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

СЕРИЯ ОПЫТОВ СО СВЯЗАННЫМ АЗОТОМ

Чашки с муравьино-кислым натрием. Доза муравьи- нокислого натрия 0,3 г. Аммиачный и нитратный азот в виде титрованного раствора азотнокислого аммония в количестве 5,2 мг. Через двое суток определение рН геля (см. упрощенный метод, стр. 456): III. около 9,0, К. без изменения. Исследование роста: слизь в иризирующих пленках, состоящая из кокка в почти чистом виде (фиг. 7, табл. XVIII). Незначительная примесь других форм в виде палочек. Через 5 дней разница выражается яснее: Ш. — рН выше 9,0 (максимальное посинение тимол- синего), К.— около 7,6 (фенолкрасный, следы изменения окраски). Определение щелочности путем титрования 7V/10 кислотой:

Ш.— экстракт геля требует 8 мл;

К.— изменение окраски при первой капле.

Таким образом, в Ш. через несколько дней разлагается только маленькое количество солей муравьиной кислоты; в К. почти ничего. Следовательно, процесс может итти медленно при действии активной микрофлоры, но под влиянием ослабленной почти не двигается.

Чашки с уксуснокислым натрием. Доза 0,3 г. Азота в виде азотнокислого кальция 3,5 мг. Через двое суток на чашках:

Ш.— немного бактериальной слизи;

К.— слизи нет, несколько маленьких сплетений мицелия.

Определение щелочности:

Ш.—15,5 мл Nj 10 кислоты;

Я.—9 мл iV/Ю кислоты.

Во втором опыте вносим больше азота: 10,4 мг в виде нитрата кальция. Ту же дозу уксуснокислой соли. Микрофлора заметнее. Через двое суток колонии бактерий на Ш. и на К. На первой — бактериальной слизи больше и она имеет более тусклый вид. На К., напротив, вид у слизи жирный и блестящий; разница достаточно ясна, для того чтобы установить различие между микрофлорой двух проб. Действительно, на* Ш. развивается тонкая бацилла с короткими нитями, к которой примешано небольшое количество бацилл, в виде коротких цепочек (фиг. 8, табл. XVIII). На К. тонкую бациллу найти нельзя; развивается бацилла в виде цепочки, образующая крупные споры, идентичная той, которая появлялась на III. (фиг. 8, табл. XVIII).

Чашки с масляно-кислым натрием. Доза 0,2 г. Азота 10,4 мг в виде азотнокислого аммония. Раствор со слишком большой щелочностью мы доводим при помощи 7V/10 кислоты до рН = 7,0.

Через двое суток пробуем реакцию. В Ш. она достигает уже рН = 9,0, в К. едва 7,8. Через 3 дня бактерий уже довольно много. На III. наблюдаем: 1) сухую, широко распространившуюся пленку; 2) несколько колоний в виде стекловидных капелек. Первая состоит из тонких бацилл, подобных бациллам на уксуснокислом натрии; вторые относятся к коккам (см. .микроскопическую картину, фиг. 10, табл. XIX). На К. находим только стекловидную слизь, образованную кокками с небольшой примесыо некоторых палочкообразных форм дегенеративного типа, не поддающихся окраске и наполненных каплями масла (фиг. И, табл. XIX).

Через 5 дней определяем щелочность:

На Ш. при титровании идет 7,0 мл N/10 кислоты.

На К. при титровании идет 3,0 мл iV/Ю кислоты.

В обоих пробах остается еще часть внесенной масляной кислоты. Определение масляной кислоты дает:

На Ш. количество масляной кислоты эквивалентно 2,3 мл iV/35 едкого барита.

На К. количество масляной кислоты эквивалентно 8,3 мл Nj35 едкого барита*

Процесс является, таким образом, неактивным, но в более активной почве он протекает значительно интенсивнее.

Чашки с молочнокислым натрием. Доза 0,3 г. Аммонийного и нитратного азота 10,4 мг; рН = 6,9.

Через сутки значительное развитие колоний: частицы почвы окружены ореолом кремовой слизи, почти всюду одинаковой. Через 42 часа реакция Ш. делается более щелочной, чем реакция К., но разница невелика: 9,0 против 8,5. Морфологических различий между формами, доминирующими в каждой из двух проб, не наблюдается: преобладает короткая палочка с округленными концами. Ее однородные на обоих пробах массы перемежаются с отдельными более крупными бациллами (фиг. 13, табл. XIX).

Чашки с янтарно-кислым натрием. Доза 0,3 г. Азот 10,4 мг, рН = 7,0. Через 18 часов на чашке Ш. появляются многочисленные колонии, плоские, светлобурые, плотно прилегающие к поверхности, жирного вида. На К.— еще ничего.

Через 48 часов чашка Ш. вся сплошь покрыта этой характерной микрофлорой, которая на К. только начинает развиваться. Она состоит из толстых палочек, представляющих собой повсюду замечательно чистую культуру (фиг. 16, табл. XIX).

Чашки с виннокислым натрием. Доза 0,3 г. Та же доза азота и рН, как в предыдущем опыте. Уже через 24 часа значительные колонии на Ш., ничтожные на К. Через 48 часов обе чашки покрыты множеством колоний с кремовой слизью. Микроскопическое исследование обнаруживает развитие коккобактерий, таких же или почти таких же, как в предыдущих опытах. Картина — совершенно однородная; вид чистой культуры (14, табл. XIX).

Чашки с лимоннокислым натрием. Доза 0,3 г. Остальное — как в предыдущих опытах. Через сутки на Ш. колонии молочной слизи со вздутиями на свободной периферии. На К. еще ничего не видно.

Через 48 часов рН на Ш. превышает 9,0, на К. равняется 8,0. Различаем: 1) стекловидную желтоватую слизь с ветвистыми выростами; 2) маленькие округлые зоны, белые и непрозрачные, окружающие частицы почвы. На обеих чашках преобладает желтоватая слизь; она состоит пз кокков или коккобактерий; однородность полная (фиг. 15, табл. XIX). Округлые зоны образованы своеобразными клубками нитей неизвестной природы. Наблюдения позволяют с отчетливостью, не оставляющей желать ничего лучшего, Дифференцировать микрофлору обеих проб.

Заметим, что в присутствии четырех последних кислот развиваются одинаковые микробы в виде коротких палочек и кокков. Принадлежат ли они к одному и тому же виду, как можно судить по их форме? Это еще необходимо выяснить в дальнейших исследованиях, которые не представят, вероятно, затруднений.

Чашки со щавелевокислым натрием. Доза 0,2 г. Остальное, как в предыдущих опытах. Через 48 часов на Ш. видны только маленькие колонии стекловидной слизи, состоящие из мелкой бациллы, образующей споры во вздутиях посредине (форма Clostridium). Точно такой же микроорганизм появляется позднее на К. Рост остается скудным, но реакция на обеих почвах приближается к 9,0.

Чтобы покончить с кислотами жирного ряда, остановимся еще на олеиновой кислоте, которую мы взяли до некоторой степени случайно, но наблюдения над которой заслуживают упоминания, ввиду того что ее внесение в почву вызвало совершенно своеобразную биологическую реакцию.

Чашки с натриевой солью олеиновой кислоты. Доза 0,2 г на чашку. Та же доза аммиачного и нитратного азота, как и раньше. Тот же рН.

В течение трех дней никакого роста обнаружить нельзя. В дальнейшем колонии бактерий не появляются или появляются только следы их. Вместо того на чашках как Ш., так и К. во множестве развиваются сплетения мицелия. Их число достигает по меньшей мере 2000 на г на Л\, на III. раза в 4 больше; следует отметить при этом, что среда не является кислой — её рН равен 7,6. Позднее на III. рН повышается до 9,0. За это время обе почвы покрываются густым пушком мицелия. Вот пример того, как питательным веществом завладевают одни грибы, подавляя все другие организмы.

Перейдем к спиртам жирного ряда. О метиловом спирте сказать почти нечего; он вызывает слишком слабое развитие, чтобы можно было судить об активности возбудителей. Иначе обстоит дело с этиловым и бутиловым спиртами.

Чашки с этиловым спиртом. Доза 2 мл на чашку. Аммиачного и нитратного азота 5 мг; рН == 7,0.

Через два дня замечаем на обеих чашках колонии трех родов: 1) стекловидные, бесцветные, выпуклые, довольно массивные; 2) маленькие, плоские в виде желтоватого налета; 3) несколько редких сплетений мицелия. С удивлением констатируем, что первые образованы азотобактером; к ним примешивается мелкая коккобактерия, развитие которой изображено на фиг. 12 табл. XIX. Появление азотобактера мы приписываем слишком низкой по сравнению с энергетическим веществом дозе азота.

Во втором опыте вносим до 10,4 мг аммиачного и нитритного азота на чашку, но характер роста не меняется.

Чашки с нормальным бутиловым спиртом. Доза 2 мл. Азот и рН — как в предыдущих опытах. Чтобы легче различить колонии, засеваем на этот раз чашки отдельным^ комочками почвы. Распределяем около сотни их на чашки обеих серий.

Исследование через 48 часов дает очень ясную картину. Появляются колонии двух родов:

1)        стекловидные, выпуклые, слегка мутные — азотобактер;

2)        налет беловатый в падающем свете, желтовато-стекловидный против света; та же мелкая коккобактерия, что и на фиг. 12 табл. XIX. Второй опыт этот результат подтвердил.

Итак внесение обоих спиртов вызвало развитие азотобактера, который до сих пор на чашках со связанным азотом неизменно отсутствовал. Такой факт можно объяснить двумя причинами: одна из них — специфическая способность названного микроба к усвоению этих спиртов, другая —слабая конкуренция, которую он встречает в среде, где содержится только неорганический азот, и то в незначительной дозе, и где единственным углеродистым питательным веществом является спирт. Мы еще вернемся к этому вопросу, когда будем говорить о специальных опытах без азота, посвященных его фиксаторам.

Роль ароматических соединений в почве еще мало известна. Установлено присутствие в ней фенола; Грей и-Торнтон описали целый ряд видов бактерий, развивающихся, повидимому, за его счет, а также за счет некоторых других ароматических соединений — крезола, резорцина, флороглюцина,— когда они вносятся в слабой концентрации, не превышающей 0,1%.

С другой стороны, лигнин содержит (или, вернее, предполагают, что он содержит, ;гак как его химическая структура еще до сих пор окончательно не установлена) одно или несколько бензольных колец, о чем свидетельствует тот факт, что при разложении химическим путем он дает бензойную кислоту и другие ароматические соединения . А лигнин является, как известно, очень важной составной частью растений, он входит в их состав в количестве 20—30%. Он служит, значит, источником регулярного питания для почвенных микробов, но мы еще не знаем ни возбудителей процесса, ни его конечных продуктов.

Чтобы убедиться в том, что развитие микробов, действительно, происходит за счет самого бензольного ядра, мы выбрали ароматические соединения с самой простой структурой, т. е. фенол, бензойную кислоту, салициловую кислоту.

Чашки с фенолом. Доза 0,1 г. Аммиачного и нитратного азота 5,2 мг. Через три дня не видно еще никакой микрофлоры. Только через несколько недель появляется легкий пушок плесеней и несколько скудных колоний бактерий. Запах фенола сильно чувствуется еще через месяц. Следует испробовать более слабые дозы его.

Чашки с натриевой солью бензойной кислоты. ДозЙ 0,1 г. Азот — как в предыдущих опытах. Через два дня поверхность III. покрывается легким пушком плесеней. На К. их меньше. Из бактерий наблюдаются только несколько колоний азотобактера, появляющихся на местах, свободных от мицелия. В дальнейшем чашки нацело покрываются густым пушком плесеней. Но реакция на обеих чашках сильно щелочная; через шесть дней она достигает, а затем превышает рН = 9,0.

Натриевая соль салициловой кислоты. Доза 0,1 г. Азота 5,2 мг. Результат тот же: чашки нацело покрываются плесенями. Через 5 дней — бурное развитие плесеней. Отсутствие колоний бактерий: рН = 9,0 на ZST., на К. — около 8,0.

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