2015-05-26
1992
2. Краткий определитель бактерий Берги –М: Мир, 1980.
3.Мищустин Е.Н., Емцев В. Т.Микробиология –М. Колос, 1978.
4.Шлегель Г.Общая микробиология. –М: Мир, 1972.
5.Шоқанов Н.Қ. Микроорганизмдерді ауылшаруашылығында қолдану. Алматы, «Қайнар», 1982.
Қосымша әдебиеттер:
1.Құлдыбаев М. Ауылшаруашылығы микробиологиясы. Алматы, «Білім», 1994
2. Дарқанбаев Т.Б., Шоқанов Н.Қ. Микробиология және вирусология негіздері. Алматы, Мектеп, 1982
3.Руководство к практическим занятиям по микробиологии (Под. Ред Н.С.Егорова. –М.: Изд-во Моск. ун-та, 1983).
4.Сэги Иожев. Методы почвенной микробиологии. –М.: Колос, 1983.
5.Тепнер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии.
М.: Агропромиздат, 1987
Дәріс №17
Ризосфера және микрофлорасы
Мақсаты: Студенттерді ризосфера-өсімдік және эпифит организмдермен таныстыру.
а) Ризосфера
Өсімдік тамырларының айналысындағы микроорганизмдерді ризосфералық микрорагнизмдер деп атайды. Ризосфера деп тамыр жүйесіне нағыз таяу жатқан аймақты айтамыз. Өсімдік тамыры бұл микроорганизмдерді қоректік заттармен қамтамасыз етіп қана қоймады, олардың барлық топтарына белгілі бір дәрежеде әсер етеді.
Өсімдіктер қоршаған ортаға алуан түрлі органикалық қосылыстар бөлетіні белгілі, яғни қанттар, органикалық қышқылдар, нуклеотидтер, аминқышқылдар, витаминдер бөле отырып, микроорганизмдердің қоректенуі үшін жеңіл игерілетін субстрат болады. Соған орай, өсімдіктердің тамыр жүйесі мен жер бетіндегі мүшелерінде әрқашанда микроорганизмдер қоныстанған. Ризосфера микрофлорасы топырақтағы органикалық заттардың трансформациясына қатыса отырып, өсімдікті қажетті минералды және биологиялық белсенді элементтермен қамтамасыз етеді. Сонымен қатар ризосфера микроорганизмдерді өсімдіктер үшін токсинді көптеген қосылыстарды ыдыратады отырып, топырақты залалсыздандырады. Тамыр микрофлорасының аймақтарын ризоплан микрофлорасы микроорганизмдер тамырдың бетінде тіршілік етеді, ризосфера микрофлорасы тамырмен жанасатын топырақты мекен ететін микроорганизмдер деп бөледі. Ризоплан мен ризосферада микроорганизмдер саны өте көп және қарапайым топырақпен салыстырғанда олардың саны бірнеше есе артық болады. Ризоплан мен ризосферадағы микроорганизмдердің саны топырақ типіне, климаттық жағдайларға, өсімдік жамылғысының түріне және олардыңдаму сатыларына байланысты. Жас тамыр жүйесінің айналасында спора түзбейтін Pseudomonas туысының бактериялары мен кейбір микроскопиялық саңырауқұлақтар басым болады. Өсімдік гүлдену барысында оларды бациллалар, актиномицеттер, клетчатка ыдыратушы бактериялар алмастырады. Өсімдіктердің тамыр бөлінділері ризосфераның микробты бірлестігін қалыптастыруда селективті фактор болып табылады. Мысалы, бидай ризосферасында басты ролді микробактериялар атқарады, ал беденің ризосферасында флюоресцирлеуші Pseudomonas бактерияларының туысы басым болады.
Бактериялар бөлетін көптеген көміртекті және басқа да минералды, органикалық қышқылдар өсімдіктер үшін қиын игерілетін қосылыстарды (фосфаттар, кальций, калий мен магний) ерітуге жағдай жасайды. Микроорганизмдер түзетін витаминдер (тиамин В12 витамині, пиродоксин, рибофлавин, пантотен қышқылы және т.б.) және өсу заттары (гиббереллин, гетероауксин) өсімдіктердің өсуіне күшейтуші әсер етеді.
Ризосферадағы көптеген сапрофитті бактериялар фитопатогенді микробтарға қарсы антагонистер болып табылады және топырақ санитарлары қызметін атқарады.
Ризосферада жүретін заттар тасымалдануына қатысты микробиологиялық үрдістер нәтижесінде өсімдіктер қоректенуіне қажет суда еритін минералды элементтермен, ең алдымен азотпен қамтамасыз етеді. Өсімдіктердің азотпен қамтамасыз етілуінің басты жолы- азотсіңіру, азот көзі ретінде газ тәрізді молекулярлы азот қолданылады. Өсіміктер молекулярлы азотты игере алмайды, оны бактериялар ғана игере алады. Азот сіңіруші бактериялар ауадан N2 игере отырып, клеткаларға қажетті әр түрлі азоты бар қосылыстар түзеді. Бұл микроорганизмдер топырақтың өнімділігін арттырады және оларды зерттеуге үлкен көңіл бөлінуде. Азот сіңірушілер еркін тіршілік етуші (аэробтар мен анаэробтар) және селбесіп,, яғни бұршақ немесе бұршақ тұқымдас емес өсімдіктермен селбесіп тіршілік ететіндер деп бөлінеді.
С.Н. Виноградский алғаш рет еркін тіршілік етуші анаэробты азотфиксаторлардың (1893ж) таза культурасын бөліп алапы, оларды Л.Пастердің құрметіне Clostridium pasterianum деп атаған. Кейінірек М. Бейеринк (1901ж) Azotobacter chroococcum – аэробты еркін тіршілік етуші азотфиксаторларды ашқан. Уақыт өте осы азотты сіңіру әр түрлі систематикалық топқа жататын (бактериялар, цианобактериялар, актиномицеттар) микробтарға да тән екені анықталды. Еркін тіршілік ететін азот сіңірушілер топырақты азотпен байыта отырып, өсімдіктерге әсер етеді.
Бұршақ тұқымдас өсімдіктердің түйнек тамырларында бактериялар селбесіп тіршілік ететіндіктен, олар азотты сіңіруге қабілетті болады, сондықтан олар «түйнек бактериялар» деп аталады. Бактериялар мен өсімдіктер арасында симбиозды қатынастар қалыптасып, нәтижесінде бактериялар өсімдіктер түзетін органикалық заттармен қоректеніп, ал өсімдіктер бактериялар көмегімен азотты қосылыстарды сіңіреді. 1866 жылы М.С. Воронин түйнектерде болатын микроскопиялық денешіктерді сипаттаған. Кейінірек Г. Гельригель мен Г. Вильфарт (1886-1888жж.) түйнектер мен азотсіңірудің арасындағы байланысты анықтаған. 1888жылы М. Бейеринк түйнек бактерияларының таза дақылдарын бөліп алған. Ол Rhizobium туысының бактериялары түйнектердің түзілуіне қатысып, азоттың сіңірілуіне жағдай жасайды. Көптеген зерттеушілер ағаш тектес және талды өсімдіктердің түйнектерінде азотсіңіруші актиномицеттер (көбінесе Frankia туысы), ал шөптесін өсімдіктерде бактериялар болатыны анықталған. Қазіргі кезде Frankia актиномицеттерімен бірге түйнек түзетін 20-ға жуық ағаш тектес және талды жабық тұқымды өсімдіктер туысы белгілі. Кейбір өсімдіктердің жапырақтарында да түйнектердің болатыны анықталған. Оларда молекулярлы азотты игеретін Klebsiella туысының бактериялары болады.
в) эпифит микрорганизмдер
Эпифит микроорганизмдер -өсімдіктер сыртында жапырақтарында, сабақтарында тіршілік ететін микрорганизмдерді эпифитті деп атайды. Эпифит микроорганизмдердің саны тұрақты емес.әр өсімдіктегі эпифит микрорганизмдерсоларға тән келкді.Бұл микрорганизмдерге 80 %-тейі псевдомонас хебикола тобына жатады. Бациллалар мен актиномицеттер эпифит микрорганизмдер құрамында тым аз.Ал пенициум, фузариум, мукор саңырауқулақтар көптеп кездесетіні анықталды.
Өсімдік тамырларымен саңырауқұлақтар да бірлестік құрып тіршілік етеді. Бұл микориза деп аталады. Микориза түзуші саңырауқұлақтар тамырға ене отырып, өсімдіктерден жай көмірсуларды алады. Саңырауқұлақтардың арқасында өсімдіктер сумен және минералды заттармен қамтамасыз етіледі. Өсімдіктердің сабақтары мен жапырақтарында дамитын микроорганизмдер эпифитті микрофлора деп аталады. Мұндай микроорганизмдер өсімдіктер бөлетін заттардың минималды мөлшерімен ғана қоректенеді. Сондықтан эпифитті микрофлора құрамы алуан түрлі емес. Эпифитті микрофлораның жалпы 80% -ын Erwinia herbicola бактериялары құрайды. Сандық жағынан екінші орында әр түрлі саңырауқұлақтар (Penicillium, Mucor, Fusarium) алады.
Эпифитті микрофлора вегетациялаушы өсімдіктерде азоттың жинақталуында маңызды рол атқарады. Өсімдік бетінде тіршілік етуші 50-60% микрофлораны азотсіңіруші бактериялар (Azotobacter, Klebsiella, Enterobacter, Beijerinckia және т.б.) құрайды. Тұқымның бетінде микрофлора алуан түрлі болады. Мысалы, 1 г қара бидай тұқымында 2500 мың микроб клеткалары болса, бидай тұқымында-1500 мың, күріштің тұқымында -250 мың микроб клеткалары болады. Тұқым мирофлорасының құрамында спора түзбейтін бактериялар (Pseudomonas,Arthrobacter, Flavobacterium), f ашытқы саңырауқұлақтары (Candida, Rhodotorula, Criptococcus), (Aspergillus,Alternaria, Cladosporium, Mucor) болады. Тұқым бетінде микроорганизмдердің дамуы ылғалдылық пен температураға байланысты. Мысалы, 15-200С пен 14,5-15% ылғалдылықта бидай тұқымында саңырауқұлақтар дамыса, ал 17,5-18% ылғалдылықта бактериялар дамиды.
Эпифитті микрофлора өсімдік ұлпаларының фитопатогенді микробтармен зақымдануына қарсы белгілі бір биологиялық кедергі болады.
Бақылау сұрақтары:
1. Ризосфера микрофлорасын зерттеу әдістері?
2. Тамыр және оның жанындағы өсімдіктер микрофлорасы?
3. Эпифиттік микрофлора және оның құрамы?
Негізгі әдебиеттер:
1.Краткий определитель бактерий Берги –М: Мир, 1980.
2.Мищустин Е.Н., Емцев В. Т.Микробиология –М. Колос, 1978.
3.Шлегель Г.Общая микробиология. –М: Мир, 1972.
4.Дарқанбаев Т.Б., Шоқанов Н.Қ. Микробиология және вирусология негіздері. Алматы, Мектеп, 1982.
5.Шоқанов Н.Қ. Микроорганизмдерді ауылшаруашылығында қолдану. Алматы, «Қайнар», 1982.
Қосымша әдебиеттер:
1.Шоқанов Н.Қ. Микробиология. Алматы, «Санат», 1997.
2.Құлдыбаев М. Ауылшаруашылығы микробиологиясы. Алматы, «Білім», 1994.
3.Колешко О.И. Экология микроорганизмов почвы. –Минск.: Вышэйшая школа, 1981.
4.Руководство к практическим занятиям по микробиологии (Под. Ред Н.С.Егорова. –М.: Изд-во Моск. ун-та, 1983).
5.Сэги Иожев. Методы почвенной микробиологии. –М.: Колос, 1983.
6.Тепнер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии. М.: Агропромиздат, 1987.
Дәріс №18
Су микрофлорасы
Мақсаты: Студенттерді гидросфера (су түрлерімен) және физикалық, химиялық қасиеттері мен және микрофлорасымен (микроорганизмдермен: Flavobacterium, Achromobacter) туыстарымен таныстыру.
а) Су микроорганизмдер. Жердің тұзды, тұщы және қатты судан тұратын қабаты. Жер бетінде тұзды сулар басым, олар мұхит, теңіз және тұзды көлдердің сулары. Тұщы суларға тұщы көлдердің, өзендердің сулары мен артезиан сулары, топырақ пен атмосфераның ылғалы жатады. Қатты су- ол қар мен мұздықтар.
Су ерекше қасиеттерімен сипатталады:
▪ жылу сыйымдылығы жоғары;
▪ жылу өткізгіші төмен;
▪термотұрақты
▪температураға тәуелділігі аномальді, максималды тығыздығы 3,94 0С болады;
▪ полярлы қосылыстар (СО2, минералды тұздар) суда жақсы ериді;
Барлық су алқаптары (табиғи мен жасанды) екі экологиялық аймақтардан тұрады: су қалыңдығы (пелагиаль) және түбі (бентос).
Молекуласының құрамына қарай судың ерекше қасиеттері бар.
Су алқаптарының түп бедері. Дүниежүзілік мұхиттың түбі бірнеше зоналардан (аймақтардан) тұрады:
▪ шельф немесе материктік плато, ол құрлықтың су асты жалғасы, оның тереңдігі 200-300м;
▪ материктік құлама (батиаль), төмен 3000-4000 м тереңдікке дейінгі құлама;
▪ 600 м тереңдіктегі мұхит арналары, кейбір аймақтарда арналардың тереңдігі 11 000 м жететін ойыстар мен науалар бар.
Материктік жағлара супралиторальға бөлінеді: су шашырандылары және сумен ылғалданатын жағаның бөлігі; литораль – құйылу және ағып өту аймақтары; сублитораль- фототүзуші өсімдіктер таралған шекара. Мұхиттық арна абиссаль мен ультраабиссальға жіктеледі. Су қабаты осыған орай мынандай зоналарға бөлінеді: эпипелагиаль, батипелагиаль, абиссопелагиаль, ультраабиссопелагиаль.
Континентальді суқоймалар құрлықтағы құламалар мен терең қазаншұңқырларда орналасады. Оларды шығу тегіне қарай табиғи және жасанды (суқоймалар, каналдар) деп бөледі. Судың ағысына қарай олар: лектикалық (ақпайтын)-көлдер, тоған, балшық және лотикалық (ақаба) – бұлақ, өзендер. Көлдердің шұңқыр баурайының профилі әр түрлі және олар шығу тегі бойынша анықталады. Олар мұздықты, тектоникалық, карстты, золды болып келеді. Алайда көлдер шұңқыр баурайын мынандай жалпы учаскелерге жіктеуге болады: біртіндеп төмендейтін су асты террасса, нағыз тік жар және шұңқыр. Соған сәйкес экологиялық аймақтар жіктеледі: литораль (жаға бөлігі), сублитораль(ауыспалы), профунгаль (түптік). Көлге жақын орналасқан құрлықты жаға бөлігі, сумен шайылатын жаға, сумен көмкерілетін жаға деп бөледі.
Судың физикалық-химиялық қасиеттері. Топырақ пен ауаға қарағанда, судың маңызды қасиеті жылу тұрақтылығы болып саналады. Кенеттен болатын температура ауытқуларын реттеп отыратын судың қасиеттеріне мыналар жатады:
▪ Жоғары жылу сыйымдылығы, ол 1 кал/ сағатқа тең, нәтижесінде келетін немесе жоғалатын жылу әсерінен болатын температура ауытқулары реттеліп отырады. Дүниежүзілік мұхиттағы температураның максималды ауытқуы 300-400С тең болса, ал топырақ пен ауадағы ауытқу 1200-1400С тең.
▪ Бу түзілуден пайда болатын жылу (539 кал/г) мен балқу (80кал/г) жоғары. Қыздыру нәтижесінде булану жоғарылап, температураның күрт ауытқуына жол берілмейді; 00С-ден төмен температурада мұз түзіліп, жоғары мөлшерде жылу бөлініп шығады да температураның күрт төмендеуі болмайды.
▪ Жылу өткізгіштігі салыстырмалы түрде төмен, ол басқа суқоймаларға темпераура өзгерістерінің таралуына жол бермейді. Нәтижесінде температуралы стратификация, яғни қабаттылық пайда болады. Ол судың тығыздығын азайта отырып, температурасын 00-40С –ге дейін төмендетеді. Судың жылы және төменгі салқын қабаттарында температура ауытқитын аймақ болады, оны термоклин деп атайды.
Су қабатында тіршілік ететін пелагикалық организмдер үшін су тығыздығы өте маңызды. Судың тығыздығы онда тіршілік ететін қаңқасыз организмдердің ұсталып (қалқып) тұруына және оған тірелуіне толық жағдай жасайды. Судағы барлық қалқып тіршілік ететін организмдер белгілі бір экологиялық гидробионттар тобына топтасып, планктондар деп аталады. Фитопланктондар (бактериялар мен балдырлар) суда пассивті түрде тіршілік етсе, ал зоопланктондар белсенді жүзіп тіршілік етеді. Суда тез жүзіп, оның ағыстарына қарсы жүзе алатын жануарлар нектон деп аталатын экологиялық топты құрайды.
Судың тығыздығы организмдерге әсер ететін қысыммен тығыз байланысты. Судың тереңдігіне байланысты оның қысымы 100м су қабатында 1 атм (1 х 105 Па) дейін көтеріле отырып, мұхиттарға олар 1100 атм жетеді. Өте терең су қабаттарында баротолерантты және барофилді микроорганизмдер тіршілік етеді.
Ұсақ организмдердің қозғалуына судың тұтқырлығы да әсер етеді. Ол пуаза (пз) және сантипуазамен (спз) өлшенеді. Судың тұтқырлығы салыстырмалы түрде төмен болады, яғни 100С ол 1,31 спз тең. Судың тұтқырлығы температура жоғарылаған сайын төмендейді де, ал тұздылығы көп болған сайын жоғарылайды. Су тұтқырлығының өзгеруі организмдердің қозғалыс жылдамдығына әсер етеді.
полисапробтық аймақ.
мезосапробтық аймақ
олигосапробтық аймақ
б) Табиғатта кездесетін су бактериялар мен саңырауқулақтар.Полисапробтық немесе өте ластанған су өсімдіктер мен жануарлардың қалдықтарына бай келеді.Суда белок, еріген қанттар, пектин заттары, клетчатка және басқа да қосылыстар көп болады. Осы аймақта анаэробты шіру процесі өте кушті журеді.Әрине, тіршілік ететін организмдер дн органикалық заттардың көп мөлшеріне, олардан бөлінетін көмір қышқыл газына, метанға, кукіртсутегіне аса төзімді болады. Айтылған белок, клетчатка заттары бұл аймақта шіру процесіне ұшырайды. Оттегі болмайды.Сондықтан да мұнда анаэробты бактериялар көп. Мәселен, 1 мл суда бір миллионға жүық бактериялар кездеседі.
Мезасапробтық аймақ. Бұл аймақта органикалық заттардың минералданүы тоқталмай жүре береді. Бірақ мұндағы белок заттары мен көмірсулар құрам бөліктеріне ажыраған күйінде болады.Сондықтан да тотығу процесі журіп жатыр. Әсіресе, аммиактың азот қышқылына дейін тотығуы өте қуатты журеді. Органикалық заттардың қалғаны көмір қышқылына айналады. Судың бул аймағының 1 мл- нен 100 мыңдай бактерияны кездестіруге болады.
Олигосапробтық аймақ. Ол орғаникалық заттарға кедей, ірі орғанизмдері өте аз, таза су. Бұл аймақтағы судың бір миллилитрінде 10-нан мыңға дейін бактериялар болады. Аммиактың азот қышқылына, кукіртсутегінің кукірт қышқылына дейін тотығуы аяқталады. Аймақтың ерекшелігі- онда темір 2 оксидінің темір 3 гидрооксидіне айналу процесі журеді. Тотықтыру процесін жургізетін- темір бактериялары. Сондықтан да бұл аймақтың негізгі көрсеткіші болып есептеледі.
Бақылау сұрақтары:
1. Судың қасиеттері?
- Судың физикалық- химиялық қасиеттері?
- Судың құрамы?
- Су қоймалардағы микроорганизмдердің мекен ету орталары?
Негізгі әдебиеттер:
