Microorganismele sunt forme de viață foarte mici care pot trăi uneori ca celule unice, deși multe dintre ele formează și colonii de celule. De obicei, este nevoie de un microscop pentru a vedea celulele individuale ale acestor organisme. Există mult mai multe microorganisme în stratul superior al solului, unde sursele de hrană sunt abundente, decât în subsol. Acestea sunt deosebit de abundente în zona aflată imediat lângă rădăcinile plantelor (numită rizosferă), unde celulele desprinse și substanțele chimice eliberate de rădăcini oferă surse de hrană gata pregătite. Aceste organisme sunt principalii factori de descompunere a materiei organice, dar fac și alte lucruri, cum ar fi furnizarea de azot prin fixare pentru a ajuta plantele în creștere, detoxifierea substanțelor chimice dăunătoare (toxine), suprimarea organismelor patogene și producerea de produse care ar putea stimula creșterea plantelor. Microorganismele din sol au avut o altă importanță directă pentru oameni – ele sunt sursa majorității medicamentelor antibiotice pe care le folosim pentru a combate bolile.
Bacterii
Bacteriile trăiesc în aproape orice habitat. Ele se găsesc în interiorul sistemului digestiv al animalelor, în ocean și în apa dulce, în grămezile de compost (chiar și la temperaturi de peste 130°F) și în soluri. Deși unele tipuri de bacterii trăiesc în soluri inundate, fără oxigen, majoritatea au nevoie de soluri bine aerisite. În general, bacteriile tind să se descurce mai bine în soluri cu pH neutru decât în soluri acide.
Pe lângă faptul că sunt printre primele organisme care încep să descompună reziduurile din sol, bacteriile aduc beneficii plantelor prin creșterea disponibilității nutrienților. De exemplu, multe bacterii dizolvă fosforul, făcându-l mai disponibil pentru a fi utilizat de plante. Bacteriile sunt, de asemenea, foarte utile în furnizarea de azot pentru plante, de care acestea au nevoie în cantități mari, dar care este adesea deficitar în solurile agricole. Poate vă întrebați cum de solurile pot fi deficitare în azot, când suntem înconjurați de acesta – 78% din aerul pe care îl respirăm este compus din azot gazos. Cu toate acestea, atât plantele, cât și animalele se confruntă cu o dilemă similară cu cea a bătrânului Marinar, care se afla în derivă pe mare fără apă dulce: „Apă, apă, apă, peste tot și nici o picătură de băut.” Din păcate, nici animalele, nici plantele nu pot folosi azotul gazos (N2) pentru a se hrăni. Cu toate acestea, unele tipuri de bacterii sunt capabile să preia azotul gazos din atmosferă și să îl transforme într-o formă pe care plantele o pot folosi pentru a produce aminoacizi și proteine. Acest proces de conversie este cunoscut sub denumirea de fixare a azotului.
Câteva bacterii fixatoare de azot formează asociații reciproc avantajoase cu plantele. O astfel de relație simbiotică, foarte importantă pentru agricultură, implică grupul de bacterii rizobia care fixează azotul și care trăiesc în interiorul nodulilor formați pe rădăcinile leguminoaselor. Aceste bacterii furnizează azot într-o formă pe care plantele leguminoase o pot folosi, în timp ce legumele furnizează bacteriilor zaharuri pentru energie.
Oamenii consumă unele leguminoase sau produse ale acestora, cum ar fi mazărea, fasolea uscată și tofu făcut din soia. Soia, lucerna și trifoiul sunt folosite pentru hrana animalelor. Trifoiul și veacul păros sunt cultivate ca culturi de acoperire pentru a îmbogăți solul cu materie organică, precum și cu azot, pentru cultura următoare. Într-un câmp de lucernă, bacteriile pot fixa sute de kilograme de azot pe hectar în fiecare an. La mazăre, cantitatea de azot fixat este mult mai mică, în jur de 30 până la 50 de lire sterline pe acru.
Actinomicetele, un alt grup de bacterii, rup moleculele mari de lignină în dimensiuni mai mici. Lignina este o moleculă mare și complexă care se găsește în țesuturile vegetale, în special în tulpini, care este dificil de descompus pentru majoritatea organismelor. De asemenea, lignina protejează frecvent alte molecule, cum ar fi celuloza, de descompunere. Actinomicetele au unele caracteristici asemănătoare cu cele ale ciupercilor, dar uneori sunt grupate de sine stătător și li se acordă o factură egală cu cea a bacteriilor și ciupercilor.
Cantități relative de bacterii și ciuperci
Toate solurile conțin atât bacterii, cât și ciuperci, dar acestea pot avea cantități relative diferite în funcție de condițiile de sol. Modurile generale în care vă gestionați solul – cantitatea de perturbare, gradul de aciditate permis și tipurile de reziduuri adăugate – vor determina abundența relativă a acestor două grupuri majore de organisme din sol. Solurile care sunt perturbate în mod regulat prin lucrări intensive au tendința de a avea niveluri mai ridicate de bacterii decât de ciuperci. La fel și solurile de orez inundate, deoarece ciupercile nu pot trăi fără oxigen, în timp ce multe specii de bacterii pot. Solurile care nu sunt lucrate tind să aibă o cantitate mai mare de materie organică proaspătă la suprafață și să aibă niveluri mai ridicate de ciuperci decât de bacterii. Deoarece ciupercile sunt mai puțin sensibile la aciditate, în solurile foarte acide pot apărea niveluri mai ridicate de ciuperci decât de bacterii. În ciuda numeroaselor afirmații, se cunosc puține lucruri despre semnificația agricolă a comunităților microbiene din sol dominate de bacterii față de cele dominate de ciuperci, cu excepția faptului că solurile cu prevalență de bacterii sunt mai caracteristice solurilor lucrate mai intensiv care tind să aibă, de asemenea, o disponibilitate ridicată de nutrienți și niveluri sporite de nutrienți ca urmare a descompunerii mai rapide a materiei organice.
Fungii
Fungii sunt un alt tip de microorganism al solului. Drojdia este o ciupercă utilizată în panificație și în producția de alcool. Alte ciuperci produc o serie de antibiotice. Cu toții am lăsat, probabil, o pâine să stea prea mult timp, doar pentru a găsi ciuperci care cresc pe ea. Am văzut sau am mâncat ciuperci, structuri fructifere ale unor ciuperci. Fermierii știu că ciupercile cauzează multe boli ale plantelor, cum ar fi: mildiul pufos, mucegaiul, diferite tipuri de putregai al rădăcinilor și ticăloșia mărului. Ciupercile inițiază, de asemenea, descompunerea reziduurilor organice proaspete. Aceștia ajută la demararea lucrurilor prin înmuierea resturilor organice și facilitarea participării altor organisme la procesul de descompunere. Ciupercile sunt, de asemenea, principalii descompunători ai ligninei și sunt mai puțin sensibile la condițiile de aciditate ale solului decât bacteriile. Niciuna nu este capabilă să funcționeze fără oxigen. Perturbarea redusă a solului rezultată din sistemele de lucrare redusă a solului tinde să favorizeze acumularea de reziduuri organice la suprafață și în apropierea acesteia. Acest lucru tinde să favorizeze dezvoltarea ciupercilor, așa cum se întâmplă în multe ecosisteme naturale nedisturbate.
Multe plante dezvoltă o relație benefică cu ciupercile care mărește contactul rădăcinilor cu solul. Ciupercile infectează rădăcinile și trimit structuri asemănătoare rădăcinilor numite hife (vezi figura 4.2). Hifele acestor ciuperci micorizice absorb apă și substanțe nutritive care pot apoi să hrănească planta. Hifele sunt foarte subțiri, cu un diametru de aproximativ 1/60 din cel al unei rădăcini de plantă, și sunt capabile să exploateze apa și nutrienții din spațiile mici din sol care ar putea fi inaccesibile rădăcinilor. Acest lucru este deosebit de important pentru nutriția cu fosfor a plantelor din solurile cu conținut scăzut de fosfor. Hifele ajută planta să absoarbă apa și substanțele nutritive și, în schimb, ciupercile primesc energie sub formă de zaharuri, pe care planta le produce în frunze și le trimite la rădăcini. Această interdependență simbiotică dintre ciuperci și rădăcini se numește relație micorizică. Având în vedere toate acestea, este o afacere destul de bună atât pentru plantă, cât și pentru ciupercă. Hifele acestor ciuperci ajută la dezvoltarea și stabilizarea agregatelor mai mari din sol prin secreția unui gel lipicios care lipește particulele minerale și organice între ele.
FUNGI MICORHIZICI
Fungii micorizieni ajută plantele să preia apa și nutrienții, îmbunătățesc fixarea azotului de către leguminoase și ajută la formarea și stabilizarea agregatelor din sol. Rotația culturilor selectează mai multe tipuri de ciuperci și mai performante decât o face monocultura. Unele studii indică faptul că utilizarea culturilor de acoperire, în special a leguminoaselor, între culturile principale ajută la menținerea unor niveluri ridicate de spori și promovează o bună dezvoltare a micorizilor în cultura următoare. Rădăcinile care au multe micorize sunt mai capabile să reziste mai bine la bolile fungice, la nematozii paraziți, la secetă, la salinitate și la toxicitatea aluminiului. S-a demonstrat că asociațiile de micoriză stimulează bacteriile azotobacter care fixează azotul și trăiesc liber, care, la rândul lor, produc, de asemenea, substanțe chimice care stimulează creșterea plantelor.
Alge
Algele, ca și plantele de cultură, transformă lumina soarelui în molecule complexe, cum ar fi zaharurile, pe care le pot folosi pentru energie și pentru a ajuta la construirea altor molecule de care au nevoie. Algele se găsesc în abundență în solurile inundate ale mlaștinilor și ale orezăriilor și pot fi găsite la suprafața solurilor slab drenate și în depresiunile umede. Algele pot apărea, de asemenea, în soluri relativ uscate și formează relații reciproc avantajoase cu alte organisme. Lichenii care se găsesc pe roci sunt o asociație între o ciupercă și o algă.
Protozoare
Protozoarele sunt animale unicelulare care folosesc o varietate de mijloace pentru a se deplasa în sol. Ca și bacteriile și multe ciuperci, ele pot fi observate doar cu ajutorul unui microscop. Ele sunt în principal consumatori secundari de materii organice, hrănindu-se cu bacterii, ciuperci, alte protozoare și molecule organice dizolvate în apa din sol. Se crede că protozoarele – prin pășunatul lor pe organisme bogate în azot și prin excreția de deșeuri – sunt responsabile pentru mineralizarea (eliberarea nutrienților din moleculele organice) unei mari părți din azotul din solurile agricole.
.