Почвообразование — сложный и многофакторный процесс, играющий ключевую роль в формировании плодородных почв и поддержании экологического баланса на Земле. Одним из важнейших факторов, влияющих на структуру и плодородие почвы, является разложение органических веществ, в частности, целлюлозы — основного компонента растительных остатков. В этом процессе особую роль выполняют специализированные микроорганизмы, обладающие способностью разлагать целлюлозу — целлюлозоразрушающие микроорганизмы.

Деятельность этих микроорганизмов обеспечивает превращение растительных остатков в доступные формы питательных веществ, способствует формированию структурной организации почвы и повышает её плодородие. В последние годы интерес к изучению роли целлюлозоразрушающих микроорганизмов в почвообразовательных процессах возрастает в связи с необходимостью разработки экологически чистых методов улучшения почвенного плодородия и устойчивого развития сельского хозяйства.

Целлюлозоразрушающие микроорганизмы в природе играют важное значение. Целлюлозолитики — физиологическая группа бактерий, включающая представителей разных таксонов: клостридии, ряд актиномицетов, миксобактерии, представители коринеформных бактерий. Несмотря на то, что бактерии, грибы и актиномицеты являются основными, в процессе разложения участвуют также некоторые водоросли, археи и другие микроорганизмы, однако их вклад в почвообразование менее значителен.

Целлюлоза — это главный компонент растительных остатков и растительных остатков в почвах, представляющая собой полисахарид, состоящий из цепочек β-D-глюкозы, соединённых гликозидными связями. Для разложения целлюлозы необходимы специализированные ферменты — целлюлазы, которые синтезируют целлюлозоразрушающие микроорганизмы. Целлюлазы — ферменты, секретируемые бактериями, грибами и актиномицетами, — связываются с поверхностью целлюлозных микрофибрилл. Эти ферменты могут быть разделены на два типа: экзоцеллюлазы и эндоцеллюлазы. Первые расщепляют цепи целлюлозы с концов, высвобождая молекулы глюкозы или короткие олигосахариды. Вторые разрезают внутренние участки целлюлозных цепочек, создавая новые разрывы и увеличивая доступность для экзоферментов. Под действием целлюлаз происходит гидролиз β-1,4-гликозидных связей между глюкозными мономерами. Высвободившаяся глюкоза является доступным источником энергии и строительным материалом для микроорганизмов, а также участвует в почвообразовательных процессах.

Одним из наиболее важных факторов, определяющих активность микроорганизмов, является влажность почвы. Недостаток влаги может замедлить метаболические процессы, снизить скорость разложения целлюлозы и даже привести к гибели микроорганизмов. Оптимальный уровень влажности способствует поддержанию жизнеспособности микроорганизмов и обеспечивает доступность воды для их метаболических реакций. Температура также оказывает значительное влияние. Большинство целлюлозоразрушающих микроорганизмов активно функционирует в диапазоне температур от 20 до 30°C. При понижении температуры до примерно 0°C их активность значительно снижается, а при повышении выше 40°C происходит денатурация ферментов и гибель микроорганизмов. В связи с этим, сезонные изменения температуры в почве напрямую отражаются на скорости разложения целлюлозы. Кислотность или щелочность почвы оказывает существенное влияние на микробную деятельность.

Большинство целлюлозоразрушающих микроорганизмов предпочитает нейтральные или слабо кислые условия (pH 6–7). В кислых условиях (pH менее 5) активность ферментов, отвечающих за разложение целлюлозы, снижается, что замедляет процесс разложения. В щелочной среде (pH более 8) микроорганизмы также могут испытывать затруднения, что влияет на скорость процессов почвообразования. Поэтому оптимальный pH среды является важным фактором для максимальной активности данных микроорганизмов. Для эффективной работы целлюлозоразрушающих микроорганизмов необходимы не только целлюлоза, но и другие питательные вещества — азот, фосфор, микроэлементы. Наличие этих веществ способствует росту и размножению микроорганизмов, повышая их способность разлагать целлюлозу.

Кроме того, важным фактором является конкуренция с другими микроорганизмами за ресурсы. В почве сосуществуют различные виды бактерий и грибов, которые могут конкурировать за питательные вещества и место обитания. Высокая конкуренция может снижать численность целлюлозоразрушающих микроорганизмов и замедлять разложение целлюлозы. В то же время, наличие специфических микроорганизмов-стимуляторов или использование методов внесения питательных веществ могут способствовать повышению их активности.

Таким образом, целлюлозоразрушающие микроорганизмы в почвообразовательных процессах являются важным фактором формирования плодородия и устойчивости экосистем. Их активность способствует разложению растительных остатков, обогащению почвы органическими веществами и улучшению её структуры, что напрямую влияет на продуктивность сельскохозяйственных культур и экологическую стабильность. Перспективы применения этих микроорганизмов в аграрной сфере включают развитие биологических средств защиты и стимуляции роста растений, что позволяет снизить использование химических удобрений и пестицидов, повысить экологическую безопасность производства.

Литература:

1. Наплекова Надежда Николаевна Экологическая функция целлюлозолитических бактерий в почвах // Вестник АГАУ. 2010. № 3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ekologicheskaya-funktsiya-tsellyulozoliticheskih-bakteriy-v-pochvah (дата обращения: 11.12.2025).
2. Наплекова, Н. Н. Метаболиты аэробных целлюлозоразрушающих микроорганизмов и их роль в почвах: монография / Н. Н. Наплекова; Новосиб. гос. аграр. ун-т. — Новосибирск, 2010. — 228 с.: ил. — ISBN 978–5–94477–096–7. — Текст: электронный. — URL: https://znanium.com/catalog/product/516066 (дата обращения: 11.12.2025). –
3. Ильяшенко, Н. Г. Микроорганизмы и окружающая среда: учебное пособие / Н. Г. Ильяшенко, Л. Н. Шабурова. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва: ИНФРА-М, 2023. — 195 с. — (Высшее образование). — DOI 10.12737/25060. — ISBN 978–5–16–018530–9. — Текст: электронный. — URL: https://znanium.ru/catalog/product/1995360 (дата обращения: 11.12.2025). –
4. Гернет, М. В. Микробиология: учебник / Н. Г. Ильяшенко, Л. Н. Шабурова, М. В. Гернет. — Москва: ИНФРА-М, 2021. — 263 с. + Доп. материалы [Электронный ресурс]. — (Среднее профессиональное образование). — ISBN 978–5–16–016454–0. — Текст: электронный. — URL: https://znanium.ru/catalog/product/1150324 (дата обращения: 11.12.2025). –