corespunde unei emisii de fotoni înultraviolet (vizibil) şi infraroşu; această radiaţie permite o microcaracterizare a obiectelor luminescente;- raze X emise de toate elementele prezente în obiect; ştiind că lungimea lor de undă estespecifică pentru fiecare dintre elementele prezente în obiectul studiat, este posibil de realizat omicroanaliză elementară a obiectului.

*) 1 Å (ångström) = 10-10 m = 0,1 nm = 0,0001/μm.15



Fig. 2. Diagramă schematică a tipurilor de interacţiune între fasciculele de electroni şiobiectul de studiat (după Fedoroff et Courty, 1992).

Aplicarea mai multor tehnici auxiliare, cum ar fi microscopia în lumină reflectată, incidentă,faza de contrast, U.V. şi fluorescenţă albastră ar putea mări enorm calitatea şi cantitateainformaţiei obţinute prin intermediul tehnicilor microscopice (Stoops, 1986).

Tehnici de marcare cu ajutorul diferiţilor coloranţi

Colorarea microchimică este foarte utilă în determinarea diferitelor elemente care se găsescsub diferite forme în sol (habitatul microorganismelor). De exemplu, oxizii liberi de Fe pot firapid coloraţi în albastru deschis cu ajutorul ferocianurii de potasiu, iar Al poate fi coloratselectiv în roşu cu ajutorul alizarinei S.

Tot astfel, pot fi folosite tehnici de colorare a microorganismelor din sol, pentru a fi studiatecu mai multă uşurinţă. Recent un progres important a fost înregistrat în identificarea materieiorganice vii din secţiunile subţiri de sol printr-o combinare a procedeului de colorare custudiul în lumină fluorescentă.

4.3. Tehnici folosite pentru studiul micropopulaţiei solului

Cu ajutorul instrumentelor optice pot fi observate toate tipurile de microorganisme.Microscopul optic este frecvent folosit pentru studiul fungilor, diatomeelor, actinomicetelor în

preparatele microscopice efectuate din probe de sol.

Bacteriile sunt prea mici pentru a fi observate în secţiunile subţiri cu ajutorul microscopuluioptic, pot fi observate însă, cu ajutorul microscopului electronic (SEM). Cel mai adeseaacestea sunt îndepărtate din sol, cultivate şi colorate. Recent, au putut fi colorate coloniile de

bacterii in situ, în preparatele microscopice. Cu ajutorul microscopului electronic (SEM) însă,este posibilă examinarea individuală a bacteriilor din sol.

16

FASCICUL DE ELECTRONI

CATODOLUMINISCENŢĂ

RAZE X

ELECTRONIRETRODIFUZAŢI

ELECTRONI

SECUNDARI

ELECTRONIAUGER

ELECTRONI TRANSMIŞI



Este de dorit ca în această direcţie să fie făcute mai multe progrese, deoarece este imperativădescoperirea locaţiei bacteriilor în soluri şi înţelegerea cerinţelor acestora faţă de mediu.De exemplu, îndepărtarea secvenţială a bacteriilor din diferite puncte ale agregatelor de sol(dinspre exterior spre centrul lor) a evidenţiat faptul că rata metabolismului diferitelor bacteriise diminuează cu creşterea distanţei de la suprafaţă agregatelor.

Folosirea marcatorilor fluorescenţi şi a bacteriile bioluminiscente pot furniza informaţiivaloroase despre localizarea lor în sol.

Algele abundă în multe soluri, atât ca organisme cu corpul moale cât şi ca diatomee cuexoschelet silicios. Diatomeele sunt mai rezistente la operaţiunile de pregătire a probelor desol pentru observaţiile microscopice datorită scheletului silicios relativ rezistent. În schimb,recunoaşterea tipurilor de alge cu corp moale este o operaţiune dificilă atât în studiul cuajutorul microscopului optic cât şi în cel cu microscopul electronic, deoarece atunci când soluleste uscat înainte de impregnare, algele se deshidratează. Cu toate acestea, în unele probe deturbe ele au fost mai bine conservate.

Întrebări:

1. Care sunt principalele instrumente optice folosite în studiul microorganismelor din sol?2. Care sunt gradele de mărire ale instrumentelor optice?3. Ce tipuri de microorganisme pot fi observate cu instrumentele optice?

Bibliografie




17



CAPITOLUL 5

MICROORGANISMELE DIN SOL

Cuvinte cheie: micropopulaţia solului, microflora solului, microfauna solului

Obiective:- Cunoaşterea micropopulaţiei solului- Care sunt reprezentanţii micropopulaţiei solului- Cunoaşterea microflorei solului- Cunoaşterea microfaunei solului

Rezumat

Una dintre trăsăturile principale ale solului, pentru care acesta este socotit „un corp viu” esteaceea că favorizează dezvoltarea simultană a unui număr imens de microorganisme (milioanede celule bacteriene sau sute de tipuri de micelii de fungi per gram de sol).Microorganismele care populează solul formează micropopulaţia solului. Aceasta cuprindemicroflora solului, reprezentată prin microorganisme care aparţin regnului vegetal (alge,

bacterii, actinomicete, fungi) şi microfauna solului, care aparţine regnului animal (având careprezentanţi protozoarele).

5.1. Micropopulaţia solului

Una dintre trăsăturile principale ale solului, pentru care acesta este socotit „un corp viu” esteaceea că favorizează dezvoltarea simultană a unui număr imens de organisme.

De exemplu, într-un gram de sol, pot fi găsite milioane de celule bacteriene sau sute de tipuride micelii de fungi.

Microorganismele care populează solul sunt încadrate în 6 grupe care se deosebesc princaracteristici morfologice şi fiziologice:

1. Algele albastre. 4. Algele superioare (algele verzi şi diatomeele).

2. Bacteriile. 5. Fungii.

3. Actinomicetele. 6. Protozoarele.

La acestea se adaugă şi viruşii . Lichenii sunt, la rândul lor, studiaţi în cadrul microbiologieisolului deoarece sunt constituiţi dintr-un amestec de fungi şi alge.

Microorganismele care populează solul formează micropopulaţia solului şi aparţin (Eliade şicolab., 1974):

- regnului vegetal (microflora solului ) având ca reprezentanţi algele, bacteriile,

actinomicetele, fungii (ciupercile microscopice);18



- regnului animal (microfauna solului ) având ca reprezentanţi protozoarele.

Micropopulaţia solului este definită ca fiind parte a populaţiei solului care este constituitădin reprezentanţii microscopici ai regnului vegetal (microflora) şi ai regnului animal (microfauna).

Toate organismele din sol au nişe ecologice şi funcţii specifice, fiecare dintre ele contribuindla activitatea biologică globală a pedopeisajului în care se dezvoltă.

În ceea ce priveşte localizarea microorganismelor în sol, nu se poate vorbi de o distribuţieuniformă sau randomizată a lor, deoarece acestea apar concentrate în anumite zone în care

pH-ul, potenţialul apei şi concentraţia de oxigen sunt favorabile dezvoltării lor şi în apropiereasurselor de hrană.

5.2. Microflora solului

Microflora solului este definită ca fiind parte a populaţiei solului atribuită mai mult sau mai puţin convenţional regnului vegetal, formată din organisme care nu pot fi observate în mod clar fără ajutorul microscopului.

Reprezentaţii principali ai microflorei solului sunt algele, bacteriile, actinomicetele, fungii, lacare se adaugă cianobacteriile, viruşii, lichenii şi micomicetele.

Microflora constituie elementul cel mai important pentru viaţa din sol, deoarece are numeroşireprezentanţi care sunt capabili să descompună aproape orice tip de constituenţi organici.

Importanţa microflorei solului este ilustrată prin numărul şi biomasa lor (Tab. 2). În plus,grupurile sunt foarte diverse, astfel încât grupuri largi de diferite organisme pot media unnumăr aproape infinit de transformări biochimice.

Tabelul 2Estimare relativă a abundenţei microorganismelor solului

(după Pepper şi colab., 1992)

Microorganisme Număr(per gram de sol)

Biomasa din zona radiculară(Kg ha-1)

Bacterii 108 500

Actinomicete 107

500Fungi 106 1500

În aceste transformări biochimice bacteriile şi fungii au un rol important.

Papacostea (1976) subliniază faptul că atât bacteriile cât şi fungii sunt capabile dedescompunerea materiei organice şi, prin aceasta, de eliberarea de nutrienţi, dar sunt implicateşi în descompunerea rocilor şi mineralelor şi, prin aceasta, în producerea de acizi organicichelatizaţi.

19



Numărul microorganismelor este în general mai mare în microhabitatele bogate în energie,cum ar fi depozitele de coprolite şi zona rizosferei, unde populaţiile pot ajunge foartenumeroase, ca de exemplu la 1010 - 1020 celule bacteriene pe cm3. Celulele individuale sunt, îngeneral, mai mari în aceste locuri bogate în nutrienţi comparativ cu solul adiacent. Astfel, înrizosferă 20% dintre bacterii au dimensiuni < 0,3 µm ∅ şi 30 % sunt > 0,5 µm ∅. În

rizosferă, atunci când substanţele sunt nelimitate se dezvoltă numeroase colonii constituite dinmulte tipuri de actinomicete şi bacterii. Interiorul multor microagregatelor din zona rizosfereieste constituit din colonii de bacterii. Multe colonii (şi celule individuale) produc propriile lor

polizaharide extracelulare care acţionează ca un liant al particulelor argiloase.

Multe dintre agregatele din sol au un „sâmbure” organic ce furnizează substanţele necesaremicroorganismelor care, la rândul lor, au o acţiune de legare a constituenţilor solului înmicroagregate.

Bacteriile sunt foarte greu de localizat în matricele argiloase datorită faptului că audimensiuni foarte mici, aderă puternic la suprafaţa particulelor de argilă şi sunt acoperite cu

polizaharide extracelulare. Efectul major al acţiunii bacteriilor de aderare la suprafaţaargilelor are ca rezultat formarea microagregatelor (observate cu ajutorul TEM). Influenţaasupra organizării spaţiale a domeniilor de argilă este puternică doar sub influenţa coloniilor mari de bacterii şi are ca efect orientarea optică foarte slabă a argilei.

Observaţii efectuate pe secţiuni ultrasubţiri (cu TEM) realizate din probe de sol recoltate dininteriorul agregatelor mari, au pus în evidenţă următoarele aspecte:- microorganismele din această zonă sunt mici, Gram pozitive şi nu au stocate granule de

polizaharide, polihidroxibutiraţi şi polifosfaţi;- în contrast cu aceste microorganisme, cele din apropierea suprafeţei agregatelor sunt mari,Gram negative şi conţin adesea granule de polihidroxibutiraţi şi polifosfaţi.

Ca şi bacteriile, celulele fungilor din interiorul agregatelor sunt lipsite de citoplasmă sauaceasta este densă şi dezorganizată, spre deosebire de celulele fungilor din zona apropiatăsuprafeţei agregatelor care conţin compuşi citoplasmatici.

Dezvoltarea bacteriilor poate fi limitată de potenţialul apei din micropori sau de prădători. O parte dintre bacteriile dezvoltate pe suprafaţa agregatelor pot fi consumate de către amoebe.Studii experimentale efectuate de Rutherford şi Juma (1992 - citaţi de Foster, 1993) au pus înevidenţă faptul că prin adăugarea protozoarelor în sol, numărul de bacterii se reduce cu 75 %.

Aceste aspecte sugerează faptul că interiorul agregatelor poate fi microaerofil sau chiar anaerob. De asemenea, când după o perioadă de uscăciune suficient de puternică pentru aduce la moartea celulelor bacteriene, urmează o perioadă ploioasă, poate să apară un fluxtranzitoriu de materie organică solubilă. Aceasta poate fi interceptată toată de cătremicroorganismele aflate în, sau pe suprafaţa agregatelor, înainte ca acest flux să ajungă îninteriorul acestora (Hillham şi al., 1993). În această situaţie celulele bacteriene din interiorulagregatelor nu au ocazia să depună rezerve. Deşi bacteriile apar în microporii din vecinătateasuprafeţei microagregatelor şi agregatelor, observaţiile efectuate cu SEM arată că ele apar rareori pe suprafeţele actuale, exceptând locurile bogate în materie organică.Spre deosebire de bacterii, fungii apar adesea în porii dintre agregatele de la suprafaţa solului.

20



Macroporii dintre agregate se drenează mai repede decât microporii din interiorul lor, în astfelde condiţii fungii vor continua să crească la un potenţial al apei mult mai scăzut (cca. -40 bar)decât bacteriile.

Organismele aerobe utilizează oxigenul ca electron acceptor terminal şi posedă enzime

superoxid dismutază sau catalază care sunt capabile de degradarea radicalilor peroxid.

Organismele anaerobe nu utilizează oxigenul ca electron acceptor terminal.Anaerobele (stricte) nu posedă aceste enzime şi de aceea sunt "otrăvite" de prezenţaoxigenului. Deşi alte tipuri de bacterii anaerobe posedă aceste enzime, ele utilizează electroniterminali acceptori alţii decât oxigenul, cum ar fi nitratul sau sulfatul.Bacteriile facultativ anaerobe pot folosi oxigenul sau forme combinate ale lui ca electroniterminali acceptori.

5.3. Microfauna solului

Microfauna solului este definită ca fiind parte a populaţiei animale din sol care este formatădin organisme de dimensiuni foarte mici (nedepăşind 0,2 mm) care pot fi observate clar doar cu ajutorul microscopului.

Microfauna solului are un singur reprezentant, şi anume protozoarele.

Este dificil de stabilit rolul exclusiv al fiecărei specii de microorganisme în sistemul sol.

De aceea, multe studii privind rolul lor în solurile în curs de formare sau cu procese dealterare au condus la studii în zonele deşertice şi polare sau în condiţii controlate delaborator, unde numărul lor este considerabil redus şi unde multe specii sunt absente.

Întrebări:

1. Ce este micropopulaţia solului?2. Din ce este constituită micropopulaţia solului?3. Ce este microflora solului?4. Din ce este constituită microflora solului?5. Ce este microfauna solului?

6. Din ce este constituită microfauna solului?

Bibliografie



Eliade Gh., Ghinea L., Ştefanic Gh., 1974. Microbiologia solului. Bazele biologice ale

agrotehnicii. Editura CERES, Bucureşti: 338 pp.21





22



CAPITOLUL 6

ALGELE ŞI DIATOMEELE

Cuvinte cheie: alge, diatomee, licheni

Obiective:- Ce sunt algele- Cunoaşterea algelor care trăiesc în sol - De câte feluri sunt algele care trăiesc în sol - Cunoaşterea cerinţelor algelor faţă de mediul de viaţă- Cunoaşterea diatomeelor care trăiesc în sol - Cunoaşterea cerinţelor diatomeelor faţă de mediul de viaţă

Rezumat

Algele din sol sunt microorganisme unicelulare fotosintetice (care conţin clorofilă). Preferăhabitatele umede şi luminoase de la suprafaţa solului. Algele din sol se împart în: algealbastre; alge verzi şi diatomee. Algele albastre sunt asemănătoare, din punctul de vedere alstructurii celulare, cu bacteriile, se deplasează prin târâre şi se înmulţesc prin diviziunesimplă. Algele verzi posedă cromatofori verzi şi înoată în apa din porii solului cu ajutorulunui flagel. Diatomeele sunt alge care posedă un exoschelet (schelet extern) de opal.

6.1. Algele din sol

Algele din sol sunt microorganisme unicelulare care conţin clorofilă şi au capacitate de fotosinteză.

Algele sunt un grup distinct de organisme eucariote (cu nucleu organizat, protejat de omembrană) care conţin clorofilă (ca şi plantele superioare) şi au capacitate de fotosinteză.

Algele apar într-o mare varietate de forme, de la microscopice la macroscopice (de exemplu,buruienile de mare au 30 m, motiv pentru care nu mai sunt considerate microorganisme). Celemai multe alge microscopice au dimensiuni cuprinse între 2 - 20 µm*).

Pe glob au fost descoperite, până în prezent, 7500 de specii de alge verzi gălbui.

Numele algelor este dat de culoarea pigmenţilor din cloroplast. Algele sunt, în marea lor majoritate, verzi (Chlorophyceae), dar există şi alge cu alte tipuri de pigmenţi fotosintetici,care dau acestora culori caracteristice: verzi gălbui ( Heterocontae, Xanthophycae), brunverzui (Chrisophiceae), roşii (Chlorophiceae) etc.

Pigmenţii lor fotosintetici sunt mult mai diferiţi decât cei ai plantelor superioare, iar celulelelor au trăsături care nu sunt întâlnite nici la plante nici la animale. Din punctul de vedere al

*) 10 µm = 10-2 mm23



evoluţiei, algele nu sunt apropiat înrudite unele cu altele. Din acest motiv, grupurile specificese disting de protozoare şi fungi doar prin prezenţa cloroplastelor şi prin capacitateafotosintetică.

Algele unicelulare pot fi solitare sau pot trăi în colonii, de asemenea, pot fi mobile (flagelate)

sau imobile.

Algele verzi albastre au fost printre primii locuitori ai Terrei, lăsându-şi amprenta pe rocivechi de 2,3 miliarde de ani.

Algele sunt abundente în habitatele umede şi iluminate de la suprafaţa solului şi până laadâncimea de câţiva centimetri. Activitatea lor este puţin semnificativă pentru transformările

biochimice din sol.

Algele reprezintă un grup de microorganisme care cuprinde:- Algele albastre;

- Algele verzi şi diatomeele.

6.2. Algele albastre

Microorganismele numite alge albastre (Cyanophyceae) sunt asemănătoare, din punctul devedere al structurii celulare, cu bacteriile, dar se deosebesc de acestea prin capacitatea lor de fotosinteză care le încadrează în grupul algelor şi al plantelor superioare, respectiv înmarele grup al producătorilor.

Sunt organisme unicelulare, bacilare sau sferice, trăind mai rar izolat şi mai frecvent înfilamente mobile, uneori incluse într-o masă mucilaginoasă.

Deplasarea lor se realizează prin târâre.

Ele se înmulţesc prin diviziune simplă, transversală şi simultană.

Acest grup include organismele care sintetizează materie organică pe baza bioxidului decarbon din atmosferă. Algele albastre sunt organismele cu cele mai simple necesităţinutriţionale şi sunt cunoscute prin capacitatea de a realiza simultan fotosinteza şi fixareaazotului molecular. Unele alge albastre pot fixa azotul molecular (Cyanophyceae) dar, de

obicei, folosesc în nutriţie nitraţii şi, uneori, amoniacul.În ceea ce priveşte cerinţele faţă de mediul de viaţă, algele albastre sunt adaptate la condiţiiecologice extrem de variate, având cea mai mare răspândire în solurile zonelor cu climă caldă(de exemplu în orezării, deşert, semideşert) dar sunt reprezentanţii obişnuiţi ai microfloreisolurilor din zona temperată. Ele sunt organisme ubicviste, dar nu se dezvoltă niciodată în

proporţie prea mare (Papacostea, 1976).

Algele albastre au rol de pionierat în zona montană şi alpină, la fel şi în haldele industriale (înspecial genul Oscillatoria).

24



6.3. Algele verzi şi diatomeele

6.3.1. Algele verzi

Algele verzi sunt organisme unicelulare care posedă cromatofori verzi.

În această grupă intră, pe lângă algele verzi şi: algele galben verzui, algele brun verzui, algeleroşii. La acestea din urmă, pigmenţii asimilatori verzi (clorofile) care au capacitatefotosintetică la fel ca cea a plantelor superioare sunt mascaţi de pigmenţii de alte culori (roşiietc.). Datorită prezenţei pigmenţilor asimilatori, algele verzi sunt considerate planteinferioare.

Algele verzi sunt mobile şi înoată în apa din pori cu ajutorul unui flagel (o coadă în formă de bici) sau sunt imobile şi trăiesc fie izolat, fie formând colonii. Multe se dezvoltă bine încondiţii revene - umede, altele sunt prezente în condiţii de uscăciune.

Uneori dezvoltarea algelor poate fi atât de explozivă încât suprafaţa solului apare acoperită deo pojghiţă verde.

Algele verzi se înmulţesc prin diviziune simplă, dar se pot înmulţi şi prin diviziune sexuată.

Din cele câteva sute de specii care au fost izolate din soluri, doar un număr mic predomină însolurile din întreaga lume. Una dintre speciile de alge verzi specifice pentru sol esteChlorococcus humicola.

Masa acestor alge poate varia de la 10 la 500 Kg/ha. În plus, pe lângă faptul că produc ocantitate substanţială de materie organică în unele soluri fertile, anumite alge excretă

polizaharide care au efect favorabil asupra agregatelor din sol.

Prin fotosinteză produc oxigen care activează procesele de oxidare biologică din sol.

Fiind organisme fotoautotrofe, algele au nevoie de lumină, motiv pentru care populeazăstratele superficiale ale solului. Unele specii pot funcţiona ca heterotrofe la întuneric. Câtevaspecii sunt fotoheterotrofe folosind lumina pentru energie dar nu pot sintetiza toată materiaorganică de care au nevoie.

Unele alge (şi anumite cianobacteriile) formează licheni care sunt asociaţii simbiotice cu

fungii. Aceştia sunt importanţi în colonizarea rocilor şi altor medii foarte sărace în materieorganică.

În petele din deşert lipsite de vegetaţie, algele contribuie la formarea crustelor microbiotice.

6.3.2. Diatomeele din sol

Diatomeele sunt alge microscopice care au exoschelet (schelet extern) de opal.

Acest exoschelet este un înveliş silicios, numit frustulă, care persistă după moartea

diatomeelor şi rămâne ca reziduu în soluri.25



Frustula este învelişul silicios de protecţie al diatomeelor alcătuit din două valve: unasuperioară (epivalva) care o acoperă pe cea inferioară (hipovalva), asemenea unui capac(Anastasiu şi colab, 1998).

Forma frustulei este variabilă: circulară, ovală, alungită triunghiulară etc. Ornamentaţia părţiisuperioare a valvei este caracteristică fiecărui gen şi specie, fiind reprezentată prin striuri,creste, granulaţii.

Diatomeele fac parte din clasa Bacillariaceae.

Diatomeele preferă mediile umede. Ele sunt abundente în multe sedimente din lacuri dar apar şi în multe soluri umede, precum şi în turbe. Ele preferă anumite medii cu condiţii specifice,motiv pentru care ar putea fi folosite ca indicatori ai anumitor condiţii eutrofe prezente sautrecute.

Întrebări:1. Ce sunt algele care trăiesc în sol?2. De câte tipuri sunt algele?3. Ce dimensiuni au algele?4. Ce formă au algele?5. Care este modul de deplasare în sol al algelor?6. Ce sunt diatomeele care trăiesc în sol?

Bibliografie

Anastasiu N., Grigorescu D., Mutihac V., Popescu Gh.C., 1998. Dicţionar de geologie.Editura Didactică şi pedagogică, Bucureşti: 347 pp.





26



CAPITOLUL 7

BACTERIILE

Cuvinte cheie: bacterii, spori, microcolonii bacteriene, autotrofe, heterotrofe

Obiective:- Ce sunt bacteriile- Cunoaşterea bacteriile care trăiesc în sol - Cunoaşterea activităţii bacteriilor din sol

Rezumat

Bacteriile sunt microorganisme unicelulare obişnuit ne-fotosintetice, fiind cele mai miciorganisme cu structură celulară de pe pământ. Bacteriile nu se pot dezvolta în solurile acide(cu pH scăzut). În condiţii favorabile produc milioane de celule pe oră, iar în condiţiinefavorabile unele bacterii pot trece în stare latentă prin condensarea citoplasmei,transformându-se într-un corpuscul numit spor. Bacteriile se înmulţesc prin diviziune. Elesunt implicate în aproape toate transformările biochimice din sol.

7.1. Bacteriilor din sol

Bacteriile sunt microorganisme unicelulare obişnuit ne-fotosintetice.

Sunt cele mai mici organisme cu structură celulară care populează toate mediile de viaţă de pe pământ. Bacteriile sunt cele mai importante ca număr şi activitate biologică (Eliade şi colab.,1975), fiind cele mai numeroase organisme din sol sau de oriunde pe pământ. În mediile pecare le populează, bacteriile trăiesc libere sau parazite.

Bacteriile aparţin regnului Monera care include numai organisme fără nucleu individualizat(numite procariote) şi sunt grupate în Arhebarterii şi Eubacterii.

Bacteriile, microorganisme procariote unicelulare, au fost recunoscute de cercetători ca grupdistinct, ele reprezentând o lume aparte, cu un cadru propriu de evoluţie, fără legătură cu

lumea plantelor, nici măcar cu a celor inferioare.

Acestea apar în sol fie singular, fie în grupuri, lanţuri sau ciorchini. De cele mai multe ori, bacteriile se găsesc sub formă de microcolonii pe diferite resturi vegetale sau adsorbite peargile şi pe humus. Tehnicile de apreciere a numărului de bacterii din sol prin cultivare înlaborator reflectă, în general, numai 1 - 10% din situaţia reală, deoarece nici un mediu decultură nu poate satisface enorma diversitate a exigenţelor lor nutriţionale, cu toate acestea,valorile medii determinate prin diverse metode ar fi de 106 –109 până la 1010 celule/g sol uscat.

Bacteriile solului sunt cele mai mici, mai numeroase şi mai diverse microorganisme din sol,ca formă, modalitate de nutriţie, condiţii de supravieţuire.

27



În ceea ce priveşte numărul bacteriilor din sol, acesta variază de la 2 - 3 milioane la 2 - 3miliarde într-un gram de sol. 2 miliarde de bacterii cântăresc aproximativ 0,2% din greutateatotală a solului. În stratul arabil al unui hectar de sol sunt aproximativ 5 - 6 t de bacterii.Bacteriile, fiind cele mai frecvente organisme ale solului, au o biomasă de aproape 500 Kg ha -

1 în zona de înrădăcinare a plantelor. Cele aerobe sunt mai numeroase decât cele anaerobe, în

special în orizontul de suprafaţă. Numărul lor scade cu adâncimea, în schimb creşte numărulcelor anaerobe.

Dimensiunile bacteriilor oscilează în general între 0,1 - 2 µm. Cele care trăiesc în sol prezintăun diametru de aproximativ 0,5 µm, iar bacteriile sporogene pot avea dimensiuni mai mari,atingând 1 - 1,5 µm ( Bacillus megaterium) (Papacostea, 1976).

Bacteriile pot avea diferite forme, în principal existând patru forme de bază:• sfere – coci,• bastonaşe – bacili,

• spirale – spirili• virgule – vibrioni.

Cu toate acestea, ele pot prezenta şi un polimorfism accentuat

Modul de deplasare al bacteriilor este diferit. Cele mai multe bacterii din sol sunt mobile şi sedeplasează cu ajutorul cililor care sunt dispuşi fie uniform pe suprafaţa celulei, fie câte unul launul sau la ambele capete. Există şi bacterii imobile.

Bacteriile se înmulţesc prin diviziune.

Celula bacteriană este adeseori înconjurată de o formaţiune numită capsulă, mai mult sau mai puţin vâscoasă, gelatinoasă sau mucilaginoasă care are diferite grosimi şi poate fi sau nudelimitată net de exterior. Din punct de vedere chimic capsula poate fi de natură

polizaharidică sau de natură polipeptidică (Papacostea, 1976). Prin funcţiile pe care leîndeplineşte, capsula aparţine atât programului celular (protecţie faţă de mediul înconjurător,material de rezervă) cât şi programului ierarhic al solului (contribuie la structurarea acestuia).

După constituenţii peretelui celular bacteriile se împart în două grupe: bacterii Gram pozitiveşi bacterii Gram negative. La bacteriile Gram pozitive peretele celular conţine o proteinăspecială numită mureină, care constituie un complex polizaharidic (având ca moleculă de bază

glucoza) şi o cantitate mică de grăsimi (2 - 4 %), iar peretele celor Gram negative are aceeaşiconstituţie, dar compuşii se găsesc în cantitate mai mică, excepţie făcând doar grăsimile caresunt în cantitate mai mare (15 - 20 %).

7.2. Cerinţele bacteriilor faţă de mediul de viaţă

Bacteriile se dezvoltă în solurile revene şi pot trăi în condiţii foarte variate de temperatură. Ele preferă solurile al căror pH se încadrează în intervalul 6,3 - 6,8, de aceea nu se pot dezvolta însolurile care au pH scăzut (de exemplu în solurile acide). În condiţii favorabile de umiditate şi

pH, bacteriile se pot multiplica în sol, producând milioane de celule în câteva ore. Atunci

când condiţiile din sol devin nefavorabile, unele bacterii pot trece în stare de viaţă latentă prin28



condensarea citoplasmei într-un corpuscul înconjurat de o membrană foarte groasă, corpusculnumit spor. Sporii sunt forme de rezistenţă la secetă şi uscăciune sau în perioadele deepuizare a hranei, iar când condiţiile redevin favorabile, aceştia germinează şi eliberează ocelulă vegetativă activă. Dintre bacteriile sporogene frecvente întâlnite în soluri se numărăcele din genurile Bacillus şi Clostridium.

Bacteriile din sol participă la procesele de mineralizare, esenţiale pentru nutriţia plantelor şiasigurarea fertilităţii solului. Prin polizaharidele extracelulare participă la agregarea

particulelor de sol şi la formarea humusului.

Se ştie că bacteriile sunt responsabile pentru un număr de reacţii biochimice în soluri, cum ar fi transformarea azotului şi, probabil, şi alte procese cum ar fi de exemplu oxidarea piritei laiarosit.

Bacteriile sunt implicate în aproape toate transformările biochimice din sol, inducândmetabolismul atât al substanţelor organice cât şi al celor anorganice. Datorită dominanţei şi

diversităţii lor, ca şi ratei lor de creştere şi adaptabilitate la condiţiile de mediu, bacteriile au oabilitate aproape nelimitată de degradare a majorităţii constituenţilor organici ai solului.Bacteriile au un rol important în descompunerea celulozei şi a altor substanţe cu moleculemari.

Bacteriile sunt localizate în sol, predominant în zona rizosferei, în coprolite, resturi organice(de plante şi animale) şi în interiorul microagregatelor.

Clasificându-le după modul lor de nutriţie, bacteriile pot fi împărţite în: automorfe şiheteromorfe.

Automorfele îşi obţin energia din surse anorganice, iar carbonul din dioxidul de carbon.Aceste tipuri de organisme au, în general, câteva cerinţe de creştere. Cele chemoautomorfeobţin energia din oxigenul provenit din sursele anorganice, în timp ce fotoautomorfele obţinenergia din fotosinteză.

Bacteriile heteromorfe obţin energia şi carbonul din substanţele organice. Celechemoheteromorfe obţin energia din oxidări, pe când cele heterotrofe obţin energia dinfotosinteză (folosind ca donor un electron organic).

În soluri predomină bacteriile chemoheterotrofe şi chemoautotrofe. Bacteriile fototrofe, ca

varietate, nu sunt aşa de numeroase deoarece solul nu este un mediu permeabil pentru lumină.Principalele bacterii din sol sunt:

Arthrobacter : Cele mai numeroase bacterii ale solului (determinate pe plăci) reprezintăaproape 40 % din totalul bacteriilor solului. Aceste organisme autohtone prezintă

pleomorfism şi sunt Gram-variabile. Celulele tinere sunt Gram-negative şi au formă de baghete, devenind în timp, Gram pozitive cu formă de coci.

Streptomices: aceste organisme sunt actinomicete. Ele sunt Gram-pozitive, sunt organismechemoheterotrofe şi reprezintă 5 – 20 % dintre bacteriile comune din sol. Acesteorganisme produc antibiotice, inclusiv streptomicină.

Pseudomonas: Aceste organisme sunt Gram-negative, sunt ubicviste şi aerobe, iar unele

dintre ele sunt facultativ autotrofe. Ca grup posedă multe enzime diferite şi pot degrada o29



mare varietate de organisme compuse, inclusiv compuşi recalcitranţi. Aceste organisme pot reprezenta 10 – 20 % din populaţia de bacterii a solului.

Bacillus: Sunt aproape la fel de numeroase ca Pseudomonas şi se caracterizează prin faptul căsunt organisme aerobe Gram-pozitive care produc endospori. Acest gen este heterotrof şifoarte divers. Adesea reprezintă 10 % din populaţia de bacterii a solului. Sunt cele mai

răspândite bacterii sporogene din sol (alături de Cladosporium), fiind reprezentate în toatesolurile prin diferite specii. Mycobacterium: este un gen care cuprinde bacterii cu celule ramificate. Ele fac trecerea spre

Actinomicete.

Un grup special îl constituie cianobacteriile care se dezvoltă în stratul superior, mai bineluminat al solului. Se pot dezvolta şi la întuneric (chemoorganotrof), transformând compuşiiorganici simpli care sunt esenţiali pentru fertilitatea solului. Dintre cianobacterii, mai frecventîntâlnite în sol sunt cele din genurile: Anabaena, Calothrix, Chrococcus, Nodularia, Nostoc,Oscillatoria, Phormidium, Plectonema, Scytonema.

Întrebări:

1. Ce sunt bacteriile?2. Ce sunt bacteriile care trăiesc în sol?3. Ce dimensiuni au bacteriile?4. Ce formă au bacteriile?5. Care este modul de deplasare al bacteriilor din sol?

Bibliografie





30



CAPITOLUL 8

ACTINOMICETELE

Cuvinte cheie: actinomicete, antibiotice, conidii, conidiofori

Obiective:- Ce sunt actinomicetele- Cunoaşterea caracteristicilor actinomicetelor - Cunoaşterea activităţii actinomicetelor din soluri- Cunoaşterea substanţelor sintetizate de actinomicete

Rezumat

Actinomicetele reprezintă o tendinţă de evoluţie a bacteriilor spre forme superioare deorganizare şi prezintă un amestec de caractere specifice bacteriilor şi fungilor. Unele dintreactinomicete prezintă o tendinţa de ramificare sau de formare de muguri în stadiile tinere, iar altele sunt filamentoase. Actinomicetele se înmulţesc fie prin fragmentarea miceliului, fie prinformarea unor organe speciale de fructificare (conidiofori). Actinomicetele preferă solurilecare au reacţie uşor alcalină, solurile bogate în substanţe organice dar tolerează foarte bine şiconcentraţiile mai mari de săruri.

8.1. Actinomicetele din sol

Actinomicetele reprezintă o tendinţă de evoluţie a bacteriilor spre forme superioare deorganizare şi constituie, printre microorganismele procariote, nivelul cel mai diferenţiat din

punct de vedere morfologic (Papacostea, 1976).

Actinomicetele prezintă un amestec de caractere specifice bacteriilor şi fungilor. Din punct devedere citologic prezintă caractere bacteriene fiind organisme procariote, iar din punct devedere morfologic sunt mai dezvoltate, celulele lor dând naştere, prin ramificări repetate, unuimiceliu asemănător cu cel al fungilor.

La genul Mycobacterium, de exemplu, se remarcă tendinţa de ramificare sau de formare de

muguri în stadiile tinere, iar la genul Nocardia ( Proactinomyces) dă naştere unei formaţiuniasemănătoare unui miceliu în primele ore de viaţă, după care se degradează în forme bacilare.Unele dintre actinomicete sunt filamentoase, cum este cazul genurilor Actinomyces (anaerob)şi Streptomyces (aerob) la care apare un miceliu persistent asemănător cu cel al fungilor.

Înmulţirea actinomicetelor are loc fie prin fragmentarea miceliului în urma strangulării apicalăa unor hife denumite conidii care apar la capetele unor organe speciale de fructificare numiteconidiofori. Aceste fructificaţii ajung la o diversificare foarte mare, astfel încât la diferitegenuri de actinomicete ele ajung să semene, printr-un fenomen de convergenţă, cu unelegenuri de ciuperci (Chiriţă, 1974).

31



8.2. Cerinţele actinomicetelor faţă de mediul de viaţă

Actinomicetele preferă reacţia uşor alcalină a mediului. Nu se dezvoltă în solurile în care pH-ul scade sub 5,0. Ele preferă, de asemenea, solurile bogate în substanţe organice.

Tolerează foarte bine concentraţiile mai mari de săruri. Dezvoltarea lor este favorizată detemperaturi ceva mai ridicate, prezentând o rezistenţă deosebită la uscăciune. Acestecaracteristici au ca rezultat dezvoltarea unui număr mai mare de actinomicete în solurile uşor alcaline şi în cele din zonele mai călduroase. Cu toate acestea, ele sunt prezente în toatesolurile.

Actinomicetele sunt în număr de 105 – 108 celule/g sol, fiind mai numeroase în orizonturilesuperioare ale solului.

Cele mai frecvente specii de actinomicete aparţin genurilor: Actinomyces, Actinoplanes, Nocardia, Streptomyces. Frecvenţa cea mai mare în sol o are genul Streptomyces.

Actinomicetele sintetizează o serie de substanţe puternic mirositoare care dau solului mirosulcaracteristic.

Actinomicetele sunt microorganisme heterotrofe aerobe care trăiesc pe resturile organice dinsol sau pe compuşii organici care reprezintă surse de hrană pentru plante, din acest motiv suntabundente în solurile bogate în materie organică. Ele se dezvoltă lent, utilizând surse decarbon simple sau complexe (glucide, acizi organici, polizaharide, hidrocarburi alifatice,aminoacizii) şi au o mare importanţă în descompunerea fragmentelor organice din sol şi îneliberarea substanţelor nutritive.

Actinomicetele sunt capabile să descompună constituenţi foarte rezistenţi, având posibilităţinelimitate de a ataca substanţe organice greu de descompus cum ar fi celuloza ( Streptomycesviolaceus, Streptomyces cellulosae), chitina şi fosfolipidele în forme simple.

Ele devin adesea dominante în stadiile ultime ale procesului de descompunere cândsubstanţele uşor metabolizabile au fost folosite de alte microorganisme.

Pe lângă rolul important pe care îl au în mineralizarea compuşilor rezistenţi la acţiunea bacteriilor şi fungilor, actinomicetele contribuie la formarea humusului.

Actinomicetele produc o gamă largă de substanţe antibiotice (streptomicina, kanamicina,micostatina), contribuind într-o mare măsură la echilibrul microbian al solului. Unele dintreele sunt fitopatogene.

Uneori actinomicetele se dezvoltă în anumiţi pori din sol în care sunt prezente resturi derădăcini, pori în care eliberează secreţii antibiotice şi chitinaze, substanţe care împiedicădezvoltarea altor microorganisme, ca de exemplu fungii. Prin aceasta contribuind, într-ooarecare măsură, la menţinerea unui echilibru microbian în sol (Eliade şi colab., 1975).

Pentru capacitatea lor de a sintetiza o mare varietate de antibiotice (cu aplicaţii şi în medicină)actinomicetele au fost intens cercetate. S-a constatat că numărul cel mai mare de specii

32



capabile de a sintetiza asemenea substanţe se întâlneşte în solurile de sub pajişti (Papacostea,1976).

Întrebări:

1. Ce sunt actinomicetele?2. Ce dimensiuni au actinomicetele?3. Ce formă au actinomicetele?4. Care este modul de înmulţire al actinomicetelor?5. Cine sintetizează substanţele puternic mirositoare care îi dau solului mirosul caracteristic?

Bibliografie

Chiriţă C., 1974. Ecopedologie cu baze de pedologie generală. Editura Ceres, Bucureşti: 448

pp. Eliade Gh., Ghinea L., Ştefanic Gh., 1974. Microbiologia solului. Bazele biologice ale

agrotehnicii. Editura CERES, Bucureşti: 338 pp.



33



CAPITOLUL 9

FUNGII

Cuvinte cheie: fungi, ciuperci microscopice, drojdii, hife, miceliu

Obiective:- Ce sunt fungii- Cunoaşterea fungilor care trăiesc în sol - Cunoaşterea activităţii fungilor din sol

Rezumat

Fungii (sau ciupercile microscopice) sunt microorganisme pluricelulare, heterotrofe cumorfologie filamentoasă care formează spori şi care reprezintă gradul cel mai înalt al evoluţieimorfologice şi fiziologice dintre toate microorganismele. Fiind lipsite de pigmenţifotosintetizanţi, sunt organisme saprofite. Fungii se împart în două mari grupe: fungiifilamentoşi (care includ mucegaiurile şi ciupercile cu pălărie), drojdiile. Fungii filamentoşi seînmulţesc prin spori. Drojdiile preferă mediile anaerobe cu exces de umiditate, în timp cefungii filamentoşi sunt predominant aerobi şi preferă solurile neutre sau acide. Unii fungiformează asociaţii cu rădăcinile plantelor superioare (fungii micorizei).

9.1. Fungii care trăiesc în sol

Fungii sunt microorganisme pluricelulare, heterotrofe (saprofite sau parazite) cu morfologie filamentoasă care formează spori şi care reprezintă gradul cel mai înalt al evoluţieimorfologice şi fiziologice (comparativ cu celelalte microorganisme).

Morfologia filamentoasă este dată de proprietăţile celulelor fungice de a forma hife constituitedin lanţuri lungi de celule.

Fungii (sau ciupercile microscopice) sunt microorganisme nefotosintetice deoarece suntlipsite de pigmenţi fotosintetizanţi, fiind microorganisme saprofite care descompun materiaorganică moartă din sol.

Fungii sunt eucariote cu membrană nucleară şi pereţi celulari.

Fungii reprezintă o parte importantă din biomasa microbiană din sol, datorită ramificării şicreşterii miceliului care se extinde într-un volum foarte mare de sol. Cu toate acestea, numărullor este mai mic decât cel al bacteriilor, apreciindu-se că numărul unităţilor fungice variazăîntre 20.000 şi 1.000.000/g de sol. Dar, datorită morfologiei filamentoase extensive amajorităţii fungilor, este dificilă definirea numărului fungilor în sol, motiv pentru carecercetătorii folosesc biomasa sau lungimea hifelor per m2 ca unitate de exprimare aabundenţei lor în sol. Biomasa fungică tipică este de 1.000 - 15.000 kg/ha în primii 15 cm aisolului, fungii dominând astfel biomasa totală în multe soluri, depăşind-o şi pe cea a

bacteriilor.

34



Zeci de mii de specii de fungi au fost identificate în soluri, reprezentând 170 de genuri. Peste2.500 de specii au fost raportate într-o singură locaţie. Cercetătorii estimează însă că ar maiexistă cel puţin 1 milion de specii de fungi care aşteaptă să fie descoperiţi.

Cei mai numeroşi fungi din sol aparţin claselor: Zygomycetes, Ascomycetes, Hyphomycetes.

Iar dintre genuri, se pare că Penicillium, Aspergillus şi Mucor domină activitatea fungică dinsol (Eliade şi colab., 1975).

Descompunerea fungică a substanţelor organice din soluri este un proces care se desfăşoară înmai multe etape în care fiecare gen îşi aduce contribuţia sa: în prima etapă sunt descompusesubstanţele simple (zaharuri, acizi organici) de către fungii din genul Mucor (mucoracee),apoi intervin fungii din genurile Penicillium şi Aspergillus pentru a descompune substanţelemai greu de descompus, cum sunt celulozele şi hemicelulozele (Eliade şi colab., 1975).

Fungii pot fi împărţiţi în două mari grupe:- fungii filamentoşi (grupă care include mucegaiurile dar şi ciupercile cu pălărie);

- drojdiile.

Mucegaiurile şi ciupercile sunt considerate a fi fungi filamentoşi deoarece sunt caracterizate prin celule lungi, ramificate. Filamentele fungice individuale, numite hife, sunt adesearăsucite formând micelii care apar ca o ţesătură din frânghii. Miceliile fungilor sunt adeseavizibile şi apar ca filamente subţiri, albe sau colorate, care acoperă resturile de plane de lasuprafaţa solului sau din litieră.

Fungii filamentoşi se reproduc prin spori.

9.2. Cerinţele fungilor faţă de mediul de viaţă

Drojdiile sunt organisme unicelulare care trăiesc predominant în mediile anaerobe, cu excesde umiditate.

Fungii sunt microorganisme cu metabolism predominant aerob, deşi unii pot toleraconcentraţiile scăzute de oxigen şi nivelul ridicat de bioxid de carbon din solurile umede şitasate/compacte. Sunt adaptate să trăiască pe substraturi cu un conţinut relativ mare desubstanţă bogată în energie şi conţinut redus de azot mineral.

Fiind organisme heterotrofe, fungii folosesc materialele organice vii şi moarte atât ca sursă decarbon, cât şi ca sursă de energie.

Unii fungi sunt chiar prădători, posedând au un mecanism specific pentru a prinde nematozi.

Fungii sunt cunoscuţi pentru rolul lor important în descompunerea materiei organice dinsoluri, în special din cele acide. Degradează o gamă largă de substanţe organice (proteine,celuloză, lignină) printr-un proces mai lent decât cel bacterian, care se desfăşoară în maimulte etape. Când nutrienţii lipsesc, fungii trec în stare latentă.

Fungii preferă mediile neutre sau acide. În mod obişnuit fungii sunt cunoscuţi ca preferând

mediile acide, în realitate însă, cea mai bună dezvoltare o au pe medii neutre (Eliade şi colab.,35



1975). În solurile cu valori scăzute ale pH-ului, bacteriile au o dezvoltare slabă, iar fugiineavând concurenţă se dezvoltă mai bine.

Sunt microorganisme libere sau asociate cu rădăcinile plantelor. Fungii care formeazăasociaţii cu rădăcinile plantelor sunt numiţi fungii micorizei. Aceşti fungi primesc energie de

la plantele pe care le ajută să îşi procure substanţele nutritive.

Unele ciuperci sintetizează antibiotice active asupra bacteriilor, ciupercilor sau plantelor superioare sau animalelor, chiar şi substanţe toxice sau cancerigene. Substanţele antibiotice aufost privite ca arme folosite în competiţia pentru hrană. Unii cercetători (Woodruff citat deEliade şi colab., 1975) consideră antibioticele ca metaboliţi secundari proveniţi dinconcentraţii anormale ale constituenţilor celulari.O serie de ciuperci microscopice (fungi) sunt patogene pentru plante.

Întrebări:

1. Ce sunt fungii care trăiesc în sol?2. Cum se mai numesc fungii?3. Ce sunt fungii micorizei?4. Ce sunt drojdiile?

Bibliografie






36



CAPITOLUL 10

PROTOZOARELE

Cuvinte cheie: protozoare, chişti, pseudopode, amoebe

Obiective:- Ce sunt protozoarele - Cunoaşterea protozoarelor care trăiesc în sol - Cunoaşterea cerinţelor protozoarelor faţă de mediul de viaţă

Rezumat

Protozoarele sunt microorganisme monocelulare care aparţin regnului animal şi au oorganizare extrem de simplă, fiind lipsite de perete celular adevărat şi au pseudopode(deformări ale citoplasmei cu ajutorul cărora se deplasează în mediul de viaţă). Ele sunt maicomplex organizate decât celulele bacteriene. În perioadele de uscăciune sau de lipsă dehrană, protozoarele formează corpuri de rezistenţă numite chişti.

10.1. Protozoarele care trăiesc în sol

Protozoarele sunt microorganisme monocelulare care aparţin regnului animal, au oorganizare extrem de simplă, sunt lipsite de perete celular adevărat şi au pseudopode

(deformări ale citoplasmei cu ajutorul cărora se deplasează în mediul de viaţă).

Protozoarele sunt mai complex organizate decât celulele bacteriene.

Cu 50 000 de specii descoperite până în prezent, sunt cele mai diversificate şi numeroasecreaturi ale microfaunei solului. Sunt microorganisme unicelulare mobile care capturează şiingeră hrana.

Protozoarele din microbiota permanentă sunt prezente mai ales la suprafaţa solului umed şi înstratul superficial (până la 15 cm). Numărul lor variază între 10.000 - 3.000.000/g sol, dar ca

biomasă sunt mai importante decât bacteriile. Pot prezenta fluctuaţii mari de la o zi la alta, înfuncţie de temperatură, umiditate, disponibilitatea nutrienţilor.

Unele protozoare utilizează compuşi organici solubili, altele au nutriţie de tip animal,ingerând materie organică complexă (bacterii, alge sau chiar protozoare).

Cele mai multe au dimensiuni mult mai mari decât cele ale bacteriilor având un diametrucuprins între 4 - 250 µm.

Protozoarele din sol includ:- amoebele - care se deplasează prin extinderea şi contracţia pseudopodelor;-

ciliatele- care se deplasează prin vălurirea unor structuri asemănătoare unor perişori, numite

cili 37



- flagelatele - care se deplasează prin vălurirea unui apendix asemănător unui bici numit flagel .

Cele mai răspândite protozoare din sol fac parte din clasa Sarcodina ( Acanthamoeba, Amoeba, Nuclearia), clasa Flagellata (fitomastigofore şi zoomastigofore) şi din clasa Ciliata

( Balantidium, Colpidium, Oxytricha, Vorticella). Protozoarele au rol în menţinereaechilibrului biologic al solului, corelat cu capacitatea lor de a ingera şi distruge o serie de bacterii.

10.2. Cerinţele protozoarelor faţă de mediul de viaţă

Protozoarele înoată în apa care umple porii solului sau care formează filme la suprafaţaelementelor structurale. În perioadele de uscăciune sau când hrana este în cantitate foarte micăformează corpuri de rezistenţă numite chişti.

Uneori, într-o singură probă de sol, pot să apară peste 40 - 50 de exemplare de protozoare.Greutatea protozoarelor de la suprafaţa solului ajunge la 20 - 200 kg/ha.

Un număr considerabil de boli serioase provocate la om sau animale au fost atribuite protozoarelor.

Cele mai multe protozoare din sol consumă bacterii, controlând prin aceasta populaţia acestor reprezentanţi numeroşi ai microflorei solului.

Protozoarele se dezvoltă cel mai bine în solurile revene bine drenate şi sunt foarte numeroaseîn orizonturile de suprafaţă.

Protozoarele sunt active cu precădere în zonele din jurul rădăcinilor plantelor.

Principala lor influenţă asupra resturilor organice şi eliberării nutrienţilor în sol o au prinintermediul populaţiei de bacterii. În urmărirea prăzii reprezentată de bacterii, unele

protozoare sunt adaptate să se strecoare în porii din sol care pot avea diametrul de 10 µm.

Organizarea spaţială a elementelor structurale ale solului pot genera pori cu dimensiuni chiar mai mici, în care bacteriile se pot ascunde de prădătorii lor, protozoarele. Prin aceasta solul leoferă protecţie, ceea ce explică marea lor diversitate în sol.

Întrebări:

1. Ce sunt protozoarele?2. Ce sunt protozoarele care trăiesc în sol?3. Cum se deplasează protozoarele în sol?

38



Bibliografie






39



CAPITOLUL 11

SOLUL HABITAT PENTRU MICROORGANISME

Cuvinte cheie: habitat, sol, microorganisme, humus, bioremediere

Obiective:- Cunoaşterea caracteristicilor solului ca habitat pentru microorganisme- Cunoaşterea caracteristicilor solului care influenţează dezvoltarea

microorganismelor - Cunoaşterea cerinţelor microorganismelor faţă de habitatul lor

Rezumat

Solul este un corp polidispers, heterogen şi poros format la suprafaţa scoarţei terestre caurmare a acţiunii independente şi îndelungate a factorilor pedogenetici, printre care se numărăşi factorul biotic. Trăsătura specifică a solului este aceea că în el se poate dezvolta simultan unnumăr imens de microorganisme (bilioane de celule bacteriene, sute de feluri de micelii defungi per gram de sol). Prezenţa "biotei" solului şi materiei organice pe care acestea o produc,consumă şi transformă, determină deosebirea dintre sol şi un simplu material mineral. Florasolului produce substanţe organice care stabilizează agregatele, iar fauna din sol împreună cuflora sunt implicate în reciclarea nutrienţilor. Majoritatea reacţiilor din sol şi din apă suntcontrolate de activitatea biologică, motiv pentru care sunt denumite reacţii biochimice.

11.1. Caracteristicile solului care influenţează dezvoltarea microorganismelor

Solul este un sistem natural complex, polidispers, heterogen şi poros, situat la suprafaţa scoarţei terestre, rezultat prin interacţiunea acestuia cu aerul (atmosfera), apa (hidrosfera) şiorganismele (biosfera).

În alcătuirea solului intră trei tipuri de constituenţi, separaţi pe criteriul stării de agregare: constituenţi solizi, constituenţi lichizi,

constituenţi gazoşi .

Proporţia acestor constituenţi care formează părţile solidă, lichidă şi gazoasă diferă de la unsol la altul, partea solidă fiind însă predominantă.

Materia solidă este constituită din: materie minerală şi materia organică.

Materia minerală din soluri este constituită din argilă, granule minerale de diferitedimensiuni şi compoziţii, oxizi şi oxihidroxizi ai diferitelor elemente din sol (Fe, Al, Mn, Ca

etc.) etc.40



Materia organică din soluri aparţine domeniului organic viu şi domeniului organic neviu.Structurile aparţinând domeniului organic viu sunt reprezentate prin totalitateamacroorganismelor şi microorganismelor care îşi petrec integral sau parţial viaţa în sol şi careaparţin aproape tuturor încrengăturilor regnurilor vegetal şi animal. Materia organică din

soluri aparţinând domeniului organic neviu este constituită dint-un amestec de reziduuri de plante şi animale aflate în diferite stadii de descompunere, din substanţe sintetizate chimic şi biologic şi din microorganisme şi animale mici precum şi din reziduurile descompuse aleacestora.

Trăsătura specifică a solului este aceea că în el se poate dezvolta simultan, un număr imens demicroorganisme (bilioane de celule bacteriene, sute de feluri de micelii de fungi per gram desol) (Zvyagintsev, 1977).

Prezenţa "biotei" solului şi materiei organice pe care aceasta o produce, consumă şitransformă, determină deosebirea dintre sol şi un simplu material mineral.

Microorganismele au un rol major în alterarea rocilor şi în formarea solurilor, tipurile demicroorganisme fiind diferite, în diferitele stadii de evoluţie a acestora.

Flora solului produce substanţe organice care stabilizează agregatele, iar fauna soluluiîmpreună cu flora sunt implicate în reciclarea nutrienţilor.

Solul conţine bilioane de organisme. Numărul total de organisme din sol a fost estimat la 2,2milioane şi cuprinde 30 000 de bacterii, 1 500 000 fungi, 60 000 alge, 100 000 protozoare şi500 000 nematozi (Hawksworth şi Mound, 1991, citaţi de Foster, 1993).

Caracteristicile abiotice ale solului şi apei influenţează puternic reacţiile chimice din mediu.Majoritatea reacţiile chimice din sol şi din apă sunt controlate de activitatea biologică (motiv

pentru care sunt denumite reacţii biochimice), mai precis toate mediile conţin organisme viicare mediază transformările biochimice.

Până în prezent principiile şi conceptele ecologiei generale au fost subestimate în mod evidentîn cadrul microbiologiei solului, drept pentru care, anumite legităţi în ceea ce priveştefuncţionarea complexelor de microorganisme nu au fost corect investigate. Pentru a leînţelege, solul trebuie studiat ca un habitat particular al activităţii microbiene. De aceea solulnu trebuie privit ca un mediu omogen, ci mai de grabă ca un complex al mezo- şi

microhabitatelor. În acest mediu, în fiecare gram de sol sunt condiţii absolut diferite deaeraţie, abundenţă de hrană, pH, concentraţii de nutrienţi etc. Microzonalitatea solului,respectiv coexistenţa a numeroase microhabitate foarte diferite unele de altele, faciliteazădezvoltarea simultană a grupurilor microbiene antagonice cum ar fi cele heterotrofe şiautotrofe, aerobe şi anaerobe. Datele obţinute prin analizele fizice şi chimice de rutină sedovedesc insuficiente pentru studiile microbiologiei solului.

Straturile superficiale ale solului conţin cel mai mare număr şi varietate de microorganisme,deoarece aceste straturi primesc cea mai mare cantitate de materie organică, aceastareprezentând o importantă sursă de elemente nutritive pentru plante şi animale.

41



Biota solului formează un sistem bazat pe energie şi substanţe nutritive pe care le primesc înurma descompunerii plantelor şi a altor vieţuitoare.

Descompunătorii primari sunt bacteriile şi ciupercile. Microorganismele, şi în special algele şilichenii, sunt colonizatorii de pionierat ai rocilor. Colonizarea de către aceste organisme

începe procesul de formare a solului care, ulterior, reprezintă substratul pentru creşterea plantelor superioare. După ce plantele populează aceste substrate, microorganismele sunt, încontinuare, principalii factori care reciclează energie, carbon, şi nutrienţi transformând treptatmaterialele organice moarte (provenite de la plante şi animale) în forme uşor utilizabile decătre plante. Prin urmare, microorganismele au un rol cheie în ciclurile elementelor dinecosistemele terestre (în principal ciclurile carbonului şi azotului) şi în prelucrareamaterialelor care menţine viaţa pe Pământ .

În ciclul carbonului , microorganismele transformă plantele şi resturile animalelor în dioxidde carbon şi materie organică specifică solului cunoscută sub numele de humus. Humusulîmbunătăţeşte capacitatea solului de reţinere a apei, înmagazinează substanţele nutritive ale

plantelor şi contribuie la agregarea solului. Microorganismele pot afecta în mod direct procesele de agregare a solului. Gradul de agregare al acestuia determină funcţionalitatea saulucrabilitatea solului. Un sol cu lucrabilitate bună este adecvat pentru creşterea plantelor decultură deoarece este permeabil pentru apă, aer şi rădăcinile plantelor.

Microorganismele solului joacă un rol cheie în ciclul azotului . Atmosfera conţine aproximativ80% azot gazos (N2), o formă de azot care este disponibil pentru plante numai atunci cândacesta este transformat în amoniac (NH3) fie de către bacteriile de sol (fixatoare de N2) fie decătre oameni (prin aplicarea îngrăşămintelor). Bacteriile din sol au un rol activ şi în proceselede denitrificare, prin care azotul se întoarce în atmosferă în urma transformării NO 3 în N2 sauîn oxid de azot (N2O) gazos.

Microorganismele sunt esenţiale şi pentru alte ciclurile ale elementelor din sol: sulf, fosfor,fier etc.

Diversitatea incredibilă a microorganismelor din sol reprezintă o rezervă imensă de organisme potenţial utile. Multe dintre antibioticele cu importanţă medicală sunt produse de bacteriifilamentoase cunoscute sub numele de actinomicete, solul fiind cel mai mare rezervor alacestor microorganisme.

Numeroase substanţe naturale, care sunt utilizate de către microorganisme indică faptul că

microorganismele solului au mecanisme diverse de degradare a unei palete largi de compuşi.Activitatea umană a poluat mediul cu o gamă largă de compuşi sintetici sau de prelucrare.Multe dintre aceste substanţe periculoase sau toxice pot fi degradate de cătremicroorganismele din sol. Aceasta este baza pentru tratarea solurilor contaminate cu poluanţi,tratare numită bioremediere.

Bioremedierea este definită ca fiind utilizarea de microorganisme sau procese microbiene dedetoxifiere şi de degradare a contaminanţilor din mediu.

Microbiologia solului se ocupă în prezent, alături de studiul microorganismelor, şi de căilemetabolice precum şi de controlul condiţiilor de mediu, pentru a elabora strategii de eliminare

a poluanţilor din sol şi din mediul înconjurător.42



Microbiologia în mod tradiţional, izolează tulpini pure de microorganisme, prin utilizareametodelor de cultură. Metodele care nu se bazează pe culturi de microorganisme includobservaţiile microscopice şi biochimice sau analizele genetice ale constituenţilor celularispecifici. Controlul proceselor induse de factorii microbieni sunt studiate prin utilizarea

metodelor chimice, biologice şi ecologice.

11.2. Cerinţele microorganismelor faţă de habitatul lor

Numărul microorganismelor este în general mai mare în microhabitatele bogate în energie,cum ar fi depozitele de coprolite şi zona rizosferei, unde populaţiile pot ajunge la 10 10 - 1020

celule bacteriene pe cm3. Celulele individuale sunt, în general, mai mari în aceste locuri bogate în nutrienţi faţă de solul adiacent. Astfel, în rizosferă 20% dintre bacterii sunt < 0,3 µmşi 30 % sunt > 0,5 µm ∅. În rizosferă, atunci când substanţele sunt nelimitate numeroasecolonii mari de bacterii sunt constituite din multe tipuri de actinomicete şi bacterii.

Multe microagregate au un sâmbure organic care furnizează substanţele necesaremicroorganismelor care, la rândul lor, au o acţiune de legare a constituenţilor solului înmicroagregate.

În ceea ce priveşte repartiţia microorganismelor în interiorul agregatelor de sol, observaţiileefectuate cu ajutorul microscopului optic au pus în evidenţă faptul că flora bacteriană estediscontinuu repartizată în interiorul acestor agregate datorită cerinţelor diferite ale acestorafaţă de habitatele lor.

În experienţe de laborator, în condiţii controlate de hrană şi umiditate, s-a constat că bacteria Echerichia coli inoculată în agregate de sol sterilizate, într-o suspensie nutritivă, s-a dezvoltatîn aceeaşi măsură în interiorul agregatelor de sol ca şi în exteriorul lor (Hattori,1973).

Multe colonii (şi celule individuale) produc propriile lor polizaharide extracelulare care pot fideosebite de suprafeţele rădăcinilor prin studii ultrastructurale şi histochimice.Adesea polizaharidele extracelulare se lipesc de particulele argiloase. Interiorul multor microagregate din zona rizosferei este constituit din colonii de bacterii.

Observaţii efectuate pe secţiuni ultrasubţiri (cu ajutorul TEM) realizate din probe de solrecoltate din interiorul agregatelor mari, au pus în evidenţă următoarele aspecte:

- microorganismele din această zonă sunt mici, Gram pozitive şi nu au stocate granule de polizaharide, polihidroxibutiraţi şi polifosfaţi;- în contrast, microorganismele din apropierea suprafeţei agregatelor sunt mari, Gramnegative şi conţin adesea granule de polihidroxibutiraţi şi polifosfaţi.

La fel ca şi bacteriile, celulele fungilor din interiorul agregatelor sunt lipsite de citoplasmă sauaceasta este densă şi dezorganizată, spre deosebire de celulele fungilor din zona apropiatăsuprafeţei agregatelor care conţin compuşi citoplasmatici.

Aceste aspecte sugerează faptul că interiorul agregatelor poate fi microaerofil sau chiar anaerob. De asemenea, când după o perioadă de uscăciune suficient de puternică pentru a

duce la moartea celulelor bacteriene, urmează o perioadă ploioasă, poate să apară un flux43



tranzitoriu de materie organică solubilă. Aceasta poate fi toată interceptată de cătremicroorganismele aflate în sau pe suprafaţa agregatelor, înainte ca acest flux să ajungă îninteriorul agregatelor. În această situaţie, celulele bacteriene din interiorul agregatelor nu auocazia să depună rezerve. Deşi bacteriile apar în microporii din vecinătatea suprafeţeimicroagregatelor şi agregatelor, observaţiile efectuate cu SEM arată că ele apar rareori pe

suprafeţele actuale, exceptând locurile bogate în materie organică.

Datorită sarcinii electrice pe care o prezintă suprafaţa celulei bacteriene, numeroase celule seaflă adsorbite pe structurile coloidale minerale sau organice din sol. Această stareinfluenţează, pe de o parte, metabolismul bacterian, în general încetinit prin adsorbţiacelulelor, iar pe de altă parte, starea de agregare a solului, întrucât o serie de substanţe care iau

parte la alcătuirea capsulei bacteriene joacă un rol în cimentarea particulelor minerale alesolului.

Argila este coagulată în jurul coloniilor de bacterii. Peliculele de argilă pot proteja bacteriileîmpotriva atacului bacteriofagilor şi împotriva deshidratării (în timpul uscării solului).

Observaţiile făcute cu TEM arată că microorganismele colonizează resturile organice şi plasma argilică din soluri.

Bacteriile sunt foarte greu de localizat în matricele argiloase datorită faptului că au dimensiunifoarte mici, aderă puternic la suprafaţa particulelor de argilă şi sunt acoperite cu polizaharideextracelulare. Efectul major al acţiunii bacteriilor de aderare la suprafaţa argilelor are carezultat formarea microagregatelor (observate cu ajutorul TEM). Influenţa asupra organizăriispaţiale a domeniilor de argilă este puternică doar sub influenţa coloniilor mari de bacterii şiare ca efect orientarea optică foarte slabă a argilei.

Polizaharidele se comportă de cele mai multe opri ca un liant al microasamblajelor din sol.

Datorită dominanţei şi diversităţii lor, ca şi ratei lor de creştere şi adaptabilitate la condiţiilede mediu, bacteriile au o abilitate aproape nelimitată de degradare a majorităţii constituenţilor organici ai solului.Bacteriile sunt implicate în aproape toate transformările biochimice din sol, inducândmetabolismul atât al substanţelor organice cât şi al celor anorganice.

Bacteriile apar în zona rizosferei, în coprolite, resturi organice (de plante şi animale) şi îninteriorul microagregatelor.

Dezvoltarea bacteriilor poate fi limitată de potenţialul apei din pori. Numărul bacteriilor poatecreşte de 200-300 de ori într-un sol în care potenţialul apei este de 5 bari sau mai mic, acestnumăr descreşte sever la un potenţial de 9-10 bari.

Spre deosebire de bacterii, fungii apar adesea în porii dintre agregatele structurale. Aceşti porise drenează mai repede decât cei din interiorul agregatelor structurale, iar fungii vor continuasă crească la un potenţial al apei diferit de cel al bacteriilor. De exemplu, fungii Fusariumroseum care se dezvoltă preferenţial în interiorul agregatelor de sol, se transformă în noiclamidospori, la un potenţial al apei în jur de 10 bari.

La un potenţial al apei ≥ 10 bari bacteriile vor creşte activ în porii agregatelor, în timp ce

fungii vor deveni inactivi.44



Atunci când condiţiile din sol devin vitrege (uscăciune, lipsă de hrană etc.) mulţi fungi şiactinomicete formează chişti. În soluri există multe celule de microorganisme sub aceastăformă de rezistenţă. De asemenea, multe microorganisme care formează spori au un mareavantaj de supravieţuire în condiţiile schimbărilor frecvente (sezoniere, jurnaliere) ale

microclimatelor din sol, deoarece sporii sunt rezistenţi la arşiţă, uscăciune etc.

Lucrările agricole influenţează puternic activitatea microbiologică din sol, deoarece modificărepetat regimul apei şi aerului, organizarea spaţială a microhabitatelor. În solurile cultivate,abundă Bacillus megaterium, în timp ce în solurile nelucrate în cultură această bacterie nuapare. În solul arat adânc au fost observaţi numeroşi spori de Bacillus sp. la adâncimea de 20-30 cm adâncime (Hattori, 1973).

Alterarea rocilor de către microorganisme este un proces important pentru geneza solurilor.Algele albastre şi verzi, diatomeele, şi actinomicetele, au fost izolate pe fragmente de rocă şi

par a fi capabile să solubilizeze mineralele constituente ale rocilor.

Algele albastre sunt prezente şi în numeroase soluri (cernoziom cambic, preluvosoluri,rendzine, aluviosoluri etc.).

Întrebări:

1. Care este habitatul microorganismelor din sol?2. Când devine e sunt microorganismele?3. Care sunt criteriile de diviziune ale microbiologiei?4. Care sunt diviziunile microbiologiei clasificate după mediul în care se dezvoltămicroorganismele?

Bibliografie





Papacostea P., Biologia solului. Editura Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti: 272 pp.


45



CAPITOLUL 12

SOLUL CA HABITAT EXTREM PENTRU MICROORGANISME

Cuvinte cheie: habitat microbian, condiţii extreme, alcalinitate, aciditate, hidromorfie,anaerobioză, microorganisme extremofile

Obiective:a. Cunoaşterea solului ca habitat extrem pentru microorganismeb. Cunoaşterea mediului alcalin ca habitat extrem pentru microorganismec. Cunoaşterea mediului acid ca habitat extrem pentru microorganismed. Cunoaşterea mediului anaerob ca habitat extrem pentru microorganisme

Rezumat

Habitatele de tipul mediilor extreme sunt insuficient cunoscute, deoarece sunt puţin studiatedar reprezintă o sursă importantă de microorganisme specifice. Microorganismele care trăiescîn habitate extreme se numesc microorganisme extremofile. Salinitatea diferenţiază netsolurile neutre de cele halofile, concentraţia de săruri afectând puternic rata de creştere amicroorganismelor. Aciditatea ridicată a solului reduce activitatea microbiană din sol. Apaeste esenţială pentru viaţa microorganismelor dar excesul de umiditate poate duce la condiţii anaerobe, neprielnice dezvoltării acestora.

12.1. Solul ca habitat extrem pentru microorganisme

Caracteristicile fizice şi chimice ale solurilor, structura şi porozitatea, potenţialul redox(prezenţa sau absenţa apei), valoarea pH-ului, temperatura, conţinutul de materie organică etc.definesc diferitele tipuri de microhabitate şi influenţează atât tipul de microorganisme carecolonizează solul cât şi activitatea acestora.

Habitatele de tipul mediilor extreme sunt insuficient cunoscute, deoarece sunt puţin studiate

dar reprezintă o sursă importantă de microorganisme specifice.

Microorganismele care trăiesc în habitate extreme se numesc microorganisme extremofile.

Extremofilele aparţin în cea mai mare parte procariotelor (Arhebacterii şi Eubacterii) dar şieucariotelor (fungi, alge fotosintetice, diatomee).

O clasificare a microorganismelor extremofile cuprinde:a) microorganisme adaptate supravieţuirii la concentraţii extreme de temperatură

(criofile şi termofile); b) microorganisme adaptate creşterii la concentraţii extreme de pH (acidofile şi

respectiv alcalifile);46



c) microorganisme care supravieţuiesc în condiţii de presiune hidrostatică ridicată(barofile);

d) microorganisme care se dezvoltă în medii cu activitatea apei redusă (osmofile,halofile, xerotolerante).

O parte dintre aceste organisme care cresc în biotopuri extreme cum sunt solurile acide,solurile sau lacurile hipersaline şi alcaline etc. şi care prezintă proprietăţi unice au fost izolate,identificate şi caracterizate.

Majoritatea extremofilelor studiate au fost izolate din biotopuri naturale extreme, zone rar întâlnite pe pământ deoarece sunt rezultatul unor combinaţii neobişnuite între factoriigeologici, geografici şi condiţiile climatice (izvoare geotermale, habitate reci antarctice, mediiacvatice alcalino-saline şi hipersaline, depozite de sare, soluri acide).

Principalele criterii care stimulează şi favorizează utilizarea microorganismelor extremofile în biotehnologii sunt: cultivarea lor în laborator este uşor de realizat; riscul de contaminare

microbiană este f redus; sunt implicate în sinteza unor compuşi biologici cu proprietăţi unice; prezintă mecanisme specifice de adaptare genetică la condiţii extreme.

Microorganismele extremofile sunt utilizate în:• industria de sinteză (producerea de enzime, antibiotice, compuşi osmoreglatori, acizi

organici, surfactanţi),• biodegradarea şi epurarea apelor reziduale şi a zonelor poluate,• recuperarea reziduurilor petroliere,• detectarea cancerului (o proteină sintetizată de Halobacterium halobium este folosită ca

antigen pentru detectarea anticorpilor împotriva oncogenei umane c-myc produsă în

serul pacienţilor cu cancer), agricultură şi ameliorarea plantelor prin ingineriegenetică.

Necesitatea crucială de progres şi inovaţie în biotehnologiile microbiene are la bază biodiversitatea organismelor şi implică investigarea unui număr cât mai mare de mediinaturale şi mai ales a unor medii extreme populate de microorganisme specializate.

12.2. Mediile alcaline ca habitate extreme pentru microorganisme

Salinitatea diferenţiază net solurile neutre de cele halofile, concentraţia de săruri afectând

puternic rata de creştere a microorganismelor. Din punct de vedere al relaţiilor dintremicroorganisme şi condiţiile saline din soluri, microorganismele se împart în trei grupe(Hattori, 1973):

Halo-netolerante; Halofile facultative; Halofile obligate.

În solurile alcaline, algele albastru verzui din genul Cyanophyceae sunt caracteristicabundente.

Acelaşi lucru se întâmplă şi cu apele. Salinitatea diferenţiază net apele dulci de cele marine şioceanice şi influenţează natura microorganismelor care le pot popula. Puţine microorganisme

47



sunt comune ambelor tipuri de ape. Concentraţii extreme de săruri se găsesc în Marea Moartă(în special sub formă de NaCl şi MgCl). Salinitatea apelor oceanelor este relativ constantă.Aproximativ 99% din sărurile dizolvate sunt formate prin combinarea a 10–12 ioni anorganici(Cl-, Na+, Mg2+, K +, SO4

2-, HCO3-, CO3

2-), la care se adaugă Fe, Mn, Cu, Zn, Mb.

Microorganismele din apele dulci sunt halofobe, motiv pentru care, dacă sunt transferate înmediul marin mor relativ repede, în timp ce microorganismele halotolerante supravieţuiescîn mediul marin, dar cresc mai lent decât în mediul lor natural. Microorganismele halofile,autohtone în mediul salin, nu se dezvoltă în apele dulci, preferând o salinitate de 2,5 - 4%.Majoritatea microorganismelor halofile nu au nevoie de o presiune osmotică mare a mediului,dar unele dintre ele au nevoie absolută de Na+, iar altele de Cl- în mediul lor de viaţă. Deviereade la salinitatea optimă are consecinţe negative asupra bacteriilor, producând modificărimorfologice sau fiziologice (de exemplu: celulele cocoide şi cele bacilare devin filamentoase,iar durata unei generaţii este prelungită).

Halofilia este frecvent întâlnită la alge, cianobacterii şi la bacteriile cu fotosinteză

anoxigenică. Bacteriile chemoheterotrofe marine autohtone sunt reprezentate de genuri ca:Vibrio, Alteromonas, Alcaligenes, Pseudomonas.

Durata unei generaţii în cazul bacteriilor oligotrofe este de 4 – 8 ore. Incapacitatea lor de a sedezvolta pe medii bogate în nutrienţi s-ar datora probabil producerii unor metaboliţi toxici.

12.3. Mediile acide ca habitate extreme pentru microorganisme

Aciditatea solului este o mărime care se exprimă prin concentraţia în ioni de hidrogen şi esteoglindită de valorile pH-ului care se înscriu în limitele 3,6 (foarte puternic acid) - 6,8 (slabacid).

pH-ul optim la care se dezvoltă bine microorganismele din sol (majoritatea bacteriilor,actinomicetele fungi etc.) este de 6,3 - 6,8 (unităţi de pH). Aciditatea ridicată a solului reduceactivitatea microbiană din sol.

Solurile acide favorizează acumularea aluminiului (Al) în cantitate foarte mare. În exces,acesta devine toxic pentru plante. Microorganismele rezistente la Al sunt mai numeroase însolurile formate sub pădure, comparativ cu solurile cultivate.

Bacteriile anaerobe au o toleranţă mai mare faţă de valorile pH, ele putându-se multiplica lavalori mai mici ale pH-ului, comparativ cu cele aerobe. Prin urmare, solurile mai acide suntdominate de fungi (ciuperci microscopice sau mucegaiuri) care generează mai degrabădegradarea materiei organice din sol, decât o descompunere benefică pentru plante.

Microflora din sol (bacteriile şi fungii) joacă un rol dominant în eliberarea de substanţenutritive şi în ciclurile elementelor din sol (carbon, azot etc). Cu toate că nu există informaţiidetaliate cu privire la efectele acidităţii solului asupra microorganismelor din sol, se poatetrasa firul lanţurilor trofice în condiţii de pH scăzut: deoarece aciditatea solului reduce

populaţiile de bacterii din sol, numărul organismele care se hrănesc cu bacterii (cum sunt protozoarele şi nematozii) scade proporţional.

48



Fungii sunt microorganismele cele mai rezistente la condiţiile vitrege din solurile acide, putându-se dezvolta şi la pH de 3,0. Un studiu efectuat pe medii acide (cu fungi extraşi dinsoluri cu pH foarte scăzut) a pus în evidenţă o serie de fungi rezistenţi la condiţiile acide:

Emericellopsis sp., Paecilomyces lilacinus, Moritierella ramanniana var. angulispora,Sprothrix inflata, Penicillium glabrum, Metarhizum anisopliae, Chaetospharia inaeqalis, şi

Aspergillus fumiatus. Prezenţa ciupercii microscopice Mortierella ramanniana arată un solfoarte acid, intens debazificat, cu troficitate foarte slabă (Papacostea, 1985).

Dintre algele care se dezvoltă în solurile acide, genul Chlorophyceae este dominant. Deasemenea, Rosellinia necatrix apare frecvent în solurile cu conţinut ridicat de acizi fulvici(Hattori, 1973). Şi algele verzi sunt relativ frecvente în solurile acide (ca de exemplu:Chlorella, Chlamydomonas, Pleurococcus, Ulothrix).

12.4. Mediile anaerobe ca habitate extreme pentru microorganisme

Apa este esenţială pentru viaţa microorganismelor dar excesul de umiditate poate duce lacondiţii anaerobe, neprielnice dezvoltării acestora.

Microorganismele din solurile hidromorfe asigură o reducere şi solubilizare foarte eficientă afierului

Reducerea Fe feric (Fe3+) în Fe feros (Fe2+) în soluri are loc întotdeauna sub acţiuneamicroorganismelor. Dar mecanismul exact prin care are loc această reducere, nu este încă pedeplin cunoscut. Se presupune că această reducere este în strânsă legătură cu o dehidrogenază.În cursul fermentaţiei materiei organice proaspete se creează condiţii care favorizează trecereaFe în soluţie (respectiv reducerea lui).

Pentru a înţelege acest mecanism dependent de activitatea biologică, cercetătorii au efectuatnumeroase experimente folosind o serie de microorganisme. Printre acestea se numără

Eicherichia coli şi spori de Clostridium care, în prezenţa zaharurilor, au favorizat reducereaFe3+ la Fe2+.

Cele mai bune rezultate au fost obţinute însă, folosind bacterii din genul Bacillus polymyxa în prezenţa glucozei. Au mai fost utilizate Bacillus circulans şi Aerobacter aerogences, precumşi Staphylococcus aureus, Bacillus mycoides, Bacillus mesentericus, Bacillus subtilis.

Cu toate acestea, reducerea Fe

3+

în Fe

2+

nu este o funcţie specifică pentru nici unul dintreaceste microorganisme. În plus, produşii care provoacă reducerea fierului sunt produşielaboraţi în cursul fermentaţiei glucozei.

Prezenţa materiei organice singure, fără activitatea microbiană are o eficienţă extrem deredusă.

În haldele industriale, algele albastre au rolul de pionieri, în special cele din genulOscillatoria.

Organismele aerobe utilizează oxigenul ca electron acceptor terminal şi posedă enzime

superoxid dismutază sau catalază care sunt capabile de degradarea radicalilor peroxid.49



Organismele anaerobe nu utilizează oxigenul ca electron acceptor terminal. Anaerobele(stricte) nu posedă aceste enzime şi de aceea sunt "otrăvite" de prezenţa oxigenului. Deşi altetipuri de bacterii anaerobe posedă aceste enzime, ele utilizează electroni terminali acceptorialţii decât oxigenul, cum ar fi nitratul sau sulfatul.Bacteriile facultativ anaerobe pot folosi oxigenul sau forme combinate ale lui ca electroni

terminali acceptori.

Irigarea solului nu poate fi considerată o condiţie care transformă solul într-un habitatextrem, dar creează periodic exces de umiditate care afectează microorganismele pe perioadescurte de timp. Dintre bacteriile sporogene, Bacillus megaterium este foarte sensibil faţă decantitatea apei de irigaţie, creşterea umidităţii solului favorizând germinarea sporilor şitrecerea bacteriilor în forme vegetative, în timp ce în solul neirigat predomină formelesporulate (Eliade şi colab., 1975).

Actinomicetele sunt puţin sensibile la creşterea umidităţii solului şi prezintă un grad avansatde rezistenţă la uscăciune.

Cantitatea de apă imprimă modificări şi în compoziţia specifică a fungilor, constatându-se oabundenţă a reprezentanţilor genurilor Penicillium şi Fusarium (Eliade şi colab., 1975). A fostremarcată însă şi frecvenţa mai ridicată a fungilor fitopatogeni. Alte specii de fungi, cum suntcele din genurile Trichoderma, Alternaria şi Aspergillus sunt în mică măsură sau deloc,influenţate de regimul de irigare.

Întrebări:

1. Ce este habitat extrem pentru microorganisme?2. Ce reprezintă habitat cu condiţii alcaline pentru microorganisme?3. Ce reprezintă habitat cu condiţii acide pentru microorganisme?4. Ce reprezintă habitat cu condiţii anaerobe pentru microorganisme?

Bibliografie


Conea Ana, Vintilă Irina, Canarache A., 1977. Dicţionar de ştiinţa solului. Editura Ştiinţifică

şi Enciclopedică, Bucureşti: 671 pp. Eliade Gh., Ghinea L., Ştefanic Gh., 1974. Microbiologia solului. Bazele biologice ale

agrotehnicii. Editura CERES, Bucureşti: 338 pp.



Voiculescu Anca-Rovena, Dumitru M., Toti M., 2005. Decontaminarea solurilor poluate cucompuşi organici. Editura SINTECH: 364 pp.

50




51



CAPITOLUL 13

RELAŢIILE MICROORGANISMELOR CU CELELALTEORGANISME DIN SOL

Cuvinte cheie: fauna solului, mezofauna solului, microorganisme

Obiective:- Cunoaşterea interacţiunilor dintre microorganisme şi celelalte organisme din sol - Cunoaşterea organismelor care trăiesc în sol - Cunoaşterea activităţii organismelor care trăiesc în sol

Rezumat

Numeroasele specii de microorganisme care împart acelaşi spaţiu de viaţă (habitat sau, încazul solului, pedohabitat) constituie asociaţiile microbiene. Există, în principal, şase tipuri demodele de asociaţii între microorganisme: neutralism, concurenţă, mutualism, comansalism,amensalis (sau antagonism), parazitizm şi prădătorizm. Între micro- şi macroorganismele dinsol se stabilesc interacţiuni directe sau indirecte. Multe zone din sol (pedohabitate) suntmodificate de către organismele solului într-o măsură atât de mare încât influenţeazăactivitatea altor organisme. De aceea, multe studii recente şi-au îndreptat obiectul de studiuasupra înţelegerii acţiunii indirecte a macroorganismelor asupra microorganismelor prin

modificări aduse mediului fizic şi chimic al solurilor.

13.1. Relaţiile dintre microorganismele din sol

Când mai multe specii de microorganisme împart acelaşi spaţiu de viaţă (habitat sau, în cazulsolului, pedohabitat) constituie asociaţiile microbiene. În cadrul acestor asociaţii,microorganismele se influenţează reciproc (Hattori, 1973).

Modelele de creştere a populaţiilor mixte, constituite din două specii de microorganisme potfi împărţite în şase grupe (Hattori, 1973):

Neutralism: cele două populaţii cresc independent una faţă de cealaltă, fără nici ointeracţiune. Concurenţă: cele două populaţii se concurează pentru acelaşi tip de hrană şi acelaşi

spaţiu. Mutualism: cele două populaţii se influenţează reciproc beneficiind una de pe urma

celeilalte sau formând asociaţii pentru a supravieţui. Comensalism: una din cele două populaţii beneficiază de pe urma activităţii

celeilalte, iar aceasta nu este afectată în nici un fel. Amensalism sau antagonism: una dintre cele două populaţii este inhibată de

activitatea celeilalte (fără ca cea de a doua să fie influenţată). Parazitizm şi prădătorizm: una din cele două populaţii (care este constituită din

prădători) o afectează pe cealaltă prin atac direct şi este dependentă de aceasta.52



În ceea ce priveşte neutralismul , Hattori (1973) arată că este greu de crezut că două populaţii pot creşte independent în acelaşi loc.

Atunci când două populaţii se concurează pentru hrană, creşterea lor poate fi afectată. Acesta

este cazul unei populaţii mixte de Micrococcus sp. şi Saccharomyces. În cultură pură acestease dezvoltă bine, dar în culturi mixte (crescute împreună pe acelaşi mediu) creşterea lor estediminuată.

Aceleaşi rezultate au fost obţinute şi în cazul culturilor mixte de diatomee Asterionella formosa şi Fragilaria crotonensis, amândouă populaţiile având aceea şi rată relativ scăzută decreştere.

Un exemplu bine cunoscut de mutualism este simbioza dintre microorganismele fixatoare deazot şi alte microorganisme, cum sunt bacteriile fotosintetice sau descompunătorii celulolitici.Fixarea azotului de către Azotobacter sau Rhodopseudomonas şi fixarea bioxidului de carbon

de Rhodopseudomonas au fost puse în evidenţă în urma a numeroase cercetări. Asociaţiilesimbiotice dintre bacteriile fixatoare de azot şi alge sunt, de asemenea, importante pentru sol(Hattori, 1973).

Studiind creşterea şi dezvoltarea pe medii de cultură, Hattori (1973) pune în evidenţă un altexemplu de mutualism: Lactobacillus arabinosus şi Streptococcus sp.. În cadrul acesteiasociaţii, Lactobacillus are nevoie, pentru a creşte, de fenilalanină sintetizată deStreptococcus, iar acesta de acid folic secretat de Lactobacillus, motiv pentru care cele douămicroorganisme cresc în asociaţie şi nu singular.

Asociaţia de tip comensalism este evidenţiată de faptul că populaţia de Chlorella pyrenoidessusţine creşterea bacteriilor din genul Psudomonas sp. şi Xanthomonas sp. Aceste două

bacterii nu pot creşte fără susţinerea algei Chlorella care, se pare că, excretă în mediusubstanţele necesare dezvoltării acestora.

Cel mai cunoscut exemplu de amensalism este inhibarea activităţii unei populaţii demicroorganisme de către antibioticele produse de altă populaţie. Diferite tipuri demicroorganisme produc antibiotice care sunt foarte diverse din punct de vedere chimic şi auacţiune diversă. De exemplu, unele antibiotice precum penicilina inhibă sinteza pereteluicelular al altor microorganisme. Uneori algele limitează dezvoltarea bacteriilor prin

producerea de substanţe antibiotice.

Ca exemplu de parazitizm şi prădătorizm poate fi consemnat faptul că o parte dintre bacteriiledezvoltate pe suprafaţa agregatelor pot fi consumate de către amoebe. Studiile experimentaleefectuate de Rutherford şi Juma (1992 - citaţi de Foster, 1993) au pus în evidenţă faptul că

prin adăugarea protozoarelor în sol, numărul de bacterii se reduce cu 75 %.

Toate aceste organisme au nişe ecologice şi funcţii specifice şi fiecare dintre ele contribuie laactivitatea biologică globală a mediului.

53



13.2. Relaţiile microorganismelor cu celelalte organisme din sol

Beare et Lavelle (1989) arată că în ultimele patru decenii, numeroase lucrări au fost dedicateînţelegerii efectelor macroorganismelor solului (de exemplu cel al râmelor) asupra funcţiilor (reglarea activităţii microbiene, eliberarea substanţelor nutritive şi transformarea materiei

organice) şi structurii solului. Dintre acestea, numeroase studii au abordat efecteleinteracţiunii directe sau indirecte dintre macroorganisme şi microorganisme. Iar dintre studiilerecente, multe şi-au focalizat obiectul de studiu pe înţelegerea acţiunii indirecte amacroorganismelor asupra schimbării mediului fizic şi chimic al pedohabitatelor din soluri şi,implicit, asupra microorganismelor. Alte abordări se referă la zone din sol care sunt generatesau sunt modificate de către organismele solului într-o măsură atât de mare, încât influenţeazăactivitatea altor organisme (de exemplu: rizosfera, drilosfera etc.). Această abordaredovedeşte că există un mod de integrare a funcţiilor biologice la diferite ′′scări spaţiale′′. Cutoate acestea, studiile sunt totuşi limitate de modificările temporare.

Animalele, datorită faptului că folosesc plantele ca hrană, sunt consumatori, în timp cemicroorganismele şi animalele mici din sol sau din plante descompun reziduurile organice.Biomasa producătorilor primari este considerabil mai mare decât biomasa microbiană aaceluiaşi ecosistem. Cea mai mare biomasă pare a fi în ecosistemele de fâneaţă şi pădure. Îngeneral, biomasa fungilor este mai mare decât biomasa microfaunei.

Coleman şi Crossley (1996) au stabilit influenţa faunei în circuitul nutrienţilor şi rolulexercitat de acestea în procesul de structurare a solului. Grupurile majore de organisme din solinclud: 1) micropopulaţia solului; 2) plantele mari; 3) fauna solului (mezofauna - protozoareşi artropode; macrofauna - lumbricide; şi megafauna - rozătoare). Din biomasa totală aorganismelor din sol, doar o mică proporţie (< 5 %) este reprezentată de microorganisme.

Chiriţă (1974) arată că, în ceea ce priveşte conceptul de „faună a solului” în literatura pedologică sunt date multe definiţii, dintre care, el o consideră ca cea mai adecvată, pe cea luiVan der Drift (1955) citat de Chiriţă (1974). Acesta considera că „fauna solului” include aceleanimale care îşi petrec în sol întreaga viaţă sau numai o parte a ciclului lor de dezvoltare.

Deoarece există o marea diversitate de animale care locuiesc în sol s-au adoptat diferitecriterii convenţionale de clasificare a acestora, cum ar fi: dimensiunea corpului, adaptarea lacondiţii de umiditate, de hrană, legătura cu solul (ca mediu de viaţă) etc.

Fauna existentă în sol a fost grupată în funcţie de mărime în microfauna (animale cu

dimensiuni <0,2 mm), mezofauna (0,2-4 mm), macrofauna (4-80mm) şi megafauna (>80mm).

Fauna solului este considerată un factor pedogenetic important pentru viaţa din sol şi esteîmpărţită prin limite stabilite artificial în patru grupe (Papacostea, 1976):

Microfauna, cuprinzând în general animale mai mici de 0,2 mm (protozoare şinematode - animale care nu pot trăi decât în apă şi prezintă forme de rezistenţă lauscăciune);

Mezofauna alcătuită din animale a căror talie este de 0,2 - 4 mm, aparţine mai alesmicroartropodelor (colembole), acarienilor, enchitreidelor, miriapodelor ;

Macrofauna, cuprinzând animale cu talia de 4 până la 80 mm (râme, insecte

superioare, miriapode, numeroşi păianjeni, moluşte, crustacee);54



Megafauna, alcătuită din animale mari, care deplasează solul în cursul săpăriivizuinilor sau galeriilor lor (cârtiţe, şobolani, iepuri etc.).

Unele dintre organismele animale se hrănesc direct cu plante vii (îmbrăcând toate formele, dela nutriţia ierbivoră până la parazitism), altele cu resturi vegetale, consumând şi

microorganismele care se găsesc pe aceste resturi.

Prezenţa animalelor în sol este tot atât de importantă ca şi aceea a microorganismelor, în ceeace priveşte procesele pedogenetice, întrucât la aspectele de metabolism se mai adaugă şimodul dinamic de viaţă, care asigură un transport activ al diferiţilor constituenţi ai solului încadrul profilului, o continuă reorganizare a spaţiilor din sol şi un amestec al componentelor organice şi minerale (Papacostea, 1976).

Rolul diferitelor animale din sol în procesul de humificare este marcat prin acumulări decoprolite, care se amestecă fără să se combine cu resturile vegetale şi cu particulele de sol,formând moderul, formă imperfectă de humus (foarte răspândită pe solurile sărace).

Compostul format de moder reprezintă un mediu favorabil pentru activitatea bacteriilor şiciupercilor descompunătoare.

Foster (1993) arată că cele mai numeroase observaţii in situ au fost făcute pe rădăcinile plantelor, pe mezofaună (în special pe microartropode, ca de exemplu căpuşe şi colembole) şi pe microorganisme.

Râmele (cunoscute şi sub denumirea de lumbricide) sunt reprezentanţii cei mai importanţi aimacrofaunei solului, ele reprezintă 94 % din biomasa faunei de sol (în zonele de stepă şisilvostepă). Fiecare zonă pedoclimatică se caracterizează printr-o anumită structură a speciilor de râme şi de mezofaună. Numărul indivizilor din diferite zone variază, în linii foarte mari,unii autori indică cifre de la câteva mii până la câteva milioane la hectar.

Râmele transportă material de sol din orizonturile superioare, humifere, în orizonturileinferioare (Fig. 13.1) şi cu acest material, este transportat şi un număr impresionant demicroorganisme sau spori şi scleroţi (corpuri de rezistenţă ale fungilor).

Fig. 13.1. Material de sol adus delumbricidelor din orizonturile superioarehumifere (constituind neoformaţiuni

biogene numite pedotubuli).

Fig. 13.2. Spaţiu poros (sub forma unuitrident) generate de lumbricide şielemente structurale glomerulare

biogene.

55



Dezvoltarea sistemului radicular a fost atribuită canalelor de râme (Fig. 13.2), care pot furnizazone de minimă rezistenţă (Edward şi Lofty, 1978).

Trecerea substanţelor organice şi anorganice prin tubul digestiv al râmelor şi al altor componenţi ai mezofaunei înlesneşte formarea complexelor argilo-humice care duc la o

creştere a rezistenţei substanţelor la acţiunea de descompunere a microorganismelor (Chiriţă,1974). Formarea acestor complexe este favorizată de către compuşii organici secretaţi delumbricide, compuşi ce joacă rolul de lianţi pentru celelalte componente ale solului (Cheshireşi al., 1988).

Multe organisme din sol (ca de exemplu râmele, enchitreidele etc.) au un rol important înstimularea activităţii microbiene dar şi n transportul acestora în sol. Sporii unor fungi(Trichoderma, Penicillium, Fusarium, Cepholosporium) au fost găsiţi în tubul digestiv alrâmelor, la fel ca şi spori din genul Torula, Rhizopus, Mucor şi Cladosporium (Hattori, 1973).

Coprolitele lor voluminoase constituie un mediu ideal pentru activitatea microbiologică şi în

special pentru aceea care conduce la elaborarea materiilor humice. Acestea legate fizico-chimic de argile, formează complexele organice numite mull.

Pe lângă activitatea de ingerare a materialului de sol, râmele au şi rol în transportul soluluidintr-un orizont în altul (din orizontul A de suprafaţă, în orizonturile inferioare şi invers).Materialul transportat din orizonturile superioare în baza profilului de sol poate conţine, pelângă substanţe humice şi microorganisme sau forme de rezistenţă ale acestora (de exempluspori)

Activitatea megafaunei solului este, de asemenea, importantă în prelucrarea suprafeţei solului,deschiderea de galerii şi prin aceasta influenţarea proprietăţilor fizico-chimice ale solului.Galeriile lor abandonate sunt umplute ulterior cu sol provenit din orizonturile humice şireprezintă zona preferenţială de circulaţie a organismelor din sol, materialul de sol din acestegalerii are cantitate mare de materie organică, este bine structurat prin activitatea biologică,este aerat şi prin urmare populat cu organisme şi microorganisme.

Datorită capacităţii de organizare a vieţii, care utilizează mecanisme de o subtilitatenebănuită, un sol epuizat, sărăcit în elemente nutritive, îşi poate regăsi nivelul de fertilitate pecare l-a avut înainte de a fi luat în exploatare, acoperindu-se din nou cu biocenoza climax dacăeste lăsat necultivat un timp mai mult sau mai puţin îndelungat. Acest fenomen al refacerii

potenţialului biologic şi nutritiv pare de asemenea să nu poată fi explicat decât prin

mecanismele fine care fac ca în condiţiile geografice şi climatice date, constelaţia elementelor să aibă o anumită structură, biologic determinată (Papacostea, 1976).

Întrebări:1. Cu ce fel de organisme interacţionează microorganismele din sol?2. Ce este fauna solului?3. Care sunt efectele interacţiunii dintre microorganisme şi celelalte organisme din sol?

56



Bibliografie

Chiriţă C., 1974. Ecopedologie cu baze de pedologie generală. Editura Ceres, Bucureşti: 448

pp.Conea Ana, Vintilă Irina, Canarache A., 1977. Dicţionar de ştiinţa solului. Editura Ştiinţifică

şi Enciclopedică, Bucureşti: 671 pp.






57



CAPITOLUL 14

MICROORGANISMELE ŞI RĂDĂCINILE PLANTELOR

Cuvinte cheie: rădăcinile plantelor, rizosferă, efect de rizosferă, micoriza, agriculturamicrobiologică

Obiective:- Cunoaşterea interacţiunilor dintre microorganisme şi rădăcinile plantelor - Cunoaşterea efectelor activităţii microbiene asupra rădăcinilor plantelor

RezumatZona de interacţiune între rădăcinile plantelor şi sol este cunoscută sub numele de rizosferă.Aceasta se poate extinde cu 2 cm de la suprafaţa rădăcinii în interiorul solului bogat înnutrienţi, limitele ei depinzând atât de cantitatea de substanţe exudate din rădăcini, cât şi de

proprietăţile fizice şi chimice ale solului. Rădăcinile plantelor eliberează un exudat cu ocompoziţie complexă, cu efect stimulator, cunoscut sub numele de efect de rizosferă. Între

plante ţi microorganisme există asociaţii simbiotice (în care ambii parteneri beneficiază dinaceastă asociere) şi parazitare (când doar microbii prosperă în timp ce planta suferăstricăciuni severe).

14.1. Relaţiile dintre microorganisme şi plante

Microorganismele exercită asupra plantelor numeroase efecte, unele benefice, altele negative.Diferitele grupe de microorganisme din sol produc variate procese biochimice, care au oinfluenţă directă asupra productivităţii şi dezvoltării plantelor. Microorganismele faciliteazăabsorbţia nutrienţilor din sol, mai ales atunci când aceştia sunt factori limitativi pentrucreştere şi desfăşoară permanent o acţiune de reciclare şi solubilizare a nutrienţilor minerali.

Zona de interacţiune între rădăcinile plantelor şi sol este cunoscută sub numele de rizosferă.

Rizosfera este definită cu ambiguitate, drept regiunea din sol care conţine rădăcinile unei plante şi microorganismele care le însoţesc.

Ea este o regiune periradiculară în care se concentrează microorganisme şi activităţi specificeimportante atât pentru sistemul radicular, respectiv plante, cât şi pentru solul adiacent,diminuând progresiv pe măsură ce creşte distanţa faţă de rădăcini.

Rizosfera se poate extinde cu 2 cm de la suprafaţa rădăcinii în interiorul solului bogat înnutrienţi (de origine minerală şi organică, precum şi în aminoacizi, glucide, vitamine etc.)

pentru care microorganismele permanente din sol intră în competiţie. Limitele rizosfereidepind de cantitatea de substanţe exudate din rădăcini, de proprietăţile fizice şi chimice alesolului, care influenţează numărul şi natura microorganismelor.

58



Activitatea microbiană din rizosferă este intensă, influenţând puternic creşterea plantelor.

Şi în rizosferă, unde se concentrează un număr important de microorganisme apar asociaţiiîntre acestea. De exemplu, bacteriile de pe rădăcinile plantelor sunt asociate frecvent cu hifele

fungilor.

Rădăcinile plantelor eliberează un exudat cu o compoziţie complexă, cu efect stimulator,cunoscut sub numele de efect de rizosferă. Cele mai frecvente substanţe din exudat sunt

glucidele (glucoză, fructoză, xiloză, maltoză, rafinoză, arabinoză, zaharoză), aminoacizii(alanină, acid aspartic, glicocol, leucină, valină, serină, fenilalanină, cisteină, metionină,lizină, triptofan, treonină), acizii organici (acetic, propionic, butiric, oxalic, citric, tartric,fumaric, glicolic, malic, succinic), vitaminele (biotină, tiamină, niacină, acid pantotenic,

piridoxină, mezoinositol), factorii de creştere (auxine).

Rădăcinile şi microorganismele se influenţează reciproc, astfel că prezenţa microorganismelor

stimulează producerea de exudate, iar cantitatea mare a acestora favorizează dezvoltarea şiintensificarea activităţii microbiene.

Pe măsură ce plantele şi animalele au început să joace un rol din ce în ce mai important ca producători în cadrul ecosistemelor, animalele ca şi microorganismele au început să devinăconsumatori. Mulţi microbi au devenit saprofiţi (consumatori de materiale moarte), deşimicrobii autotrofi continuă să joace un rol central în ciclurile biogeochimice şi în sporireavegetaţiei pe glob. Altfel, ecosistemele ar fi invadate de resturile plantelor moarte.

Unii microbi au avut abilitatea de a depăşi orice „mecanism defensiv” al plantelor, motiv pentru care, în prezent, sunt microorganisme care se dezvoltă fie pe suprafaţa plantelor, fie îninteriorul lor.

Aceasta a dus la crearea unor asociaţii între microorganisme şi plantele superioare. Acesteasociaţii pot fi dăunătoare plantelor sau benefice lor, respectiv pentru creşterea economică (încazul culturilor agricole). Atunci când ambii parteneri beneficiază din aceste asocieri, relaţiase numeşte simbiotică, iar când doar microbii prosperă în timp ce planta suferă stricăciunisevere, relaţia se numeşte parazitară.

Asociaţiile parazitare sunt de două categorii:- facultativ parazitare şi

- obligatorii parazitare.Asociaţiile parazitare depind de trei factori: 1) de numărul varietăţilor de plante care pot ficompatibile cu microbii parazitari; 2) de capacitatea microorganismelor de a pătrunde îninteriorul plantei gazdă şi de cât timp pot trăi în plantă (timpul de infestare); 3) de daunele pecare le produc microbii, plantei gazde.

Unele microorganisme din sol sunt patogene pentru diferite specii de plante, provocândacestora boli, un exemplu fiind putregaiul rădăcinilor.

Multe plante formează asociaţii simbiotice cu fungii din sol, numite micorize. Micorizele

ajută la creşterea capacităţii plantelor de a prelua din sol substanţe nutritive şi apă. Zona59



solului din jurul rădăcinile plantelor, numită rizosferă, poate conţine microorganisme beneficecare protejează rădăcinile plantelor de agenţii patogeni. Interacţiunea dintre rădăcinile

plantelor şi microorganismele solului este un domeniu activ de cercetare în microbiologiasolului.

Unii fungi colonizează suprafaţa rădăcinilor formând micorize peritrofice. Alţi fungiformează un strat extern şi penetrează cortexul rădăcinii cu miceliul lor, acestea sunt denumitemicorize exotrofice. Un alt grup de fungi nu formează un scut în jurul rădăcinii, ci intră îninteriorul cortexului şi se dezvoltă intra- sau inter-celular, acestea se numesc micorizeendotrofice.

Este obişnuit pentru rădăcini să formeze asociaţii micoriziale, unul dintre cele mai comunefiind cu fungii Cenococcum geophilum (Eliade şi colab., 1974) care au hife uşor de distinsdatorită culorii lor brun închis - negre. Tehnicile moderne permit însă, colorarea hifelor cunuanţe pale ale unor micorize, în vederea studierii şi identificării lor.

Prin aceste asociaţii micoriziale fungii obţin carbohidraţi ca nutrienţi, iar planta este hrănită cuo parte din apa şi mineralele necesare, prin intermediul fungilor respectiv al miceliului lor extins în sol.

Dintre organismele solului prezente în zona de înrădăcinare a plantelor, bacteriile sunt celemai frecvente (cu o biomasă de aproape 500 Kg ha-1). Cele aerobe fiind mai numeroase decâtcele anaerobe, în special în orizontul superior, numărul lor scade cu adâncimea, în schimbcreşte numărul celor anaerobe.

Schimbarea folosinţei terenurilor influenţează puternic compoziţia micropopulaţiei solurilor.Flora microbiană se modifică pregnant la schimbarea folosinţei. De exemplu, trecerea de lafolosinţă silvică la cea agricolă duce la creşterea numărului de bacterii, actinomicete şi fungi,datorită cultivării terenului. Dintre bacterii, cele nitrificatoare, denitrificatoare şidescompunătoare (în special de celuloză) cresc în număr foarte mare, iar speciile de fungidominante se diversifică datorită schimbării folosinţei forestiere în agricol.

Fungii saprofiţi din pădure devin adesea patogeni pentru plantele cultivate după despădurire.Unele genuri, ca de exemplu Rhizoctonia solani, au fost găsite atât înainte cât şi dupăschimbarea folosinţei şi au arătat o mare patogenitate faţă de o mare varietate de plante decultură.

Solul din terenurile agricole devine un habitat favorabil pentru diverse macro- şimicroorganisme. Agregatele zoogene (rotunjite şi de dimensiuni mici) bogate în constituenţiorganici crează, prin aranjamentul spaţial, un spaţiu poros abundent, cu pori continui,favorabil dezvoltării microorganismelor.

14.2. Microorganismele care formează nodozităţi pe rădăcinile plantelor

Un alt tip de asociaţii simbiotice este acela dintre microorganismele care produc nodozităţi şi plantele superioare. Cele mai cunoscute nodozităţi sunt cele produse de bacteriile din genul Rhizobium care au o mare abilitate de a fixa N2.

60



Aceste bacterii au rol major în fixarea azotului atmosferic, de aceea mai sunt numite şi bacterii fixatoare de azot . Ele folosesc drept sursă de carbon substanţele organice fără azot,fixând azotul din atmosferă şi utilizându-l pentru sinteza diferitelor componente celulare. O

parte din azotul fixat este eliberat în mediul ambiant, iar o parte este mineralizată dupămoartea bacteriilor (de către bacteriile descompunătoare) şi trece într-o formă accesibilă

plantelor superioare. Rolul bacteriilor fixatoare de azot în bilanţul compuşilor azotoşi estedeosebit de mare.

Bacteriile fixatoare de azot pot fi bacterii libere ( Azotobacter, Clostridium) sau simbiotice( Rhizobium).

14.3. Agricultura microbiologică

Datorită efectelor pozitive pe care le au asociaţiile micoriziale asupra producţiilor agricole, aapărut o ştiinţă nouă numită „agricultura microbiologică”.

Agricultura microbiologică este o ramură a microbiologiei care se ocupă cu studiul asociaţiilor plante - microorganisme şi cu bolile plantelor şi animalelor (produse demicroorganisme). Se mai ocupă şi cu studiul microbiologiei fertilităţii solului, respectiv cudegradarea microbiană a materiei organice din sol şi cu transformările substanţelor nutritiveîn sol.

În ceea ce priveşte importanţa microorganismelor pentru agricultură şi influenţa lor asupra protecţiei şi fertilităţii solurilor, numeroase studii au pus în evidenţă faptul cămicroorganismele sunt implicate în:

- Procesul de transformare a nutrienţilor.- Descompunerea componentelor rezistente ale ţesuturilor provenite de la plante şi animale.- Rolul activ în antagonismul microbian.- Participare la formarea de humus.- Prădarea de nematozi.- Îmbunătăţirea structurii solului.- Menţinerea echilibrului biologic în sol.

Întrebări:

1. Ce fel de interacţiuni se stabilesc între microorganismele din sol şi rădăcinile plantelor?2. Când au microorganismele din sol efecte negative asupra plantelor?

Bibliografie



61






62



CAPITOLUL 15

INFLUENŢA MICROORGANISMELOR ASUPRA MATERIEIORGANICE DIN SOL

Cuvinte cheie: materia organică, biodegradare

Obiective:- Cunoaşterea materiei organice din soluri- Cunoaşterea diferitelor tipuri de materie organică specifică solului- Înţelegerea influenţei microorganismelor asupra humusului- Cunoaşterea degradării microbiene a compuşilor organici (denumită şi

biodegradare)

Rezumat

Materia organică specifică solului este constituită dint-un amestec de reziduuri de plante şianimale aflate în diferite stadii de descompunere, precum şi din substanţe sintetizate chimic şi

biologic şi din microorganisme şi animale mici şi reziduurile lor descompuse.

15.1. Definirea materiei organice din sol

Materia organică a solului este definită în „Dicţionarul de ştiinţa solului” (Conea şi colab.,1977) ca fiind „fracţiunea organică a solului care include reziduuri de plante şi animale îndiferite stadii de descompunere, celule şi ţesuturi ale organismelor din sol şi substanţe

specifice solului sintetizate de către populaţia solului”.

Materia organică din soluri este constituită dint-un amestec de reziduuri de plante şi animale(de la micro- la mega-organisme) aflate în diferite stadii de descompunere, din substanţesintetizate chimic şi biologic, din masa microorganismelor şi animalelor mici şi reziduuriledescompuse ale acestora (Schnitzer, 1982).

Tabelul 1Constituenţii majori ai resturilor de plante

(după Pepper şi colab., 1992)Constituenţi % Substanţă uscatăCelulozăHemicelulozăLigninăProteine şi acizi nucleiciSubstanţe solubile (de exemplu zaharuri)

15 - 6010 - 305 - 302 - 15

10

În condiţii optime pentru activitatea microbiană, materia organică este descompusă atât derapid încât nu se poate acumula. Acumularea de materie organică se produce atunci când: (1)

producţia anuală este mare; sau (2) condiţiile nu sunt optime pentru descompunere, cum se

63



întâmplă, de exemplu, în arealele în care precipitaţiile exced evapotranspiraţia sau undenivelul apei freatice este foarte ridicat.

Materia organică specifică solului este humusul . Acesta este definit, în „Dicţionarul de ştiinţasolului” (Conea şi colab., 1977), ca fiind „fracţiunea mai mult sau mai puţin stabilă a

materiei organice din sol alcătuită din substanţe specifice de neoformaţie rezultate prin sinteze microbiene sau având origine reziduală”.

Fenolii, compuşi de origine vegetală, care ajung în sol sunt, în principal lignine, compuşiorganici consideraţi a fi sursa principală de humus. Polimerii fenolici care constituie cea maimare parte a humusului din sol au o origine dublă: microbiană şi vegetală.

Acţiunea fungilor care descompun lignina a fost studiată în cadrul unor cercetări care auarătată că:- Fungii cu micelii brune au oxidat grupările metilenice în grupări carboxilice; o parte dintrelignine au rămas neextractibilă (humine moştenite).

- Fungii cu micelii albe au solubilizat lignina şi au folosit inelele aromatice ca sursă deenergie. Dar mulţi monomeri eliberaţi astfel au fost integraţi în acizii fulvici (AF) sauhuminici (AH), în special în melaninele microbiene, ceea ce le-a stabilizat, în raport cu

biodegradabilitatea.

Prin auto-oxidare sau oxidare enzimatică compuşii fenolici simpli sunt transformaţi în radicalisemichinonici care se asociază cu acizii aminici sau cu fenolii prin intermediul amoniaculuisau oxigenului. Se obţin astfel produşi din ce în ce mai polimerizaţi cu tentă brunie, specificivitalităţii populaţiei şi mediului în care s-au format. Ciupercile, actinomicetele şi bacteriileformează polimeri bruni sau melanine (cu structură puţin cunoscută) , nu numai în celulelelor dar şi în mediu (Berthelin şi Tutain, 1979).

15.2. Formarea şi caracteristicile materiei organice din sol

Solurile nu se pot forma în lipsa factorului biotic. Totuşi, acest factor nu poate fi considerat cavariabilă independentă deoarece este determinat de climă, sol şi condiţiile locale (Florea,2004). Vegetaţia influenţează formarea solului prin furnizarea de materie organică solului,contribuind la acumularea humusului în sol atât în ceea ce priveşte cantitatea cât şi calitateaacestuia.

Astfel, în zonele de stepă pe seama descompunerii resturilor vegetale provenite de la vegetaţiaierboasă bogată în elemente bazice, cantitatea de humus rezultată este mai mare, acesta fiindalcătuit din acizi huminici care imprimă solurilor o culoare închisă. Solurile formate sunt

bogate în humus şi elemente bazice care determină un grad înalt de fertilitate (ca în cazulCernoziomurilor). Solurile formate în zonele de pădure sunt caracterizate printr-o mareaciditate, conţinut scăzut în elemente nutritive, materia organică este slab humificată (seformează humus brut) iar activitatea biologică este redusă (cazul Districambosolurilor). Foarteimportantă este şi provenienţa resturilor vegetale, deoarece sub vegetaţia provenită din

pădurile de foioase, acestea antrenează de două-trei ori mai multe elemente nutritivecomparativ cu resturile vegetale provenite din pădurile de conifere.

64



Activitatea biologică din sol prezintă, alături de vegetaţie, o influenţă foarte mare în procesulde pedogeneză a solurilor.

Materia solidă organică a solului (Geanana şi al., 1999) apare în materialul parental dupăinstalarea plantelor şi animalelor şi prezintă două aspecte:

♦ masa organismelor moarte (rădăcini, resturi organice aeriene căzute la suprafaţa solului,rămăşiţele rezultate din corpul microorganismelor etc.) aflate în diferite stadii dedescompunere;

♦ substanţe organice sintetizate, specifice solului.

15.3. Tipuri de materie organică specifică solului

Solurile prezintă simultan un ansamblu foarte heterogen de substanţe organice de originidiferite:

1) materie vegetală în curs de descompunere;2) materie organică rezistentă (humine moştenite);3) corpuri de microorganisme (biomasa);4) compuşi humici alcalino-solubili de două origini: produşi de origine vegetală ce au

evoluat din partea solubilă în macromolecule aromatice policondensate şi produşi desinteză microbiană de natură atât peptidică dar şi aromatică (Flaing şi al., 1975 - citaţide Brukert, 1979);

5) o fracţiune din aceşti produşi devine neextractibili (humine insolubile);6) metaboliţi microbieni neextractibili, ca şi polizaharide (humine microbiene).

Proporţia relativă a acestor fracţiuni depinde în mod direct de activitatea biologică din mediul

respectiv. În mediu foarte activ (sol cu mull) humificarea conduce la formarea unui profil din ce în cemai organic, de la suprafaţă spre profunzime, conţinând 50 – 80 % materie organică subformă de compuşi humici biostabili în raport cu biostructura lor aromatică şi 10-30 % subformă de polizaharide reînnoite în mod constant (Martin şi Haider, 1971 citaţi de Brukert,1979). Aceste două tipuri de compuşi se asociază materialelor minerale pentru a formacomplexe organo-minerale incluse ca ciment în microagregate (constituite din particuleminerale, resturi organice şi corpuri microbiene).Brukert (1979) arată că în mediul foarte activ biologic, compuşii humici biostabili (în raportcu biostructura lor aromatică şi reprezentând 50 - 80 % din materia organică), precum şi

polizaharidele (reînnoite anual şi reprezentând 10 - 30% din materia organică) se asociază

materiei minerale pentru a forma compuşi organo-minerali incluşi ca ciment înmicroagregate, apoi agregate construite pe baza particulelor minerale, resturilor organice şicorpurilor de ciuperci.

65



Fig. 1. Structura complexelor organo-minerale şi formarea agregatelor din sol (dupăBrukert, 1979).

Compuşii organici sunt încorporaţi în sol, în zona de suprafaţă, prin descompunerea resturilor de plante (ca de exemplu frunze, iarbă). Aceste resturi organice sunt descompuse de cătremicroorganismele din sol, care utilizează substanţele organice ca hrană sau substrat microbial.Principalii constituenţi ai plantelor (Tab. 1) diferă prin gradul de complexitate şi prin uşurinţacu care pot fi descompuşi de microorganisme. În general, constituenţii solubili sunt uşor metabolizabili şi descompuşi rapid, în timp ce lignina, de exemplu, este forte rezistentă laatacul microorganismelor. Rezultatul descompunerii microbiene este eliberarea nutrienţilor

pentru microorganisme sau metabolismul plantelor, ca şi descompunerea parţială a

reziduurilor complexe de plante. Aceste reziduuri complexe modificate microbian sunt, încele din urmă, încorporate în macromolecule mari care formează baza stabilă a materieiorganice. Această matrice organică stabilă este metabolizată încet de către microorganismeleindigene, ceea ce reprezintă un proces ce are ca rezultat aproape 2 % materie organicăcomplexă.

În mediu puţin activ (sol cu moder şi mor), din contră, s-a format un profil puternicdiferenţiat, având un orizont cu materie organică rezistentă (moder, mor) şi un orizont deacumulare a materiei organice redistribuite, dând naştere complexelor organo-minerale custructuri de precipitare.

Materia organică din sol mai poate fi împărţită şi în substanţe humice şi nehumice. Acesteadin urmă sunt constituite din carbohidraţi, proteine, peptide, aminoacizi, grăsimi, ceruri,alcani şi acizi organici cu molecule mici. Cea mai mare parte a acestor compuşi suntconsumate relativ rapid de microorganismele din sol.

O mică parte din substanţele ne-humice sau derivaţii lor pot scăpa totuşi de atacul microbian,în mod particular în acele zone din sol în care predomină condiţiile anaerobe şi/sau acestefracţii devin stabile (″ protejate″) prin adsorbţie pe coloizii solului. Datorită structurilor lor complexe sau toxicităţii la microorganisme, unii compuşi ne-humici cum sunt lignina şifenolicii plantelor sunt, de asemenea, rezistenţi la descompunere şi tind să se acumuleze în solca formă parţial degradată sau alterată microbian.

66



Acestea, împreună cu produşii relativ stabili la sinteza microbiană, sunt denumiţi substanţehumice.

Cea mai mare parte a materiei organice din sol este constituită din substanţe humice. Acesteasunt amorfe, închise la culoare, hidrofile, acide, parţial aromatice, substanţe organice

complexe din punct de vedere chimic şi care au o greutate moleculară foarte mare. Pe bazasolubilităţii lor în alcali şi acizi, substanţele humice au fost împărţite în trei mari grupe: acizi huminici - solubili în alcalii diluaţi dar precipită din alcalii prin acidifiere; acizi fulvici - care rămân în soluţie atunci când extractul alcalin este acidifiat, fiind

solubil atât în soluţii diluate alcaline cât şi acide; humine - este fracţiunea humică ce nu poate fi extrasă din sol sau sedimente prin

soluţii diluate acide sau bazice.

Aceste trei fracţiuni sunt similare, fiind diferite prin greutatea lor moleculară şi grupărilefuncţionale pe care le conţin. Acizii fulvici au greutate moleculară mai mică faţă de celelaltedouă fracţiuni humice şi conţin multe grupări funcţionale cu oxigen (CO 2H, OH, C=O) pe

unitatea de greutate.

Caracteristicile importante pe care le prezintă acizii humici sunt rezistenţa destul de mare ladegradarea microbiană şi capacitatea lor de a forma complexe hidrostabile şi insolubile cuionii metalici şi oxihidroxizii şi de interacţiona cu mineralele argiloase (Schnitzer, 1982).

Cea mai importantă proprietate a substanţelor formate în sol este capacitatea sau incapacitatealor de a se dizolva în apă. Acizii huminici sunt consideraţi insolubili în apă, ceea ce justificăformarea orizonturilor acumulative. Acizii fulvici sunt uşor solubili în apă şi justificăformarea orizonturilor eluviale, inclusiv podzolice

Acizii humici (parte importantă a materiei organice a solului) sunt în esenţă rezerve de azotimplicate gradual în ciclurile metabolice biologice şi este folosit de către plante (Kononova şial., 1977).

15.4. Influenţa microorganismelor asupra materiei organice din sol

Natura şi intensitatea biodegradării compuşilor organici din sol precum şi sinteza lor suntdependente de natura şi aportul materialului organic proaspăt precum şi de condiţiile de mediu(climă, textură, pH, grad de saturaţie etc.).

Fenolii compuşi de origine vegetală ce ajung în sol sunt în principal lignine (considerate a fisursa principală a humusului).Cele două grupe principale de fungi care descompun lignina au avut acţiuni diferite:- Fungii cu micelii brune au oxidat grupările metilenice în grupări carboxilice; o parte dintrelignine a rămas neextractibilă (humine moştenite).- Fungii cu micelii albe au solubilizat lignina şi au folosit inelele aromatice ca sursă deenergie. Dar mulţi monomeri eliberaţi astfel au fost integraţi în acizii fulvici (AF) sauhuminici (AH), în special în melaninele microbiene, ceea ce le-a stabilizat, în raport cu

biodegradabilitatea.Polimerii fenolici care constituie cea mai mare parte a humusului din sol au o origine dublă:

microbiană şi vegetală.67



Prin auto-oxidare sau oxidare enzimatică compuşii fenolici simpli sunt transformaţi în radicalisemichinonici care se asociază cu acizii aminici sau cu fenolii prin intermediul amoniaculuisau oxigenului. Se obţin astfel produşi din ce în ce mai polimerizaţi cu tentă brunie, specificivitalităţii populaţiei şi mediului în care s-au format. Ciupercile, actinomicetele şi bacteriileformează polimeri bruni sau melanine (cu structură puţin cunoscută) , nu numai în celulele lor

dar şi în mediu (Berthelin şi Tutain, 1979).

Algele cu clorofilă care se dezvoltă la suprafaţa solului în anumite condiţii favorabile pentrudezvoltarea lor pot acoperi solul cu o pojghiţă verde sau portocalie. Dezvoltarea intensă aalgelor pe suprafaţa solului umed îl îmbogăţeşte în materie organică rezultată prin fotosinteză.Abilitatea algelor albastre de a produce clorofilă le dă independenţă faţă de materia organicădin sol.Rolul cel mai important îl au algele în condiţiile de viaţă automorfă, deoarece formează, înacest caz, însemnate cantităţi de materie organică (Eliade şi colab., 1975).

Bacteriile şi fungii sunt capabile de descompunerea materiei organice şi de eliberarea, prin

aceasta, de nutrienţi de legătură, dar sunt implicate şi în descompunerea rocilor şi mineralelor şi prin aceasta în producerea de acizi organici chelataţi.Fungii şi bacteriile din sol sunt, în general, active între 0o şi 65oC multe dintre ele având unoptim al activităţii, în jurul temperaturii de 25oC. În ceea ce priveşte pH, atât fungii cât şi

bacteriile au un optim de dezvoltare la pH aproape de neutru, dar fungii tind să devinădominanţi în condiţii acide, pe când bacteriile tolerează pH-ul ridicat.

Papacostea (1976) subliniază faptul că atât bacteriile cât şi fungii sunt capabile dedescompunerea materiei organice şi de eliberarea, prin aceasta, de nutrienţi de legătură, dar sunt implicate şi în descompunerea rocilor şi mineralelor şi prin aceasta de producerea deacizi organici chelatizaţi.

Întrebări:1. Ce este materia organică a solului ?2. Care sunt procesele e formare a materiei organice a solului?3. Care sunt caracteristicilor specifice ale materiei organice a solului ?4. Care sunt tipurile de materie organică specifică solului?5. Care este influenţa microorganismelor asupra materiei organice a solului?6. Cum este denumită degradarea microbiană a compuşilor organici din sol?

7. Cum este denumit procesul de acumulare în sol a substanţelor organice sub influenţa plantelor şi microorganismelor?

Bibliografie



Eliade Gh., Ghinea L., Ştefanic Gh., 1974. Microbiologia solului. Bazele biologice aleagrotehnicii. Editura CERES, Bucureşti: 338 pp.68






69



CAPITOLUL 16

PEDOTRĂSĂTURILE BIOGENE

Cuvinte cheie: pedotrăsături, pedotrăsături biogene

Obiective:- Cunoaşterea factorului care generează pedotrăsăturile biogene- Recunoaşterea principalelor tipuri de pedotrăsături biogene- Cunoaşterea influenţei pedotrăsăturilor biogene asupra caracteristicilor

solului- Cunoaşterea influenţei pedotrăsăturilor biogene asupra microorganismelor

Rezumat

Neoformaţiile din sol sunt cunoscute în micromorfologie sub denumirea de pedotrăsături, caresunt unităţi de asamblaj eterogene prezente în sol şi uşor de recunoscut faţă de materialuladiacent. Pedotrăsăturile biogene sunt pedotrăsăturile generate de activitatea macrofaunei şimezofaunei solului. Aceste pedotrăsături pot fi observate în secţiunile subţiri de sol cu saufără ajutorul instrumentelor optice. În solui sunt prezente numeroase tipuri de pedotrăsăturicare poartă amprenta dimensiunilor şi caracteristicilor organismelor care le-au generat, motiv

pentru care sunt uşor de identificat şi asociat cu acestea. Asocierea dintre pedotrăsăturile biogene (create de macro- şi mezofauna solului) şi microorganisme a fost demonstrată de-alungul timpului de numeroase cercetări. Acestea au evidenţiat că activitateamicroorganismelor creşte în zonele dominate de prezenţa pedotrăsăturilor biogene (generatede lumbricide şi enchitreide).

16.1. Definiţia pedotrăsăturilor biogene

Neoformaţiile din sol sunt cunoscute în micromorfologie sub denumirea de pedotrăsături .Conceptul a fost introdus prima dată de Brewer şi Sleeman, în anul 1960 şi definea toateunităţile care au luat naştere ca rezultat al proceselor pedogenetice prezente şi trecute.

Brewer şi Sleeman (1960 - citaţi de Bullock şi colab., 1985) au introdus termenul de"trăsătură pedologică" pentru unităţile din material de sol care se disting faţă de materialuladiacent prin orice caracteristică (de exemplu origine, constituenţi, aranjamentul lor).Trăsăturile pedologice au fost definte ca fiind: „Unităţi de asamblaj prezente în materialelede sol care se disting de materialul adiacent prin diferenţa în concentraţie dintre unul saumai mulţi componenţi, de exemplu o fracţiune granulometrică, materie organică, cristale,componenţi chimici sau asamblaj intern”.

Deşi termenul este folosit pentru trăsături formate în procesul de pedogeneză, sunt incluse şitrăsăturile moştenite din roca parentală sau formate prin procese de depunere a materialului

transportat.70



În Hanbook (Bullock şi colab., 1985) termenul de "trăsătură pedologică" este redus la unsingur cuvânt „pedotrăsătură”, iar definiţia este, în linii generale asemănătoare cu ceaanterioară.

Pedotrăsăturile sunt unităţi de asamblaj eterogene prezente în materialul de sol uşor derecunoscut de materialul adiacent prin diferenţa de concentraţie a unuia sau mai multor componenţi, de exemplu o fracţiune granulometrică, materie organică, cristale, componenţichimici sau prin asamblaj; asamblajele birefringente sunt excluse.

Pedotrăsăturile sunt de mai multe tipuri: texturale; de sărăcire; cristaline; amorfe şicriptocristaline; de asamblaj şi biogene.

16.2. Pedotrăsăturile biogene întâlnite în sol

Pedotrăsăturile biogene sunt pedotrăsăturile generate de activitatea macrofaunei şimezofaunei solului şi care pot fi observate în secţiunile subţiri de sol cu sau fără ajutorulinstrumentelor optice.

Fauna solului generează o serie de pedotrăsături biogene care poartă amprenta dimensiunilor şi caracteristicilor organismelor care le-au produs, motiv pentru care aceste pedotrăsături

biogene sunt uşor de identificat în cadrul orizonturilor pedogenetice (Tab. 16.1).

Fauna existentă în sol a fost grupată în funcţie de mărime, în: microfaună (animale avânddimensiuni < 0,2 mm); mezofaună (0,2 - 4 mm); macrofaună (4 - 80 mm) şi megafaună (> 80mm). Cei mai importanţi reprezentanţi ai mezofaunei sunt enchitreidele şi colembolele, iar aimacrofaunei sunt lumbricidele (râmele).

Coleman şi Crossley (1996) au făcut numeroase cercetări legate de influenţa faunei asupra procesului de structurare a solului, precum şi asupra circuitului nutrienţilor în sol.

Tabelul 16.1Câteva tipuri de pedotrăsături biogene prezente în soluri şi organismele care le

generează(după Coleman şi Crossley, 1996 modificat)

Tipuri de

pedotrăsăturibiogene

Localizarea pedotrăsăturilor

în sol

Organismele care generează

pedotrăsături biogenetip dimensiune(mm)

Pelete organice

Orizontul O.Ostracozi

< 1

Orizonturile de suprafaţă:O, A.

Acarieni (căpuşe)

< 2

Collembole71



1 - 6

Pelete organice

şiorgano-minerale

Partea superioară a profilelor

de sol, respectiv orizonturile:O, A, B.

Nematozi

< 1Pelete organo-

mineraleOrizonturile de suprafaţă:

O, A.Artropode

< 1

Coproliteorganice

Orizonturile de suprafaţă:O, A.

Păduchi de lemn

5 - 12

Insecte şi larvele lor

5 - 20

Coproliteorgano-minerale

Partea superioară a profilelor de sol, respectiv orizonturile:

O, A, B.

Viermi

3 - 15

În tot profilul de sol.Lumbricide (râme) - de dimensiuni mici

100

În tot profilul de sol. Lumbricide (râme)

20 - 200

Bruneau şi colab. (2006) arată că micromorfologia oferă o metodologie unică de studiu anaturii şi distribuţiei spaţiale a componentelor solului, observabile în secţiunile subţiri, dar şi arelaţiilor dintre distribuţia spaţială a populaţiei de microorganisme şi anumite trăsăturispecifice din sol. Aceste trăsături sunt, în special, pedotrăsăturile biogene.

Pedotrăsăturile biogene sunt trăsături pedologice importante pentru sol, din două motive(Bullock şi colab., 1985):

1) reflectă activitatea biologică fostă şi prezentă (Fig. 16.1 - 16.6) precum şi condiţiile demediu;

2) ele formează, adesea, o parte esenţială a structurii solului (Fig. 16.2 - 16.6).

Pedotrăsăturile biogene apar într-o mare varietate de forme şi mărimi şi pot diferi considerabilîn funcţie de forma, mărimea, rugozitatea suprafeţelor lor, compoziţia, culoarea şi asamblajul72



intern (organizarea constituenţilor). Aceste caracteristici reprezentând criterii de descriere şicaracterizare a pedotrăsăturilor biogene.

Fig. 16.1. Coprolit organic (constituit dinfragmente vegetale), generat de activitatealarvelor unor insecte.

Fig. 16.2. Pedotrăsătură biogenă organo-minerală (coprolit) generat de activitatealumbricidelor.

Pedotrăsăturile biogene au diferite forme şi mărimi, în funcţie de caracteristicile organismelor care le-au generat.

Pedotrăsăturile biogene < 2 mm sunt denumite „pelete”, iar cele > 2 mm coprolite (celesferice - Fig. 16.2 - 16.4) şi pedotubuli (cele tubulare).

Aceste pedotrăsături pot fi organice (Fig. 16.1), constituite din fragmente vegetale (de planteşi rădăcini) produse de larvele unor insecte, larve care îşi petrec unul sau mai mulţi ani în sol.

Foarte frecvente în sol sunt şi pedotrăsăturile organice elipsoidale roşcate, generate deacarienii de dimensiuni foarte mici (cum sunt căpuşele din ordinul Acarina sp.) care consumăinteriorul rădăcinilor, păstrând cortexul intact.

Fig. 16.3. Coprolit constituit din materialde sol adus din orizonturile inferioare prinactivitatea lumbricidelor.

Fig. 16.4. Elemente structuraleglomerulare biogene (generate delumbricide).

73



16.3. Influenţa pedotrăsăturilor biogene asupra microorganismelor

Asocierea dintre pedotrăsăturile biogene (create de macro- şi mezofauna solului) şimicroorganisme a fost demonstrată de-a lungul timpului de numeroase cercetări.

Coloniile microbiene pot apărea asociate cu agregatele (în special cele zoogene), fragmentelede resturi vegetale sau cu rizosfera.

Natura habitatului are o importanţă crucială în influenţarea activităţii biologice din sol, deaceea, în ecologia solului, conceptul domeniului funcţional a fost folosit pentru a explicarelaţia spaţială dintre structura solului şi comunităţile de organisme din sol (Bruneau şi colab.,2006).

Activitatea microorganismelor creşte în zonele dominate de

prezenţa pedotrăsăturilor

biogene (Fig. 16.5), generate demacro- şi mezofauna solului.

Bruneau şi colab. (2006) aratăcă densitatea bacteriilor acrescut în zonele cu

pedotrăsături generate delumbricide şi enchitreide,comparativ cu zoneleînvecinate.

(după Bruneau şi colab., 2006)Fig. 16.5. Colonii de bacterii observate în

pedotrăsăturile biogene).

Modificarea numerică a populaţiei de lumbricide şi enchitreide în urma amendării solului, esteimediat urmată de creşterea numărului de pedotrăsături biogene, şi, ulterior, de creştereanumărului coloniilor bacteriene.

Într-un studiu recent, Nunan şi colab. (2003) au studiat distribuţia bacteriilor la diferite scări şiau observat că bacteriile colonizează preferenţial anumite zone şi anume: aproape de pori încazul orizonturilor din partea inferioară a profilului de sol şi mult mai randomizat înorizonturile superioare.

Influenţa pedotrăsăturilor biogene asupra microorganismelor este majoră, în sensul că în

zonele în care aceste pedotrăsături abundă, creşte şi numărul de microorganisme. Aceastadeoarece, materialul de sol din pedotrăsăturile biogene conţine şi secreţii ale glandelor digestive ale lumbricidelor şi enchitreidelor care le generează, ceea ce le transformă în mediiideale pentru activitatea microbiologică.

Întrebări:

Ce sunt pedotrăsăturilor biogene?Cine generează pedotrăsăturile biogene?Care este influenţa pedotrăsăturilor biogene asupra caracteristicilor solului?Care este influenţa pedotrăsăturilor biogene asupra microorganismelor?

74



Bibliografie

Bullock P., Fedoroff N., Jongerius A., Stoops G., Tursina T., 1985. Handbook for soil thinsection description. Waine Research Publications, England: 152 pp.






75



CAPITOLUL 17

BIODIVERSITATEA ŞI BIOSECURITATEA

Cuvinte cheie: biodiversitate, biodiversitatea solului, biosecuritate

Obiective:Cunoaşterea conceptului de biodiversitateCunoaşterea tipurilor de biodiversitateCunoaşterea conceptului de biosecuritate

Rezumat

Biodiversitatea reprezintă diversitatea care există între organisme şi mediul lor de viaţă. Esteun termen prescurtat care provine de la diversitatea biologică şi care a intrat în vocabularulcercetătorilor, practicienilor care aplică în teren conservarea speciilor, ca şi în vocabularul

politicienilor. Biodiversitatea solului sau diversitatea vieţii din sol este alcătuită dinorganismele care îşi petrec toată viaţa sau o parte din ciclurile lor de viaţă în sol sau imediatsub suprafaţa acestuia. Biodiversitatea solului poate fi utilizată ca indicator al calităţii soluluişi al stabilităţii ecosistemelor. Biosecuritatea reprezintă totalitate acţiunilor de protejare avieţii speciilor indigene, a culturilor şi animalelor împotriva atacurilor unor specii patogene şi

boli introduse pe diferite căi într-o anumită zonă, precum şi prevenirea utilizării ilicite a bioorganismelor patogene (produse în laborator) de către personalul de laborator sau de cătrealte persoane şi cuprinde măsurile de protecţie împotriva infectării cu bioorganisme patogene.

17.1. Definiţia biodiversităţii

Termen de diversitatea biologică a fost prescurtat şi a devenit biodiversitate (din latinesculbios = viaţă şi diversitas = varietate, diversitate) fiind utilizat, în principal, de către oameniide ştiinţă, cei care conservă diversitatea biologică, precum şi de către alte persoane interesateîn studiul, protecţia şi utilizarea durabilă (sustenabilă) a organismelor vii.

Biodiversitatea reprezintă diversitatea organismelor dintr-un mediu.

Cuvântul biodiversitate a intrat în vocabularul curent al politicienilor şi celor care se ocupă cuconservarea diferitelor specii, fiind un termen care lipseşte din cele mai multe dicţionare

publicate înainte de anul 1995.

Protejarea biodiversităţii este una dintre cele mai mari provocări cu care se confruntăomenirea. Oamenii de ştiinţă care se specializează în modalităţi de păstrare a acesteia senumesc biologii de conservare.

Conservarea biodiversităţii nu înseamnă conservarea tuturor speciilor în mod artificial, ciconservarea unei specii în habitatul ei, chiar conservarea unei zone sau unui ecosistem.

76



17.2. Conceptul de biodiversitate

Conservarea biodiversităţii este un concept recent introdus, care s-a extind de la tradiţionalulconcept „salvaţi în folosul viitorului umanităţii ” la conceptul de conservare a oricărei specii,

chiar dacă aceasta nu este folosită direct de către om. Acest concept promovează ideea că şicelelalte zece milioane de specii (pe lângă specia umană) au dreptul să trăiască pe această planetă.

Valoarea biodiversităţii este inestimabilă, astfel că protejarea ei este în interesul general al planetei. Resursele biologice sunt baza existenţei, stâlpii de temelie pe care ne construimcivilizaţia.

Produsele naturale sunt produse de bază pentru medicină, farmacie, agricultură, horticultură,cosmetică, construcţii etc. Pierderea biodiversităţii ar însemna diminuarea sau chiar pierderearezervelor de hrană, a resurselor necesare pentru o serie de ramuri industriale. Sănătatea

civilizaţiei umane depinde de sănătatea ecosistemelor, iar sănătatea acestora înseamnă balanţăecologică echilibrată, ceea ce favorizează diversitatea biologică (biodiversitatea).

Ameninţarea biodiversităţii este o problemă care apare din ce în ce mai frecvent pe agenda delucru a forurilor internaţionale, iar protecţia ei constituie o prioritate pentru toate ţările, chiar la nivel legislativ.

Scăderea drastică a numărului indivizilor dint-o specie reprezintă o ameninţare la adresaexistenţei acesteia. În prezent, aproximativ 34000 specii de plante şi 5200 specii de animale,inclusiv una din opt specii de păsări sunt în pragul extincţiei.

Patru mii de ani, civilizaţia umană a dezvoltat o gamă largă de plante şi animale domestice(reprezentând o adevărată comoară genetică) pentru hrana proprie, dar agricultura comercialămodernă restrânge acest număr la câteva specii, ceea ce va avea ca rezultat pierderea acesteicomori care nu va mai putea fi recuperată niciodată. Aceasta ar însemna, printre altele,

pierderea biodiversităţii agricole.

Pentru a preveni acest dezastru, în anul 1992, cu ocazia Conferinţei Naţiunilor Unite asupraMediului şi Dezvoltării din Rio de Janeiro, Brazilia, a avut loc cea mai largă întâlnire de lucrucare a pus bazele unei înţelegeri istorice semnată „Summit-ul Pământului”. La aceastăConferinţă au fost elaborate două Convenţii internaţionale:

- Convenţia privind Schimbările Globale, care are ca ţintă emisiile industriale sau din altesurse care provoacă efect de seră, cum este, de exemplu, bioxidul de carbon.- Convenţia privind Diversitatea Biologică, care reprezintă primul acord global asupra

conservării şi folosirii sustenabile a diversităţii biologice.

Convenţia privind Diversitatea Biologică este cuprinzătoare în obiectivele sale (respectivconservarea biodiversităţii şi folosirea sustenabilă a componentelor ei), şi se ocupă cu o

problemă vitală pentru viitorul umanităţii, şi reprezintă un reper de valoare în legislaţiainternaţională.

77



17.3. Biodiversitatea solului

Biodiversitatea solului sau diversitatea vieţii din sol la nivel genetic, al organismelor şi lanivel ecologic, este alcătuită din organismele care îşi petrec toată viaţa sau o parte din

ciclurile lor de viaţă în sol sau imediat sub suprafaţa acestuia (incluzând şi zona de deşert sau zonele cu prăbuşiri de buşteni).

În studiul biodiversităţii solurilor impresionează două lucruri: diversitatea extraordinară a vieţii solului şi numărul impresionant de microorganisme detectabile într-un gram de sol, respectiv

varietatea coloristică, morfologică şi aspectul coloniilor de bacterii, al fungilor etc.

Abundenţa microorganismelor din sol face ca între specii să existe relaţii de antagonismdatorită competiţie pentru hrană şi pentru spaţiul vital, fiecare având propriile strategii ca deexemplu sinteza antibioticelor.

Este recunoscut faptul că biodiversitatea solului poate fi utilizată ca indicator al calităţiisolului şi al stabilităţii ecosistemelor.

În probele recoltate din stratul/orizontul superior al solului există o mare varietate demicroorganisme aerobe, comparativ cu probele recoltate din orizonturile inferioare ale solului,în timp ce probele de sol recoltate de la adâncimi mai mari conţin o varietate mai mare demicroorganisme anaerobe decât probele de suprafaţă. O mare varietate de organisme apar şi însolurile fertile de sub păduri, comparativ cu solurile nisipoase sau nisipurile.

Conservarea biodiversităţii reprezintă în perioada actuală una din problemele importante lanivel internaţional. Mediul natural al Europei este deosebit de bogat, deţinând printre altele unmare număr de ecosisteme şi habitate. În România, conservarea şi protecţia naturii serealizează, în special, prin declararea şi constituirea la nivel naţional a unei reţele de arii

protejate de diferite categorii.

Ca o consecinţă a poziţionării sale geografice, ţara noastră se bucură de existenţa unei biodiversităţi unice atât la nivelul ecosistemelor şi speciilor, cât şi la nivel genetic.

Pe teritoriul României se reunesc nu mai puţin de 5 regiuni biogeografice, dintre care două,cea stepică şi cea pontică, reprezintă elemente naturale noi adăugate la zestrea Uniunii

Europene, marcând introducerea a numeroase noi tipuri de habitate şi specii. Cele cinciregiuni biogeografice sunt:1. continentală (53%),2. alpină (23%),3. stepică (17%),4. panonică (6%),5. pontică (1%).

Noţiunea de "habitat natural”, aşa cum este definită în Directiva Habitate nr.92/43/CEE privind conservarea habitatelor naturale, a florei şi faunei sălbatice, se referă la zonele terestresau acvatice care se disting prin caracteristici geografice, abiotice şi biotice, în întregime

78



naturale sau seminaturale. Habitatele naturale şi seminaturale, întâlnite la nivel naţionalcaracterizează mediul acvatic, terestru şi subteran:

1- habitatele acvatice - reprezintă habitatele marine, costiere şi de apă dulce;2- habitatele terestre - reprezintă habitatele de pădure, de pajişti şi tufărişuri, habitat de

turbării şi mlaştini, habitat de stepă şi silvostepă;

3- habitatele subterane - reprezintă habitatul de peşteră.

17.4. Biosecuritatea

Biosecuritatea este un termen nou introdus, folosit de către cercetători şi politicieni.

Biosecuritatea reprezintă totalitate acţiunilor de protejare a vieţii speciilor indigene, aculturilor şi animalelor împotriva atacurilor unor specii patogene şi boli introduse pe diferitecăi într-o anumită zonă.

Biosecuritatea înseamnă şi prevenirea utilizării ilicite a bioorganismelor patogene (produse înlaborator) de către personalul de laborator sau de către alte persoane, precum şi protecţiaîmpotriva infectării cu bioorganisme patogene.

Biosecuritatea cuprinde un set întreg de măsuri de prevenire menite să reducă riscul detransmitere a unor boli infecţioase, dăunători de carantină, specii străine invazive, organismevii modificate (genetic).

Biosecuritatea este reprezentată de un spectru larg de măsuri (politici de biosecuritate, regimde reglementări, măsuri ştiinţifice si tehnice) aplicate într-un cadru organizat, necesar minimalizării riscurilor de protecţie pe care biotehnologia modernă le poate aduce asupraechilibrului natural al mediului înconjurător şi sănătăţii umane.

Domeniul biosecurităţii este indisolubil legat de cercetarea fundamentală şi aplicativăimpunându-se orientarea rapidă şi eficientă a politicii de cercetare spre dezvoltareacapacităţilor de cercetare în domeniul biotehnologiilor moderne

Biosecuritatea necesită cooperarea oamenilor de ştiinţă, tehnicienilor, factorilor de decizie politică, inginerilor de securitate şi oficialilor care se ocupă cu aplicarea legii.

Întrebări Ce reprezintă biodiversitateaCe reprezintă conceptul de biodiversitateCe reprezintă biodiversitatea soluluiCe reprezintă biosecuritatea

Bibliografie:


79







80



BIBLIOGRAFIE GENERALĂ

Anastasiu N., Grigorescu D., Mutihac V., Popescu Gh.C., 1998. Dicţionar de geologie.

Editura Didactică şi pedagogică, Bucureşti: 347 pp. Berthelin J. şi Tutain F., 1979. Biologie des sols. Cap. VII. In: M. Bonneau et B. Souchier.

Pédologie. 2. Constituents et propriétés du sol. Masson: 123 – 160.

Bruer R., Sleeman J.R., 1960. Soil structure and fabric. Their formation and description.Iornasl of Soil Science, mo. 11: 172 – 190.

Brukert S., 1979. Analyse des complexes organo-mineral de sols. In: M. Bonneau et B.Souchier. Pédologie. 2. Constituents et propriétés du sol. Masson: 459 pp.

Bruneau P.M.C., Davidson D.A., Grieve I.C., Young I.M., Nunan N., 2006. The effects of soilhorizons and faunal excrement on bacterial distribution in an upland grassland soil.

Article published online (5 Jan. 2006): 13 pp. Bullock P., Fedoroff N., Jongerius A., Stoops G., Tursina T., Babel U ., 1985. Handbook for

soil thin sections description. Wine Research Public. : 152 pp.




Geanana M., Şeclăman M., Florea N., 1999. Geografia solurilor cu noţiuni de pedologiegenerală. Curs, partea I: Materia solidă a solurilor. Editura Universităţii Bucureşti: 104

pp.


Hattori T., 1973. Microbial life in soil. Marcel Dekker INC:; New York: 427 pp.

Nunan N., Wu K., Young I.M., Crawford J.W., Ritz K., 2003. Spatial distribution of bacterialcommunities and their relationships with the micro-architecture of soil. FEMS

Microbiology Ecology 44: 203 – 215. Papacostea P., 1976. Biologia solului. Editura Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti: 272 pp.

Pepper I., L., Josephson K.L., 1992. Biotic activity in soil and water. Cap. 4. In: Ian I.,Pepper, Charles P., Gerba şi Mark L. Brusseau (Edts): Pollution Science. AcademicPress: 31-44.



81

Micro Biolog i e

Documents

Transcript of Micro Biolog i e