ХИМИЯ ПОЧВЫ

Стимуляторы роста растений и антибиотики – продукт обмена веществ почвенных микроорганизмов

Стимуляторы роста

Стимуляторы роста растений представляют собой соединения, стимулирующие рост растений или отдельных его органов. Были выделены два ауксина, содержащиеся в тканях растений; они ускоряют растяжение клеток и рост их.

Ауксин а и ауксин б представляют собой высокомолекулярные одноосновные оксикислоты. Гетероауксин синтезируется также бактериями, плесневыми грибами и дрожжами. Благодаря деятельности кишечной микрофлоры гетероауксин может быть обнаружен, в моче.

Очень активным стимулятором роста является гиббереллиновая кислота (С19Н2206), которая синтезируется грибом Gibberella fujikoroi (конидиальная стадия гриба Fusarium moniliforme), а также некоторыми другими. Гиббереллиновая кислота стимулирует рост и развитие ряда сельскохозяйственных культур (особенно капусты, моркови, сахарной свеклы). Действие гиббереллиновой кислоты, полученной в чистом виде, испытывается в настоящее время в широких размерах.

Стимуляторы роста находятся в почве наряду с витаминами, имеют то же происхождение, подвергаются тем же превращениям.

Применение стимуляторов роста в очень слабых концентрациях оказывает значительное влияние на рост растений. Для ускорения образования корней у черенков применяется их обработка растворами гетероауксина в концентрации порядка 1 : 10 ООО —1 : 100 ООО. При предпосевной обработке семян гиббереллиновая кислота используется в виде 0,02% раствора, для внекорневого опрыскивания — 0,2% раствор.

Антибиотики

Многие почвенные микроорганизмы продуктами своего обмена веществ угнетают развитие других микроорганизмов; их называют антагонистами, а вещества, продуцируемые ими,— антибиотиками. Число выделенных и изученных антибиотиков за последние годы быстро растет. Некоторые из них получены в лабораториях синтетически. В лабораториях созданы и такие антибиотики, которые не синтезируются живыми клетками.

К важнейшим антибиотикам, продуцируемым почвенными микробами, относятся следующие (Кретович, 1961).

Пенициллин — выделяется некоторыми видами плесневого гриба Penicillium

Таким образом, пенициллин представляет собой одноосновную кислоту. В медицине употребляется ее Na- и К-соли, легче растворяющиеся и более стойкие, чем кислота. Различные варианты пенициллина отличаются характером радикала R, который зависит от вида плесени и условий ее выращивания. Пенициллин угнетает рост многих болезнетворных микробов. Замечательное средство для борьбы с газовой гангреной и рядом других инфекций.

Стрептомицин — выделяется лучистым грибком Actinomyces globisporus streptomycini. По своей химической природе (довольно сложной) стрептомицин представляет соединение азотистого основания — стрептидина с азотсодержащим дисахаридом — стрептобио-

замином. Стрептомицин применяется в медицине главным образом для лечения туберкулеза.

Левомицетин (хлоромицетин) образуется в культурах актиномицета A. venezuelae.

В медицине используется для лечения болезней, вызываемых некоторыми вирусами и грамотрицательными микробами (в том числе брюшного и сыпного тифа).

Советский грамицидин выделяется живущей в почве бактерией Bacillus brevis. Представляет собой полипептид, имеющий циклическую структуру; в его состав входят остатки ряда аминокислот. Применяется при лечении и профилактике гнойных процессов.

Тетрациклин

К этой группе антибиотиков относятся тетрациклин, хлортетрациклин (ауреомицин, биомицин) и окситетрациклин (террамицин), имеющие сходное строение. Тетрациклины действуют как на грамположительные, так и на грамотрицательные бактерии.

Ауреомицин выделен из культуры Actinomyces aureofaciens и имеет золотисто-желтую окраску; отличается от тетрациклина тем, что в первом кольце один водород у него заменен хлором. Строение террамицина отличается тем, что в третьем кольце он имеет окси- группу.

Кроме микробов, выделяющих перечисленные выше антибиотики, антагонистами в почве являются еще многие бактерии, грибы и актиномицеты, как, например, Вас. mesentericus, Вас. subtilis, Ps. fluorescens.

Антибактериальные свойства почвы зависят от концентрации в ней антибиотиков, которая определяется скоростью их образования, с одной стороны, и скоростью разрушения и инактивации — с другой.

Микробы-антагонисты образуют антибиотические вещества' в почвах с различной интенсивностью в зависимости от типа почв, так, в опытах с актиномицетами наибольшее количество антибиотиков было образовано в подзоле, меньшее — в'черноземе и сероземе, еще меньшее — в красноземе.

Большинство антибиотиков сравнительно быстро исчезает из почвы в результате инактивации почвенным раствором, разрушения микробами, вымывания водой; значительная часть антибиотиков удерживается почвой в поглощенном состоянии.

Различные антибиотики инактивируются в почвах с различной скоростью и поглощаются в разных количествах ().

В поглощенном состоянии антибиотики еще в течение некоторого времени сохраняют свою активность. Адсорбционная способность по отношению к антибиотикам неодинакова у разных почв.

Антибиотики со свойствами оснований, как стрептомицин, инактивируются в почве быстрее, чем нейтральные соединения, как левомицетин, или кислотные (пенициллин).

В стерильных почвах антибиотики сохраняются в течение значительно большего времени, чем в нестерильных, где происходит быстрое разрушение их микробами. Особенно быстро исчезают антибиотики в красноземах.

Микробы-антагонисты играют в почве оздоровительную роль, подавляя антибиотиками деятельность фитопатогенных микробов и предохраняя растения от грибных и бактериальных заболеваний. Кроме того, антибиотические вещества могут устранять патогенные микроорганизмы и внутри растений.

Н. А. Красильниковым было установлено усвоение антибиотиков растениями. Антибиотики, всасываясь корнями растений, затем поступают в их надземные органы ( 181).

Растениям доступны как растворенные в воде, так и поглощенные антибиотики. Поступая в ткани растений, антибиотические вещества повышают бактерицидные свойства сока и усиливают сопротивляемость растений инфекциям. Антибиотики могут быть использованы в сельском хозяйстве для борьбы с болезнями растений.

Примером, подтверждающим перспективность применения антибиотиков в растениеводстве, является антимицин, выделенный из некоторых видов актиномицетов. Антимицин представляет собой смесь нескольких веществ и является чрезвычайно активным антибиотиком против грибов. При разведении 1 на 50000000 он полностью угнетает рост некоторых грибов — вредителей лука, гороха, риса, винограда и других растений.

Пенициллин, стрептомицин, террамицин в нормальных дозах (5—10 ед/г) оказывают на растения положительное действие, подавляя развитие болезнетворных бактерий. Высокие концентрации антибиотиков действуют на растения токсически.

Помимо внесения в почву, может быть использовано и внекорневое введение антибиотиков. Можно их применять и для предпосевной обработки семян, что в ряде случаев представляет преимущество по сравнению с обработкой семян антисептиками, так как, уничтожая микроорганизмы, они не повреждают проростков, что случается иногда при пользовании антисептиками.