Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

БИОЛОГИЯ ПОЧВ

Препараты на основе клубеньковых бактерий для фиксации биологического азота в почве

 

биология почвы

 

Смотрите также:

 

Почва и почвообразование

 

Почвоведение. Типы почв

почвы

 

Химия почвы

 

Круговорот атомов в природе

 

Книги Докучаева

докучаев

 

Происхождение жизни

 

Геология

геология

Основы геологии

 

Геолог Ферсман

 

Черви и почвообразование

дождевые черви

 

Дождевые черви

 

Вернадский. Биосфера

биосфера

 

Геохимия - химия земли

 

Гидрогеохимия. Химия воды

 

Минералогия

минералы

 

Земледелие. Агрохимия почвы

 

Справочник агронома

 

Удобрения

 

Происхождение растений

растения

 

Ботаника

 

Биология

биология

 

Эволюция биосферы

 

Земледелие

 

растения

 

Тимирязев – Жизнь растения

 

Жизнь зелёного растения

зелёные растения

 

Геоботаника

 

Мхи

 

Водные растения

 

Общая биология

общая биология

 

Лишайники

 

Мейен - Из истории растительных династий

Мейен из истории растительных династий

 

Удобрения для растений

 

Биографии биологов, почвоведов

Биографии почвоведов

 

Эволюция

 

Микробиология

микробиология

 

Пособие по биологии

 

Симбиотическая азотфиксация — важнейший резерв биологического азота в почве.

 

Микробные азотфиксирующие симбионты описаны у многих видов разных растений. Проникая в ткани растения, они вызывают опухолевидные разрастания в форме клубеньков на корнях или стеблях.

 

Наиболее активные и хорошо изученные диазотрофные симбионты — клубеньковые бактерии бобовых растений. Семейство бобовых содержит 674 рода и 19 тыс. видов, из которых 200 используются в сельском хозяйстве. Бобовые распространены по всему миру и по значению занимают второе место после злаков. Уникальным свойством бобовых является формирование корневых клубеньков как у культурных, так и у дикорастущих растений. Однако не все бобовые образуют клубеньки, большинство видов даже не исследовано в этом отношении.

 

Образование клубеньков и последующее развитие азотфиксирующего симбиоза у бобовых происходит в ответ на инфицирование бактериями нескольких родов, относящихся к семейству Rhizobiaceae. В природе и в сельском хозяйстве эти симбиозы играют важную роль как поставщики связанного азота. Не все представители семейства Rhizobiaceae являются полезными. Некоторые виды рода Agrobacterium вызывают болезни растений. Представители рода Phyllobacterium образуют клубеньки на листьях некоторых растений, значение которых пока не ясно.

 

Первым в чистую культуру бактерии из клубеньков выделил М. Бейеринк. Систематика клубеньковых бактерий первоначально строилась на названии растения хозяина, была очень проста, понятна и удобна для практического использования клубеньковых бактерий при инокуляции бобовых растений. Это были клубеньковые бактерии клевера, гороха, сои, люпина, люцерны и др. Все они относились к одному роду Rhizobium.

 

Однако в последнее время особенно в связи с глубокими и разносторонними исследованиями нуклеиновых кислот оказалось, что это очень разнородная группа бактерий и часто резко отличающиеся бактерии образуют клубеньки на одном и том же растении и даже один вид бактерий может иметь много растений-хозяев.

 

В настоящее время выделяют по меньшей мере четыре рода клубеньковых бактерий:

 

1)        Rhizobium, например Rhizobium leguminosarum bv trifolii (клевер), bv viceae (горох), bv meliloti (люцерна). Это быстрорастущие бактерии;

2)        Sinorhizobium (вика, люцерна, соевые, у сесбании клубеньки образуются на стебле);

3)        Mezorhizobium;

4)        Bradyrhizobium, например Bradyrhizobium japonicum (соя). Это медленнорастущие бактерии.

Обозначение bv — биовариант.

Гены азотфиксации у некоторых родов располагаются на плазмиде, у других — на хромосоме.

 

Благодаря азотфиксирующим симбионтам бобовые обогащают почву азотом. В зависимости от условий роста растений они накапливают азот от 60 до 300 кг/га в год.

 

Препараты на основе клубеньковых бактерий

 

Вскоре после открытия роли клубеньковых бактерий в накоплении азота попытались использовать эти бактерии для обработки семян бобовых перед посевом. Приготовленные на основе клубеньковых бактерий препараты получили в разных странах разные названия. Изготовленный впервые в Германии в 1896 г. препарат был назван нитрагином; в 1906 г. он был получен в Англии, в 1907 г.— в США. В Чехословакии препарат клубеньковых называли нитразоном, в Австралии — нитрофиксом. В России первые партии нитрагина были изготовлены в 1930-1935 гг.

 

Первый очень важный этап при изготовлении нитрагина состоит в выделении и подборе производственного штамма клубеньковых бактерий. К каждой культуре бобового растения нужно подбирать соответствующие ему штаммы: для клевера клубеньковые бактерии клевера, для гороха клубеньковые бактерии гороха, для люпина бактерии люпина. Выделяют бактерии обычно непосредственно из клубенька. Берут крупный клубенек розового цвета, окрашенный леггемоглобином, стерилизуют его поверхность сулемой или каким-либо другим антисептиком, разрезают стерильным скальпелем, извлекают небольшое количество растительной ткани и шпателем растирают ее по поверхности бобового агара в чашке Петри.

 

 Отобранный штамм должен отличаться следующими свойствами: ^специфичностью по отношению к .определенному растению, 2) генетической устойчивостью, 3) свойством доминирования, т.е. способностью быстро размножаться в почве и численно доминировать над местными малоэффективными штаммами, которые могут находиться в почве, 4) ин- вазивностью — способностью проникать в корни растений, 5) активностью, т.е. высокой способностью к азотфиксации, 6) эффективностью — способностью повышать урожай. Он должен образовывать большие немногочисленные розовые от леггемог- лобина клубеньки. Образование большого количества мелких белых клубеньков свидетельствует о том, что этот штамм плохой. Хорошо развитые клубеньки образуют вещества, препятствующие дальнейшему клубенькообразованию. Лучшим способом, по которому можно судить о ценности штамма, является определение прибавки урожая, которую он дает. Этот метод имеет только тот недостаток, что он очень трудоемок. Если, например, испы- тывается сто штаммов, нужно иметь множество опытных делянок и проводить эксперименты минимум три года. Кроме того, урожай зависит от множества факторов и вычленить среди них влияние азотфиксации не так-то просто.

 

В России микробиологическая промышленность на основе клубеньковых бактерий выпускает препарат ризоторфин (торфяной нитрагин).

 

Технология производства ризоторфина заключается в следующем:

 

1) выращивание жидкой культуры клубеньковых бактерии в колбе (посевной материал), 2) выращивание бактерий в большом ферментере, в который вносится посевной материал, 3) подготовка торфа для заражения культурой (нейтрализация реакции среды, внесение питательных добавок, NPK, микроэлементов, органических веществ), раскладывание влажного торфа в полиэтиленовые пакеты, герметизация пакетов, стерилизация у-луча- ми, 4) внесение в пакет с помощью шприца клубеньковых бактерий, 5) двухнедельное подращивание бактерий в торфе при комнатной температуре с увеличением численности бактерий в 100 раз и более, 6) хранение ризоторфина в холодильнике до 6-8 месяцев. При этом титр клубеньковых бактерий не должен сильно падать.

 

Ризоторфин предназначен для предпосевной обработки семян зернобобовых культур и бобовых трав: гороха, люпина, сои, вики, фасоли, люцерны, клевера и др. Для каждого вида бобовых растений ризоторфин готовится отдельно из разных видов клубеньковых бактерий. Препарат представляет собой сыпучую массу с влажностью 50-100%. В 1 г препарата содержится не менее 200 млн клеток клубеньковых бактерий.

 

Гектарная порция ризоторфина 200 г. Предпосевная обработка семян производится путем разбавления препарата в воде и замачивания семян в день посева. При использовании ризоторфина нельзя применять ядохимикаты (фунгициды, инсектициды).

 

Клубеньковые бактерии почти полностью обеспечивают потребности растений в азоте.

 

Многолетняя практика применения ризоторфина показывает, что он сильно повышает урожай сои, гороха, люцерны и клевера. При этом содержание белка в урожае существенно повышается. Наиболее высокий хозяйственный эффект ризоторфин дает лишь при соблюдении прогрессивной технологии возделывания бобовых культур. Высев обработанных ризоторфином семян необходимо производить во влажную почву, удобренную фосфором, калием и микроэлементами, особенно молибденом. На почвах слабоокультуренных, бедных азотом, применение ризоторфина следует сочетать с внесением небольших доз минеральных азотных удобрений — не более 45 кг/га. На хорошо окультуренных почвах использование ризоторфина исключает необходимость внесения минерального азота под все виды бобовых.

 

Инокуляция бобовых клубеньковыми бактериями особенно эффективна на площадях, где ранее не возделывалась данная бобовая культура и соответствующие специфичные бактерии в почве отсутствуют. В почве после посева бобовых клубеньковые бактерии сохраняют высокий титр до 5 лет.

 

 

 

К содержанию книги: Почвоведение - биология почвы

 

 

Круговорот азота в природе и его биофиксация

Круговорот азота в природе и его биофиксация

 

Последние добавления:

 

Происхождение и эволюция растений 

 

Биографии ботаников, биологов, медиков   

 

Книги по русской истории   Император Пётр Первый