МЕТОДЫ ПОЧВЕННОЙ МИКРОБИОЛОГИИ

С.Н. Виноградский

Смотрите также:

Биография Виноградского

Микробиология

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Геоботаника

 Биографии биологов, почвоведов

Эволюция

Биология

Эволюция биосферы

Геология

Основы геологии

Геолог Ферсман

Геохимия - химия земли

Гидрогеохимия. Химия воды

Минералогия

Химия почвы

Круговорот атомов в природе

Книги Докучаева

Происхождение жизни

Вернадский. Биосфера

ОБ ИССЛЕДОВАНИИ АНАЭРОБНЫХ АЗОТФИКСИРУЮЩИХ МИКРОБОВ В ВОЗДЕЛЫВАЕМОЙ ПОЧВЕ

Выработанный нами метод микроскопического исследования почвы дал нам возможность приступить к решению вопросов, остававшихся до сих пор незатронутыми.

Кроме всего прочего, легко доступным для экспериментального изучения стал и вопрос об анаэробиозе в возделываемой почве.

Возделываемая почва рассматривается обыкновенно как аэробная среда. Однако уже давно известно, что там в достаточной мере распространены также и анаэробные зародыши, из чего логически вытекает, что в плотной или очень влажной, т. е. плохо проветриваемой почве, они становятся активными. Но не было никакого метода для прямого наблюдения обстоятельств, при которых начинается их жизнедеятельность.

Мы приняли метод, основанный на микроскопическом исследовании почвы, в которой мы вызываем развитие двух групп микробов, одной — строго аэробной, другой — столь же строго анаэробной. С одной стороны, это почвенные мегалококки, столь известные под именем азотобактера, с другой,— группа почвенных маслянокислых бактерий, в особенности, Clostridium pastorianum, очень распространенный в почве вид. Оба эти вида обильно развиваются в бедной азотом почве, к которой прибавлено немного маннита или глюкозы. Если к ней есть доступ свежего воздуха, ее заполняет азотобактер; если доступ воздуха затруднен, появляется Clostridium, присутствие которого показывает, что в почве осуществлены условия анаэробиоза. Оба вида очень характерны и безошибочно узнаются с первого взгляда, особенно Clostridium, по его способности окрашиваться под влиянием иода в синий или темнолиловый цвет.

Обычной причиной, понижающей проветривание возделываемой почвы, является ее увлажнение дождевой водой. Следовало, значит, ставить опыты с одной и той же почвой — из того же самого маленького участка,— меняя степень ее влажности. Чтобы избежать изменения ее структуры при увлажнении и просушивании, мы приурочивали взятие пробы к погоде и пользовались ею в естественном состоянии; после сильных дождей мы давали ей просохнуть в течение нескольких часов.

Мы начинали с того, что вносили в почву от 0,5 до 1 % маннита или глюкозы в виде сухого порошка; затем мы помещали ее в трубки, диаметром в 5 см, закупоренные с одного конца хорошо парафинированными корковыми пробками. По мере наполнения мы уплотняли ее до тех пор, пока почва не переставала изменять свой объем. Мы затыкали тогда верхнее отверстие плотной ватной пробкой и оставляли трубки на три дня в термостате при 28°. Длина трубки была разная (10, 15, 20, 25 см), а высота столбиков почвы менялась от 4 до 23 см.

Преимущества такого способа очевидны. Он дает возможность вызывать развитие обеих групп в различных слоях одного и того же столбика почвы и позволяет установить путем микроскопического исследования уровень анаэробиоза, исследуя свободную поверхность, а также дно над пробкой, которую вынимают в конце опыта: таким образом, не приходится разрывать столбик почвы, что сделало бы опыт неточным и даже ошибочным.

Вот вкратце результаты нескольких опытов, произведенных нами при помощи указанного метода.

Почва при 15,5% влажности. Развитие азотобактера до глубины 23 см, где находим Clostridium, но в очень ограниченном количестве и довольно поздно.

Почва при 18% влажности. Развитие азотобактера до 18 см глубины, когда появляются первые Clostridium.

Почва при 20,4% влажности. Ясно .выраженный запах масляной кислоты в нижних концах столбиков, даже самых коротких. Уровень анаэробиоза начинается на расстоянии 4—5 см от поверхности, которая покрыта азотобактером.

Почва при 23% влажности. Через 12 часов на поверхности столбиков почвы появляются пузырьки газа. Запах масляной кислоты с двух концов. Clostridium развиваются вплоть до самой поверхности, но их несколько больше внизу.

Глинистая почва Бри отличается повышенной влагоемкостыо, до 48% сухого веса, и мы видим, что при 31 % полной влагоемкости она остается благоприятной для развития аэробов до глубины 23 см; при 38% разница еще мало заметна, но выше этого быстро достигается критическая точка, и уже при 42% анаэробная зона отделена от поверхности только тонким слоем; наконец, при 48% полной влагоемкости вся почва определенно становится средой, благоприятной для развития анаэробов.

Цифры эти, само собою разумеется, не являются абсолютными. Они меняются в зависимости от исследуемой почвы, внесенных энергетических веществ, степени уплотнения и т. п. Они достойны, однако, как мы считаем, внимания, так как они показывают, что анаэробиоз имеет для возделываемой почвы более важное значение, чем это обыкновенно думают. Анаэробные зародыши, неактивные в почве средней влажности, быстро переходят в активное состояние, как только влажность достигает известного предела, еще далекого от насыщения. Как только эта критическая точка перейдена, масса анаэробов быстро заполняет верхние слои и распространяется до самой поверхности.

Таким образом, перипетии борьбы за энергетическое вещество между ч Двумя противоположными группами зависят от метеорологических изменений, и победа одной из них в каждой данной почве определяется степенью влажности.

О МЕТОДЕ

Приступая к исследованиям по почвенной микробиологии, необходимо начать с определения, напомнить главный предмет этой отрасли микробиологии: изучение почвенных микробов и их жизнедеятельности в с а - мой почве, их естественной среде. Между тем, современная сельскохозяйственная микробиология располагает данными, относящимися только к некоторым микробам, изолированным из почвы и исследованным вне этой среды, и не обладает никакими специальнымм методами для изучения их жизнедеятельности в сложных условиях их нормальной жизни.

Если эта наука и имеет все же некоторые крупные достижения в отношении важнейших явлений общего характера, происходящих в почве, то такими результатами она обязана, по большей части, работам агрохимии и биохимии, которые предшествовали чисто микробиологическим исследованиям.

Спешим заметить, что наша критика отнюдь не клонится к отрицании! значения изысканий, производившихся в нашей области в течение 40 лет. Первые шаги молодой отрасли, и даже ее развитие в течение по крайней мере 20 лет, могли быть только тем, чем они были. Прежде всего следовало ознакомиться с формами микробов и их физиологией, а ведь только классический метод микробиологии с его обязательным принципом чистых культур давал возможность подвергать микрофлору углубленному изучению и предохранял наблюдателя от ошибок, подстерегавших его на каждом шагу. Известные замечания могут быть сделаны только относительно второй половины длинного периода работ, на которой мы и" хотим сейчас вкратце остановиться.

К содержанию книги: Сергей Николаевич ВИНОГРАДСКИЙ - МИКРОБИОЛОГИЯ ПОЧВЫ. ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ