Микроорганизмдердің топырақ құнарлығына әсері

Мазмұны

Кіріспе..............................................................................................................

I Микроорганизмдердің  топырақ құнарлығына әсері

1.1 Микроорганизмдердің топырақ түзілуіндегі маңызы...............

1.2 Микробиологиялық процестердің топыраққа әсері................

1.3 Топырақтың мұнаймен ластануы.

ІІ Тәжірибелік бөлім

2.1Мұнаймен ластанған топырақты микроорганизмдер көмегімен тазалау.................................................................................................................

Қорытынды...................................................................................................

Пайдаланылған әдебиеттер.........................................................................

Кіріспе

Топырақта химиялық және физикалық қасиеттерден басқа микроорганизмдердің әсерінен биологиялық процестер жүреді. Барлық топырақтар микроорганизмдердің, саңырауқұлақтардың,  мекен ету ортасы болып табылады. Микроорганизмдер органикалық заттарды ыдартып, одан кейін гумусты түзеді. Микроорганизмдер азот, фосфор, түзіп, өсімдіктердің өсуіне қолайлы жағдай жасайды. Микроб топырақтағы су мен жылу режимін реттейді. Олар топырақ терең қабатындағы органикалық заттардың және беткі қабатындағы минералдық заттардың алмасуына, сонымен қатар топырақ өсімдік тамырларының қоректік заттарды сіңіруіне жағдай жасайды.

Топырақтағы микроорганизм заттары тіршілік ету арқылы топырақ құнарлығына жақсы әсер етеді. Микроорганизмнің бірінші нәтижелі рөлі – топырақ құнарлығына және оның жаңаруына, минералдық заттарды өсімдіктердің жақсы сіңіруіне, физикалық процестерді жақсартуына жағдай жасайды. Көптеген түрлі микроорганизмдер тамырда 0,2% жетеді. Олардың тіршілік ету барысы көктем айында, ал қыс айында да тіршілік етуі тоқтамайды. Топырақтағы микробтарға температура аз, ылғалдылық көп әсер етеді. Сондықтан көкөніс өсірушілер көктемгі ылғалдылыққа көп көңіл бөлу керек. Көптеген микроорганизмдердің көбеюі топырақтағы өсімдіктердің тамырларының қалдықтарын шірітуге көмектеседі.

Топырақтағы микробтар қауымының едәуірі олиготрофты микроорганизмдер. Бұлар органикалық және минералдық ортада болсын мөлшерден көп болса, жақсы өніп өсе алмайды. Бұлардың ішінде кедей ортада өсетін сапофиттері де бар. Бұлар солтүстік топырақтарында оңтүстіккіне қарағанда аз. Ол салқын жерде органикалық затардың минералдануымен байланысты болса керек. Оңтүстікте органикалық заттар шапшаң ыдырайды, ондай жерде олиготрофтарда жақсы өніп өседі. Сондықтан микроорганизмдер көп болып топырақтың құнарлығына жақсы әсер етеді.

Курстық жұмыстың мақсаты: Микроорганизмдердің топырақ құнарлығына әсерін зерттеу.

Курстық жұмыстың міндеттері:

1.1 Микроорганизмдердің топырақ түзілуіндегі маңызымен танысу

1.2 Микробиологиялық процестердің топыраққа әсерін зерттеу

1.3 Топырақтың мұнаймен ластануын анықтау

Зерттеу обьектісі: Ақтөбе облысындағы мұнаймен ластанған топырақ

I Микроорганизмдердің  топырақ құнарлығына әсері

1.1 Микроорганизмдердің топырақ түзілуіндегі маңызы

Ұлы орыс ғалымы М.В.Ломоносовтың еңбектерінде өзінің «Жер қабаттары жайлы» деген еңбегінде топырақ құнарлығы уақытқа байланысты тау жыныстары мен өсімдіктер қалдықтарының өзара әрекеттесуімен қалыптасады деп атап көрсетті. Оның үстіне топырақты барлық жер қабатының емес, оның тек беткі қабатының үгілуінен пайда болады деген тұрғыдан қарады. Топырақ туралы М.В.Ломоносов қағидасы дүниежүзілік ғылымдағы пікірлерден бірнеше ондаған жылдар бұрын айтылған.

Топырақтану деген қазіргі кездегі түсініктің негізін қалаған В.В.Докучаев (1846-1903). Ол «топырақты табиғаттың ерекше тірі денесі деп қарау керек» деген сөзі бүгінге дейін мағынасын жоғалтқан жоқ. Топырақтың сан алуан типі негізінен: аналық жыныстардан, климаттың және өсімдіктердің әрекетінен, жердің рельефінен, топырақ түзілу процесінің әсерінен болатынын дәлелдеді. В.В.Докучаев топырақтың құнарлығын анықтайтын жағдайларға баса көңіл аударды. Ресейдің әрбір аймақтарының ерекшеліктерін ескере отырып, ол ауыл шаруашылығын жақсартудың шараларын белгіледі. Топырақ түзілу процесінде тірі организмдердің, соның ішінде микроорганизмдердің маңызын көрсетті.

В.В.Докучаев замандасы топырақтану ғылымына едәуір еңбек сіңірген П.А.Костычев қара топырақ өсімдіктер мен оларды ыдырататын микроорганизмдердің қарым-қатынасының нәтижесінен түзілетінін дәлелдеді. Бұдан кейінгі жерді өзгертуші факторлардың ішінде биологиялық факторлардың рөлін атап көрсеткен академик В.И.Вернадский болды. Ол топырақты беткі қабатында химиялық элементтердің ауысып, өзгеріп отыруы тірі организмдер тіршілігіне байланысты дегенді айтты.

Топырақ түзілуінің биологиялық бағытын академик В.Р.Вильямс еңбектерінен кездестіреміз. Ол әрбір топырақ типтеріне сай өзіндік микроорганизмдер қауымы тіршілік ететінін көрсетті. Құнарлықтың негізі болып есептелетін топырақ қара шірігінің түзілуі, микроорганизмдер тіршілігіне байланысты деп дәлелдеді.

Белгілі ғалым С.Н.Виноградский (1894) «Табиғаттағы азот айналымы жайлы» деген еңбегінде микроорганизмдердің топырақ құнарлығына рөлін тәжірибелермен толық дәлелдеп шықты. Ол табиғаттан минерал қосылыстарды тотықтыратын (хемоавтотрофты) микроорганизмдерді тапты. Олардың нитрлендіру процесін қоздыратындығын дәлелдеді.

Бұдан кейін бір топ орыс ғалымдары В.Л.Омелянский , Н.Г.Холодный, В.Н.Шапошников, Н.А.Красильников, Н.Н.Худяков, М.Ф.Федеров, Е.Н.Мишустин ғылымдағы топырақтану салаларын зерттеуде айтарлықтай үлестерін қосып, отандық ауылшаруашылығын өркендетуге көмектерін тигізді.

Микроорганизмдердің топырақта таралуы. Микроорганизмдер – топырақтың негізгі құрам бөлігі. Топырақ органикалық және органикалық емес заттардан құралады. Оның минерал бөлшектеріне көбіне органикалық заттар жабысып, түйіршіктер құрайды. Міне бұл түйіршіктер микроорганизмдердің негізгі тіршілік ететін мекені. Топырақта микроорганизмдерге қажетті қоректік заттар мол болады да, тікелей түскен күн сәулесінен оларды қорғап тұрады.

Топырақта негізінен бактериялар, актиномицеттер, ашытқы саңырауқұлақтар, микроскоптық саңырауқұлақтар, балдырлар, қарапайым микроорганизмдер, түрлі насекомдар ғана емес, түрлі ультрамикроскоптық тіршілік иелері – фагтар, бактериофагтар және актинофагтар кездеседі.

Микроорганизмдердің табиғатта таралуына табиғаттағы қоректік заттардың орта температурасы мен реакциясына маңызы зор.

Ұзақ жылдар бойы топырақ ғылымда физикалық және химиялық зат, яғни өсімдіктер өсетін орта деп танылып, тіршілік ететін микроорганизмдер мүлде ескерілмеді. Көрнекті орыс ғалымдары П.А.Костычев, В.В.Докучаев және В.Р.Вильямстың еңбектері топырақтың аса күрделі орта екенін, онда мыңдаған, миллиондаған микроорганизмдер және басқа да жәндіктер тіршілік ететін дәлелдеп берді.

Осы организмдердің белсенді тіршілігінің арқасында  ғана топырақта қалатын жылма жылғы өсімдіктер мен жануарлардың қалдықтары ыдырап, биохимиялық өзгерістерге ұшырайды, олардан құрылымы мүлде өзгеше жаңа заттар пайда болады. Бұл заттардың мөлшері топырақтың түріне байланысты түрліше болады. Мәселен орманды жерлерді органикалық қалдықтың мөлшері әр гектарда 1,5-1,7 тоннаға дейін ал шалғынды жерлердің гектарында органикалық қалдықтардың мөлшері 2-ден ІІ тоннаға дейін жетеді. Бұл қалдықтарда азотты және көміртекті заттар көп. Олармен микроорганизмдер қоректенеді. Осыншама органикалық заттарды ыдырату үшін топырақтағы микроорганизмдердің саны мен әрекеттері де түрліше болу керек. Сонымен қатар топырақтың 1 грамында микроорганизмдердің бірнеше миллиард клеткалары кездеседі. Олар топырақтың төменгі қабатына қарағанда жоғарғы қабатында көбірек. Микробтардың жеке клеткасының салмағы елеусіз, бірақ олардың өте көп болуы әр гектар жердің жырту қабатындағы микроорганизмдердің жалпы салмағын 5-15 тоннаға дейін жеткізеді. Әдетте топырақ құнарлығын арттыруда микроорганизмдердің топырақта көп болуымен қатар, тіршілік әрекеттерінің активтілігінің де маңызы бар. Топырақ микроорганизмдері күшті әрекет ететін ферменттер түзеді. Осылардың көмегімен топырақтағы органикалық заттар ыдырап, өсімдіктерге оңай сіңетін қоректік заттарға айналады. Оны өсімдіктермен қатар, микроорганизмдер де қоректік зат есебінде пайдаланады.

Топырақтағы микроорганизмдердің бір бөлігі көбейетін болса, екінші бөлігінің тіршілік процестері аяқталып, өлексеге айналады. Олармен тірі микробтар қоректеніп, ыдыратады. Ыдырау өнімінің қалдықтарынан қарашірік түзіледі. Академик В.Р.Вильямс зерттеуі көрсеткендей, өсімдіктер ұсақ түйіршікті топырақтарда өсіп дамиды. Мұндай түйіршіктер микроорганизмдердің тіршілік әрекетінен пайда болған гумустан түзіледі. Сөйтіп микроорганизмдер топырақ түзуші негізгі факторлардың бірі болып саналады.

Қарашіріктің мөлшеріне және ондағы қоректік заттардың сапасына қарай микроорганизмдердің саны әртүрлі топырақтарда түрліше болады. Топырақ неғұрлым құнарлы болса, микробтар соғұрлым көбірек кездеседі. Мәселен жақсы өңделген шымды-күлгін топырақтардың 1 гектарында 3-10 миллионға дейін, ал қара топырақты жерлерде 15-20 миллионға дейін микроорганизмдер кездеседі. Тіпті бір типті топырақтағы микроорганизмдер біртегіс болмайды. Мысалы, орманды-шалғынды аймақтың нашар өңделген беткі жырту қабатының 1 гектарында 0,5-1,5 миллионға дейін бактериялар болса, дәл сондай жердің жақсы өңделген, қарашірігі мол учаскенің 1 га топырағында 3-25 миллионға дейін бактериялар кездеседі. Бау-бақша топырақтары ұдайы суарылып, тыңайтылып отыру нәтижесінде дала топырағына қарағанда микроорганизмдерге әлдеқайда бай келеді.

Түрлі топырақтардың жырту қабатында микроорганизмдердің мөлшері түрліше болады.

Микроорганизмдердің басым көпшілігі тек жырту қабатында кездеседі. Мәселен, 20 см тереңдікте 1 г топырақты 5,7 миллион бактерия болса, 60 см қабатта не бары жарты миллиондай, ал бір метрлік қабатта іс жүзінде кездеспейді. Топырақтың төменгі қабаттарында бұл қабаттардағы су және ауа режимдерінің нашарлығынан оның органикалық қосылыстарға кедейлігіне байланысты микроорганизмдер ол қабаттарда аз болады.

Сонымен қатар топырақ микроорганизмдерінің басым көпшілігі аэробты организмдер. Олардың анаэробты топтары аз, негізінен спора түзетін микроорганизмдер. Топырақта актиномицеттер мен микроскоптық саңырауқұлақтар да аз емес. Олар көбінесе топырақтың түріне қарай беткі жырту қабатында таралады. Мәселен, таулы өлкенің сұр топырақты тың жерлерінің 1 г-да актиномицеттердің саны 2800-3110 мыңға дейін, ал саңырауқұлақтар 5,6-6,3 мыңға жуық болады. Ал осы өлкенің қара топырақты тың жерінің жырту қабатының әрбір грамында 960-3170 мыңға дейін актиномицеттер, 4,4-36 мыңға жуық саңырауқұлақтар кездеседі. Топырақ типіне байланысты микроорганизмдер санының да ауытқитынын байқаймыз. Олар негізінен өсімдіктер қалдықтарын, ондағы клетчатканы ыдыратады. Целлюлоза ыдыратушы аэробты және анаэробты микроорганизмдер өсімдіктегі клетчатканы көмір қышқыл газы мен суға дейін ыдыратады. Ал көмір қышқыл газы – жасыл өсімдіктерге қажетті заттардың бірі. Көптеген зерттеулер еліміздің оңтүстік бөлігінде (Түркмения, Тәжікстан, Өзбекстан, Қазақстан) микроорганизмдердің солтүстік бөлігіндегі түрлеріне қарағанда өте белсенді екенін дәлелдеді. Егер мұндай жерлердің топырағы тың болса, целлюлоза микробтарының тіршілігі баяулайды. Өңделген топырақта бұл микроорганизмдер қарқынды тіршілік етеді.

Топырақтағы микроорганизмдердің саны жыл маусымына байланысты өзгеріп отырады. Қыста азайып, жазда қайта көбейеді. Көптеген ғалымдар қыс кезінде топырақта тіршілік тежеледі, тіпті тоқтап қалады деген пікір айтып жүр. Ал Н.А.Красильниковтың байқауынша, қалың қар астындағы топырақта да микробиологиялық процестер үздіксіз жүріп жатады. Қыс кезінде басқа жыл маусымына қарағанда топырақта актиномицеттердің де жақсы дамитыны анықталған.

Микроорганизмдер тіршілігінде топырақта болатын түрлі витамин, ауксин және басқа заттардың зор маңызы бар. Бұл заттардың азғана мөлшерінің өзі микроорганизмдердің тіршілігін қуаттайды. Соның нәтижесінде егілген өсімдіктер де жақсы өсіп дамиды.

Актиномицеттер және микобактерияларды лаборатория жағдайында топырақта біраз мерзім сақтауға төзімді келеді. Ал бактериялар көп шығын болады, бірақ топырақ қаншама құрғаса да, бактериялар мүлде жойылып кетпейді.

Микроорганизмдердің таралуына топырақ реакциясы едәуір әсер етеді. Егістікке пайдаланылып жүрген бейтарап немесе аздап сілтілі топырақтарда бактериялар көп, ал қышқылды, сазды немесе шымтезекті топырақта аз болады. Микроскоптық саңырауқұлақтар, бактерияларға қарағанда қышқыл ортаға төзімді келеді, сондықтан қышқыл топырақтарда олар көп болады.

Топырақ типтеріндегі микробтар. Көктем кезінде микроорганизмдер де жандана бастайды. Олардың даму қарқыны бірқатар жағдайларға байланысты: көктем кезінде микробардың біраз тобына зиянды әсер ететін топырақта түрлі улы заттардың түзілетінін ескерген жөн. Сонымен қатар көктемде тіршілікке қолайлы әсер ететін түрлі витаминдер, ауксиндер, басқа да биологиялық актив заттардың топырақта көптеп жиналатыны, өсімдіктер тамырлары таралатын қабаттарда бұл заттардың мөлшерінің артатыны байқалады.

Төменгі сатыдағы организмдерден топырақта мыналар кездеседі:

1) бактериялар;

2) актиномицеттер;

3) микроскоптық саңырауқұлақтар;

4) қыналар;

5) қарапайымдылар;

6) балдырлар.

Топырақта тіршілік ететін бактериялардың басым көпшілігі органикалық заттарға мұқтаж. Ыдырау барысында олардан көмірсулар, азот қосылыстары, клетка ішілік заттар бөлінеді. Ыдырау процесі кезінде бактериялар өздеріне қажетті энергияны қамтиды. Бірқатар қоректік элементтерді олар минерал қосылыстардың ыдырауы барысында алады. Бұлар негізінен сапрофит бактериялар.

Ортада оңай сіңетін қоректік заттар мол болса, микроорганизмдер органикалық қосылыстарды ыдыратпайды. Бұл агротехникада ескеретін жағдай.

Табиғатта адамды, жануарларды және өсімдіктерді ауруға шалдықтыратын микроорганизмдер де аз емес. Ал олардың көпшілігіне топырақ қолайлы орта болмайды. Топыраққа түскеннің өзінде олар онда ұзақ тіршілік ете алмайды. Бұлардың көпшілігі паразиттер.

Микроорганизмдер негізінен топырақтың беткі қабатында таралған. Ал топырақтың тереңірек қабатына ауысқан сайын қарашірікте азаяды, сонымен бірге бактериялар саны да кемиді. Терең қабаттарда көбінесе спора түзуші бацилдар және актиномицеттер кездеседі. Мұндай құбылысты біз қара және сұр топырақтардан көбірек байқаймыз.

Топырақта минералдану процесі баяулаған сайын (көбінесе бұл солтүстік топырақтарында байқалады) органикалық заттарды негізгі ыдыратушылар Pseudomonas fluorescens болып есептеледі. Ал оңтүстік топырақтарында көбірек кездесетіндері Azotobacter туысының өкілдері. Орта аймақтың орманды топырақтарында Enterobacter туысының өкілдері едәуір мөлшерде таралған, Spirillum туысына жататындар оңтүстік аймақ топырақтарында мол болады.

Сөйтіп, әр түрлі топырақ аймағында өзіндік ерекше қасиеттері бар бактериялар бірдей мөлшерде бола бермейді екен.

Микроскоптық саңырауқұлақтар қышқылды реакциясы бар солтүстік топырақтарында көптеп кездеседі. Дегенмен топырақтың беткі жағында органикалық заттар көбірек ыдырағанда микробтардың басым көпшілігі бактериялардан тұрады. Тундра топырағының бір грамында саңырауқұлақтар мицелийінің 4 миллиграмы табылған, қылқан жапырақты орман топырақтарында 1 мг, ал оңтүстік аймақтың топырағында 0,4-0,7 мг. Оңтүстік топырақтарында Aspergillus солтүстік топырақтарында Penicillum молырақ. Ал солтүстік топырақтары Fusarium туысына жататындарға, оңтүстік топырақтарына қарағанда кедейлеу. Қазіргі кезде табылған саңырауқұлақтарға қарап топырақтың титерін анықтауға мүмкіндік береді.

Ашытқыш микробтар (дрожжылар) тундра топырағында кездесетін қына мен шымтезектерде көп табылған. Ал орманды жерлер топырағында дрожжылар ағаш асты төсеніштерінде көп кездеседі. Топырақтың минералданған қабаттары дрожжыларға бай келеді.

Шөл және шөлейт жерлер топырағында және онда өсетін өсімдіктер бойында дрожжылар едәуір дәрежеде болады.

Стрептомицеттер (актиномицеттер) солтүстік топырақтарында аз болса, ал оңтүстік топырақтарында олардың саны тез өседі. Солтүстік топырақтарында органикалық заттар баяу ыдырайды, микробтардың да белсенділігі нашар болады. Жалпы актиномицеттер барлық аймақтар топырақтарында кездесе береді, ал оңтүстік топырақтары олардың түрлеріне бай келеді.

Целлюлоза ыдыратушы микроорганизмдер. Топырақ түзілу процесін микроорганизмдер көмегімен клетчатканың ыдырауының зор маңызының барлығымен түсіндіруге болады. Өсімдік қалдықтарының көпшілігі осы клетчаткадан тұрады. Солтүстік топырақтарында клетчатканы Dematium және Penicillum туысына жататын өкілдері ыдыратады. Ал тайга топырағында клетчатка ыдыратушы – Cellvibrio туысына жататын микробтар. Оңтүстік топырақтарында клетчатканы ыдырататын көбінесе бактериялар. Клетчатка ыдыратушылардың белсенділігі ортадағы азот қоректік затына байланысты. Мәселен солтүстік топырақтары азотқа кедей, онда негізінен саңырауқұлақтар тіршілік етеді. Ал оңтүстік топырақтарында клетчатканы жедел ыдыратушылар азот қоректік затын көп мөлшерде қажет етеді.

Топырақ гумусты ыдыратушы микроорганизмдер қауымда кездеседі. Оы С.Н.Виноградский топырақтың автохтонды микрофлорасы деп атаған (автохтонды деген жергілікті жердің микробы деген түсінік береді). Бұл топқа кіретін сапрофит микроорганизмдердің күрделі заттарды ыдырата алатын күшті ферментті аппараттары болады. Бұл топтың ішінде ең белсендісінің бірі Nocardia туысына жатады.

Топырақтағы микробтар қауымының едәуірі олиготрофты микроорганизмдер. Бұлар органикалық және минералдық ортада болсын мөлшерден көп болса, жақсы өніп өсе алмайды. Бұлардың ішінде кедей ортада өсетін сапрофиттері де бар. Бұлар солтүстік топырақтарында оңтүстіккіне қарағанда аз. Ол салқын жерде органикалық затардың минералдануымен байланысты болса керек. Оңтүстікте органикалық заттар шапшаң ыдырайды, ондай жерде олиготрофтарда жақсы өніп өседі.

Топырақта кездесетін хемоавтотрофты микроорганизмдердің түрі көп. Олар органикалық емес қосылыстарды тотықтырады. Олардың біршама жақсы зерттелгені нитрлендіруші бактериялар. Солтүстіктен оңтүстікке жылжыған сайын нитрлендіруші бактериялардың белсенділігі арта түседі. Мұның өзі жылы жерде органикалық қалдықтардың ыдырауы күшейіп, олардан энергетикалық және қоректік зат ретінде қолданылатын аммиактың едәуір бөлінуімен түсіндіріледі.

Әр түрлі топрырақтарда микроорганизмдерден басқа жасыл бір клеткалы балдырларда кездеседі. Солардың ішінде цианобактериялар қылқан жапырақты ормандардан көптеп табылған. Шалғынды, жайылымды жерлерде шөп астында балдырлар қаулап өсе алмайды. Ал цианобактерияларға бұл қолайлы орта болып табылады.

Оңтүстіктің құрғақ және жартылай құрғақ шөлейт топырақтарында шөптер сирек кездеседі, алайда бұл балдырлар тіршілігіне бөгет бола алмайды. Сарғылт топырақтардың бетінде балдырлар жарғақша түзе өседі. Бұлардың басым көпшілігі цианобактерияларға тән.

1.2 Микробиологиялық процестердің топыраққа әсері

Топырақтың түріне қарай оның механикалық құрамы да өзгеріп отырады, олардың ұсақ бөлшектерінің шамасы миллиметрдің бөлігіндей және одан ірілеу болады. Осындай бөлшектердің арасында ауа, су болумен қатар микроорганизмдер де тіршілік етеді. Олардың көпшілігі топырақ бөлшектерінің ішінде, қалғандары топыраіқ ерітіндісінде кездеседі. Я. П. Худяковтың зерттеуіне карағанда, бактерияларды топырақ бөлшектері адсорбциялайтыны анықталған. Қара топырақтың бір грамдайы 7 миллиард бактерияны өз бойында ұстап тұра алады. Ерітіндіде жүрген бактериялардың 99%-тейін топырақ адсорбциялай алады. Әдетте топырақ ерітіндісіндегі бактериялардың мөлшері оның бөлшектерінде тіршілік ететіндерінен әлдекайда аз. В. Р. Вильямстің керсетуіне қарағанда, топырақтың ірі бөліктерінің сыртында аэробты бактериялар, ал ішінде анаэробты түрлері тіршілік етеді. Осы заңдылық топырақтың қабаттарында да байқалады. Мәселен, топырақтың терең қабаттарында спора түзуші анаэробты микроорганизмдер кездеседі де беткі қабатында да аэробты микробтар көп болады.

Топырақтың механикалық құрамы оның қабаттарындағы ауа мөлшеріне түрліше әсер етеді. Оның нәтижесінде механикалық құрамы әр түрлі болатын топырақтарда микробиологиялық процестер де түрліше жүреді. Ауа жеткілікті болса органикалық қалдықтардың ыдырауын тездетеді, ал онда ауа жеткіліксіз болса бұл процесс тежеледі. Сол сияқты топырақты өңдеу кезінде оған ауаның енуіне мүмкіндік туып органикалык заттар тез минералданады. Сөйтіп, аэробты микроорганизмдердің (саңырауқұлақтар, актиномицеттер және бактериялардың біраз топтары, балдырлар мен карапайым организмдер) тіршілігі тек ауалы жерде жақсы жүреді. Топырақтың терең қабаттарында анаэробты және факультативті микроорганизмдер (негізінен бактериялар) басым болады. Бірақ бұл қабаттарда аз да болса оттегінің кездесетіні анықталған. Сондықтан оттегі бар жерде анаэробты микроорганизмдер тіршілік ете алмайды деп кесіп айтуға болмайды. Топырақ ылғалдығының және температурасының микробиологиялық процестерге әсері. Микроорганизмдер негізінен ылғалды жерде жақсы тіршілік етеді. Сондықтан қажетті мөлшерде ылғалдың болуы микробиологиялық процестің тез жүруіне күшті әсер етеді. Әр түрлі микроорганизмдер үшін қажетті ылғалдың мөлшері де түрліше болады.

Кейбір микроорганизмдер ылғал шамадан тыс аз болса да тіршілігін тоқтатпайды. Оларға микроскоптық саңырауқұлақтар мен актиномицеттер жатады. Ылғалдың азаюы әсіресе бактериялардың тіршілігін киындатады, олар тіршілік барысында топырақ құрамына байланысқан сулармен қоректенуге бейімделген. Осындай ерекшелік көптеген балдырларда да бар. Олар көбінесе тіршілікке қолайсыз, ылғалсыз жерлерде, тастарда тіршілік етеді. Жалпы топырақтағы ылғал сыйымдылығының шамамен 60—70%-дей мөлшерінде микробиологиялық процестердің жылдамдығы артып, органикалық заттардың минералдануы күшейе түседі. Ылғал шамадан тыс көп болса да микроорганизмдердің тіршілігін нашарлатады. Бұл — топырақтағы ауа режимінің дұрыс сақталмауынан болатын процесс. Өйткені ауа мен су топырақта өзара қарама-қарсы әсер ететін факторлар. Мәселен, органикалық заттардың минералдануы көбінесе аэробты жағдайда жүреді, егер осы кезде ылғал шамадан тыс көбейіп кетсе процесс тежеледі. Оны болдырмау үшін топырақты дренаждау, яғни артық ылғалды әр түрлі тәсілдермен ағызып, құрғату шаралары қолданылады. Дренаждалған және дренаждалмаған топырақтардағы микробиологиялық процестердің бірдей болмайтынын Мырзашөлде жүргізілген тәжірибелер айқын дәлелдеді. Дренаждалған топырақтарда су-ауа режимдерінің жақсаруынан микробиологиялық процестің де тездетілгенін байқау қиын емес. Әдетте саз топырақта микроорганизмдер баяу дамиды. Органикалық қалдықтардың ыдырауы оның беткі 40 см қабатында ғана жүреді. Одан тереңдеген сайын бұл процесс баяулайды, кейде тоқтап та қалады. Ал актиномицеттер саз шымтезекті топырақтардың тек беткі қабатында ғана тіршілік етеді. Мұнда бірлі-жарым микроскоптық саңырауқұлақтар да кездеседі.

Практикада топырақты суландырғанда органикалық заттардың минералдануы күшейеді. Мұны Қырғыз республикасында жүргізген Е. Н. Мишустиннің тәжірибесінен көруге болады.

Ылғалдың шамадан тыс көп болуы, мәселен, күріш өсімдігі үшін қолайлы. Бұған қарамастан күріш тамырынын, айналасында да біраз мөлшерде микробтар кездеседі. Мұның басты себебі, күріш өсімдігіне алғы дақыл ретінде беде өсірілетін болса, топырақта көп мөлшерде органикалық заттар қалады. Ол—микроорганизмдер үшін өте жақсы қоректік орта. Күріш өскен топырақта көбінесе анаэробты жағдайда клетчатканы ыдырататын микроорганизмдер тіршілік етеді.

Күн сәулесі топырақты жылытады. Соның әсерінен топырақтағы тіршілік қарқындай түседі. Бірақ тіке түсетін күн сәулесі микроорганизмдердің басым көпшілігін қырып жібереді. Қүн сәулесі мол жерде фотосинтез арқылы тіршілік ететін бояулары бар бактериялар мен түрлі балдырлар жақсы дами алады. Күн сәулесінің, әсіресе ультракүлгін бөлігі микроорганизмдерді жойып жібереді. Әдетте күн сәулесі топырақтың беткі қабатында орналасқан микроорганизмдерге тікелей әсер етеді де төменгі терең қабаттарындағыларға әсер ете алмайды. Көбінесе топырақта мезофиль микроорганизмдер таралған. Ал психрофиль және термофиль бактериялардың таралуы географиялық факторларға (еліміздің экваторлық аймақтарында) байланысты. Мәселен, Е. Н. Мишустиннің зерттеуіне қарағанда, топырақ микробы бациллус микойдестің тіршілік етуіне қолайлы температура күлгін топырақта +80° болса, ал Орта Азияда + 38°-та тіршілік етуге бейімделген. Жалпы термофиль микроорганизмдер топырақта кездеспейді. Олар негізінен көңмен бірге келіп түседі. Термофилъ микроорганизмдер еліміздің оңтүстік аудандарының топырақтарында да өте аз кездеседі. Сондықтан олар топырақтағы процестерге айтарлықтай әсер ете қоймайды.

Жалпы жылудың әсерінен микробиологиялық процестердің өзгеруін солтүстіктен оңтүстікке қарай анық байқауға болады.Органикалық заттардың минералдануы елімізде солтүстік жағының топырақтарына қарағанда, оңтүстікте әлдеқайда қарқынды жүреді. Бүл — температураның әсерінен болатын процесс. Солтүстік топырақтарының жылу режимін жақсартса, топырақтағы органикалық заттардың ыдырауы да тез жүреді. Мұның үлкен практикалық маңызы бар. Әдетте төменгі температурада микроорганизмдер толық қырылмайды. Олар тек топырақ түйіршіктеріндегі су қатқанда ғана тіршілігін жояды. Топырақ қышқылдығының микроорганизмдерге әсері. Әр түрлі топырақтың қышқылдығы түрліше болады. Қышқылдык реакциясына қарай топырақ бірнеше топқа бөлінеді.

Топырақ ерітіндісіндегі қышқылдық шамасы (1-кесте)

Күлгін топырақта рН 3,5—5,0-ге тең, қара топырақтарда 6,5—7,2 дейін жетеді. Сұр топырақта рН 7,5-ке тең. Топырақ қышқылдығының мөлшері жыл мерзіміне, өсімдіктердің түріне және вегетациялык дәуіріне байланысты өзгеріп отырады. Микроорганизмдер тіршілігі үшін қышқылдық (рН) шамасы белгілі бір дәрежеде болуы керек. Мәселен, қышқылдық күлгін топырақта алюминийдің, оның қосылыстарынан бөлініп шығуына колайлы жағдай жасайды. Бірақ қышқылдық бактериялардың көпшілігін қырып жібереді. Жалпы микроорганизмдерге қышқылдықтың тигізетін әсерін төмендегі деректерден көруге болады.

 Орта қышқылдығына (рН) микроорганизмдердің қатысы (2-кесте)

Қышқылдық қажетті шамадан азайғанда (минимальды рН) немесе артқанда (максимальды рН) микроорганизмдер қалыпты тіршілік ете алмайды.

Жоғарыда көрсетілген микроорганизмдердің ішінде орта қыш-қылдығына ең төзімдісі — зең саңыраукұлақтары мен күкірт бактериялары. Олар рН 1,5-қа тең болса да тіршілік ете алады. Ал басқа микроорганизмдер мұндай ортада тіршілік ете алмай қырылып қалады.