Не стоит бояться бактерий! Какие из них полезны для вашего сада
Любая почва состоит из трех частей — минеральной, органической и микробиологической. Только при их оптимальном сочетании можно говорить о почвенном плодородии. Если не брать в расчет любой из этих факторов, то происходит удивительная вещь — какие бы правильные агротехнические приемы ни применяли любитель у себя на участке или агроном в крупном хозяйстве, отзывчивость культурных растений на все эти действия будет печально низка.
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.
Источник
Микроорганизмы почвы
Почва является средой обитания для огромного числа микроорганизмов и основной природный резервуар, откуда они попадают во внешнюю среду – воздух и воду. В 1г почвы число микроорганизмов может изменяться от сотен до миллиардов клеток.
Микроорганизмы в почве распределены неравномерно. Их численность и видовой состав в почве зависят от содержания в ней органических веществ и влаги, структуры почвы, способа ее сельскохозяйственной обработки, климатических условий, характера растительного покрова, степени ее загрязнения отходами хозяйственной деятельности человека и многих других факторов. В верхних слоях почвы микроорганизмов больше, по мере углубления их становится все меньше и в более глубоких слоях (2. 5м) встречаются единичные клетки. Беден микроорганизмами и самый верхний слой толщиной несколько миллиметров, который постоянно подсушивается и подвергается действию ультрафиолетовых лучей. В верхних слоях почвы преобладают аэробы, в более глубоких – анаэробы.
Наиболее распространены в почве грибы, актиномицеты и бактерии — гнилостные, маслянокислые, кишечной группы, азотфиксирующие, нитрифицирующие, денитрифицирующие, клубеньковые, серо- и железобактерии; В меньшей степени – дрожжи, водоросли, простейшие, вирусы.
Число бактерий, содержащихся в почве, превышает число других микроорганизмов, причем среди них встречаются как автотрофы, так и гетеротрофы, принимающие активное участие в почвообразовательных процессах. Они разлагают растительные и животные остатки в почве и превращают их в гумус, а также минерализуют органические вещества. Под влиянием микроорганизмов происходит синтез новых органических веществ в почве, изменяется ее структура, кислотность. Под действием микробов-антагонистов происходят процессы самоочищения почвы.
Загрязнение почвы патогенными микроорганизмами. Почва постоянно загрязняется различными отбросами, выделениями человека и животных, мертвыми растениями и животными. Патогенные микроорганизмы попадают в почву с испражнениями, мочой, гноем, слюной и другими выделениями, с трупами людей и животных, погибших от инфекционных заболеваний.
Попадая в почву, значительная часть патогенных микроорганизмов, не образующих спор, погибает. Продолжительность выживания в почве возбудителей кишечных инфекций (дизентерии, брюшного тифа, холеры, чумы, бруцеллеза, туляремии, туберкулеза) широко варьирует и составляет от нескольких часов до нескольких месяцев. Значительно дольше сохраняются в почве спорообразующие патогенные бактерии – аэробы (например, споры возбудителя сибирской язвы Bacillus anthracis сохраняются в почве свыше 15 лет) и анаэробы (например, возбудители столбняка, газовой гангрены, ботулизма). Их споры могут сохраняться в почве десятками лет, а при благоприятных условиях прорастать, в результате чего бактерии вновь размножаются. Такие почвы представляют большую опасность в эпидемиологическом отношении. Они могут явиться причиной заражения сырья и пищевых продуктов патогенными микроорганизмами непосредственно или через воду. Поэтому все отбросы, поступающие в почву, следует обезвреживать и систематически проводить оценку санитарно-микробиологического состояния почвы и процессов ее самоочищения.
Санитарная оценка почвы.При санитарной оценке почвы учитывают результаты химического, гельминтологического и микробиологического анализов.
При микробиологическом исследовании почвы в зависимости от поставленной задачи применяют краткий и полный санитарно-микробиологический анализ. Краткий анализ почвы предусматривает определение двух микробиологических показателей: КМАФАнМ (общего количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов) и коли-титра (наименьшего объем объекта, в котором обнаруживается кишечная палочка). Полный анализ включает в себя определение КМАФАнМ, коли-титра – БГКП (бактерий группы кишечной палочки), а также титра анаэробов (Clostridium perfringens), протеев, термофилов.
Показатель КМАФАнМ чистой почвы не превышает 1,5х10 5 КОЕ/г, в загрязненной почве он в несколько раз больше. Наличие в почве БГКП и Clostridium perfringens свидетельствует о ее фекальном загрязнении. Выявление в почве бактерий Proteus свидетельствует о загрязнении ее органическими веществами животного происхождения или фекалиями людей. Термофильные микроорганизмы являются показателями загрязнения почвы навозом, компостами. В чистых почвах термофилы не обнаруживаются.
Микробиология воды
Природные воды, как и почва, являются естественной и достаточно благоприятной средой обитания многих микроорганизмов, где они способны жить, размножаться, участвовать в процессах круговорота углерода, азота, серы, железа и других элементов. Количественный и качественный состав микроорганизмов природных вод разнообразен. Численность микроорганизмов в воде определяется главным образом содержанием в ней органических веществ. В 1см 3 воды число КОЕ (колониеобразующих единиц, или число клеток) может превышать несколько миллионов.
В состав микроорганизмов воды входят водоросли, простейшие, бактерии, мицелиальные грибы, вирусы и другие группы микроорганизмов. Между ними существуют сложные взаимоотношения. Например, хлорелла при массовом развитии на свету вызывает быструю гибель кишечной палочки. Одна инфузория способна поглотить за 1ч 30 тыс. клеток микроорганизмов. Патогенные микроорганизмы быстрее погибают в загрязненной воде и медленнее – в чистой. В загрязненной воде могут быть микробы-антагонисты, фаги и др. Такие взаимоотношения способствуют поддержанию равновесия живых существ в гидросфере.
По своему происхождению природные воды подразделяются на атмосферные (осадочные), подземные (ключевые и минеральные, грунтовые воды верхних слоев, скапливающиеся в колодцах и воды глубокого залегания – артезианские скважины) и поверхностные, или континентальные (реки, озера, болота) и искусственные (каналы, водохранилища, пруды).
Атмосферные (осадочные) воды встречаются в виде дождя, снега, града, льда.
Дождевая вода бедна микроорганизмами и обогащается ими, захватывая и увлекая из воздуха мельчайшие частицы пыли. В связи с этим дождевая вода над городской местностью значительно богаче микроорганизмами, чем над сельской.
Снег, как и дождевая вода, практически свободен от бактерий и все же в 1 см 3 только что выпавшего и растопленного снега даже в самые сильные морозы насчитывается от нескольких десятков до нескольких сотен бактерий.
Численный состав микроорганизмов града и льда различен и зависит от качества воды, из которой они образовались.
Подземные воды. Состав подземных вод артезианской, ключевой, грунтовой зависит главным образом от глубины залегания водоносного слоя, его защищенности от попадания загрязнений извне.
Ключами, источниками или родниками называют естественные выходы подземных вод на поверхность Земли. Холодные источники образуются преимущественно водами атмосферного происхождения, которые они получают из водоносных слоев различного залегания. Горячие источники обусловлены выходом воды глубинного происхождения, поднявшейся из недр земли по трещинам. Проходя через породы различного состава, воды этой группы обогащаются растворенными веществами и газами и тем самым становятся минеральными водами.
Ключевые воды весьма бедны микроорганизмами, что объясняется адсорбцией микроорганизмов на частицах почвы или прохождения воды через грунт. Смешиваясь с грязными потоками воды во время дождя, ключевые источники могут содержать до нескольких тысяч бактерий в 1 см 3 .
Состав минеральных вод формируется в процессе выветривания горных пород. В этом процессе микроорганизмы играют значительную роль. Артезианские воды, находящиеся на больших глубинах, содержат очень мало микроорганизмов. Подземные воды, добываемые через обычные колодцы из неглубоких водоносных слоев, куда могут просачиваться поверхностные загрязнения, содержат значительное количество бактерий, среди которых могут быть и болезнетворные. Чем ближе к поверхности расположены грунтовые воды, тем обильнее количественный и качественный состав микроорганизмов.
Поверхностные воды (континентальные водоемы)расположены в углублениях суши. Они бывают естественными и искусственными. Реки, озера, болота – естественные водоемы. В реках вода проточная. Она содержит разное число клеток микроорганизмов в зависимости от времени года, питающих ее источников, территории, по которой течет река. Весной и осенью, в период половодий и дождей, когда в воде содержится много органического вещества, численность микроорганизмов, среди которых могут быть и патогенные, резко возрастает, что представляет угрозу для животных и человека.
Речная вода, протекающая через населенные пункты, сильно загрязняется, поэтому ниже по течению в ней содержится гораздо больше микроорганизмов, чем выше по течению.
Озера представляют собой водоемы со стоячей водой. Озера бывают сточными и бессточными в зависимости от того, берут от них начало реки или нет. По степени минерализации озера подразделяются на пресные, солоноватые и соленые. Существует заметная разница в солевом составе, температуре, прозрачности воды, условиях аэрации различных озер, что обусловливает значительные колебания в численности бактерий, которая может изменяться в среднем от 150 тыс. до 10 млн. в 1 см 3 .
Болота представляют собой неглубокие, частично или полностью закрытые сверху растительностью скопления воды, в которых образуется торф (переходное состояние между водой и сушей). Болота могут быть низинными, если они питаются грунтовыми водами, и верховыми, питающимися за счет атмосферных осадков. Население болот чрезвычайно бедно, что объясняется высокой кислотностью воды, ее крайне слабой минерализацией из-за отсутствия контакта с грунтом, который обычно покрыт растительностью. Болотная вода насыщена метаном. Здесь развиваются специфические группы микроорганизмов, так для большинства микроорганизмов метан и сероводород ядовиты.
Водоемы бывают искусственными, сооружаемыми человеком. Наибольшее значение среди них приобрели водохранилища, пруды, судоходные и оросительные каналы.
Водохранилища имеют многоцелевое назначение (регуляция стока рек, водоснабжения, гидроэнергетики, рыбного хозяйства и т.п.). Частые сезонные колебания уровня воды приводят к гибели многих обитателей водохранилищ. Численность микроорганизмов в нем колеблется от 1…2 млн. до 1,5…2 млрд. в 1см 3 .
Пруды – искусственные водоемы, сооружаемые для рыборазведения, водоснабжения населенных пунктов, полива полей, водопоя скота и других целей. Они могут быть плотинными и создаваться за счет запруживания речек и оврагов; копаными, питающимися атмосферными осадками, а также грунтовыми водами; наливными, наполняемыми водой через специальные каналы из рек и ручьев. Все типы прудов – это мелкие водоемы с небольшой площадью водного зеркала, часто спускаемые на зиму. Число микроорганизмов в прудах может достигать нескольких миллионов КОЕ/см 3 .
Источник