Οργανισμοί του εδάφους

Το έδαφος χρησιμοποιείται ως κατοικία από ένα μεγάλο αριθμό οργανισμών, ποικίλου μεγέθους, που ανήκουν στο φυτικό και ζωικό βασίλειο. Ο ρόλος τους είναι πολύ σημαντικός. Είναι χαρακτηριστικό ότι για τη μελέτη τους αναπτύχθηκε ιδιαίτερος κλάδος της Εδαφολογίας η "Μικροβιολογία Εδάφους". Μεταξύ των άλλων χρήσιμων δραστηριοτήτων τους είναι και η δέσμευση υπό οργανική μορφή του ατμοσφαιρικού αζώτου, η διάσπαση κυρίως οργανικών συστατικών, και ταυτόχρονα η σύνθεση νέων ενώσεων, χρήσιμες για τη θρέψη των φυτών, ενώ παράλληλα μπορούν και βελτιώνουν ορισμένες φυσικές εδαφικές ιδιότητες. Γενικά συμβάλλουν στη διατήρηση και αύξηση της γονιμότητας των εδαφών, ενώ ο τρόπος της επίδρασης δεν είναι ίδιος για όλα τα είδη των εδαφικών μικροοργανισμών. Οι οργανισμοί του εδάφους αποτελούνται από βακτήρια, μύκητες, ακτινομύκητες, φύκη, λειχήνες, που ανήκουν στην χλώριδα του εδάφους, αλλά και από είδη που ανήκουν στην πανίδα του εδάφους όπως γαιοσκώληκες (earthowrms), τερμίτες (termites), μυρμήγκια (ants).

Τα βακτήρια είναι μονοκύτταροι οργανισμοί, έχουν σχήμα συνήθως ραβδόμορφο, σπανιότερο, σφαιροειδές, και μέγεθος μικρότερο του 1 - 10m (συνηθέστερο έως 5m). Είναι το πολυπληθέστερο είδος οργανισμών στο έδαφος. Στην βιβλιογραφία αναφέρεται ότι ένα γραμμάριο εδάφους μπορεί να περιέχει από 1 - 4 δισεκατομμύρια βακτήρια. Το βάρος τους μπορεί να φθάσει, για έκταση ενός στρέμματος και βάθος 20cm, τα 130Kg, ενώ γενικά αντιπροσωπεύει το 0,05% του ξηρού βάρους του εδάφους. Τα βακτήρια αποτελούνται από 80% νερό, 10% άνθρακα και 2% άζωτο.

Τα βακτήρια ταξινομούνται ανάλογα:

• Με την μέθοδο λήψης τροφής και ενέργειας (ετερότροφα, αυτότροφα). Συνηθέστερα είναι τα ετερότροφα με πηγή τροφής (άνθρακα) και ενέργειας την οργανική ουσία. Τα αυτότροφα έχουν πηγή άνθρακα το CO₂ και ενέργειας την οξείδωση ανόργανων στοιχείων ή ενώσεων. Τα βακτήρια που χρησιμοποιούν την ενέργεια οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων, ονομάζονται χημοσυνθετικά, ενώ αυτά που χρησιμοποιούν το φώς για ενέργεια φωτοσυνθετικά. Στα αυτότροφα χημοσυνθετικά ανήκουν τα νιτροβακτήρια (nitrozomonas και nitrobacter), που οξειδώνουν το αμμωνιακό άζωτο, που παράγεται κατά την διάσπαση των πρωτεϊνών σε νιτρώδη και νιτρικά. Η διαδικασία είναι γνωστή ως νιτροποίηση. Στα ετερότροφα βακτήρια ανήκουν οι δεσμευτές αζώτου, που ανάγουν το ατμοσφαιρικό άζωτο σε αμμωνιακό και το δεσμεύουν υπό οργανική μορφή (αμινοξέα) αλλά και βακτήρια, εκέινα τσα οποία είναι τα πιο διαδεδομένα, που δεν δεσμεύουν άζωτο, αλλά απαιτούν δεσμευμένο άζωτο. Αυτά κυρίως θεωρούνται υπεύθυνα για την αποσύνθεση της οργανικής ουσίας.

• Με την ύπαρξη ή όχι συμβίωσης με φυτά (συμβιωτικά και μη συμβιωτικά). Οι δεσμευτές αζώτου, ετερότροφα βακτήρια, μπορούν να ζούν ελεύθερα ή συμβιωτικά με ορισμένα φυτά (ψυχανθή, όπως φασόλια, μπιζέλια, κ.α.). Τα τελευταία, κυρίως είδη του Rhyzobium sp., δημιουργούν φυματία (εξογκώματα) στις ρίζες τους εντός των οποίων γίνεται η δέσμευση και η μετατροπή του ατμοσφαιρικού αζώτου.

• Με τις απαιτήσεις σε οξυγόνο (αερόβια, αναερόβια κυρίως σαπροφυτικά, που διατρέφονται δηλαδή από τα υπολείμματα φυτών και ζώων). Τα μη συμβιωτικά βακτήρια, που ζουν ελεύθερα, περιλαμβάνουν αναερόβια και αερόβια (όπως το azotobacter) είδη. Επίσης σε αερόβια και αναερόβια διακρίνονται και τα βακτήρια που δεν δεσμεύουν άζωτο. Η θερομκρασία, η υγρασία, ο αερισμός, η οξύτητα καθώς και οι άλλες συνθήκες του εδάφους επηρεάζουν την ανάπτυξη και δραστηριότητα των βακτηρίων. Γενικά περισσότερα βρίσκουμε στα γόνιμα εδάφη ενώ αυξάνονται πολύ γρήγορα όταν υπάρχουν επίσης αρκετά οργανικά συστατικά. Έχουν τις ίδιες απαιτήσεις με αυτές των καλλιεργειών όσον αφορά στην υγρασία (δηλαδή έδαφος στην υδατοϊκανότητα), ενώ σε θερμοκρασία οι τιμές μεταξύ 19^oC και 37^oC και σε pH οι τιμές μεταξύ 6 και 8 θεωρούνται ικανοποιητικές. Ως τροφή είναι δυνατόν να χρησιμοποιούν τις εύκολα αποσυντιθέμενες οργανικές ουσίες.

Είναι μονοκύτταροι και πολυκύτταροι οργανισμοί και σχηματίζουν μυκήλιο κατά την αποσύνθεση ορισμένων υλικών. Είναι πάντοτε ετερότροφοι αερόβιοι, πολλοί ενώ ζούν συμβιωτικά με τις ρίζες (μυκόρριζα) διαφόρων φυτικών ειδών. Οι ρίζες μεταβιβάζουν ουσίες στους μύκητες και οι υφές των μυκήτων βοηθούν τις ρίζες να απορροφήσουν θρεπτικά στοιχεία και νερό. Οι μύκητες διασπουν την οργανική ουσία και προμηθεύονται άνθρακα και ενέργεια (αφού στερούνται χλωροφύλλης) από τις κυτταρίνες, που απαντώνται ως συστατικό ξύλου, τις πηκτίνες, τις ημικυττερίνες, την κερατίνη και τη λιγνίνη. Τα πολυμερή μόρια αυτών των ενώσεων διασπώνται σε μικρότερα μόρια λόγω της έκχυσης ενζύμων από τους μύκητες. Επισής δρούν ως συστατικά, που βοηθούν στο σχηματισμό σταθερών στο νερό εδαφικών συσσωματωμάτων. Στους μύκητες ανήκουν οι ζύμες, οι βασιδιομύκητες και οι εύρωτες (με γνωστούς εκπροσώπους τα γένη Penicillium, Fusarium, Mucor, Aspergillus), που είναι εξ ίσου σημαντικοί, όσο και τα βακτήρια. Η δραστηριότητα τους και ο πληθυσμός τους αυξάνει στην επιφάνεια του εδάφους, όπου αφθονούν τα συστατικά της οργανικής ουσίας που χρειάζονται, αλλά και οπουδήποτε υπάρχει καλός αερισμός. Εμφανίζονται λιγότερο απαιτητικοί σε σχέση με τα αυξημένα ποσοστά υγρασίας, που θέλουν τα βακτήρια, ενώ απαιτούν περισσότερο όξινο περιβάλλον. Ιδιαίτερα δε σε χαμηλά pH η σημασία τους είναι μεγαλύτερη, γιατί μειώνεται σημαντικά η δραστηριότητα των βακτηρίων.

Σχετίζονται μορφολογικά και ταξινομικά με τους μύκητες και τα βακτήρια. Είναι μονοκύτταροι οργανισμοί και φτιάχνουν μυκήλια (όμοια με τους μύκητες), πολλοί αναπαράγονται με σπόρους, οι οποίοι μοιάζουν με τα κελιά των βακτηρίων. Είναι κυρίως ετερότροφοι, αερόβιοι και σαπροφυτικοί. Βοηθούν τη διάσπαση των συστατικών της οργανικής ουσίας και κυρίως της κυτταρίνης, επιταχύνουν παράλληλα και τον αργό ρυθμό αποσύνθεσης οργανικών ουσιών απο τα βακτήρια. Δίνουν στο έδαφος χαρακτηριστική γαιώδη οσμή (ιδίως σε εδάφη που πρόσφατα οργώθηκαν, ή που είναι φρεσκοβρεγμένα) ενώ βοηθούν στην ανάπτυξη, όπως και οι μύκτητες, σταθερής δομής του εδάφους στο νερό. Σήμερα οι ακτινομύκητες είναι πολύ χρήσιμοι γιατί παράγουν μια σειρά χρήσιμων αντιβιοτικών, όπως streptomycin, terramycin, neomycin. Τέλος, πριν από είκοσι περίπου χρόνια βρέθηκε ότι έχουν συμβιωτική δράση με επτά τουλάχιστον οικογένειες φυτών (ενώ τα βακτήρια rhizobium μόνο με τα ψυχανθή) και ότι δεσμεύουν ατμοσφαιρικό άζωτο.(Hensley and Carpenter, 1979 and Tredici, 1980). Αναπτύσσονται σε ποικίλα καθεστώτα εδαφικής υγρασίας προτιμώντας κυρίως τα υγρά εδάφη. Είναι περισσότεροι στα θερμά εδάφη, ενώ δεν θέλουν όξινες συνθήκες (ικανοποιητική ανάπτυξη έως pH 6).

Τα εφοδιασμένα με χλωροφύλλη και επομένως ικανά να φωτοσυνθέτουν (αυτότροφοι οργανισμοί) μικροσκοπικά φυτά είναι τα φύκη. Ζούν στην επιφάνεια του εδάφους, ευνοούνται ακόμη περισσότερο σε συνθήκες υγρασίας και απαιτούν φώς. Δεν είναι τόσο σημαντικά ως διασπαστές της οργανικής ουσίας.

Έχουν πολύ χρήσιμη δραστηριότητα, είναι αυτοί που τεμαχίζουν τα φυτικά μέρη και εκθέτουν οργανικές επιφάνειες, ώστε να δρουν πάνω τους οι εδαφικοί μικροοργανισμοί. Μετακινούν, εντός του εδάφους, τεμάχια και περιττώματα πλούσια σε βακτήρια προς όλες τις κατευθύνσεις. Γενικά δρουν προς το όφελος της ομογενοποίησης του εδαφικού σώματος. Ο πληθυσμός τους μειώνεται αισθητά από την επιφάνεια του εδάφους προς τα βαθύτερα στρώματα. Εδώ ανήκουν τα πρωτόζωα, (η απλούστερη ίσως μορφή πανίδας), τα αρθρόποδα (π.χ. τερμίτες), οι (γαιο-) σκώληκες, που περιλαμβάνουν και τους σημαντικούς νηματώδεις, οι οποίοι έχουν και επιβλαβή δράση για τις ρίζες των φυτών.