Definiţia şi obiectul de studiu al microbiologiei soluluiMicrobiologia 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 şi interacţiunile dintre aceste microorganisme şi plantele superioare.

Microbiologia solului studiază microbiota care locuieşte în sol şi procesele pe care aceasta le mediază, 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 includ nematozii, acarienii, precum şi alte microartropode. Aceste organisme, denumite colectiv biota solului, funcţionează într-un ecosistem subteran în care găsesc diferite surse de hrană.

Definiţia microorganismelor solului şi principalele lor caracteristici Microorganismele sunt organisme cu dimensiuni foarte mici, microscopice (vizibile doar la microscop), de obicei unicelulare. Ele reprezintă un grup extrem de eterogen de organisme şi deosebit de important pentru biosferă.

Microorganismele care trăiesc în sol se împarte, la fel ca toate celelalte microorganisme, în două 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.

Micropopulaţia solului

Una dintre trăsăturile principale ale solului, pentru care acesta este socotit „un corp viu” este aceea 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 tipuri de micelii de fungi.

Microorganismele care populează solul sunt încadrate în 6 grupe care se deosebesc prin caracteristici 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 microbiologiei solului deoarece sunt constituiţi dintr-un amestec de fungi şi alge.

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

- regnului vegetal (microflora solului) având ca reprezentanţi algele, bacteriile, actinomicetele, fungii (ciupercile microscopice);

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

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

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

În ceea ce priveşte localizarea microorganismelor în sol, nu se poate vorbi de o distribuţie uniformă 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 apropierea surselor 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, la care se adaugă cianobacteriile, viruşii, lichenii şi micomicetele.

Microflora constituie elementul cel mai important pentru viaţa din sol, deoarece are numeroşi reprezentanţi 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 un număr aproape infinit de transformări biochimice. Tabelul 2 Estimare 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 107 500

Fungi 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 de descompunerea materiei organice şi, prin aceasta, de eliberarea de nutrienţi, dar sunt implicate şi în descompunerea rocilor şi mineralelor şi, prin aceasta, în producerea de acizi organici chelatizaţi.

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 foarte numeroase, ca de exemplu la 1010 - 1020 celule bacteriene pe cm3. Celulele individuale sunt, în general, mai mari în aceste locuri bogate în nutrienţi comparativ cu solul adiacent. Astfel, în rizosferă 20% dintre bacterii au dimensiuni 0,3 m şi 30 % sunt 0,5 m . În rizosferă, atunci când substanţele sunt nelimitate se dezvoltă numeroase colonii constituite din multe tipuri de actinomicete şi bacterii. Interiorul multor microagregatelor din zona rizosferei este 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 necesare microorganismelor care, la rândul lor, au o acţiune de legare a constituenţilor solului în microagregate.

Bacteriile sunt foarte greu de localizat în matricele argiloase datorită faptului că au dimensiuni foarte mici, aderă puternic la suprafaţa particulelor de argilă şi sunt acoperite cu polizaharide extracelulare. Efectul major al acţiunii bacteriilor de aderare la suprafaţa argilelor are ca rezultat formarea microagregatelor (observate cu ajutorul TEM). Influenţa asupra 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 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 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 sau aceasta este densă şi dezorganizată, spre deosebire de celulele fungilor din zona apropiată suprafeţei 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 în evidenţă 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 a duce la moartea celulelor bacteriene, urmează o perioadă ploioasă, poate să apară un flux tranzitoriu de materie organică solubilă. Aceasta poate fi interceptată toată de către microorganismele aflate în, sau pe suprafaţa agregatelor, înainte ca acest flux să ajungă în interiorul acestora (Hillham şi al., 1993). În această situaţie celulele

bacteriene din interiorul agregatelor nu au ocazia să depună rezerve. Deşi bacteriile apar în microporii din vecinătatea suprafeţei 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.

Macroporii dintre agregate se drenează mai repede decât microporii din interiorul lor, în astfel de 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 prezenţa oxigenului. Deşi alte tipuri de bacterii anaerobe posedă aceste enzime, ele utilizează electroni terminali acceptori alţii decât oxigenul, cum ar fi nitratul sau sulfatul. Bacteriile facultativ anaerobe pot folosi oxigenul sau forme combinate ale lui ca electroni terminali acceptori.

5.3. Microfauna solului

Microfauna solului este definită ca fiind parte a populaţiei animale din sol care este formată din 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 de alterare au condus la studii în zonele deşertice şi polare sau în condiţii controlate de laborator, unde numărul lor este considerabil redus şi unde multe specii sunt absente.

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 o membrană) 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). Cele mai multe alge microscopice au dimensiuni cuprinse între 2 - 20 µm*).

*) 10 µm = 10-2 mm

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), brun verzui (Chrisophiceae), roşii (Chlorophiceae) etc.

Pigmenţii lor fotosintetici sunt mult mai diferiţi decât cei ai plantelor superioare, iar celulele lor au trăsături care nu sunt întâlnite nici la plante nici la animale. Din punctul de vedere al evoluţiei, algele nu sunt apropiat înrudite unele cu altele. Din acest motiv, grupurile specifice se disting de protozoare şi fungi doar prin prezenţa cloroplastelor şi prin capacitatea fotosintetică.

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 roci vechi de 2,3 miliarde de ani.

Algele sunt abundente în habitatele umede şi iluminate de la suprafaţa solului şi până la adâncimea 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 de vedere 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 în marele grup al producătorilor.

Sunt organisme unicelulare, bacilare sau sferice, trăind mai rar izolat şi mai frecvent în filamente 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 de carbon din atmosferă. Algele albastre sunt organismele cu cele mai simple necesităţi nutriţionale şi sunt cunoscute prin capacitatea de a realiza simultan fotosinteza şi fixarea azotului 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 condiţii ecologice 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 microflorei solurilor 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 (în special genul Oscillatoria).

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, algele roşii. La acestea din urmă, pigmenţii asimilatori verzi (clorofile) care au capacitate fotosintetică la fel ca cea a plantelor superioare sunt mascaţi de pigmenţii de alte culori (roşii etc.). Datorită prezenţei pigmenţilor asimilatori, algele verzi sunt considerate plante inferioare.

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 în condiţii revene - umede, altele sunt prezente în condiţii de uscăciune.

Uneori dezvoltarea algelor poate fi atât de explozivă încât suprafaţa solului apare acoperită de o 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 în solurile din întreaga lume. Una dintre speciile de alge verzi specifice pentru sol este Chlorococcus humicola.

Masa acestor alge poate varia de la 10 la 500 Kg/ha. În plus, pe lângă faptul că produc o cantitate 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 populează stratele superficiale ale solului. Unele specii pot funcţiona ca heterotrofe la întuneric. Câteva specii sunt fotoheterotrofe folosind lumina pentru energie dar nu pot sintetiza toată materia organică 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 materie organică.

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

. 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 pe care 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 grup distinct, 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 pe argile şi pe humus. Tehnicile de apreciere a numărului de bacterii din sol prin cultivare în laborator reflectă, în general, numai 1 - 10% din situaţia reală, deoarece nici un mediu de cultură 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.

În ceea ce priveşte numărul bacteriilor din sol, acesta variază de la 2 - 3 milioane la 2 - 3 miliarde într-un gram de sol. 2 miliarde de bacterii cântăresc aproximativ 0,2% din greutatea totală 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 numărul celor anaerobe.

Dimensiunile bacteriilor oscilează în general între 0,1 - 2 m. Cele care trăiesc în sol prezintă un diametru de aproximativ 0,5 m, iar bacteriile sporogene pot avea dimensiuni mai mari, atingând 1 - 1,5 m (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 se deplasează cu ajutorul cililor care sunt dispuşi fie uniform pe suprafaţa celulei, fie câte unul la unul 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 nu delimitată net de exterior. Din punct de vedere chimic capsula poate fi de natură polizaharidică sau de natură polipeptidică (Papacostea, 1976). Prin funcţiile pe care le îndeplineşte, 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 pozitive şi bacterii Gram negative. La bacteriile Gram pozitive peretele celular conţine o proteină specială 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 aceeaşi constituţie, dar compuşii se găsesc în cantitate mai mică, excepţie făcând doar grăsimile care sunt în cantitate mai mare (15 - 20 %).

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 evoluţiei morfologice şi fiziologice (comparativ cu celelalte microorganisme).

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

Fungii (sau ciupercile microscopice) sunt microorganisme nefotosintetice deoarece sunt lipsite de pigmenţi fotosintetizanţi, fiind microorganisme saprofite care descompun materia organică moartă din sol. Fungii sunt eucariote cu membrană nucleară şi pereţi celulari.

Fungii reprezintă o parte importantă din biomasa microbiană din sol, datorită ramificării şi creşterii miceliului care se extinde într-un volum foarte mare de sol. Cu toate acestea, numărul lor este mai mic decât cel al bacteriilor, apreciindu-se că numărul unităţilor fungice variază între 20.000 şi 1.000.000/g de sol. Dar, datorită morfologiei filamentoase extensive a majorităţii fungilor, este dificilă definirea numărului fungilor în sol, motiv pentru care cercetătorii folosesc biomasa sau lungimea hifelor per m 2 ca unitate de exprimare a abundenţei lor în sol. Biomasa fungică tipică este de 1.000 - 15.000 kg/ha în primii 15 cm ai solului, fungii dominând astfel biomasa totală în multe soluri, depăşind-o şi pe cea a bacteriilor.

Zeci de mii de specii de fungi au fost identificate în soluri, reprezentând 170 de genuri. Peste 2.500 de specii au fost raportate într-o singură locaţie. Cercetătorii estimează însă că ar mai există 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 din sol (Eliade şi colab., 1975).

Descompunerea fungică a substanţelor organice din soluri este un proces care se desfăşoară în mai multe etape în care fiecare gen îşi aduce contribuţia sa: în prima etapă sunt descompuse substanţele simple (zaharuri, acizi organici) de către fungii din genul Mucor (mucoracee), apoi intervin fungii din genurile Penicillium şi Aspergillus pentru a descompune substanţele mai 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 adesea răsucite formând micelii care apar ca o ţesătură din frânghii. Miceliile fungilor sunt adesea vizibile şi apar ca filamente subţiri, albe sau colorate, care acoperă resturile de plane de la suprafaţa 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 exces de umiditate.

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

Fiind organisme heterotrofe, fungii folosesc materialele organice vii şi moarte atât ca sursă de carbon, 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 din soluri, 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 mai multe 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., 1975). În solurile cu valori scăzute ale pH-ului, bacteriile au o dezvoltare slabă, iar fugii neavând concurenţă se dezvoltă mai bine.

Sunt microorganisme libere sau asociate cu rădăcinile plantelor. Fungii care formează asociaţii 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 au fost privite ca arme folosite în competiţia pentru hrană. Unii cercetători (Woodruff citat de Eliade şi colab., 1975) consideră antibioticele ca metaboliţi secundari proveniţi din concentraţii anormale ale constituenţilor celulari.

O serie de ciuperci microscopice (fungi) sunt patogene pentru plante.

Protozoarele care trăiesc în sol

Protozoarele sunt microorganisme monocelulare care aparţin regnului animal, au o organizare 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 numeroase creaturi ale microfaunei solului. Sunt microorganisme unicelulare mobile care capturează şi ingeră hrana.

Protozoarele din microbiota permanentă sunt prezente mai ales la suprafaţa solului umed şi în stratul 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, în funcţie 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 diametru cuprins 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

- 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 menţinerea echilibrului 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 suprafaţa elementelor

structurale. În perioadele de uscăciune sau când hrana este în cantitate foarte mică formează 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 numeroase în 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 prin intermediul 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 le oferă protecţie, ceea ce explică marea lor diversitate în sol.

Solul este un mediu extrem de complex si heterogen, descris, in mod obisnuit, ca un sistem dinamin cu trei faze:

-solida

-lichida

-gazoasa

Faza solida reprezinta aproximativ jumatate din volumul solului. Este compus din substante minerale si organice. Este descrisa adesea ca o matrice a solului, care controleaza, forma, volumul si distributia celorlalte doua faze (Stolzy si Val Gundy).

Functiunea minerala are o compozitie variabila inn functie de natura rocilor parentale, care pot fi:

-roci vulcanice

-roci sedimentare

-roci metamorfice

Rocile sunt infertile si reprezinta medii neadecvate pentru dezvoltarea microorganismelor. Ele pot adaposti enele microorganisme-pionier, cum sunt cianibacteriile, algele si unele eubacterii, ulterior microfungi si licheni. In general, bacteriile sunt localizate la nivelul unei fisuri care pot retine apa.

Faza lichida este prezentata de apa din porii solului si de pe suprafata particulelor de sol. Ea contine in stare dizolvata sau de dispersie coloidala diferite substante minerale si organice, utile atat microorganismelor cat si plantelor. Este cunoscuta sub denumirea de solutia solului. Reprezinta intre 0,1% si 1% din greutatea solului.

Faza gazoasa corespunde aerului prezent in porii liberi de apa. Are o compozitie modificata fata de aerul atmosferic, in sensul prezentei unei cantitati mai mici de O2 sau a unei mai mari cantitati de CO2.

Compozitia solului reflecta pe cea a rocii din care s-a format. Exista si devieri de la aceasta compozitie medie, cum este cazul solurilor extrem de bogate in substante organice si virtual lipsite de siliciu, reprezentate de turba.

Mineralele din sol sunt prezente sub forma de particule cu marimi diferite, fiecare putand sa contina mai mult de un tip de minerale si caracterizate in functie de dimensiuni.

Formarea solului

Formarea solului sau solidificarea este un proces complex si foarte indelungat, in cursul caruia, prin interventia unor mecanisme fizice, chimice si biologice, roca parentala (roca-mama), sterila si inerta, dobandeste caracterul de fertilitate, fiind convertita la stadiul de sol.

Pentru a evalua spre stadiul de sol este necesar ca roca parentala originara sa posede o compozitie mineralogica adecvata. Ea trebuie sa contina toti constituentii minerali necesari, in proportiile corespunzatoare pentru a asigura produsul final, solul, atat structura, cat si compozitia chimica ce conditioneaza caracterul de fertilitate.