Ольга Крылова Дебютант

Микробиологическая диагностика почв – о чем «говорят» микробы?

«Биологический двигатель планеты», — так выразился Блоэм Дж. про почвенные микроорганизмы. Действительно, бактерии принимают участие в круговороте важнейших элементов — азота, фосфора, калия, углерода, они снабжают растения питательными элементами, участвуют в разложении органики, тем самым обеспечивая оборот почвенного органического вещества.

Blaj Gabriel Shutterstock.com

В свою очередь, микроорганизмы усваивают экссудаты растений — органические вещества, выделяемые в процессе жизнедеятельности корневой системой растений. Это органические кислоты, аминокислоты и амиды, сахара, нуклеиновые кислоты, ферменты, витамины и гормоны.

Растения путем создания особых условий за счет обогащения органическими веществами почвы способствуют привлечению микроорганизмов, которые быстро размножаются внутри, на поверхности и с наружной стороны корня. Все это может привести и к нежелательным для растений эффектам: увеличению численности фитопатогенов (возбудителей болезней, от греч. pathos — страдание), развитию конкуренции между растениями и микроорганизмами за питательные вещества, потерям элементов питания за счет денитрификации (для азота) и иммобилизации (для фосфора).

Однако при взаимодействии почва-растение-микроорганизм существуют естественные механизмы подавления фитопатогенов, как, например, антибиоз — ингибирование патогена антимикробными компонентами. Так, непатогенные виды Streptomyces sp. способны подавлять рост парши картофеля, вызванной возбудителем Streptomyces scabies. Некоторые виды Arthrobacter sp., Pseudomonas sp. и Bacillus sp. способны ограничивать рост патогенных грибов.

Широко распространены в природе микоризные ассоциации между грибами и корнями растений. Микоризные ассоциации приводят к качественным изменениям в корневых выделениях растений. Экссудаты, выделяемые из колонизированных микоризой корней, могут уменьшать образование спор фитопатогенов Phytophtora sp. и даже способствовать привлечению в корневую зону бактерий, способствующих росту растений — Azotobacter chroococcum и Pseudomonas fluorescens.

Каждый вид растений за счет отмирающих корневых волосков способен частично обеспечивать субстрат для роста микроорганизмов, увеличивая почвенное биоразнообразие. Имеются у растений и механизмы регуляции численности бактерий и грибов. Так, люцерна и ячмень способны подавлять рост патогена Sclerocinia sclerociorum, принимая тем самым участие в фитосанитарной очистке почвы.

На сегодняшний день ученым стало ясно, что недостаточно изучать микроорганизмы как «черный ящик» на уровне измерения лишь общей численности и дыхательной активности почв. Необходимы комплексные подходы к изучению почвенного разнообразия. Современные методы почвенных исследований позволяют определять до 50 видов микроорганизмов в одном образце. Становится возможным на основе анализа структуры микробного сообщества говорить о происходящих в почве процессах начинающейся деградации или гумусонакопления и в целом о «здоровье» почв.

Обновлено 14.09.2017
Статья размещена на сайте 13.01.2012

Комментарии (5):

Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт

Войти через социальные сети:

  • Очень интересно. Статья из разряда тех, которые, действительно, дают новые познания. Спасибо.

    Оценка статьи: 5

  • Ольга Крылова Ольга Крылова Дебютант 17 января 2012 в 14:36 отредактирован 17 января 2012 в 22:38

    Спасибо, Тина, за замечательный отзыв. Действительно, мутуалистический биотрофный симбиоз развивается между бактериями рода Rhyzobium и бобовыми растениями. При этом растения выделяют в почву вещества, привлекающие микроорганизмов, в данном случае - флавоноиды. Затем идет процесс образования клубеньков, а когда процесс азотфиксации прекращается (через 4-6 недель), растения поглощают из отмерших клеток соединения азота, а также фосфора, серы и др. А клубеньковые бактерии высвобождаются в почву и продолжают размножаться уже вблизи поверхности корня растения-хозяина!

    • Ольга Крылова,
      вот как все непросто, но рационально устроено в почвенной экосистеме. Вероятно, в результате сложных взаимоотношений между бактриями, грибами, растениями и животными образовалась и сама почва - продукт жизнедеятельности живых организмов. А мы ходим по земле и не подозреваем, что у нас под ногами целый незнакомый мир. Может быть, вы продолжите серию статей на эту тему. Желаю вам творческих успехов. И спасибо за столь познавательную статью!

      Оценка статьи: 5

      • Тина Хеллвиг, Вы удивительно точно выразились: мир микробов - это целый мир! Он и вокруг нас (вода, воздух, почва, продукты питания, предметы обихода), и внутри нас. И пока он действительно "незнакомый" - ученые полагают, что изученным является лишь 1% из всего многообразия микроорганизмов. И здесь надежды исследователей возлагаются на молекулярные методы анализа.

  • Тина Хеллвиг Тина Хеллвиг Грандмастер 17 января 2012 в 01:37 отредактирован 17 января 2012 в 01:38

    Статья очень интересная. Получается так, что почву с ее населением можно рассматривать как экосистему, в которой все организмы населяют один биотоп (почву), между живыми организмами осуществляется обмен веществом через разные типы взаимоотношений, а в качестве источника энергии используется первичное органическое вещество, создаваемое растениями в процессе фотосинтеза. Говоря о различных типах отношений, вы упомянули об антибиозе: "непатогенные виды Streptomyces sp. способны подавлять рост парши картофеля, вызванной возбудителем Streptomyces scabies". А если ли какие-нибудь примеры симбиотческих отношений почвенных бактерий с растениями, грибами или другими организмами. Например, аэробные азотфиксирующие бактерии рода ризобиум, живущие на корнях бобовых растений в образованных ими клубеньках. Бактерии усваивают атмосферный азот и обеспечивают им растения в доступной форме, а растение взамен снабжает их питательными веществами и дает "пристанище" на своих корнях.

    Оценка статьи: 5