- •Введение
- •1 Экология микроорганизмов
- •1.1 Среды обитания микроорганизмов
- •1.1.1 Биогенная среда обитания
- •1.1. 2 Абиогенные субстраты
- •1.1.2.1 Почва как среда обитания микробов
- •1.2 Взаимоотношения организмов
- •1.2.1 Антагонизм
- •1.2.1. 1 Хищничество
- •1.2.1.2 Паразитизм
- •1.2.2 Комменсализм
- •1.2.3 Нейтрализм
- •1.2.4 Мутуализм (симбиоз)
- •2 Экология микроорганизмов почвы
- •2.1 Сукцессия
- •3 Свойства почвы, как среды обитания
- •3.1 Гипергенез
- •3.1.1 Минералогический, механический и химический состав почвообразующих пород
- •3.1.1.1 Характеристика первичных и вторичных минералов
- •3.1.1.2 Механический состав почвообразующих пород и почв
- •3.1.1.3 Химический состав отдельных фракций почв
- •3.2 Почвообразовательный процесс
- •3.2.1 Роль микроорганизмов в образовании почвы
- •3.3 Состав и свойства почвы
- •3.4 Основные типы почв и их распространение
- •3.5 Плодородие почвы
- •4 Растения
- •4.1 Вегетативные органы растений
- •4.1.1 Лист
- •4.1.1.1 Морфология, анатомия листа и его происхождение
- •4.1.1.2 Физиология листа
- •4.1.2 Стебель
- •4.1.3 Корень растения
- •4.1.3.1 Корневые волоски
- •4.1.3.2 Микориза
- •5 Минеральное питание растений
- •5.1 Роль азота в питании растений
- •5.1.1 Превращения азота в почве
- •5.1.2 Круговорот азота
- •5.2 Роль фосфора в питании растений
- •5.2.1 Содержание и формы соединений фосфора в почвах
- •5.2.2 Круговорот фосфора
- •5.3 Роль калия в питании растений
- •5.3.1 Состояние калия в почве
- •5.4 Роль микроэлементов в питании растений
- •6 Удобрения в сельскохозяйственном производстве
- •6.1 Азотные удобрения
- •5.4 Фосфорные удобрения
- •6.3 Калийные удобрения
- •7 Взаимодействие микроорганизмов и растений
- •7.1 Азотфиксация микроорганизмами
- •7.1.1 Открытие азотфиксирующих бактерий
- •7.1.2 Клубеньковые бактерии бобовых
- •7.1.2.1 Морфология и физиология клубеньковых бактерий
- •7.1.2.2 Специфичность и активность клубеньковых бактерий
- •7.1.2.3 Инфицирование бобового растения клубеньковыми бактериями
- •7.1.2.4 Этапы развития симбиоза ризобий с бобовыми
- •7.1.2.5 Систематика ризобий
- •7.1.2.6 Морфолого-анатомическая характеристика клубеньков в их онтогенезе
- •7.1.2.7 Организация клубеньков и биохимия азотфиксации
- •7.1.2.8 Диазотрофы
- •7.1.3 Факторы, определяющие симбиотические взаимоотношения клубеньковых бактерий с бобовыми растениями
- •7.1.4 Распространение клубеньковых бактерий в природе
- •7.2 Клубеньки у растений, не относящихся к бобовым
- •7.3 Внекорневые азотфиксирующие симбионты
- •7.4 Везикулярно-арбускулярная микориза
- •7.5 Ризосферная микрофлора
- •7.6 Свободноживущие азотфиксирующие микроорганизмы
- •7.7 Ассоциативные азотфиксаторы
- •8 Механизм биологической фиксации молекулярного азота
- •8.1 Преинфекционные (сигнальные) взаимодействия
- •8.2 Структурная основа симбиоза
- •8.3 Механизм взаимодействия растения и азотфиксатора
- •8.4 Энергетическое обеспечение азотфиксации
- •8.5 Ассимиляция фиксированного углерода
- •9 Иммобилизация фосфора микроорганизмами
- •9.1 Действие фосфатмобилизующих микроорганизмов на минеральные частички
- •10 Применение микроорганизмов в качестве «живых удобрений»
- •10.1 Применение азотфиксаторов на практике
- •10.1.1 Азотфиксирующие препараты
- •10.1.2 Фосфатмобилизирующие препараты
- •10.1.3 Кремнебактерин
- •10.1.4 Комплексные микробиологические удобрения
- •Литература
- •Приложение а (информационное) Глоссарий
- •Приложение в (информационное) Представители азотфиксаторов
- •Приложение г (обязательное) Некоторые методики изучения активности микроорганизмов
- •Методика уменьшения лизогенности штаммов Bacillus sp.
- •Содержание
10.1.1 Азотфиксирующие препараты
Кроме уже упоминавшегося нитрагина, широкое применение нашли и другие азотфиксирующие препараты, среди которых наиболее известен азотобактерин. Азотобактерин, азотоген является бактериальным препаратом, содержащим бактерии азотобактер, способные усваивать атмосферный азот и переводить его в доступное для растений состояние. По действующему стандарту в 1 г почвенного азотобактерина должно быть не менее 50 млн. клеток азотобактера. Азотобактерин вносят в почву с семенами или обрабатывают им клубни, корни рассады с.-х. культур, не относящихся к семейству бобовых. Азотобактер активно развивается лишь в плодородных, содержащих много органических веществ почвах; улучшает азотное питание и рост растений.
Среди азотфиксирующих организмов современного типа, как правило, используются уже известные представители азотфиксаторов, под различными торговыми марками, часто выделяются определенные виды или штаммы микроорганизмов, обладающие более высокой азотфиксирующей способностью. Иногда предлагаются препараты с неопределенной группой микроорганизмов, как например - бактериальный препарат Ризоторфин. В рекламном проспекте говорится, что бактерии, входящие в Ризоторфин, поселяясь на корнях бобовых растений, образуют клубеньки. Находящиеся в клубеньках микроорганизмы способны фиксировать азот, который находиться в почве в газообразном состоянии, и поставлять этот элемент питания растениям прямо в корень.
Использование Ризоторфина под бобовые культуры заменяет внесение в почву 80-100 кг минеральных азотных удобрений на гектар. Применять Ризоторфин очень просто его наносят на семена перед высевом. Для каждой бобовой культуры подобраны специфичные штаммы клубеньковых бактерий, которые наиболее эффективны на данном растении.
В качестве «живых удобрений» часто используются азоспириллы, которые легко инфицируют корневую систему злаков и других растений. Подобно ризобиям они делятся на виды, колонизирующие преимущественно те или иные сорта злаков, фиксируют азот воздуха, могут продуцировать гормоны роста растений и обладают еще другими свойствами, положительно влияющими на рост и развитие растений.
Действие азотфиксаторов на растение многогранно: возможно, они не столько улучшают азотное питание, сколько усиливают витаминный обмен, продуцируя биологически активные вещества, и способствуют развитию растений, подавляя грибную флору зоны корня вырабатываемыми им фунгистатическими веществами.
10.1.2 Фосфатмобилизирующие препараты
В настоящее время на основе некоторых видов почвенных микроорганизмов создаются “фосфорные биоудобрения”. Наиболее известным среди них является нсфатмобиоизиуются е говорится, чтонизмов, как например высокой азотфиксирующей способностью.и марками, часто выделяются опредфосфоробактерин – препарат, содержащий культуру бактерий, которые переводят труднодоступные соединения фосфора в усвояемую форму (легкорастворимые соли фосфорной кислоты), улучшая фосфорное питание растений. Фосфоробактерин применяется широко, производство его составляет 80% всех видов бактериальных препаратов. Выпускается в сухом виде. Внесение фосфоробактерина дает хорошие результаты только на почвах, богатых органическим веществом (черноземных, торфяных и др.).
Фосфоробактерин - порошок белого, светло-серого или желтоватого цвета, в котором содержатся в большом количестве (8,5 - 16 млрд. в 1 г) споры микроорганизмов, обладающих повышенной способностью переводить фосфорорганические соединения в удобоусвояемую для растений форму. Наиболее эффективен на фоне органических и минеральных удобрений.
Среди других фосфатмобилизирующих культур - штамм бактерий Bacillus megaterium var. Phosphaticum, относяцийся к отделу: Firmicutes, классу: Firmibacteria, семейству: Bacilliacea, роду: Bacillus.
Штамм Bacillus megaterium var. рhosphaticum был селекционирован из лабораторного штамма по оригинальной методике
Объектом исследования служил штамм бактерий отнесенный к роду Bacillus. На основе чистой бактериальной культуры штамма был разработан биопрепарат. Действие препарата основано на способности данных бактерий мобилизовать малоподвижные формы фосфора и делать их доступными для растений. Эффективность препарата проверена в лабораторных условиях и опытах в производственных условиях.
Фосфоромобилизирующий препарат Микофил создан на основе почвообитающего эндомикоризного гриба, который проникает в корень и образует с растением симбиоз. Микофил, прежде всего, обеспечивает питание растений фосфором. Известно, что при внесении в почву минеральных фосфорных удобрений, растения поглощают только 20-25% вносимого фосфора. Остальной фосфор частично вымывается, а большая его часть переходит в нерастворимую форму, которая недоступна растениям. В итоге складывается парадоксальная ситуация, когда в почве накапливается фосфор, приводя к загрязнению грунтов и акваторий, и в то же время растения испытывают фосфорное голодание, т. к. неспособны этот фосфор усвоить.
Микроорганизм, входящий в Микофил, обладает уникальным свойством он способен поглощать фосфор как раз из этих недоступных растению соединений и транспортировать в корень. Таким образом, Микофил обеспечивает поступление в растения фосфора, который накопился в почве за многое годы использования минеральных удобрений и который лежит там мертвым капиталом. Применение Микофила заменяет внесение 80-150 кг фосфорных удобрений на гектар и гарантирует практически полное усвоение растениями поставляемого фосфора.
У микроорганизма, лежащего в основе биопрепарата, есть еще одно полезное свойство он регулирует водный и солевой обмен растений, с которыми образует симбиоз. В результате у растений существенно увеличивается устойчивость к засухе, а также к тепловому и солевому стрессам, что делает Микофил чрезвычайно привлекательным для использования в засушливых регионах. Этот биопрепарат можно применять как под овощные, так и под зерновые культуры, исключение составляют только крестоцветные, с которыми эндомикоризный гриб не образует симбиоз. Следует отметить, что способность Микофила снабжать растения микроэлементами и усиливать устойчивость к водным стрессам повышает приживаемость рассады и саженцев на 50-60%. При использовании биопрепарата прибавки урожая колеблются от 15 до 50% в зависимости от культуры. Применение Микофила под сорго стабильно обеспечивает увеличение урожая на 60-100%.
