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

ПРИМЕРЫ ОПЫТОВ

Я считаю нужным описать сейчас несколько еще неопубликованных опытов, чтобы иллюстрировать изложенные принципы и дать более живое представление о способе работы

Опыты с азотистыми веществами. Итак, возьмем свежую почву на выбранном нами участке старого огорода при Институте Бри-Конт-Робер. Его биологическое состояние нам известно. В случае нужды мы еще раз проверим его. Слегка просеянная, доведенная до нужной степени влажности и плотности проба готова для опыта. Внесем в нее энергетическое вещество, выбрав для начала белковое: V2 г пептона. Поставим на одну ночь в термостат при 30°. Исследуем рано утром и пересеем тотчас же в несколько вспомогательных чашек. Почва, которая накануне не содержала ни одной бациллы, сейчас переполнена ими: все поле микроскопа покрыто тысячами особей. Их количество исчисляется десятками миллионов на 1 г почвы.

Пейзаж, который мы вина чашках, состоит из колоний бацилл только двух видов. Онй заполняют всю чашку и ничего кроме них заметить нельзя. Мы ожидали, правда, обильного развития, но все же были поражены его быстротой, в особенности же тем фактом, что в почве образовались, вытеснив всех других, только два вида бацилл с аналогичными функциями, хотя хорошо известно, что пептон является излюбленным питанием для множества видов бактерий. Борьба микроорганизмов в почве привела к тому, что преобладание получили только два вида.

Добавим, что наблюдаемый процесс не длителен; он кончается часов через двадцать; бациллы-победители погибают, от них остается только масса спор, ожидающих новых благоприятных условий.

Возьмем теперь мочевину и прибавим ее в то же количество почвы. Через сутки уже заметен сильный запах аммиака. На вспомогательных чашках Петри все заполнено двумя различными бактериями; ясно, что это они сбраживают мочевину. Остальные зародыши почвы не получили раз-^ вития, хотя известно, что мочевина — хороший источник азота для многих видов. Но только два, очевидно, нашли тут себе оптимальные условия, парализовав, может быть, других сильным выделением аммиака.

Опыты с углеродистыми соединениями. Перейдем теперь к углеродистым соединениям и напомним сразу же, что для удовлетворения потребностей в питании любого организма ему необходим кроме них еще и усвояемый азот. Можно предвидеть, что процент азота или, точнее, его соотношение с углеродистыми соединениями, окажет явное влияние на биологическую реакцию. Мы убедились, действительно, что тут возникает целая гамма явлений, подлежащих исследованию.

Один из наиболее интересных случаев,— это минимальное отношение азота в нашей истощенной почве. Несмотря на наличие такого элективного условия, биологическая реакция остается интенсивной и, более того, идет в различных направлениях в зависимости от природы внесенного вещества. Крахмал исчезает быстро; в почве при этом развивается специальная бацилла и мицелий актиномицетов. На вспомогательных чашках Петри с агаром в присутствии крахмала, вокруг микробного роста появляются широкие просветленные зоны, которые не окрашиваются иодом, что свидетельствует об энергичной способности разлагать крахмал. Внесение пентозы приводит к образованию других организмов. Целлюлоза вызывает появление преимущественно мицелия специальных грибов. Не излагая сейчас всех наблюдений, скажем только, что они дают нам надежду достигнуть когда-нибудь, широко развивая их, совершен-^ ного метода биологического анализа почвы, значение которого нечего доказывать.

Будем поддерживать минимальное отношение азота, прибавив к нашей бедной почве глюкозу или, еще лучше, маннит; тогда появится азотобактер. Его присутствие было уже установлено в нашей почве без маннита, но в малом количестве. В почве с маннитом он один начинает быстро размножаться; через двое или трое суток его численность достигает 200 млн. на 1 г почвы. Если прибавить еще 0,5 г маннита, его размножение продолжается без развития других видов, достигая 350 млн. на 1 г почвы; это приводит уже к значительному увеличению количества органического вещества вследствие крупных размеров этого микроба по сравнению с другими видами.

Увеличим теперь влажность почвы и, оставив в стороне промежуточные стадии, перейдем сразу же к полному „затоплению". Достаточно будет одной ночи в термостате, чтобы почва выступила из воды под влиянием выделения крупных пузырьков газа и начала издавать запах масляной кислоты. С первого взгляда можно узнать Clostridium pastorianum, почвенную бактерию, вызывающую маслянокислое брожение. Она находилась несомненно в большом количестве в исходной почве, о чем свидетельствуют быстрота появления и интенсивность брожения, но она была там в виде спор, т. е. в невидимом и неактивном состоянии. Она не имела никакого значения до того момента, как появились подходящие для нее условия, когда она сразу приобрела преобладающую роль.

Влияние количества азота. Приведем последний, достаточно поучительный опыт: будем постепенно повышать содержание азота в нашей почве с маннитом, прибавляя азот нитратов. Напомним, что в чистой культуре маленькие количества азота очень благоприятно действуют на развитие азотобактера, вызывая его пышный рост. Посмотрим, что произойдет в естественной среде. В почве, в которой соотношение азота к манниту равняется 2 на 1000, азотобактер развивается почти наполовину слабее, чем в той же почве без прибавления азота: число его достигает только 120 млн. на 1 г почвы. При соотношении между азотом и маннитом, равным 5 на 1000, образуется лишь 3 млн., значит, размножение остановилось, едва начавшись. При соотношениях 7 или 10 на 1000, азотобактера нет уже и следа. Появляются другие микроорганизмы, приспособленные,, очевидно, к определенным отношениям нитратного азота к углеродистым соединениям. Наблюдаются любопытные факты, как например, при 7 на 1000 — бурное размножение определенной мельчайшей бактерии, количества которой, точно установленные, достигают 3 млрд. 600 млн. на 1 г почвы. Но при 5 и 10 на 1000, она совершенно исчезает и появляются другие виды.

Не показывают ли все эти наблюдения, что роль микроба в почве не определяется присущими ему свойствами, а суровой борьбой живых клеток за условия существования; вот главный двигатель, регулирующий и распределяющий активность микроорганизмов. И случай с азотобактером, парализованным в почве слабой дозой нитратного азотаг ясно показывает, что полезное вещество или благоприятные условия становятся как раз обратными, если они способствуют развитию многочисленных и сильных врагов, всегда готовых оттеснить и отнять питание.

Быстрота реакции. Интересной биологической особенностью почвы является еще быстрота развития процессов, вызываемых энергетическим веществом. Длинные периоды инкубации, к которым привык микробио- ' лог, имеющий дело с чистыми культурами, сводятся к коротким, почти незаметным. На внесение энергетического вещества почва отвечает с необычайной отчетливостью. Реакция развертывается бурно и быстро доходит до конца. Объяснение этому найти не трудно.

Почва, являющаяся с незапамятных времен хранилищем бесчисленных остатков, представляет собою среду, содержащую всевозможные микроорганизмы. Большая часть зародышей в каждый данный момент находится в латентном состоянии, только немногие — в активном. Защищая их от солнечных ,лучей и высушивания, почва создает наилучшие условия для их сохранения. Вследствие того что число зародышей всегда очень велико, инкубационный период почти упраздняется; при прорастание занимает не ббл>ше часа, среда сразу же переполняется микробами, принадлежащими" к наиболее активному при данных условиях виду.

Пути развития в будущем. Можно сказать, что микробиологические процессы в почве состоят из множества фаз, сменяющих одна другую: каждая из них связана с развитием одного возбудителя или небольшой группы их; эти фазы часто мимолетны, но микробиолог должен схватывать их на лету, если он хочет получить представление о деятельности микробов в почве.

Это значит, что наряду с современной микробиологией, которую можно назвать статической, должна быть создана новая отрасль, своего рода динамическая микробиология, без которой мы считаем невозможным разрешение вопросов, интересующих почвоведение.

Огромная работа! Стоит только подумать о количестве разнообразных веществ, представляющих собой добычу для почвенных микробов, о неисчислимых комбинациях всей совокупности условий, о различиях отдельных ночв с минералогической, химической, физической точек зрения, о разнице климатов, и т. д.

Но только тогда, когда при содействии многих исследователей эта работа будет двинута вперед, можно будет говорить о почвенной микробиологии, как о существующей науке, значение которой для сельского хозяйства нельзя переоценить.

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