О пользе микроорганизмов в почве
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.
На чтение 6 мин. Опубликовано 10.12.2019
Роль бактерий обитающих в почве Зачем нужны бактерии в почве Виды бактерий
Какая роль бактерий обитающих в почве, именно из них и состоит почва, вернее плодородный слой (гумус).
В одном грамме гумуса находиться более миллиарда микроорганизмов. Одни занимаются разложением органики. Другие фиксацией поступающих в почву не органических веществ. Строения сложных органических молекул. Бактерии и растения помогают друг, другу. Колонии бактерий формируют наросты на корнях растений.
Растение получает аммиак (молекулярный азот), а в замен питает бактерии питательными веществами не обходимые им.
Все почвы содержат как бактерии так и грибки
их количество зависит от состояния почвы. В зависимости кислотности почвы, добавления в почву органических остатков и будет определяться численность этих двух основных групп почвенных организмов.
В почвах, которые регулярно подвергаются интенсивной обработке почвы, уровень бактерий выше, чем у грибов. . То же самое делают затопленные рисовые почвы, потому что грибы не могут жить без кислорода, в то время как многие виды бактерий могут.
Почвы, которые не обработаны, имеют тенденцию иметь больше их свежего органического вещества на поверхности и иметь более высокие уровни грибов, чем бактерии.
Поскольку грибы менее чувствительны к кислотности, в очень кислых почвах могут наблюдаться более высокие уровни грибов, чем бактерий.
Бактерии в почве Микроорганизмы— это очень маленькие формы жизни, они живут как отдельными клетками так и многочисленными колониями
Отдельные виды клеток можно увидеть только под микроскоп. . Гораздо больше микроорганизмов существует в верхних слоях почвы, где много источников пищи, чем в недрах.
Их особенно много в области, непосредственно примыкающей к корням растений (так называемая ризосфера). Где клетки и химические вещества, выделяемые корнями, обеспечивают готовые источники пищи.
По этому эти организмы являются основными разлагающими органического вещества. Но они делают другие вещи, такие как обеспечение азота путем фиксации.
Чтобы помочь выращиванию растений, детоксикации вредных химических веществ (токсинов).
Подавления болезнетворных организмов и производства продуктов, которые могут стимулировать рост растений.
Какие бактерии живут в почве. Бактерия вид.
Бактерии живут практически в любой среде обитания
Они находятся внутри пищеварительной системы животных, в океане и пресной воде, в компостных кучах.
Хотя некоторые виды бактерий живут в затопленных почвах без кислорода, большинству требуются хорошо аэрированные почвы.
В целом, бактерии имеют тенденцию добиваться большего успеха в почвах с нейтральным pH, чем в кислых почвах.
Помимо того, что бактерии первыми начинают разлагать остатки в почве, бактерии приносят пользу растениям, увеличивая доступность питательных веществ.
Например, многие бактерии растворяют фосфор, делая его более доступным для растений.
Бактерии также очень полезны для обеспечения растений азотом, который им необходим в больших количествах и которых так не хватает на ваших участках.
Вы можете задаться вопросом,
как в почве может быть дефицит азота, когда мы окружены им — 78% воздуха, которым мы дышим, состоит из газообразного азота.
Тем не менее, растения и животные сталкиваются с дилеммой, подобной той, что возникла у древнего моряка, который плыл по течению в море без пресной воды: «Вода, вода везде и ни капли, чтобы пить».
К сожалению, ни животные, ни растения не могут использовать газообразный азот ( N 2) для их питания.
Тем не менее, некоторые виды бактерий способны извлекать газообразный азот из атмосферы и преобразовывать его в форму, которую растения могут использовать для производства аминокислот и белков.
Этот процесс преобразования известен как фиксация азота
Роль бактерий обитающих в почве играет большую роль.
Некоторые азотфиксирующие бактерии образуют взаимовыгодные ассоциации с растениями.
Одно из таких симбиотических отношений, которое очень важно для сельского хозяйства. Включает группу бактерий ризобии, фиксирующих азот, которые живут в клубеньках, образованных на корнях бобовых.
Эти бактерии обеспечивают азот в форме, которую могут использовать бобовые растения. В то время как бобовые снабжают бактерии сахаром для получения энергии.
Сидераты для почвы
Клевер и волосатая вика выращиваются в качестве покровных культур для обогащения почвы органическими веществами, а также азотом, для следующей культуры.
В поле люцерны бактерии могут фиксировать сотни килограммов азота. У гороха количество фиксированного азота значительно ниже, около 30-50. Подробнее для чего нужны сидераты читайте тут.
Актиномицеты другая группа бактерий, расщепляют большие молекулы лигнина на меньшие размеры.
Лигнин — это большая и сложная молекула, содержащаяся в растительной ткани, особенно в стеблях, которая расщепляется большинством организмов.
Лигнин также часто защищает другие молекулы, такие как целлюлоза, от разложения.
Актиномицеты имеют некоторые характеристики, сходные с характеристиками грибов, но иногда они группируются сами по себе и получают равное распределение по бактериям и грибам.
Микоризные грибы
Микоризные грибы помогают растениям поглощать воду и питательные вещества, улучшают фиксацию азота. И помогают формировать и стабилизировать почвенную структуру.
Выращивания культур выбирают для большего количества типов грибов с лучшими показателями, чем для монокультуры.
Некоторые исследования показывают, что использование покровных культур, особенно бобовых, между основными культурами помогает поддерживать высокий уровень спор.
Способствует хорошему развитию микоризы в следующей культуре.
Корни с большим количеством микоризы лучше противостоят грибковым болезням, паразитическим нематодам, засухе, засолению и токсичности .
Было показано, что микоризные ассоциации стимулируют свободноживущие азотфиксирующие бактерии азотобактер, которые, в свою очередь, также производят химические вещества, стимулирующие рост растений.
Грибы — это другой тип почвенного микроорганизма
Дрожжи — это гриб, используемый при выпечке и производстве алкоголя. Другие грибы производят ряд антибиотиков.
Мы все, наблюдали, на слишком долго лежащем хлебе появляется грибок (плесень). Мы видели или ели грибы, растущие в лесу.
Огородники знают, что грибы вызывают многие заболевания растений.
Такие как ложная мучнистая роса, фитофтороз, серная гниль, различные виды корневых гнилей и парши яблони.
Грибы также инициируют разложение свежих органических остатков.
Они помогают добиться успеха, размягчая органический мусор. Облегчает присоединение других организмов к процессу разложения.
Грибы также являются основными разлагающими лигнина и менее чувствительны к кислотным условиям почвы, чем бактерии.
Никто не может функционировать без кислорода.
Поверхностная обработка почвы способствует накоплению органических остатков на поверхности и вблизи нее.
Это способствует росту грибков, как это происходит во многих естественных нетронутых экосистемах.
У многих растений развиваются полезные отношения с грибами, которые усиливают контакт корней с почвой.
Другими словами гифы этих микоризных грибов поглощают воду и питательные вещества, которые затем могут питать растение.
Гифы очень тонкие, около 1/60 диаметра корня растения. Способны использовать воду и питательные вещества в почве.
Которые могут быть недоступны для корней.
Это особенно важно для фосфорного питания растений в низкофосфорных почвах.
Поэтому гифы помогают растению поглощать воду и питательные вещества. А грибы, в свою очередь, получают энергию в виде сахаров, которую растение вырабатывает в листьях и отсылает к корням.
Эта симбиотическая взаимозависимость между грибами и корнями называется микоризными отношениями.
Учитывая все обстоятельства, это довольно хорошо влияет как для растения, так и для гриба. Гифы этих грибов помогают развивать и стабилизировать большие участки почвы. Выделяя липкий гель, который склеивает минеральные и органические частицы вместе.
Подписывайтесь, чтоб не пропустить и быть уже опытным огородником. Ставьте, лайки кому понравилась статья, пишите отзывы, о чем хотели бы узнать. До новых встреч дорогие подписчики.
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.