Карлики рождают гигантов
Шрифт:
ультрамикробы, бактериофаги и актинофаги — сотни тысяч.
На каждом гектаре пашни или лугов наберется от 2 до 7 тонн бактериальной массы.
Не забудьте и о других проявлениях бытия в земле, теснейшим образом связанных с микрофлорой. На каждом квадратном метре копошатся личинки жуков и других насекомых, их сотни. Там же сотни тысяч членистоногих и около миллиона нематод.
Разобраться в этом смешении (хаосе) жизни не просто.
Но есть строгие закономерности, которые ею управляют и которыми пытается управлять человек. Иногда он достигает успеха. Иногда ошибается.
И всегда успех зависит от того, правильно или нет используется
Неосторожность может привести к ее неожиданному исчезновению. За примерами далеко ходить не надо: симазин и кукуруза. Симазин буквально спас кукурузу от сорняков. По два и три года после обработки поля этим гербицидом кукуруза не испытывала никаких неприятностей от зеленого врага. Яд продолжал действовать — в почве не было для него противоядия, не было средств, способных разложить остатки симазина.
Высокая токсичность гербицида причинила неприятности другим культурам. Яровая пшеница, посеянная вслед за кукурузой, чувствовала себя на поле, обработанном год назад симазином, неуютно. Клевер, люцерна, подсолнечник, ячмень, овес тоже резко снижали урожай в аналогичной обстановке. Почему? Сами растения как будто не очень-то реагировали на симазин. В чем же дело? Яд нарушил биоценоз — биологическое равновесие в почве. Он резко угнетал полезные микроорганизмы. Волшебная палочка была отстранена от своей работы, и растениям стало труднее жить.
Да, ни одна былинка в поле не может обойтись без повседневной помощи микроорганизмов. Эти мельчайшие живые существа кормят, поят, лечат, защищают от врагов и пестуют растение, стимулируют или, напротив, тормозят его рост.
Мы уже видели, какое мощное воздействие на рост растений может оказывать гиббереллин. Гиббереллин тоже продукт деятельности микробов-активаторов. Нельзя забывать и о других активаторах, которые действуют более умеренно, но вполне надежно.
Активаторы, живущие в почве, поделили между собой обязанности. Одни ускоряют рост корней, другие — стебля. Третьи усиливают процессы цветения и плодоношения. Четвертые — синтез хлорофилла, пятые — усвоение питательных веществ. Шестые вырабатывают витамины и снабжают ими растение. И так далее.
Особую роль в жизни растения играют бактерии-симбионты, или сожители.
Мирное сосуществование различных организмов — один из основных законов биологии. Симбиоз растений и бактерий решает для обеих сторон проблемы, которые не могут быть разрешены в одиночку.
Самая насущная из проблем — проблема питания. Азот, калий, фосфор — три главных кирпича, из которых строится растительный организм. В почве и воздухе их содержится вполне достаточно. Если говорить об азоте, то растение буквально купается в нем.
Чтобы получить приличный урожай с гектара посевов, нужны какие-то 200 килограммов этого элемента. Но именно в азоте растение чаще всего испытывает недостаток. Беда в том, что оно не способно усваивать молекулы азота прямо из воздуха. Правда, в почве есть немного солей азотной кислоты. Однако запас их и иных азотистых соединений настолько мал, что в расчет принят быть не может.
Как же растение выходит из положения?
Это долго оставалось загадкой. Да и сегодня биологам много еще неясно в азотном питании растений. Есть детали и тонкости, которые пока ускользают от взгляда исследователя. Все же усилиями нескольких поколений ученых (Воронин, Виноградский, Омелянский — у нас в стране, Вильфарт и Гельригель — в Германии, Бейеринк — в Голландии) удалось нарисовать более или менее четкую картину.
В 1894 году микробиолог С. Н. Виноградский впервые выделил из состава почвенной микрофлоры азотособирающие бактерии — клостридиум и азотобактер. Они оказались настоящими фабриками удобрений. За лето эти существа усваивают до 50 килограммов атмосферного азота.
Еще разительнее ведут себя клубеньковые бактерии (открытые несколько ранее). Постоянные сожители бобовых — клевера, люцерны, люпина, донника, гороха, сои — они бесперебойно обеспечивают растения азотом. Совместная жизнь их начинается с того дня, как растение пускает первые корни.
Корни бобовых выделяют в почву своего рода приманку — глюкозу или яблочную кислоту. Бактерии тут как тут! Они проникают через корневые волоски в ткань растения и там обосновываются.
Внутри им скоро становится тесно. Тогда клетки корня делятся, растут и образуют наросты — клубеньки. Это жилые квартиры бактерий. Растение гостеприимно. Оно подает на стол своим жильцам разнообразные блюда — минеральные соли, сахар. Пришельцы не остаются в долгу. Они выкладывают из своих непрерывно пополняемых запасов азот. Три четверти связанного ими азота служат пищей для растений, и только четверть бактерии оставляют себе.
Взаимные выгоды мирного сосуществования симбионтов очевидны. Выигрывают от него не только сожители, но и те, кто приходит в поле после них. Посеянные после бобовых зерновые повышают урожай в полтора-два раза за счет азота, оставшегося в почве вместе с корнями и клубеньками. По самым скромным подсчетам клубеньковые бактерии связывают ежегодно около 1 миллиона тонн азота на площади, занятой в нашей стране бобовыми культурами.
Есть такое учреждение в Ленинграде. Правда, музей не имеет никакого отношения к культпросветработе, но отбоя от посетителей у его сотрудников нет. Музей этот находится при Ленинградском институте сельскохозяйственной микробиологии. Со всех концов страны сюда поступают письма.
Растениеводы, садоводы, работники предприятий пищевой промышленности просят выслать им образцы живых культур полезных микроорганизмов. И вот «заточенные» в специальные стеклянные пробирки микроорганизмы отправляются в далекие путешествия по стране.