Микрофлора разлагающихся корней

25.06.2014

Исследования показывают, что растения селекционируют микрофлору почвы не только в течение вегетации, но и отмершими остатками, особенно корнями. Установлено, что эти остатки в зависимости от вида растения или, точнее, от их химического состава разлагаются различными формами микробов. Качественный состав микрофлоры разлагающихся корней пшеницы и клевера, хлопчатника и люцерны заметно различаются.
Нами были проведены микробиологические исследования корневой и прикорневой флоры разлагающихся в почве корней после уборки урожая. Исследования показали, что вокруг корней пшеницы, кукурузы, подсолнечника, сои и других растений число микроорганизмов значительно больше, чем в почве внекорневой зоны. Если при обычном учете (высев на агаризованные среды) в почве вне корней насчитывается 4—8 млн. бактерий, то вокруг разлагающихся корней их оказывается 20—140 млн. в 1 г. В зависимости от степени разложения корневой ткани количество бактерий меняется.
Групповой состав микрофлоры разлагающихся корней представлен в табл. 85, из данных которой видно, что общее число микроорганизмов увеличивается параллельно размножению целлюлозных бактерий.

Актиномицеты, микобактерии и кокковидные формы развиваются несколько позже, после развития неспороносных бактерий. Кокковидные формы представляют собой в основном микобактерии и актиномицеты и отчасти микококки, т. е. организмы, принадлежащие к группе лучистых грибков.
Последующие наши исследования были проведены с вносимыми в почву корневыми остатками. Изучалась микрофлора разлагающихся корней люцерны, клевера, пшеницы, кукурузы и житняка, внесенных в подзолистую почву, в стеклянные сосуды.
Одновременно исследовалась микрофлора компостируемой корневой массы в условиях лабораторного опыта. Результаты исследований приведены в табл. 86.
В таблице приведены данные о числе микробов в начальной стадии распада корней. В последующих стадиях разложения количественное соотношение микроорганизмов меняется, значительно увеличивается число актиномицетов и уменьшается число спороносных и неспороносных бактерий и грибов. В полусгнившей массе корней актиномицеты часто покрывают их частицы белым налетом воздушного мицелия.

Неспороносные бактерии преобладают на всех этапах распада корней, но видовой состав их меняется. Количество целлюлозных бактерий при разложении корней разных растений различно. Фильтровальная бумага, наложенная на почвенную пластинку с корнями клевера или люцерны, разлагается быстрее и полнее, чем в почве с корнями пшеницы. В первом случае на бумаге насчитывалось 500—700 разъеденных пятен, а во втором— 130—270. Компост корней житняка содержит грибы, которых нет в разлагающихся корнях клевера и наоборот. В одних случаях мы имели массовое развитие миколитических бактерий, в других — таких бактерий было мало или они совсем не обнаруживались.
Бодайли вносил в почву остатки клевера и солому пшеницы и установил, что в присутствии клевера количество микроорганизмов в почве было значительно большим, чем в присутствии соломы пшеницы.
He только корни, но и другие растительные остатки оказывают в известной мере селекционирующее действие на состав почвенной микрофлоры. Листья березы разлагаются иначе и другой микрофлорой по сравнению с листьями осины или дуба. Состав микрофлоры соломы житняка и соломы пшеницы также различен. Следовательно, все растительные остатки корневой системы, стеблей и листьев при своем разложении способствуют развитию определенных видов микроорганизмов в почве.
Альбицкая приводит данные своих наблюдений над разложением грибами растительных остатков лесной и степной флоры. По этим данным, корни степной растительности разлагаются в основном грибами родов Penicillium, Cephalosporium, Fusarium, а также в небольшом количестве представителями рода Mucorales. Корни дуба подвергаются распаду грибами рода Trichoderma — Т. lignorum, Т. koningii, реже представителями рода Penicillium.
Растительные остатки как степной, так и лесной растительности интенсивней разлагаются при заражении их смесью естественной микрофлоры, причем в этих случаях отмечается и наибольшая потеря воднорастворимых органических соединений, что указывает на наиболее полное разложение остатков. При разложении степной растительности отмечается наибольшее выделение CO2 и уменьшение воднорастворимых веществ и лигнина. При разложении корней и листьев дуба воднорастворимые соединения обедняются углеродом, а при разложении степной растительности — обогащаются.

Таким образом, растения могут при своей жизни не только привлекать почвенные микроорганизмы, но и дифференцировать их, отбирать и накапливать определенные формы. Иными словами, растительный покров в целом является мощным селекционирующим фактором в микробных ценозах почв. В зоне корневой системы развиваются только те организмы, которые более быстро усваивают корневые выделения данного растения, вытесняя другие, менее приспособленные виды.
У разных растений доминирующие формы микробов различны как по своему систематическому положению, так и биологически. Можно сказать, что каждый вид растения или группа близких видов концентрирует более или менее специфическую микрофлору.
К сожалению, мы еще пока не имеем возможности точно устанавливать эту специфику. Наши методы распознавания и подразделения микробов, особенно бактерий, весьма несовершенны. Мы не можем точно сказать, чем отличаются неспороносные бактерии, доминирующие в ризосфере пшеницы, от бактерий ризосферы клевера, овса или картофеля. По внешнему виду, по форме, величине клеток, их подвижности, построению колоний и характеру роста на средах они в большинстве случаев не различаются между собой и не отличаются также по общепринятым физиологическим показателям.
Только более глубокое изучение биохимической деятельности микроорганизмов дает возможность их дифференцировать. Ho подобный метод изучения еще не нашел широкого применения в лабораторной практике при исследовании прикорневой микрофлоры.
Селекционирующая деятельность растительного покрова может осуществляться в сторону отбора не только положительной, но и отрицательной микрофлоры. При неблагоприятных условиях, при нарушении агротехнических правил, при неправильном подборе в севообороте растений поля засоряются фитопатогенными бактериями и грибами и другими вредными микробами — сорняками. Особенно часто это наблюдается при длительном, бессменном культивировании растений на одном и том же участке в монокультурах. Накопление нежелательной микрофлоры под монокультурами чаще всего вызывается слабым развитием в их ризосфере микробов-антагонистов, которые свойственны данному растению в условиях нормального роста.
Многие вспышки эпифитотий, как, например, фузариоз у злаков, хлопчатника, сеянцев древесных пород, вилт хлопчатника, по нашему мнению, обусловлены именно этим. Это доказано микробиологическими исследованиями на хлопковых полях, пораженных грибами Verticillium dahliae и Fusarium vasinfectum. Данные грибы устраняются, как только начинают развиваться в почве миколитические бактерии. Развиваются же эти бактерии, как было показано выше, под люцерной и некоторыми травосмесями.
Практика сельского хозяйства с давних времен использует севооборот как один из факторов повышения урожая. Эмпирически установлено, что при определенных севооборотах не только увеличивается урожай растений, но и снижается их заболеваемость. Известно, что люцерна в хлопководческих хозяйствах оздоровляет почву, подавляя развитие в ней возбудителей заболеваний хлопчатника. На этом принципе можно производить отбор растений для рационального севооборота.
Отмечая большое влияние растительного покрова на формирование микробных ценозов в почве, нельзя забывать о значении самой почвы как субстрата, а также о влиянии внешних условий деятельности человека. Физико-химическое состояние почвы в значительной степени определяет то или иное направление микробиологических процессов, а в равной мере и развитие отдельных видов микробов. Распространение азотобактера в почве зависит не только от растений, от их корневых выделений и продуктов распада, но также и от кислотности почвы и от наличия фосфора, кальция, молибдена и других элементов питания.
Окультуривание почвы, известкование, унавоживание и прочие мероприятия способствуют развитию и накоплению азотобактера. В засушливых районах рост и накопление азотобактера в почвах в значительной мере зависят от орошения.