Mikroorganismer er meget små former for liv, der undertiden kan leve som enkeltceller, selv om mange også danner kolonier af celler. Der er normalt brug for et mikroskop for at se de enkelte celler af disse organismer. Der findes langt flere mikroorganismer i overjord, hvor der er rigeligt med fødekilder, end i underjord. De er især talrige i området umiddelbart ved siden af planternes rødder (kaldet rhizosfæren), hvor afstødte celler og kemikalier, der frigives af rødderne, udgør en klar fødekilde. Disse organismer er primære nedbrydere af organisk materiale, men de gør også andre ting, f.eks. tilfører kvælstof gennem fiksering for at hjælpe planter i vækst, afgifter skadelige kemikalier (toksiner), undertrykker sygdomsorganismer og producerer produkter, der kan stimulere plantevækst. Mikroorganismer i jorden har haft en anden direkte betydning for mennesker – de er kilden til de fleste af de antibiotiske lægemidler, som vi bruger til at bekæmpe sygdomme.
Bakterier
Bakterier lever i næsten alle levesteder. De findes i dyrs fordøjelsessystem, i havet og ferskvand, i kompostbunker (selv ved temperaturer på over 130°F) og i jordbunden. Selv om nogle typer bakterier lever i oversvømmede jorde uden ilt, kræver de fleste bakterier velbeluftede jorde. Generelt har bakterier en tendens til at klare sig bedre i jord med neutral pH end i sur jord.
Ud over at være blandt de første organismer, der begynder at nedbryde restprodukter i jorden, gavner bakterier planterne ved at øge tilgængeligheden af næringsstoffer. For eksempel opløser mange bakterier fosfor, hvilket gør det mere tilgængeligt for planterne at bruge. Bakterier er også meget nyttige ved at tilvejebringe kvælstof til planterne, som de har brug for i store mængder, men som ofte er mangelfuldt i landbrugsjord. Du undrer dig måske over, hvordan jordbunden kan mangle kvælstof, når vi er omgivet af kvælstof – 78 % af den luft, vi indånder, består af kvælstofgas. Alligevel står både planter og dyr i samme dilemma som den gamle søfarer, der drev rundt på havet uden ferskvand: “Vand, vand, vand, overalt og ingen dråbe at drikke.” Desværre kan hverken dyr eller planter bruge kvælstofgas (N2) til deres ernæring. Nogle typer bakterier er dog i stand til at optage kvælstofgas fra atmosfæren og omdanne det til en form, som planter kan bruge til at fremstille aminosyrer og proteiner. Denne omdannelsesproces er kendt som nitrogenfiksering.
Nogle nitrogenfikserende bakterier danner gensidigt fordelagtige forbindelser med planter. Et sådant symbiotisk forhold, der er meget vigtigt for landbruget, omfatter den kvælstoffikserende rhizobia-bakteriegruppe, der lever i knolde, som dannes på rødderne af bælgplanter. Disse bakterier leverer kvælstof i en form, som bælgplanter kan bruge, mens bælgplanterne forsyner bakterierne med sukkerstoffer til energi.
Mennesker spiser nogle bælgplanter eller produkter heraf, f.eks. ærter, tørrede bønner og tofu fremstillet af sojabønner. Sojabønner, lucerne og kløver anvendes til dyrefoder. Kløver og håret vikke dyrkes som dækafgrøder for at berige jorden med organisk materiale og kvælstof til den efterfølgende afgrøde. I en lucernemark kan bakterierne binde hundredvis af pund kvælstof pr. hektar hvert år. Med ærter er mængden af kvælstof, der bindes, meget lavere, omkring 30 til 50 pund pr. acre.
Aktinomyceterne, en anden gruppe af bakterier, nedbryder store ligninmolekyler til mindre størrelser. Lignin er et stort og komplekst molekyle, der findes i plantevæv, især i stængler, og som er vanskeligt for de fleste organismer at nedbryde. Lignin beskytter også ofte andre molekyler som f.eks. cellulose mod nedbrydning. Actinomyceter har nogle egenskaber, der ligner svampes egenskaber, men de bliver nogle gange grupperet for sig selv og får samme regnskab som bakterier og svampe.
RELATIVE MÆNGDER AF BACTERIER OG SVAMPER
Alle jorde indeholder både bakterier og svampe, men de kan have forskellige relative mængder afhængig af jordbundsforholdene. De generelle måder, hvorpå du forvalter din jord – mængden af forstyrrelser, den tilladte surhedsgrad og de typer af tilførte restprodukter – vil bestemme den relative forekomst af disse to store grupper af jordorganismer. Jord, der forstyrres regelmæssigt ved intensiv jordbearbejdning, har tendens til at have et højere niveau af bakterier end af svampe. Det samme gælder oversvømmede risjorde, fordi svampe ikke kan leve uden ilt, mens mange arter af bakterier kan. Jorde, der ikke bearbejdes, har tendens til at have mere af deres friske organiske materiale ved overfladen og til at have højere niveauer af svampe end bakterier. Da svampe er mindre følsomme over for surhedsgrad, kan der forekomme højere niveauer af svampe end bakterier i meget sure jordtyper. På trods af mange påstande vides der ikke meget om den landbrugsmæssige betydning af bakterie- kontra svampedominerede mikrobielle jordbundssamfund, bortset fra at bakterieprævalente jorde er mere karakteristiske for mere intensivt bearbejdede jorde, der også har tendens til at have høj tilgængelighed af næringsstoffer og forbedrede næringsstofniveauer som følge af hurtigere nedbrydning af organisk materiale.
Svampe
Svampe er en anden type jordmikroorganisme. Gær er en svamp, der anvendes til bagning og til fremstilling af alkohol. Andre svampe producerer en række antibiotika. Vi har sikkert alle sammen ladet et brød ligge for længe for at finde svampe, der vokser på det. Vi har set eller spist svampe, som er frugtsvampene fra nogle svampe. Landmænd ved, at svampe forårsager mange plantesygdomme som f.eks. dunet meldug, fugtskader, forskellige former for rodråd og æbleskørhed. Svampe sætter også gang i nedbrydningen af friske organiske restprodukter. De hjælper med at sætte gang i tingene ved at blødgøre organisk affald og gøre det lettere for andre organismer at deltage i nedbrydningsprocessen. Svampe er også de vigtigste nedbrydere af lignin og er mindre følsomme over for sure jordbundsforhold end bakterier. Ingen af dem er i stand til at fungere uden ilt. Lav jordforstyrrelse som følge af systemer med reduceret jordbearbejdning har tendens til at fremme ophobning af organiske rester ved og nær overfladen. Dette har en tendens til at fremme svampevækst, som det er tilfældet i mange naturlige uforstyrrede økosystemer.
Mange planter udvikler et gavnligt forhold til svampe, der øger røddernes kontakt med jorden. Svampene inficerer rødderne og sender rodlignende strukturer, kaldet hyfer, ud (se figur 4.2). Hyphaerne fra disse mykorrhizasvampe optager vand og næringsstoffer, som så kan give næring til planten. Hyphaerne er meget tynde, ca. 1/60 af diameteren på en planterod, og de er i stand til at udnytte vand og næringsstoffer i små rum i jorden, som ellers ville være utilgængelige for rødderne. Dette er især vigtigt for fosforernæring af planter i jord med lavt fosforindhold. Hyferne hjælper planten med at optage vand og næringsstoffer, og til gengæld modtager svampene energi i form af sukkerstoffer, som planten producerer i bladene og sender ned til rødderne. Dette symbiotiske gensidige afhængighedsforhold mellem svampe og rødder kaldes et mykorrhizabundt forhold. Alt taget i betragtning er det en ret god aftale for både planten og svampen. Disse svampes hyfer hjælper med at udvikle og stabilisere større jordaggregater ved at udskille en klæbrig gel, der limer mineralske og organiske partikler sammen.
MYKORRHIZASVAMPER
Mykorrhizasvampe hjælper planterne med at optage vand og næringsstoffer, forbedrer bælgplanternes kvælstoffiksering og hjælper med at danne og stabilisere jordaggregater. Ved afgrøderotationer udvælges flere typer og bedre fungerende svampe end ved monoafgrøder. Nogle undersøgelser viser, at anvendelse af dækafgrøder, især bælgplanter, mellem hovedafgrøderne bidrager til at opretholde et højt niveau af sporer og fremmer en god mykorrhizadannelse i den næste afgrøde. Rødder med mange mykorrhizaer er bedre i stand til at modstå svampesygdomme, parasitære nematoder, tørke, saltholdighed og aluminiumforgiftning. Mykorrhizasammenslutninger har vist sig at stimulere de fritlevende kvælstoffikserende bakterier azotobacter, som også producerer plantevækststimulerende kemikalier.
Alger
Alger omdanner ligesom afgrødeplanter sollys til komplekse molekyler som sukkerstoffer, som de kan bruge til energi og til at opbygge andre molekyler, de har brug for. Alger findes i rigelige mængder i de oversvømmede jorde i sumpe og rismarker, og de kan findes på overfladen af dårligt drænede jorde og i våde lavninger. Alger kan også forekomme i relativt tørre jorde, og de indgår i gensidigt fordelagtige relationer med andre organismer. Lichens, der findes på sten, er en sammenslutning mellem en svamp og en alge.
Protozoer
Protozoer er encellede dyr, der bruger en række forskellige midler til at bevæge sig rundt i jorden. Ligesom bakterier og mange svampe kan de kun ses ved hjælp af et mikroskop. De er hovedsageligt sekundære forbrugere af organiske materialer og lever af bakterier, svampe, andre protozoer og organiske molekyler opløst i jordvandet. Protozoer – gennem deres græsning af kvælstofrige organismer og udskillelse af affaldsstoffer – menes at være ansvarlige for mineraliseringen (frigørelse af næringsstoffer fra organiske molekyler) af en stor del af kvælstoffet i landbrugsjorden.