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Arthrobacter ist eine Gattung, die bis zu 40% aller in Böden vorkommenden kultivierbaren Bakterien abdeckt. In einem Gramm Boden können jedoch bis zu 6.300 Bakterienarten vorkommen. Bakterien sind die zahlreichsten Mikroorganismen auf der Bodenoberfläche. Wissenschaftler haben bereits mehr als 100 Millionen Bakterienzellen in einem Gramm Boden gezüchtet und schätzen die Gesamtzahl auf mehr als 10 Milliarden Bakterien pro Gramm.
Lebensräume
Die meisten Bodenbakterien leben in der Rhizosphäre, einem dünnen Bodenbereich um die Wurzeln von Pflanzen. Die Wurzeln fügen der Rhizosphäre organische Stoffe hinzu und bieten Bakterien eine nährstoffreiche Umgebung. Außerhalb der Rhizosphäre leben Bakterien in Millimetern näher an der Bodenoberfläche. Bakterien haften an den Oberflächen von Bodenpartikeln und bewohnen Ihre Poren - die mit Luft und Wasser gefüllten Bereiche des Bodens.
Typen
Bodenbakterien umfassen alle Arten der Bakterienatmung und des Stoffwechsels. Aerobe Bakterien benötigen Sauerstoff zum Atmen und ein anaerobes Bakterium hat eine anaerobe Atmung oder Fermentation. Autotrophe Bakterien metabolisieren anorganische Verbindungen und produzieren organische Verbindungen, während heterotrophe Bakterien organische Verbindungen metabolisieren. Die meisten Bodenbakterien sind chemotrophe Stoffe, die aus chemischen Reaktionen Energie gewinnen. Cyanobakterien gewinnen jedoch Energie aus dem Sonnenlicht und machen Photosynthese wie Pflanzen. Jede Art von Bakterien erfüllt unterschiedliche Funktionen im Bodenökosystem.
Funktionen
Bakterien spielen viele Rollen bei der Zirkulation von Nährstoffen durch den Boden. Im Kohlenstoffkreislauf fangen Phototrophen wie Cyanobakterien Kohlenstoff im Boden in Form organischer Verbindungen ein, und Heterotrophe verbrauchen eingeschlossenen Kohlenstoff. Autotrophe nehmen an der Nitrifikation teil - dem Prozess der Umwandlung von Ammoniak in Nitrat, einer Form von Stickstoff, die Pflanzen leichter verbrauchen können. Anaerobe Bakterien, sogenannte Denitrifikatoren, wandeln Nitrat in Stickstoffgas um. Einige Bakterien sind Stickstofffixierer; Sie bilden symbiotische Beziehungen zu Gemüse wie Erbsen und Nelken und fangen Stickstoffknollen ein und wandeln sie in Wurzeln um. Zusätzlich zum Nährstoffkreislauf stabilisieren Bakterien den Boden und bringen seine Partikel und zersetzten organischen Stoffe zusammen.
Verwendet
Wissenschaftler haben Antibiotika unter Verwendung verschiedener Arten von Bodenbakterien hergestellt, darunter Streptomyces scabies und Mitglieder der Gattung Bacillus. Bacillus thuringiensis bietet eine natürliche Form des Insektizids; produziert Proteine, die das Verdauungssystem der Insekten lähmen. Mehrere Stämme von B. thuringiensis wirken gegen Raupen, Fliegenlarven und blattfressende Käfer. Bodenbakterien sind auch an der Bioremediation beteiligt. In vielen Fällen können bereits im Boden vorhandene Bakterien Verunreinigungen zersetzen, obwohl der Prozess langsam sein kann. Bodenbakterien können auch anderen Umgebungen zugesetzt werden, um Kontaminationen zu beseitigen. Beispielsweise bauen Bakterien der Gattung Pseudomonas Kohlenwasserstoffe aus Ölverschmutzungen ab.