08.08.2017
14.07.2017
06.07.2017
19.06.2017
19.06.2017
19.06.2017
15.06.2017
12.06.2017
12.06.2017
16.05.2017
Биотические вещества почвы
 25.06.2014

Из приведенного материала видно, что для улучшения роста растений требуются очень малые дозы органических веществ из перегноя компостов и навоза.
Возникает вопрос, какие же из этих органических веществ являются активаторами роста растений.
Выше сообщалось, что органическая часть почвы состоит из очень сложных и разнообразных соединений, со специфическими и неспецифическими свойствами. Большая часть этих веществ, как указано выше, относится к гуминовым кислотам.
Кроме гуминовых кислот, в органической части почвы обнаружены многие другие соединения, в том числе вещества, обладающие свойствами биокатализаторов. Сюда относятся ферменты, витамины, ауксины, некоторые аминокислоты и другие биотические вещества.
Боттомлей, Моккеридж, Волькер, Кларк, Седжер и другие в свое время высказывали предположение, что активирующее действие гумусированных землеудобрительных препаратов навоза и различных компостов — бактеризованных и небактеризованных обусловлено особыми веществами — «ауксимонами».
Ауксимоны действуют подобно биосу дрожжей. Анализ бактеризованного торфа выявлял в нем пуриновые основания. Последние обнаруживались и у азотобактера. Это дало основание Моккеридж заключить, что как в компостах, так и у азотобактера активирующими веществами оказываются одни и те же соединения.
В дальнейших исследованиях было показано, что действие перегноя обусловлено особыми веществами, вырабатываемыми микробами.
Энстид предложил назвать эти вещества фитаминами. По его мнению, фитамины образуются только микроорганизмами. Поступая в растения, они превращаются в витамины. Последние, попадая с пищей в тело животного и человека, претерпевают некоторые изменения и превращаются в гормоны. Гормоны и витамины удаляются из животного организма с мочой или экскрементами наружу, попадают в почву или в навоз, становятся достоянием микробов и превращаются снова в фитамины.
Таким образом, по мнению Энстида, фитамины, витамины и гормоны представляют собой видоизменения одной и той же субстанции.
Аналогичные взгляды высказывал Дайнеко. Он утверждал, что между гормонами животных и витаминами нет различия, что они связаны между собой.
Связь между растительными и животными биокатализаторами отмечается многими исследователями. Однако говорить о круговороте их в природе нет оснований.
Локхед и Чэз пытались выявить природу активирующего вещества перегноя. Они получали вытяжки из перегнойной почвы и подвергали их различной обработке — экстракции органическими растворителями, адсорбции углем и другими адсорбентами и последующей элюции. Опыты показали, что зола перегноя и компостов не оказывала никакого действия на рост растений и микроорганизмов. Из 63 культур микробов только одна развивалась в присутствии золы компостов. Экстракты же компостов и почвенного перегноя действовали положительно. Наибольшая эффективность получалась от ацетонового экстракта. В присутствии его 26 культур развивались хорошо, 26 удовлетворительно и только 11 культур не росли. Спиртовая и эфирная вытяжки давали хорошие показатели. Фильтраты и элюаты с угля каждый в отдельности давали слабый эффект, а в смеси — действовали на рост микробов значительно сильнее.
Элисон и Гувер отмечали положительное действие гуминовых кислот на рост и активность клубеньковых бактерий. Они установили в гумине наличие особого вещества, которое назвали фактором «R», или коэнзимом.
Робинсон и Эндингтон обнаружили в почвах биотическое вещество флюорин. Это вещество, по их наблюдению, поглощается растениями в заметных количествах.
Паркер-Родс обнаружил в почве ауксины. Количество их бывает различным в зависимости от свойств почв. В удобренных навозом почвах количество ауксинов было 0,200 μг/кг, а в бедных, неудобренных почвах — всего 0,06 μг/кг. В почвах с минеральным удобрением этих веществ меньше (0,09—0,106 μг/кг). В процессе компостирования почва обогащается ауксинами. Простерилизованная почва содержала 0,042 μг/кг ауксинов, а после 6 суток инкубации в вегетационном домике в благоприятных условиях влажности и температуры количество их увеличилось до 0,146 μг/кг.
Вильямс, Стюарт, Кейес и Андерсон находили в почвах ауксины в больших дозах, чем Паркер-Родс. По их данным, в горизонте А плодородных почв содержится до 175 μг/кг, а в неплодородных — 40—60 μг/кг. В горизонте В ауксины не были обнаружены.
Хаменс при помощи более совершенных методов анализа обнаруживал в почвах в 100 раз большее количество ауксинов, чем его предшественники. По его данным, в почвах находится от 160 до 450 μг/кг ауксинов.
Стюарт и Андерсон установили, что в плодородных почвах ауксинов вполне достаточно для стимуляции роста растений. Хаменс нашел в разных почвах 0,16—0,045 μг эквивалентов β-индолилуксусной кислоты в 1 г сухого вещества почвы. Содержание ауксинов увеличивается после внесения органического удобрения, затем через некоторое время оно падает ниже обычного уровня, а несколько позже снова повышается до нормального для данной почвы уровня. По наблюдению автора, химически чистые препараты ауксинов недолго сохраняются в почве.
По Мацкову химические препараты 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты сохраняются в почве в течение всей зимы (5—6 месяцев). Другой стимулятор роста — гетероауксин (β-индолилуксусная кислота) не сохраняется в течение указанного срока.
Ауксины обнаруживали в почвах также Робертс И. и Робертс Е. и некоторые другие исследователи.
Кроме ауксинов, почвы содержат также многие другие биотические вещества — витамины, биотин, никотиновую, пантотеновую, фолевую кислоты, аминокислоты, различные факторы роста — R, Z, X и др. Эти вещества находили в почвах в следующих количествах:

Биотические вещества почвы

Кроме целых молекул витаминов, в природе встречаются отдельные частицы, или осколки их, оказывающие на ряд организмов такое же действие, как и целые молекулы, например пиримидин, тиазол и др.
Мы находили витамины в разных почвах; как правило, их больше там, где интенсивней протекают микробиологические процессы. Так, в черноземах их больше, чем в подзолах (табл. 37).
Окультуренные почвы содержат витаминов больше, чем почвы целинные.
Биотические вещества почвы

Содержание витаминов в почве обусловлено не только степенью окультуренности, но и характером растительного покрова. Растения, способствующие более обильному развитию микроорганизмов, как правило, накапливают в почве больше биотических веществ. В сероземах Средней Азии наибольшее количество биотических веществ мы обнаружили под 2—3-летней люцерной, меньше — под хлопчатником и совсем мало — на целине — богаре (табл. 38).
Биотические вещества почвы

По данным Шавловского в почве под картофелем содержится 0,5 μг/кг биотина, а под клевером — 1,3 цг/кг. Во Львовской обл. в серолесных почвах и оподзоленном черноземе при анализе автором получены следующие данные (табл. 39).
Биотические вещества почвы

В почве, примыкающей к корневой системе, биотических веществ больше, чем вне ризосферы. В 1 кг почвы удобренных полей опытной станции Долгопрудное (Московской обл.) мы находили в ризосфере пшеницы: тиамина — 10 μг, рибофлавина — 150 μг, биотина — 35 μг; вне ризосферы: тиамина 1,2 μг, рибофлавина — 25 μг, биотина — 3 μг; в ризосфере табака тиамина найдено 10—15 μг, а вне зоны корней — 1,5—4 μг на 100 г почвы.
По данным Шавловского, в ризосфере гречихи содержится в 2 раза больше витаминов, чем вне корневой зоны. На двадцатые сутки роста было обнаружено:
Биотические вещества почвы

Повышенные концентрации витаминов в ризосфере отмечает Руле. В верхнем горизонте почвы биотические вещества находятся в более высоких концентрациях, чем в нижележащих слоях. Наибольшая концентрация их обнаруживается в верхнем слое (0—20 см) (табл. 40).
Биотические вещества почвы

В некоторых почвах на глубине 60—70 см отмечается небольшое повышение содержания биотических веществ.
Пониженные концентрации витаминов в глубоких слоях почвы отмечают некоторые другие исследователи. Руле и Шопфер приводят следующие данные о распределении витаминов по горизонтам (на 100 г почвы):
Биотические вещества почвы

Названные авторы находили витамины — тиамин и биотин даже на глубине 2,0—8,5 м.
Лилли и Лиониан нашли в почве значительные количества тиамина и биотина, а также витамин B1 и его компоненты — тиазол и пиримидин, которые концентрируются в поверхностном слое почвы. На глубине 60 см они не были обнаружены. Уест и Вильсон нашли тиамин и биотин в прикорневой почве табака и льна.
По исследованиям Шмидта и Старки в почвах обнаруживается рибофлавин, содержание которого может быть различным в зависимости от плодородия почв, от растительного покрова и т. п. В почвах под лесом авторы обнаружили 500 μг указанного витамина, а в пахотных, мало плодородных почвах около 10 μг на 100 г.
При внесении в почву органических удобрений в виде соломы, травы или сахара количество рибофлавина повышается. Чем больше внесено органических веществ, тем выше концентрации витамина в почве. Например, при внесении травы в почву в количестве, составляющем 15% от веса последней, найдено около 200 μг рибофлавина, при внесении 10% — около 120 μг, а при 5 % — не более 60 μг на 100 г почвы (рис. 62).
Биотические вещества почвы

К концу вегетации, в августе — октябре в почве появляется значительно больше витаминов, чем в весенние месяцы. Если весной рибофлавин обнаруживался в количестве 80—300 μг, то осенью его было 600—980 μг на 100 г.
Руле нашел, что в поверхностном слое почвы ботанического сада количество биотина увеличивается осенью и уменьшается зимой и весной.
Почвы болотные и лесные, по наблюдению того Же автора, содержат больше витаминов, чем даже огородные луговые почвы.
Количество биотических веществ в почвах постоянно меняется, в зависимости от внешних условий: температуры, влажности, времени года и пр.
Витамины сохраняются в почвах различное время, что также зависит от почвенных и климатических условий. По наблюдению Стюарта и Андерсона, ростовые вещества могут пребывать в сухой почве в течение трех-четырех лет. По данным Шмидта и Старки, в свежей почве на третьи сутки сохраняется 50% рибофлавина; пантотеновая кислота полностью разрушается через сутки.
К факторам роста высших и низших растительных организмов могут быть отнесены некоторые аминокислоты. Растения синтезируют эти аминокислоты так же, как они синтезируют витамины, но тем не менее наблюдается положительная реакция на добавление в субстрат малых доз аминокислот.
Нильсен и Гартелиус испытали 34 амино-соединения. 6 из них — β-аланин, аспарагин, аспарагиновая кислота, глютаминовая кислота, лизин, аргинин — заметно ускоряют рост низших организмов. Наиболее сильное влияние оказывает β-аланин. Достаточно 5 μг β-аланина в 50 мл среды, чтобы ускорить развитие и повысить урожай сухой массы на 66%. Максимальная стимуляция обнаружена при концентрациях 1:100 000. Аргинин действует активирующе при разбавлении 1:20 000; а лизин — 1:4 000. Глютамин оказывает положительное действие на рост организмов в дозе 1:1000. Вещества в таких дозах могут рассматриваться уже как источники питания. Остальные аминокислоты — аспарагин и др. действуют в еще более высоких концентрациях и являются уже не факторами роста, а источниками прямого питания.
Количество аминокислот в почвах различно, оно зависит от свойств последних и климатических условий. Чем плодородней почва, тем больше в ней этих соединений. Концентрация аминокислот определяется интенсивностью их поступления и длительностью сохранения.
Приведенный перечень не включает всех биотических веществ почвы. В ней, как и в других природных субстратах, надо полагать, имеются многие другие, неизвестные нам соединения, которые действуют на организмы как биокатализаторы, повышая их жизнедеятельность.
Локхед и Текстон обнаружили в почве активирующие вещества неизвестной природы, которые не могут быть заменены обычными веществами роста.