Микроорганизмы почвы и корни растений польза
Какие бактерии помогают повысить плодородие почвы?
И одним из этих факторов является почвенная биота — все то огромное количество бактерий, грибов, водорослей, играющих роли лаборантов, реактивов и катализаторов в потрясающей природной лаборатории. Их численность в хорошо окультуренной почве может достигать нескольких миллиардов в 1 г субстрата, а общая масса — до 10 т/га.
Практическим результатом исследований и научных работ в области почвенной микробиологии становится направленное функционирование микроорганизмов для повышения почвенного плодородия. Под микроорганизмами мы часто подразумеваем бактерии, хотя грибы и низшие растения также несут на себе очень важную роль в обеспечении биологической активности почвы. Какие же полезные бактерии чаще всего становятся объектами пристального внимания ученых, разработчиков и технологов? Познакомимся с ними поближе.
Познакомимся с полезными почвенными бактериями поближе
Защищает растения от многих болезней
Bacillus subtilis — удивительная бактерия. Многие сталкивались с ее другим названием — сенная палочка. Именно ее создатель теории панспермии Фрэнсис Крик пророчил в «семена жизни» из-за очень устойчивых спор. Эту бактерию можно встретить в воде, воздухе и почве. Она необыкновенно способна к адаптации в меняющихся условиях. Данная особенность получила объяснение, когда ученые расшифровали геном B. subtilis. Во время исследований был обнаружен большой набор транспортных белков, свидетельствующих о гибкости взаимодействия этой бактерии с окружающей средой.
Эта полезная бактерия — настоящая труженица, она способна синтезировать более 70 антибиотиков. Действие многих из них направлено против возбудителей опасных болезней растений. Поэтому B. subtilis охотно используют в качестве основного компонента микробиологических препаратов для обработки садовых растений.
Сенная палочка входит в состав многих микробиологических препаратов, применяемых против болезней растений
Здесь надо отметить, что разные штаммы этой бактерии работают с различной эффективностью при, казалось бы, одинаковых условиях. И наоборот, один и тот же штамм при отличающихся друг от друга условиях может с большим или меньшим успехом бороться с растительной инфекцией. Вот почему разработчики препаратов указывают определенный регламент их применения. Он может сильно различаться у препаратов отдельных производителей, хотя в основе каждого из них лежит все та же Bacillus subtilis.
В последнее время в самых современных препаратах используют отдельные элементы B. subtilis в качестве так называемых элиситоров — веществ, способных вызвать иммунный отклик у растений. После обработки такими препаратами растение готово к встрече с настоящим патогеном, то есть приобретает определенную устойчивость.
Несмотря на свою популярность среди ученых и растениеводов, B. subtilis еще не открыла людям всех своих возможностей. Поэтому исследования ее самой и биологически активных веществ, которые она образует за время своей жизни, продолжаются до сих пор.
Подавляют фитопатогены и стимулируют рост
Среди бактерий рода Pseudomonas есть вредные микроорганизмы, которые вызывают серьезные заболевания растений. Однако есть у этого рода и полезные для нас представители — это сапротрофные бактерии, заселяющие в почве прикорневую зону и являющиеся естественными регуляторами фитопатогенных микроорганизмов. К ним относятся Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas putida, Pseudomonas aureofaciens.
Сапротрофные бактерии заселяют прикорневую зону
Pseudomonas fluorescens вырабатывают антибиотики и бактериоцины. Бактериоцинами называются специфические белки, подавляющие жизнедеятельность клеток других штаммов того же вида или родственных видов бактерий. Поэтому P. fluorescens используют для борьбы с патогенными бактериями рода Pseudomonas, а также другими возбудителями заболеваний.
P. fluorescens также вырабатывают стимуляторы роста. Именно благодаря наличию в корневой зоне растений этих бактерий в нейтральных или слабощелочных почвах идут процессы подавления или вытеснения вредных микроорганизмов, способных вызывать болезни растений. Ученые называют такие почвы обладающими супрессивностью.
Новый отечественный биопрепарат «Атлант» поможет вашим растениям быть сильными и здоровыми, а вам — наслаждаться полезным экологически чистым урожаем.
Использование биопрепарата «Атлант» способствует формированию правильного биоценоза микроорганизмов в корневой и прикорневой зоне растения; угнетению фитопатогенов и вытеснению патогенной микрофлоры; повышению плодородия почвы, обогащению ее азотом и фосфором; предотвращению листовых и стеблевых заболеваний; образованию биохимических соединений, стимулирующих собственный иммунитет растений; значительному увеличению урожая. Препарат производится в двух видах.
«Атлант. Здоровье растений и почвы» представляет собой сухой порошок, которым опудривают посадочный материал и семена перед посевом; также его вносят в грунт перед посадкой с дальнейшим заделыванием в почву.
«Атлант. Питание и рост» — это порошок для приготовления водного раствора, который применяют для замачивания посадочного материала перед посадкой, а также для корневой подкормки (полива) рассады и растений в период вегетации.
«Атлант» — сила растений и ваше здоровье!
Избавляет растения от стресса, обогащает азотом и способствует самоочищению почв
Azotobacter chroococcum впервые была описана в 1901 году. Эта бактерия — свободноживущий азотфиксатор. Нет азота — нет белка, нет хлорофилла; собственно, нет растений. Кроме того, A. chroococcum синтезирует различные фитогормоны, в том числе ауксины, соответственно — является природным производителем стимуляторов роста растений.
Выделяет A. chroococcum и экзополисахариды. Эти интереснейшие вещества выполняют много функций. Одна из них — способность мобилизации тяжелых металлов в почве. Наличие этой бактерии в почвенном слое способствует самоочищению земли, загрязненной тяжелыми металлами — кадмием, ртутью, свинцом. Надо отметить, что способность к самоочищению является одним из двух показателей здоровой почвы (второй такой показатель — уже упомянутая нами супрессивность).
Удобрения, содержащие Azotobacter chroococum, помогают растениям справиться со стрессом
Также экзополисахариды в значительной степени влияют на возможность растений восстанавливаться после стрессов — негативных природных явлений, химических ожогов и т.д. Неудивительно, что A. chroococcum применяется не только в качестве одной из основных составляющих микробиологических удобрений (активаторов), но и как часть инновационных антистрессовых программ, разработанных для поддержки и восстановления растений после гербицидных ожогов, заморозков, повреждения градом и т.д.
Мобилизует фосфор и делает его доступным
Обмен веществ в растениях в значительной степени зависит от фосфора. При его недостатке азот не включается в состав белков и нуклеиновых кислот (носителей генетической информации) растений, а накапливается в виде нитритов и нитратов. У природы есть свои способы предотвращать подобные негативные последствия, а именно наличие в почве бактерий-фосформобилизаторов. Яркой представительницей этой группы считается Bacillus megaterium. Она высвобождает фосфор из органики и преобразует его в растворимые соли фосфорной кислоты. Очевидно, что Bacillus megaterium играет важную роль в синергетическом взаимодействии органических и микробиологических удобрений.
Если фосфор будет усваиваться растениями в необходимом количестве, то в плодах не будут копиться нитриты и нитраты
Bacillus megaterium вырабатывает ряд биологически активных веществ, среди которых особое место занимают витамины В1, В3, В5, В6, В7, В12. Поэтому B. megaterium зачастую включают в микробиологические удобрения, которыми обрабатывают семена, они благоприятно действуют на первых этапах развития растений.
Стимулирует развитие полезной микробной флоры
Еще одна бактерия известна своей полезной деятельностью человечеству с незапамятных времен. Не зная вообще о существовании таких микроскопических существ, как бактерии, люди вовсю пользовались результатами труда Lactococcus lactis. Это наиболее типичный представитель молочнокислых бактерий. С его помощью осуществляется приготовление теста, какао, некоторых молочных продуктов, заготовка овощных консервов и даже силоса для домашних животных.
А в природе L. lactis стимулирует развитие естественной микробной флоры. Включаемая в состав микробиологических препаратов, бактерия играет важную роль — помогает добрососедским отношениям остальных микроорганизмов, входящих в их состав.
Lactococcus lactis стимулирует развитие естественной микробной флоры в почве
Выводы о пользе бактерий
К сожалению, невозможно в формате одной статьи упомянуть все микроорганизмы, которые выполняют важнейшие функции, необходимые для нормального существования почвы и растений. Давайте резюмируем, для чего вообще нужны почве и растениям полезные бактерии.
- Полезные бактерии участвуют во множестве химических реакций и процессов, происходящих в почве, повышая ее биологическую активность.
- В процессе жизнедеятельности они участвуют в гумусообразовании, то есть в создании органического вещества.
- Делают почву здоровой, позволяют ей контролировать численность фитопатогенных микроорганизмов и самоочищаться от вредных примесей.
- Налаживают сбалансированное питание растений, обеспечивают их доступными формами макроэлементов.
- Защищают и стимулируют растения на стадии проростков.
- Стимулируют корнеобразование растений и защищают корневую систему от болезнетворных бактерий и грибов.
- Повышают устойчивость растений к болезням и неблагоприятным факторам окружающей среды.
Понятия микроорганизмы, микробы, микробиота, микромир, биота приводятся в данной статье как синонимы, чтобы избежать неудобных для чтения повторов.
Современное понимание плодородия почвы напрямую связывают с разнообразием, массой и активностью почвенной биоты.
Основную биомассу микромира почвы составляют грибы, актиномицеты и бактерии. Также всегда есть какое-то количество архей, вирусов, бактериофагов, водорослей, простейших.
Последние выводы ученых – общая биомасса подземных обитателей, по крайней мере, не меньше, чем биомасса всех наземных организмов.
Микробиота находится в постоянной активности – идет борьба за еду, создаются симбиотические сообщества, ведутся войны, создается оружие (в основном, химическое).
Микромир разных почв, даже разных участков одного огорода, может существенно различаться. Картина микромира зависит от времени года и даже дня, температуры и влажности, рН почвы, освещенности и множества других факторов. Это существенно затрудняет практическую работу ученых и логическую достоверность их выводов.
Наука о почвенном микромире – одна из самых новых, хотя первые исследования были сделаны еще в 19 веке. Очень интересно знакомиться с современными научными работами.
Вот ряд выводов, к которым приходят исследователи. Их стоит взять на заметку каждому огороднику:
– Микробиота кислых почв, в основном, представлена грибами. В торфах на долю грибов приходится до 90% от массы всей почвенной биоты.
– Чем более плодородна почва, тем больше в ней аэробных бактерий и актиномицетов. Скорее всего, достоверно и обратное.
– Именно бактерии отвечают за круговорот азота. Одни фиксируют азот воздуха (азотфиксирующие), другие расщепляют белки растительного и животного опада, навоза, выделяя в почву аммиак (аммонифицирующие). Следующие бактерии окисляют аммиак до нитрозо- и нитросоединений (нитрофицирующие). В форме нитратов азот попадает и в растения. Остатки нитратов в почве денитрофицирующие бактерии восстанавливают до молекулярного азота. И круговорот этого элемента повторяется.
– Когда человек вносит в почву минеральные удобрения, он кормит не только (а может быть, не столько) растения, но и микроорганизмы. Есть многократно подтвержденные данные исследователей, показывающие, что количество микробиоты после внесения удобрений вырастает в разы.
– Для жизнедеятельности бактерий, отвечающих за оборот азота в почве, требуется нейтральная кислотность. В кислой среде они не работают.
– Органические кислоты (гуматы), которые составляют основу органических удобрений (навоза, перегноя, вермикомпоста) не могут усваиваться растениями. Они должны сначала переработаться микроорганизмами (минерализоваться), и в таком виде уже становятся доступны растениям. Это значит, что органикой мы подкармливаем не растения, а микробиоту. Но зато микроорганизмы, получив легко усваиваемую пищу, активно размножаются, синтезируют ферменты, гормоны, витамины, антибиотики, которые нужны растениям не меньше, чем минеральные компоненты.
Принято говорить, что микробиота формирует пищевые цепочки. Что они в себя включают?
– Часть микроорганизмов получает пищу и энергию из минералов, воды, воздуха (как фитотрофы и цианотрофы). Известно, что в почве могу идти процессы, аналогичные фотосинтезу. О фиксации азота уже говорилось выше. Бактерии и другие представители микромира могут «питаться» минералами, переводя нерастворимые соли в хелатную форму (это комплексы неорганических соединений с органическими молекулами). И в форме хелатов минералы становятся доступны другим представителям биоты, а также растениям.
– Часть микроорганизмов существует за счет живых биологических субстанций и растения (микробы-паразиты или гетеротрофы).
– Часть микроорганизмов перерабатывает неживую органику (их называют сапрофиты), переводя ее в гумусовые соединения. Здесь первыми в пищевой цепочке являются грибы. И далее, проходя через организмы ряда бактерий, гумус постепенно перерабатывается в минеральные компоненты.
– В почвенной среде много дружественных симбиозов, помогающих его членам выживать. Всем известны симбиозы грибов и водорослей – лишайники.
Для нас важно, что корни растений (ризота) дружат с грибами и бактериями, создавая микоризу.
Без дружественных (или временно прикидывающихся друзьями) микроорганизмов растения обречены на голод и не защищены от врагов и болезней.
Вспомним про питание растений. Мы знаем, что оно бывает воздушное и корневое.
Воздушное питание обеспечивают зеленые листья. Они способны улавливать из воздуха углекислый газ и трасформировать его в углеводы (этот процесс называется фотосинтезом и протекает с использованием хлорофилла). Углеводы – ценный, энергоемкий вид питания.
Углеводы транспортируются к корням, где их поджидают всевозможные микрообитатели почвы. Некоторые из них – например, отдельные виды грибов, азотфиксирующие бактерии проникают непосредственно в ткани корней, другие образуют колонии вокруг корневых волосков. Корни выделяют углеводы, и всасывают почвенные растворы, в которых есть минеральные компоненты, а также продукты жизнедеятельности микроорганизмов – ферменты, гормоны, другие биологически активные вещества. Это корневое питание растений.
– Грибы, проросшие в корни растений, могут эффективно поставлять растениям воду, так как их отростки (гифы) могут расти существенно быстрее корней, и их длина может измеряться километрами. Грибы могут глубже корней проникать в почву в поисках воды, так как им не опасны анаэробные (лишенные кислорода) среды.
Более конкретно о почвенном микромире, о том, как использовать микроорганизмы на практике, будет рассказано в следующих статьях.
Поэтому подписывайтесь на наш канал!
Попробуем разобраться в хитросплетениях мифов и реальностей.
Вас ждут неожиданные факты, полезные для практики результаты научных исследований.
Грибы и бактерии существовали на Земле задолго до появления растений. Благодаря их активной деятельности атмосфера насытилась кислородом, и стало возможно появление многоклеточных организмов и новых форм жизни, в том числе сосудистых растений. В этой статье мы рассмотрим роль грибов и полезных бактерий для растений и ознакомимся со способами их применения в процессе выращивания.
Значение грибков и бактерий для растений
Грибы и бактерии в жизни растений выполняют функцию средообразования и общего питания. Они осуществляют разложение растительных остатков и органического вещества в целом, высвобождая и возвращая в почву минеральные элементы, необходимые для роста растений, а в атмосферу — CO2 и некоторые другие газы. Таким образом, возникает круговорот веществ, важным звеном которого являются бактерии и грибы. От их активности зависит содержание минеральных солей в почве и почвенное питание растений.
Последние научные данные не только существенно расширили представления о почвенных микроорганизмах и процессах, вызываемых ими в окружающей среде, но и позволили создать новые отрасли в промышленности и сельском хозяйстве. Например, открыты антибиотики, выделяемые почвенными микроорганизмами, и показана возможность их использования для лечения растений. Обнаружена способность почвенных микроорганизмов образовывать биологически активные вещества: витамины, аминокислоты, стимуляторы роста растений. Выделены микробные препараты, усиливающие поступление в почву азота из воздуха.
Бактериальные препараты и фунгициды в растениеводстве
Обладая этими знаниями, современный садовод может применять грибы и бактерии для своих нужд. Так, например, некоторые виды грибов и бактерий могут подавлять другие виды. Основываясь на этом, были разработаны специальные препараты, позволяющие бороться против парши, увядания, черной ножки, фитофтороза, корневых гнилей, мучнистой росы, бурой ржавчины, пыльной головни, пузырчатой головни и многих других грибных и бактериальных болезней.
Фитоспорин-М
Одним из примеров таких препаратов является Фитоспорин-М. Это промышленный бактериальный препарат с широким спектром и длительным действием. Он представляет собой живая споровая бактериальная культура Bacillus subtilis 26Д, чьи продукты жизнедеятельности подавляют размножение вредных грибков и бактерий. Фитоспорин-М способен реанимировать больные растения за два-пять дней, и эффективен даже при высокой степени развития болезни. Обладает свойством повышения иммунитета и стимуляции роста растений, что важно для повышения их продуктивности и уменьшения повторных заражений. Применяется для обработки почвы и семян, для опрыскивания растений. Абсолютно безвреден для растений и человека.
SubCulture
Еще один препарат, способный защитить корни растения от грибков, плесени и прочих патогенов — SubCulture. Это смесь благотворных микроорганизмов и бактерий, которая обволакивает корневую массу защитным мицелием, что препятствует развитию патогенов, а, следовательно, и их размножению. В конечном итоге использование препарата SubCulture приводит к их полному уничтожению.
Помимо всего прочего, SubCulture расщепляет органические остатки (например, частички отмерших корней), превращая их из потенциального источника заразы в легкоусвояемые минеральные компоненты, готовые к употреблению растением. Преимущество SubCulture заключается еще и в том, что препарат может применяться как при почвенном выращивании, так и в гидропонике.
Триходерма
Нашел и получил большое распространение в применении род грибов Trichoderma. В природе Trichoderma присутствуют в почве и подавляют развитие фитопатогенов путем прямого паразитирования, конкуренции за субстрат, а также выделения биологически активных веществ, угнетающих развитие возбудителей заболеваний и тормозящих их репродуктивную способность. Trichoderma эффективен против корневых и плодовых гнилей, черной ножки, белой и серой гнили, макроспориоза, фузариоза, фитофтороза, антракноза, вилта и др.
К препаратам, использующим гриб Trichoderma, относится биофунгицид Триходерма вериде. Попадая во влажную почву, споры грибов прорастают, выделяя природные антибиотики и обеззараживая почву вокруг. Попадая на поврежденный участок больного растения, споры прорастают, питаясь больной тканью, и одновременно лечат растение. При этом препарат обладает длительным действием: уничтожает покоящиеся и зимующие стадии патогенов. Применяется путем полива под корень, опрыскивания, замачивания семян и посадочного материала, прямого смешивания с почвой.
Аналогичным Триходерма вериде препаратом является Глиокладин фунгицид. В его состав входит действующее вещество Trichoderma harzianum штамм 18-ВИЗР. Выпускается в таблетках. Таблетки вносятся в почву в сухом виде без предварительного растворения в воде.
Микориза
Но польза грибов для растения не ограничивается только функцией подавления фитопатогенов. Существует симбиотическая связь растений с определенными грибами. Ассоциация мицелия гриба с корнями высших растений (микориза) в природе является необходимым условием для существования растений. Микоризные грибы прекрасно приспособлены для обнаружения и доставки растению воды и минералов из почвы. Грибы способны проникать в слишком маленькие для корней поры почвы и предоставлять растению доступ к связанным элементам. Растение в свою очередь с помощью фотосинтеза производит необходимые связки углерода и обеспечивает гриб питанием. Оба партнера извлекают от этого пользу.
Поэтому на рынке растениеводства существуют продукты, основанные на этом взаимовыгодном взаимодействии. Funky fungi (MIKORIZA) BAC включает 4 вида микоризных грибов. Эти грибы растут внутри и вокруг корней растений. От корней происходит их дальнейшее развитие в почву, где они создают плотный лабиринт грибницы. Это увеличивает корневую систему, в результате чего улучшается поглощение воды и минеральных веществ.
Байкал ЭМ-1
Ну и еще одна отечественная разработка, о которой нельзя не упомянуть в этой статье — уникальный препарат Байкал ЭМ-1. Это жидкий концентрат созданный по специальной технологии и содержащий большое количество живых полезных микроорганизмов, в реальности обитающих в почве. Состав удобрения: молочнокислые, фотосинтезирующие бактерии, бактерии фиксирующие азот, сахаромицеты, культуральная жидкость.
Преимущества Байкал ЭМ-1:
- Повышает устойчивость растений к болезням и вредителям.
- Преобразует органические отходы в эффективное удобрение в виде компоста.
- Ускоряет рост растений и созревание плодов.
- Снижает содержание нитратов в овощах и фруктах.
- Обеспечивает устойчивость растений к заморозкам и к засухе.
- Восстанавливает плодородие почвы, улучшает ее структуру, повышая уровень всхожести и урожайности.
Но помните, что Байкал ЭМ-1 кормит не растения, а микроорганизмы, которые их питают. Поэтому рекомендовано сокращение применения минеральных подкормок и увеличение доли органического питания. Тогда бактериям будет что кушать, и, соответственно, будет, чем кормить ваше растение.
Взаимосвязи между бактериями, грибами и растениями очень многообразны. Современная наука позволяет нам понять их и взять на вооружение. Применение биофунгицидов и бактериальных препаратов способно при минимальных вложениях принести существенную пользу.