Tlo kao staniste za mikroorganizme

Tlo - stanište stani te za
mikroorganizme

tlo
Tlo je vrlo kompleksno
stanište za mikroorganizme :
-tlo je složen i raznolik sustav
koji se sastoji od čvrste,
tekuće i plinovite faze koje
vrlo značajno variraju u
odnosu na okolinu, klimu,
dubinu profila.
Mikroorganizmi se u tlu
nalaze u obliku mikrokolonija
na mineralnim česticama tla,
organskoj tvari i korijenu.

TLO KAO STANIŠTE STANI TE ZA MIKROORGANIZME I NJIHOVE
REAKCIJE
tlo je vrlo kompleksno stanište stani te
organizmi u tlu:
1) učestvuju u estvuju u postanku i razvoju tla (genezi) u kojem žive ive
2) stanište stani te za život ivot
zajedno sa biljkama čine ine jedan od pet interaktivnih faktora u formiranju tla (matični (mati ni
supstrat, vrijeme, topografija, klima, mikroorganizmi tla)

TLO
zajedno sa:
- mineralne čestice različitih veličina, oblika i kemijskih karakteristika
- korijen biljaka
- organizmi tla
- organska tvar u različitim fazama raspadanja
- plinovi u tlu
- voda u tlu čine tla
- otopljeni minerali

Profil tla

O - horizont (organski sloj) =
raspadajući biljni i životinjski ostaci
A - horizont (top soil) = mineralni
horizont blizu površine tla;
akumulacija humificirane organske
tvari pomiješana sa mineralnim
materijalom
B – horizont (subsoil) = mineralni
horizont
C – horizont = geološki sloj sa ili bez
naznaka formiranja tla
Profil tla
2 cm
10 cm
1 m

obrađivanje tla, tla,
mikroklima i biljni pokrov
različito razli ito utječu utje u na rasprostranjenost MO
kroz profil
količina koli ina C i N u tlu pada sa rastućom rastu om
dubinom
broj mikroorganizama pada sa rastućom rastu om
dubinom (najveći (najve i broj MO u površinskom
povr inskom
organskom sloju)
utjecaj korijena 2-3x 2 3x manji na dubinama
većim ve im od 25 cm (prosječno (prosje no korijen
dopire do 1m)
na dubinama ispod 25 cm dominacija
gljiva u odnosu na bakterije
na dubinama ispod 25 cm manje
mineraliziranog N u odnosu na min. C
Profil tla

Mikroorganizmi u tlu su vrlo različiti, a razlikuju se i prema zahtjevima
prema abiotskim faktorima:
-atmosfera tla
-količina slobodne vode
-toplina,
-reakcija tla
-količini i vrsti organske tvari
-strukturi i teksturi (mehaničkom sastavu tla)

Mikroorganizmi u tlu i plinovita faza
tla
Plinovita faza tla ili atmosfera tla popunjava 25-70% ukupne količine pora
u tlu. U atmosferi tla ima: 0,05-15% CO 2
1- 15% O 2
do 70% N 2
i manje količine NH4, H2,H2S, metana
Tla s mrvičastom strukturom – 15-25% kapaciteta za zrak
ilovasta i glinasta ta - manje od 10% kapaciteta tla za zrak
podvodna tla - nemaju plinovitu fazu
Tla s kapacitetom tla za zrak preko 30% imaju jaku aeraciju tj, brzu
mikrobnu aktivaciju i intenzivnu mineralizaciju.
Za većinu mikroorganizama prisutnost kisika je neophodna za metaboličke
procese (aerobni mo.) , no ima i onih za koje je kisik letalan (anaerobni mo.)

Aerobni mikroorganizmi
-trebaju prisutnost kisika kao krajnjeg primaoca elektrona u procesu disanja
-U tlima su brojni do 60cm dubine
-Alge, nitaste gljive, protozoe, bakterije
Fakultativno anaerobni mikroorganizmi
-Ne zahtjevaju kisik za rast i razvoj, no rastu u njegovom prisustvu
-U nižim dubinama oraničnog sloja
-Kvasci, bakterije; Bacillus,Escherichia, Salmonella, Staphyloccocus...
Anaerobni mikroorganizmi
-Ne mogu koristiti slobodni kisik
-Žive u dubljim slojevima tla – u zbijenom sloju tla i u unutrašnjosti strukturnih
agregata
-Bakterije roda Clostridium sp., bakterije koje vrše redukciju nitrata i redukciju
sulfata
-Razgrađuju organske spojeve u anaerobnim uvjetima, sudjeluju u sintezi
humusa, često stvaraju toksične produkte (H 2 S, metan CH 4 )

Manjak kisika u tlu
prilikom navodnjavanja, jakih kiša; ki a; pokretanje plinova skoro
potpuno obustavljeno
mikrobna aktivnost ne zaustavlja se u uvjetima nedovoljne aeracije
prvo se iskoriste rezerve kisika uhvaćene uhva ene ispod površine povr ine
nakon što to se O 2 potroši potro i oksidirani oblici N, Fe i Mn služe slu e kao
akceptori e- promjena aerobnog na anaerobni metabolizam pri koncentraciji O 2
manjoj od 1 %

Mikroorganizmi u tlu i voda
U stanici mikroorganizama - 90% voda
Neophodna je za odvijanje biokemijskih i metaboličkih
metaboli kih
procesa – izvor H + i OH- OH iona, održava odr ava osmotski tlak i fizičko fizi ko-
kemijsko stanje citoplazme
- Za život ivot mikroorganizama u tlu bitna je slobodna voda u tlu
- Preživljavanje
Pre ivljavanje mikrooganizama u tlima s smanjenom količinom koli inom
slobodne vode ovisi o vrsti mikroorganizama i njihovoj sporogenosti
- Sporogene bakterije, aktinomicete bolje preživljavaju
pre ivljavaju u suhoj sredini
nego alge, protozoe i asporogene bakterije
- Otopina tla – tekuća teku a faza u tlu, a čine ine ju voda s otopljenim
mineralnim i organskim tvarima

Vrste vode u tlu
GRAVITACIJSKA (ocjedina) voda
nalazi se u velikim kanalima u tlu nakon teških te kih kiša ki a ili navodnjavanja
ocjeđuje se pod utjecajem gravitacijske sile ili nestaje isušivanjem
isu ivanjem
KAPILARNA voda
puni kapilarne pore i dostupna biljkama i mikroorganizmima
HIGROSKOPNA voda
u mikroporama, mikroporama,
ostaje u tlu nakon isušivanja isu ivanja
neupotrebljiva za biljke i većinu ve inu mikroorganizama

Iz otopine tla mikroorganizmi i biljke se opskrbljuju s vodom i
hranjivima
Previše Previ e vode u tlu: ispiranje hranjivih tvari u niže ni e slojeve tla,
smanjena aeracija i nastanak anaerobnih uvjeta u tlu
Glinena tla bolje zadržavaju zadr avaju vodu – bolje podnose sušne su ne uvjete
i imaju veću ve u biogenost
Pjeskovita tla- tla ne zadržavaju zadr avaju vodu i brže br e se isušuju isu uju te sadrže sadr e
manje mikroorganizama
- U uvjetima optimalne vlažnosti vla nosti u tlu prevladavaju mezofilni
mikrorganizmi
- 50-80% 50 80% vlažnosti vla nosti tla
- Mezofilne bakterije, gljive,terestričke gljive,terestri ke alge protozoe
- Kserofilni mikroorgnizmi –prilagođeni prilagođeni na život ivot u suhim tlimažive
ive na stijenama i pjeskovitim tlima
- Hidrofilni mikroorganizmi – za rast i razvoj trebaju veliku
kolićinu koli inu slobodne vode-alge,hidrofilne vode alge,hidrofilne protozoe i bakerije

Toplinska svojstva tla
Tlo ima sposobnost primanja i otpuštanja otpu tanja topline
Toplina tla ovisi: toplini zraka, biljnom pokrivaču, pokriva u,
padalinama, vjetru, nagibu terene, godišnjem godi njem dobu..
Promjena temperature je najveća najve a u površinskom povr inskom sloju
U području podru ju umjerene (kontinentalne) klime od IV –VII VII
mjeseca topliji je površinski povr inski sloj, a od IX – II topliji su
dublji slojevi (temperaturna kolebanja)
u tropskim područjima podru jima s bujnom vegetacijom su
temperaturna kolebanja minimalna (20-26 (20 26°) ) a u
pustinjskim tlima su ekstremna (0-80 (0 80°) )

Faktori koji utječu utje u na zagrijavanje tla
ekspozicija (sjever, jug)
strmost nagiba
stupanj zasjene
pokrov (vegetacija, biljni ostaci, mokro lišće, li e, slama)
snijeg (potiče (poti e zadržavanje zadr avanje akumulirane topline)

Termotolerancija
većina ve ina vrsta tolerantna na raspon temperature od 30 ºC
psihrofili Tmin -5 5 ºC Tmax 25 ºC
mezofili Tmin 15 ºC Tmax 45 ºC
termofili Tmin 40 ºC Tmax 70 ºC
hipertemofili Tmin 80 ºC Tmax 100 ºC C
arhebakterije najčešći naj i hipertermofili, hipertermofili,
mnoge anaerobne
neki rastu na -12 12 ºC, C, drugi na 110 º

Toplinska svojstva tla utječu na mikroorganizme jer oni nemaju sposobnost
stanične termoregulacije
-Mikroorganizmi u tlima kontinenalnog područja podnose temperaturna kolebanja
0-40°C dok mikroorganizmi u tropskim tlima ne toleriraju temperaturne razlike
(stenotermofilni)
-Prokarioti podnose velike temperaturne razlike dok eukarioti su vrlo osjeljivi na
visoke temperature
-psihrofilni mikroorganizmi – stanična stijenka sadrži veću količinu nezasičenih
masnih kiselina koje ostaju u tekućem stanju i na nižim temperaturama što
omogućuje nesmetano usvajanje hraniva
U području kontinenalne klime psihrofilni mikroorganizmi se nalaze u tlima viših
nadmorskih visina, nižim dubinama jezera i mora

Mezofilni mikroorganizmi rasprostranjeni su u područjima kontinentalne klime
(optimum temperature 20-40°C)
Najveća aktivnost je u periodu kasnog proljeća i rane jeseni
Termofilni mikroorganizmi – optimum za rast i razvoj im je na temperaturama
50-60°C - imaju termostabilne enzime , masne kiseline u staničnim
membranama imaju višu temperaturu vrenja
Termofilne bakterije (Bacilus, Clostridium, Methanobacterium), gljive (Mucor,
Aspergillus), alge (Cyanidium)

80 % Zemljine površine povr ine i 90 % oceana srednje godišnje godi nje
temperature od 5 ºC C ili manje
mezofili dominantni u poljoprivrednim tlima i ekosistemima visoke
primarne produkcije
termofili dolaze u vrućim vru im izvorima, kompostu i biljnom materijalu
pohranjenom u uvjetima koji izazivaju mikrobnu termogenezu
psihrofili dolaze na velikim geografskim širinama, irinama, velikim visinama i
oceanima

Kiselost i lu
Mikroorganizmi i pH tla
lužnatost natost tla uzrokovane su prisutnošću prisutno u H + i OH- OH iona:
ako je prisutnost navedenih iona izjednačena izjedna ena radi se o neutralnim
tlima, ako je prisutno više vi e H + iona tla su kisela, a ako je njihva
količina koli ina smanjena – tla su lužnata lu nata
pH vrijednost – negativni dekadni logaritam koncentracije
vodikovih iona
Tlo ima pH reakciju 3-10 3 10
Povećana Pove ana koncentracija H + iona izaziva zakiseljavanje otopine tla –
nastaju organske (octena i limunska) i anorganske kiseline (ugljična, (uglj na,
dušična du na i sumporna) otapanjem kiselih soli .
Najvažniji niji izvor H + iona je ugljična uglji na kiselina koja nastaje otapanjem
CO2
u vodi
- Najva
CO 2

Puferna sposobnost tla – sposobnost tla da neutralizira naglu promjenu tj.
Povećanje pH- ulogu pufera imaju CaCO 3 , Al 3+ i H + ioni
-Acidogeni mikroorganizmi – rastu u sredini s pH 5 to spadaju kvasci, nitaste gljive ,
bakterije, alge (Euglena mirabilis, Zygogoninum..).
Tla na većim nadmorskim visinama i šumska tla, a za poljoprivrednu proizvodnju nisu
najpogodnija (sinteza lošeg humusa,dominacija gljiva..)
-Alkalofilni mikroorganizmi – rastu kod pH 8-10 (ureobakterije, amonifikatori,
aktiomicete, nitrifikatori, alge i neke protozoe )

Optimum pH za pojedine mikroorganizme
većina ve ina vrsta raste pri pH 4-9 4 9 ili unutar uskog segmenta tog raspona
acidofili optimum pH 1-6 1
ekstremni acidofili pH 1-3 1
umjereni acidofili pH 4-6 4
umjereni alkalofili pH 7.3-9.6 7.3 9.6
ekstremni alkalofili pH 13
ekstremni acidofili (Thiobacillus
Thiobacillus, , Thermophalus,
Thermophalus,
Sulfolobus) Sulfolobus)
oksidiraju
sulfidne minerale do sulfurne kiseline
gljive najčešće naj e umjereni acidofili kao
ekstremni alkalofili su i halofili i nalazimo ih u slanim jezerima

Sruktura tla i mikroorganizmi
Struktura tla – vezanje
vezanje čestica estica tla u agregate
U stvaranju strukture tla bitnu ulogu imaju mikroorganizmi koji
1)proizvode vezivne materije (sluzave tvri , galakturonsku kiselinu..) kiselinu..)
pomoću pomo u kojih vežu ve u čestice estice gline, praha i pijeska
2) vezanje čestica estica putem hifa gljiva i aktinomiceta
Mrvičasta Mrvi asta struktura – stabilna i najboljeg omjera mikro- mikro i makro-
pora
Agregati povećavaju pove avaju aktivnu površinu povr inu tla pa se povećava pove ava i životni ivotni
prostor za mikroorganizme
Na formiranje i održavanje odr avanje strukture tla značajan zna ajan utjecaj imaju
humusne kiseline - tvorba oranomineralnog kompleksa tla

Tekstura tla - udio mineralnih čestica različitih veličina u tlu na osnovu koje se
vrši klasifikacija tla
Promjer čestica:
Pijesak 2-0,05 mm
Glina 0,05 – 0,002 mm
Prah < 0,002 mm
-pjeskovita tla – sadrže mali postotak čestica gline,a puno čestica pijeska-
Veliki sadržaj makropora za zrak, a malo mikropora i organske tvari – manja
brojnost i raznolikost mikroorganizama
-Glinena tla – sadrže jednaki udio glinenih i pjeskovitih čestica – zadržavaju vodu
i pružaju bolje uvjete za život mikroorganizama

Agregati u tlu
primarna uloga u kontroli mikrobne aktivnosti i obrtanju organske organske
tvari u tlu
početak po etak stvaranja agregata:
- organizmi u tlu izlučuju izlu uju fibrile, fibrile,
filamente i polisaharide koji sa
glinama tvore organomineralne komplekse
struktura tla stvara se kada se procesima;
- isušivanje isu ivanje
- skupljanje-nadimanje
skupljanje nadimanje
- smrzavanje-otapanje
smrzavanje otapanje
- rast korijena
- pokretanje životinja ivotinja
- zbijanje

Tekstura tla
tlo se sastoji od čestica estica različitih razli itih veličina; veli ina;
> 200 µm; m; frakcija zrnatog (krupnog) pijeska
63-200 63 200 µm; m; frakcija finog (sitnog) pijeska
2-63 63 µm; m; frakcija ilovače ilova e (silt ( silt)
0.1 – 2 µm; m; frakcija glina
relativni odnos čestica estica različitih razli itih veličina veli ina u tlu
određuje teksturu tla

značajno zna ajno utječe utje e na raspored mikroorganizama u tlu
MO učestaliji u estaliji u ilovači ilova i i glinenim frakcijama tla ( tu koncentrirano
hranjivo)
Fusarium naseljava staništa stani ta u kojima prevladava smektit ( mineral
gline)
Fusarium
proteolitičke
proteoliti ke bakterije brojnije u tlima u kojima prevladava ilovača ilova a i
glina; u pjeskovitim tlima njihova brojnost drastično drasti no smanjena
aktivnost enzima općenito op enito veća ve a u ilovači ilova i i glinama
= u kojoj frakciji veća ve a aktivnost MO najčešće naj e ovisi o količini koli ini i
dostupnosti hranjivog supstrata