07.11.2017
31.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
04.10.2017
04.10.2017
28.09.2017
01.09.2017
31.08.2017
Ризосфера
 25.06.2014

Роль корней в жизни микроорганизмов не ограничивается только лишь доставлением им питательных веществ. Вокруг корней создаются вообще более благоприятные физико-химические и биологические условия существования как для микробов, так и для самих растений.
В зоне обильного скопления и развития корней улучшаются физические свойства почвы. Почвенные частицы оказываются более оструктуренными в ризосфере растений. С оструктуриванием частиц почвы улучшается процесс дыхания корней и микроорганизмов, лучше сохраняется влага, поддерживается более постоянная температура и т. д.
Почва вокруг корней отличается повышенной влажностью. По нашим наблюдениям, в течение вегетационного периода ризосферная почва пшеницы в условиях заволжских степей обладала более высокой (на 1—2%) влажностью, а влагоемкость ее была на 3—5% выше, чем у почвы вне зоны корней. Это, по-видимому, связано как с изменением структуры и состава почвы в ризосфере, так и со способностью корневых систем растений активно изменять влажность окружающей их почвы.
Брезил и Мак Джордж показали, что когда почва высыхает больше известного предела, растения увлажняют ее вокруг корней водой, транспортируемой из надземных частей. Последние используют влагу атмосферы. Авторы выращивали томаты в почве, которая постепенно подсыхала; когда растения начинали увядать, сосуды переносились в помещение с большой влажностью (80—90% от полной влажности). Растения вскоре оправлялись, тургор в листьях восстанавливался, почва вокруг корней становилась более влажной.
Прикорневая почва заметно отличается и по кислотности. Вокруг корней клевера, люпина и некоторых других растений подзолистые сильно кислые почвы становятся менее кислыми. Если контрольная почва имела pH = 4,5, то в зоне корней люпина pH увеличивается до 5—5,4. В менее кислых почвах нейтрализация в зоне корней происходит более заметно (табл. 71).
Изменение реакции среды в прикорневой зоне растений наблюдали Казерер и Эклунд. По данным Тома и Хэмфилда, в прикорневой зоне происходит нейтрализация как кислых, так и щелочных почв. Например, глинистые кислые почвы имеют pH =4,5, а у корней — 6,1. Щелочные почвы Колорадо с pH равным 7,9 у корней злаковых растений имеют pH = 7,5.

Ризосфера

Геллер показал, что растения понижают окислительно-восстановительный потенциал почвы вокруг корней. Это понижение, по его данным, обусловлено присутствием корневых выделений и микроорганизмов, привлекаемых ими. Усиленный фотосинтез зелеными частями свеклы понижает значение rН2 (окислительно-восстановительного потенциала) почвы на расстоянии 1 см от поверхности корня. Приостановка фотосинтеза тотчас же сопровождается повышением rН2 в прикорневой почве. Внесение бактерий в зону корней и их развитие снижает rН2 тканей свеклы.
Почва вокруг корней более богата органическими веществами. В ней, как отмечалось выше, находятся в больших количествах различные продукты метаболизма микроорганизмов, продукты распада корневых волосков и клеток эпидермиса, а также корневые выделения. В этой зоне отмечаются также повышенные концентрации ферментов, витаминов, ауксинов, некоторых аминокислот и других биотических соединений.
Нитратный азот в зоне корней отсутствует или обнаруживается в малых количествах. Мы анализировали прикорневую почву разных растений на протяжении всей их вегетации на полях Заволжья. Нитраты обнаруживались в ризосфере только на ранних стадиях роста растений и в конце вегетации (табл. 72).
Ризосфера

Кацнельсон и Ричардсон установили, что почва в прикорневой зоне в меньшей степени подвергается стерилизующему действию химических веществ. Обрабатывая почвы формалином и хлорпикрином, авторы обнаружили более значительное уменьшение числа микроорганизмов вне зоны корневой системы. В прикорневой зоне некоторых растений (помидоров и др.) микробы вовсе не реагировали на указанные химикаты и количество их не уменьшалось. Прикорневая зона оказывается менее доступной химическому воздействию на живые организмы, в том числе и на корневую систему растений.
В наших опытах растения кукурузы и фасоли выращивались в стерильных и нестерильных условиях, в вегетационных сосудах (9 кг), заполненных подмосковной огородной почвой. Когда растения достигали стадии цветения или бутонизации, в почву вносились антисептики: формалин в количестве 0,5 л 30% раствора и хлорпикрин — 2 г на сосуд. В стерильной почве растения погибали, а в нестерильной — продолжали нормально расти и развиваться.
Можно предположить, что в ризосфере растений создается как бы предохраняющая преграда в виде продуктов метаболизма микробов, которых здесь значительно больше, чем вне ризосферы. По-видимому, химические вещества разрушаются в ризосфере непосредственно микробными организмами.
В прикорневой зоне более энергично протекает процесс жизнедеятельности микроорганизмов, многие химические и биохимические процессы, а равно и превращения различных органических и минеральных веществ. В ризосфере быстрее разрушаются различные минералы, горные породы — известняк, мрамор и др. Причем, процесс этот вызывается не только корневыми выделениями (CO2 и другими кислотами), но и микрофлорой ризосферы. Чем интенсивней развиваются микробы, тем процесс разрушения веществ происходит быстрее. Некоторые соединения, как например, трикальцийфосфат, не растворяются в стерильной ризосфере растений, но стоит прибавить в сосуды почвенных микробов, как это вещество становится достоянием растений. Одной из задач сельскохозяйственной микробиологии является обогащение прикорневой зоны микробами, которые переводят нерастворимые формы фосфора в формы, доступные для растений.
Под влиянием микрофлоры в ризосфере отмечается увеличение растворимости соединений железа и марганца. По мнению Старки это увеличение обусловлено изменением окислительно-восстановительного потенциала, который здесь совершенно иной, чем вне ризосферы. В ризосфере железо, марганец и другие металлы находятся в соединениях с органическими веществами, образуемыми микробами. Аминокислоты, органические кислоты и другие метаболиты микроорганизмов образуют, по мнению автора, прочные комплексы соединений, сохраняющиеся в почве длительное время. Они усваиваются растениями и используются как источники железа, марганца и других элементов. В ризосфере такие органо-металлические соединения находятся в больших количествах, чем вне ее.
Вайнштейн и другие экспериментально подтвердили эти данные. Они выращивали растения (подсолнечник) в растворе с примесью и без примеси микробных метаболитов и следили за поглощением минеральных солей железа. В присутствии метаболитов или этилендиаминтетрауксусной кислоты происходило быстрее усвоение железа, тогда как в отсутствие этих веществ и микробов данный элемент не усваивался растением. Эти наблюдения показывают, что растения, по-видимому, усваивают железо не в виде минеральных соединений, а в форме органо-минеральных веществ, образующихся под влиянием микроорганизмов.
Все приведенные данные показывают, что вокруг корней вегетирующих растений образуется особая зона, в которой создаются более благоприятные условия существования не только для микроорганизмов, но и для самих растений.