Бактерии удобряют почву

Сельское хозяйство      Постоянная ссылка | Все категории

В накоплении азотных богатств почвы главную роль играют микроорганизмы. Поэтому процессы превращений наиболее важного для жизни растений элемента — азота и его соединений издавна привлекали внимание ученых-микробиологов. Особую роль в этих процессах играет группа микробов, обладающих замечательным свойством поглощать азот из воздуха и закреплять (фиксировать) его в своем теле в виде различных органических соединений. Все культурные растения земного шара за год потребляют около 100—110 млн. т азота; почвенные микроорганизмы ежегодно возвращают в почву большую его часть. Возможность управлять азотфиксирующей деятельностью почвенных микробов открывает перед земледелием большие перспективы.

Что же представляют собой азотфиксирующие микробы, эти незримые союзники человека в борьбе за урожай?

Клубеньковые бактерии были первой группой азотфиксирующих микробов, о которых узнало человечество. Первые исследователи клубеньковых бактерий предполагали, что эти микробы могут селиться на корнях большинства видов бобовых культур. Но затем было установлено, что у бактерий есть свои особенности: та или иная раса клубеньковых бактерий может вступать в симбиоз с бобовыми растениями только определенного вида. (Симбиозом называется сожительство двух организмов, при котором они обычно взаимно извлекают друг от друга пользу.) Например, клубеньковые бактерии клевера поселяются только на корнях клевера. Лишь клубеньковые бактерии гороха менее разборчивы в выборе «хозяина».

«Работоспособность» клубеньковых бактерий, связывающих азот, называют их эффективностью. Среди рас клубеньковых бактерий в почве есть эффективные и неэффективные. Эффективная раса активно фиксирует азот, неэффективная — вызывает образование клубеньков, но фиксации азота в них не происходит, следовательно, растение напрасно расходует «строительный материал», даром кормит своих «постояльцев».

Какое же количество азота может быть накоплено в почве при культивировании тех или иных бобовых растений? Эффективные расы клубеньковых бактерий могут связывать до 200 кг азота на гектар посева. Корневые остатки однолетних и многолетних бобовых растений в неодинаковых условиях возделывания и на разных почвах содержат различное количество азота. В среднем люцерна ежегодно оставляет в почве около 100 кг азота на гектар, клевер и люпин — около 80 кг, однолетние бобовыедо 10—20 кг.

Способностью связывать атмосферный азот обладают не только микроорганизмы, живущие в симбиозе с растением, но и некоторые другие виды почвенных микробов. Первый такой азотфиксатор — клостридий Пастера — был выделен из почвы в 1895 г. русским микробиологом С. Н. Виноградским.

Молодые клетки (в стадии деления) анаэробного азотфиксирующего микроба клостридий Пастера (электронно-микроскопический снимок).

Клостридий Пастера имеет интересную физиологическую особенность: он не переносит кислорода, это так называемый анаэроб. В присутствии кислорода воздуха клостридий может развиваться только тогда, когда по соседству имеются аэробные бактерии, поглощающие кислород и создающие бескислородную атмосферу. Он малочувствителен к реакции среды и может развиваться как в кислых почвах, так и при щелочной реакции почв.

Второй свободноживущий микроб, фиксирующий азот атмосферы, был открыт голландским микробиологом М. Бейеринком в 1901 г. Он получил название «азотобактер». В отличие от клостридия азотобактер чувствителен к кислотности среды и встречается лишь в очень слабокислых и нейтральных почвах. Азотобактер — аэроб: он может развиваться только в присутствии кислорода воздуха, хотя бы в очень небольшом количестве. Установлено, что азотобактер кроме фиксации азота создает и выделяет в почву различные витамины и ростовые вещества.

Так выглядят под микроскопом клетки различных видов азотобактера.

Открыта еще одна бактерия, принадлежащая к свободноживущим почвенным азотфиксаторам. Этой бактерии в честь М. Бейеринка дано название бейеринкия.

Свободноживущие микроорганизмы накапливают азота в почве несколько меньше, чем клубеньковые, но и они играют очень важную роль в земледелии.

Процессы фиксации атмосферного азота в почве очень сложны и зависят от множества условий. Установить на опыте, сколько азота накапливают в почве свободноживущие микробы, помогло применение изотопа азота. Пять — десять килограммов азота на каждый гектар за вегетационный период — таков был вывод ученых.

В начале XX в. были сделаны первые попытки вносить клубеньковые бактерии в те почвы, где таких бактерий нет совсем или же их местные расы малоэффективны, и тем самым улучшить условия для развития бобовых растений. Теперь этот способ повышения урожайности бобовых распространен широко. Разработаны специальные методы заражения семян нужными расами клубеньковых бактерий, а промышленность выпускает стандартный препарат нитрагин, содержащий эффективные расы клубеньковых бактерий, приспособленные к каждой бобовой культуре.

Клубеньки на корнях сои.

Клубеньковая бактерия из клубенька гороха (электронно-микроскопический снимок).

Семена бобовых культур в день посева обрабатывают нитрагином, разбавленным водой. Зараженные семена нельзя держать на солнце (солнечный свет убивает бактерии) и хранить более суток, так как эффективность нитрагина при длительном хранении снижается. Обычно нитрагином обрабатывают семена, но иногда и проросшие бобовые растения, опрыскивая их бактериальной суспензией. Нельзя заражать нитрагином семена, обработанные дезинфицирующими веществами, так как большинство этих веществ ядовито для бактерий. Обработка бобовых культур нитрагином при соблюдении всех необходимых правил приносит большую пользу. Она повышает урожай и улучшает его качество: количество белков в зеленой массе и зерне увеличивается иногда в 1,5—2 раза.

Кроме нитрагина у нас используется и другое бактериальное удобрение — азотобактерин. Этот препарат представляет собой чистую культуру азотобактера в сочетании с торфом и углекислым кальцием.

Азотобактер фиксирует атмосферный азот, который поступает в распоряжение растений, препятствует развитию грибов, чем оздоровляет почву вокруг корня и улучшает рост растений, выделяет витамины и ростовые вещества, оказывающие на растения стимулирующее действие. Целесообразнее использовать этот препарат на высокоплодородных почвах, так как он не только повышает урожайность растений, но и ускоряет их развитие, что позволяет получать урожай в более ранние сроки.

Азотобактерин значительно повышает урожайность сельскохозяйственных культур (полевых культур, например, на 10—13%). А на богатых органическим веществом почвах урожайность повышается на 25% и более.

Бактериальное удобрение фосфоробактерин улучшает фосфорное питание растений. Ученые установили, что фосфорные бактерии образуют целый ряд ростовых веществ. Наиболее эффективно это бактериальное удобрение на хорошо удобренных, богатых органическим веществом почвах.

Чтобы увеличить плодородие почвы, применяют также комплексное бактериальное удобрение АМВ, которое содержит различные микроорганизмы.

Чтобы в совершенстве управлять микробиологическими процессами в почве, предстоит еще многое сделать. На повестке дня — разгадка механизма азотфиксации, создание новых эффективных бактериальных удобрений, разработка новых агротехнических приемов, позволяющих регулировать работу почвенных микробов, и многое другое.

Сельское хозяйство      Постоянная ссылка | Все категории
Мы в соцсетях:




Архивы pandia.ru
Алфавит: АБВГДЕЗИКЛМНОПРСТУФЦЧШЭ Я

Новости и разделы


Авто
История · Термины
Бытовая техника
Климатическая · Кухонная
Бизнес и финансы
Инвестиции · Недвижимость
Все для дома и дачи
Дача, сад, огород · Интерьер · Кулинария
Дети
Беременность · Прочие материалы
Животные и растения
Компьютеры
Интернет · IP-телефония · Webmasters
Красота и здоровье
Народные рецепты
Новости и события
Общество · Политика · Финансы
Образование и науки
Право · Математика · Экономика
Техника и технологии
Авиация · Военное дело · Металлургия
Производство и промышленность
Cвязь · Машиностроение · Транспорт
Страны мира
Азия · Америка · Африка · Европа
Религия и духовные практики
Секты · Сонники
Словари и справочники
Бизнес · БСЕ · Этимологические · Языковые
Строительство и ремонт
Материалы · Ремонт · Сантехника