Грунтові мікроорганізми в ризосфері рослин

Коренева система вищих рослин є велику масу з величезною поверхнею. Підраховано, що одна рослина озимого жита чотиримісячного віку має загальну довжину кореня (без кореневих волосків) 623 км.

Вся ця величезна маса коренів зосереджена головним чином в поверхневому (до 25 см) шарі грунту.

У процесі життєдіяльності рослини через кореневу систему виділяють у ґрунт різні речовини: мінеральні солі, що містять фосфор, кальцій, натрій, і органічні сполуки - цукру, органічні кислоти, амінокислоти, вітаміни, ростові речовини, ферменти. Всі ці речовини споживаються мікроорганізмами і не можуть не впливати на їх розвиток і склад.

І дійсно навколо коренів рослин концентрується величезна кількість мікробів; їх тут у багато разів більше, ніж в грунті, позбавленої коріння.

Крім кореневих виділень, мікроорганізми використовують для харчування відмерлі коріння, кореневі волоски і постійно оновлюються їх частини - злущуються клітини кореневих чехликов, епідермісу кореня і т. Д. Все це в безпосередній близькості від себе коріння вищих рослин створюють зону, сприятливу для розвитку ґрунтових мікроорганізмів. Ця зона називається ризосферу.

Про те, наскільки відрізняється ризосфера від решти грунту за своїм мікробного «населенню», можна судити за наступними даними:

Кількість бактерій в грунті і ризосфері приведено в тисячах клітин на 1 г грунту.

За нашими даними, кількість маслянокисле клостридиев в грунті пара становить 69,7 тис. А в ризосфері - 10,7 млн. На 1 г грунту. Це більш ніж сторазове перевищення!

За підрахунками Н. А. Красильникова, вага бактерій в ризосфері люцерни приблизно вдвічі більше, ніж в грунті і становить відповідно близько 5,0 і 2,25 т на 1 га.

Вплив рослин на грунтові мікроби різному. Воно залежить від виду самої рослини, стадії його розвитку, від ґрунтових умов. У ризосфері бобових культур мікрофлора більш рясна, ніж у злакових. Це пов'язано, по-видимому, зі складом кореневих виділень бобових: вони містять багато азотистих і вуглецевих речовин. За наявними у нас даними в ризосфері бобових налічується від 84,5 до 284 млн. Клітин азотфіксуючих клостридиев, а в ризосфері злакових від 339 до 991 тис. На 1 г грунту.

Кількість мікробів в ризосфері змінюється протягом вегетації рослин. Найбільше їх буває в період, коли рослина інтенсивно розвивається і виділяє через коріння органічні речовини. На час дозрівання кількість мікробів в ризосфері зазвичай зменшується. Є нові дані про те, що ризосфера формується дуже рано, незабаром після проростання насіння. Встановлено, наприклад, що у пшениці, вівса і люцерни між 5 і 15 днями розвитку кількість мікробів в ризосфері зростає в 10-30 разів.

Особливо багато мікробів буває зосереджено в безпосередній близькості до тонким коріння. Щільність мікробів тут така велика, що коріння виявляються оточеними як би щільною муфтою, яка практично повністю ізолює їх від грунту. Рослина не просто сприяє накопиченню в ризосфері мікробів, а відбирає (селекціонує) певних представників мікронаселенія. Тому мікрофлора ризосфери відрізняється від мікрофлори грунту не тільки за кількістю мікробів, але і по їх складу.

Перше місце в ризосфері займають, як правило, неспоровие бактерії. Друге місце належить мікобактерій. Актиноміцети, гриби і спорові бактерії виявляються тут в невеликих кількостях. Наприклад, за даними французьких мікробіологів Пошона і Де Бержака, співвідношення (у відсотках) різних бактерій в ризосфері бавовнику таке:

Грунт без рослин

До неспоровие бактеріям з числа азотфиксаторов належать азотобактер, бульбочкові, фотосинтезуючі бактерії, азотомонас. Всі вони тяжіють до ризосфері. Тут же накопичуються і інші представники азотфиксирующей флори - маслянокислі, мікобактерії, водорості. Кількість азотобактера і бульбочкових бактерій може досягати в цій зоні значних величин: від сотень тисяч до декількох мільйонів клітин (бульбочкові бактерії) і до 200 млн. Клітин в 1 г грунту (азотобактер). Бульбочкові бактерії зустрічаються не тільки під бобовими рослинами, вони з успіхом можуть розвиватися і в ризосфері злаків.

Крім азотфіксуючих мікроорганізмів, в ризосфері розвиваються і інші групи мікробів, які беруть участь у кругообігу азоту: амоніфікаторів, денітріфікатори, нітріфікатори. Загальна кількість цих мікробів досягає мільйонів і навіть мільярдів клітин на 1 г грунту. Активність азотфиксаторов і інших мікробів, які беруть участь у кругообігу азоту, в ризосфері завжди значно вище.

Таким чином, в грунтах, зайнятих рослинами, мікроорганізми «працюють» інтенсивніше, ніж в грунті без рослин. Тут активніше йдуть фіксація атмосферного азоту і його подальші перетворення.

Чим бідніша грунт органічною речовиною, ніж вона менш родюча, тим сильніше проявляється вплив кореневих систем на мікробне населення. Н. А. Красильников визначив, що в неокультурених і слабоокультуренних грунтах Кольського півострова загальна кількість бактерій досягає 50-300 тис. Клітин на 1 г грунту, а в ризосфері конюшини першого року життя 150-400 млн. Клітин на 1 г грунту. В добре окультурених чорноземах Харківської області число бактерій в ризосфері люцерни становила 2500-5000 млн, клітин, а поза ризосфери - 150-300 млн. Клітин на 1 г грунту.

За допомогою агротехнічних прийомів (вапнування, внесення органічних і мінеральних добрив, а в посушливих районах - зрошення), можна направлено змінювати склад мікрофлори ризосфери і таким чином активно впливати на мікробіологічні процеси, головним чином на процеси перетворення азоту.

Отже, не тільки мікроби впливають на життя зелених рослин. Вищі рослини не залишаються перед своїми грунтовими друзями в боргу. Вони щедро постачають мікробів, що населяють грунт, продуктами своєї життєдіяльності, в першу чергу вуглеводами. Мікроби ж пропонують в обмін своє не менш різноманітне «меню»: азот, фосфор, калій і такі потрібні рослині продукти, як вітаміни, ростові речовини, антибіотики, гібереліни.

Ризосфера, що виникає як результат складних і багатогранних взаємовідносин вищих рослин і ґрунтових мікроорганізмів, виконує величезну роль в активізації і концентрації «біологічного» азоту в ґрунті.

Поділіться посиланням з друзями