АЗОТОБАКТЕР

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

Каков же должен быть состав искусственной среды, чтобы выделить микроба-азотфиксатора?

Руководствуясь провозглашенным принципом, легко было найти ответ: полное отсутствие связанного азота, с одной стороны, и избыток источников углерода в качестве питания и энергетического материала, с другой,— должны были обеспечить среде ее ясно выраженные элективные свойства. Применение такой среды обрекало на уничтожение всю массу обычных микробов-сапрофитов, жадных к связанному азоту во всех его формах, и использование внесенного энергетического вещества становилось возможным лишь при условии фиксации атмосферного азота. Таким образом, если в указанных условиях происходило размножение микроорганизмов, то это могли быть лишь фиксаторы азота.

Действительно, так оно и было. Анаэробный вид, получивший название Clostridium pastorianum, был выделен точно 30 лет назад.

Интересно, что из двух путей, которые открывались в области исследования микробов-азотфиксаторов, был избран путь наиболее трудный и наименее интересный. Лабораторный случай определил этот выбор: существование аэробных фиксаторов, часто встречающихся в естественных условиях, лишь предполагалось, но не вызывало систематических исследований. Однако путь был намечен, и, следуя ему, Бейеринк заполнил пробел, открывши азотобактера и — любопытная вещь — не распознав у него свойства фиксатора азота и даже отрицая это. Это заблуждение было вскоре обнаружено почти одновременно несколькими исследователями, и с тех пор это свойство стало универсально признанной особенностью этих микроорганизмов.

Дойдя до азотобактера, мы не будем больше его покидать. Эта группа является любимицей сельскохозяйственной микробиологии уже в течение 25 лет. Характерная форма и развитие, специализированная функция, легкое культивирование, широкое распространение в разнообразных областях и во всех климатических зонах,— все эти особенности создали большую литературу, посвященную азотобактеру. Мы далеки от мысли заниматься ею здесь. Достаточно сказать, что морфология и физиология азотобактера были изучены очень тщательно и подробно в ряде замечательных работ, опубликованных по обеим сторонам Атлантики.

Больше всего нас интересует вопрос, имеем ли мы в настоящее время в результате всех проведенных исследований по азотобактеру ясное представление о деятельности этого микроорганизма в почве в тех условиях, которые там господствуют. Так вот, нам было бы очень трудно ответить на это утвердительно.

С одной стороны, в лабораториях общей микробиологии азотобактер, размножаясь из поколения в поколение в маннитном растворе и на питательном агаре, «забывал», если можно так сказать, свое происхождение и превращался в оранжерейное растение среди микробов; с другой, в лабораториях сельскохозяйственной микробиологии, конечно, старались проследить и выяснить его роль в самой почве, но эти усилия наталкивались на недостаток методики. Эта микробиология, называющая себя сельскохозяйственной, еще не выработала никакого приема, отвечающего специальным требованиям, предъявляемым ею к биологии почв, и плелась в хвосте у своих старших сестер — медицинской микробиологии и микробиологии промышленной. Если нужно было изучать распространение азотобактера в почвах, пользовались колбами со средой Бейеринка, т. е. 2%-ным раствором маннита с прибавлением поташа и фосфорной кислоты, и вносили туда несколько граммов почвы. Если видели, что поверхность жидкости покрывалась жирной пданкой, которая образовывала складки и под конец становилась бурой, то вполне основательно делали вывод о присутствии азотобактера; если же этих признаков не наблюдалось, то заключали об отсутствии микроба, но уже с меньшей степенью достоверности, так как клетки азотобактера, имевшиеся в почве, могли не развиться в колбе по причинам, в которых не было недостатка при этих в общем мало благоприятных условиях.

Бесчисленное количество опытов было проведено при помощи этого несколько устар^лоую метода.

Что касается распространения этих фиксаторов в природе, то они далеко не так широко встречаются повсюду, как это думали вначале» Наоборот, их присутствие связано с определенными условиями, которые отсутствовали в половине исследованных случаев, как указывает число колб, не образующих на своей поверхности бактериальной пленки при заражении их образцами различных почв.

Тогда стали искать причины этого явления. Гейни в Америке показал, что даже слегка кислые почвы не дают роста азотобактера. Кристенсен в Дании получил тот же отрицательный результат с почвами, лишенными извести или очень бедными ею. Многие другие наблюдатели настаивали на необходимости фосфатов для развития этих микроорганизмов.

Эти выводы необходимо отметить, несмотря на их немного неопределенный характер, объясняющийся несовершенством метода, применяя который судят о процессе в почве, экспериментируя в совершенно другой среде. Совершенно очевидно также, что приведенные данные могли носить лишь очень общий характер, потому что различались лишь две категории почв — одна, дающая, и другая, не дающая культур азотобактера, иными словами, указывалось лишь на присутствие или отсутствие микроба в почве. Но присутствие еще ничего не говорит о числе или, лучше сказать, о плотности специфического населения почвы: почва может быть и максимально заполнена азотобактером, и содержать умеренное его число, и быть бедной им и, наконец, насчитывать лишь единичные клетки этого азотфиксатора. В равной мере присутствие азотобактера не дает никакого представления об активности его клеток в почве: эти клетки под воздействием того или иного тормозящего фактора могут сохраняться в ней в покоящемся состоянии и оживать лишь в колбе микробиолога. В частности, когда в таких колбах определяется прибыль азота и устанавливается способность к азотфиксации в соответствии с интенсивностью развития азотобактера в колбе, то последнее надо скорее отнести к питательной среде, чем к самой почве, которая служила в этом случае лишь поставщиком зародышей азотобактера. И, однако, этим методом пользовались в течение 25 лет, чтобы определять так называемую азотфиксиру- ющую способность почв и чтобы сравнивать в этом смысле различные почвы между собой!

Мы не будем защищать и другой метод, метод Кристенсена, который судит об азотфиксирующей активности почвы по ходу разложения внесенного в нее маннита. Эта слишком сложная методика является не более прямой, чем та, которую мы только что критиковали и которая служила стандартной методикой.

Я надеюсь, что моя критика натолкнула вас на следующую вполне естественную мысль: если интересующие нас вопросы не могут продвигаться вперед при помощи чисто химической методики, то они не могут также разрешаться исключительно методами чисто микробиологическими, если последние не учитывают особенностей почвы как среды для развития микроорганизмов и не имеют в виду запросов сельского хозяйства. Почвенная микробиология, как самая молодая отрасль большой микробиологической науки, должна была бы располагать собственной методикой, обслуживающей ее специальные задачи. Такое изучение жизни почвы, при котором почва используется лишь для заражения искусственных и условных сред, не может нас далеко продвинуть. Нужно изучать почву как таковую, как среду для развития микробов, наблюдая непосредственно в ней за развитием ее микрофлоры. Все сказанное, может быть, кажется обычным и само собою разумеющимся, однако, как это ни странно, лишь недавно были выдвинуты подобные требования и лишь недавно они получили ответ.

Чтобы наблюдать за развитием микробов в почве, была необходима методика микроскопического анализа, которая еще отсутствовала. Выработать такую методику не представляло серьезных трудностей и, благодаря ей, стало возможным увидать, наконец, этого таинственного азотобактера в естественном месте его обитания.

Чтобы избавить вас от необходимости напрягать воображение, чего всегда требуют устные описания, я позволю себе обратить ваше внимание на эту аппаратуру и культуры (58—74).

Вот маленькая стеклянная чашка. В нее помещен слой растертой и просеянной почвы. Почва соответственным образом увлажнена и в нее внесено немного маннита. Последний можно заменить множеством углеводов, годных для питания. Чашку помещают в термостат и через два дня микроскопируют. Вот что при этом обнаруживают (59): круглые мелкие образования, часто парные, с зернистым содержимым, рассеянные или соединенные группами, более или менее многочисленными: это азотобактер. Если взять другую почву, то при наличии в ней азотобактера картина будет та же.

Третий образец, доставленный очень издалека, дает несколько отличную картину (60).

Всюду виден лишь один азотобактер, который размножился, давая самопроизвольную, или естественную культуру.

Если хотят получить культуру анаэробных фиксаторов азота, то пользуются стеклянными цилиндрами (58), наполненными почвой, к которой прибавлен маннит или глюкоза. Почву хорошо утрясают и увлажняют до степени, близкой к насыщению. Уже через 24 часа почва издает резко выраженный запах масляной кислоты, и под микроскопом вы видите Clostridium pustorianum (61). Это первый, ставший известным, фиксатор азота, отодвинутый на второй план своим аэробным, более активным соперником. На экране изображен весь цикл развития микроба: молодые палочки, формы, раздувшиеся в виде веретен, многие из них имеют на одном из своих полюсов спорогенные зерна, которые затем превратятся в споры.

Первое время вызывало удивление развитие таких однородных культур в среде, столь богатой разнообразными микроорганизмами, как почва. Но затем было установлено, что почва реагирует на внесение в нее любого питательного и энергетического вещества бурным развитием и всегда почти однородных культур и что природа этих J к у л ь т у р зависит от химического состава вводимых углеводов так же, как и от количества доступного азота.

Приведем пример, достойный внимания с точки зрения вопроса, который нас интересует.

Прибавим в ту же почву вместо маннита или глюкозы азотсодержащее ве&ество: немного пептона. Через 3—4 часа стояния в термостате ощущают запах аммиака, и микроскопический анализ обнаруживает значительное количество палочек (63—65); через 7 часов почва полностью заполнена их перепутанными нитями. От азотобактера не остается больше никаких следов.

Вернемся еще раз к манниту, но внесем вместе с ним немного нитратов.

Посмотрим культуры через 15 часов и мы убедимся в эффекте: почва снова заполнена формами в виде палочек, бациллами; обнаружить азотобактер невозможно!

Таким образом, нитратный азот произвел то же самое действие, что и пептон, и это при очень слабой концентрации. Не токсичен ли он для азотобактера? Ни в малейшей степени. Наоборот, нитраты, прибавленные к чистой культуре азотобактера, явно стимулируют рост этих микроорганизмов. Их парализующее действие в почве оказывается косвенным: оно вызывается усиленным развитием антагонистов азотобактера, стимулируемых внесением в почву связанного азота.

Из двух указанных антагонистических групп, которые оспаривают одна у другой энергетическое вещество, палочки наиболее сильны, отличаясь, как мы только что это видели, огромной энергией размножения; в присутствии связанного азота победа для них легка; лишь азотное истощение почвы обессиливает их и лишь в этом случае азотфиксаторы могут завладеть энергетическим и питательным веществом и заполонить почву.

Этот факт чрезвычайно важен. Позднее он встретится нам в более внушительной форме.

Методика самопроизвольных культур, которую мы только что описали, требует сопутствующего ей микроскопического контроля, так как в слое рыхлой почвы развитие азотобактера на вид не заметно, как бы обильно оно ни было. Но чтобы избавить от работы с микроскопом тех, которые не имеют этого навыка, был предложен другой прием, при котором достаточно наблюдения простым глазом.

Берут почву, освобожденную от твердых частиц; в зависимости от случая прибавляют немного маннита или крахмала и замешивают ее, как густое тесто, прибавляя минимальное количество воды; тесто вдавливают в маленькие плоские чашечки и поверхность почвы полируют при помощи смоченного в воде шпателя. Через 40—48 часов пребывания в термостате при 30° на поверхности такой почвенной пластинки появляются характерные мелкие колонии величиной с булавочную головку, принадлежность которых азотобактеру не оставляет никаких сомнений.

Эти два метода самопроизвольных культур, применяемые на выбор г окажут большие услуги изучению азотфиксирующей активности почв. Они дадут возможность судить, находит ли азотобактер в почве, в которой он обитает, условия, необходимые для развития; короче говоря, плодородна ли для него данная почва, ибо вполне возможно, что почва может оказаться и бесплодной для этих микроорганизмов подобно тому, как это наблюдается для того или иного растения. В последнем случае клетки азотобактера будут сохраняться в почве в покоящемся состоянии; они останутся неактивными и фиксации азота в ней происходить не будет.

Но это не все. Внося в почву минеральные удобрения, можно быстро уяснить себе причину ее бесплодия, вызываемого чаще всего недостатком того или иного необходимого минерального питания: фосфорной кислоты, извести, поташа. Для уточнения этого вопроса нужно приготовить серию из трех или четырех маленьких, вмазанных в стеклянные чашечки почвенных пластинок, из которых первая, помеченная нулем (0), получит лишь углевод; вторая, отмеченная буквой Р,— нужную дозу фосфорной кислоты; третья — с пометкой Са — углекислый кальций; и, по желанию, четвертая — поташ. Если причиной бесплодия служит недостаток доступной фосфорной кислоты, то на пластинке, в которую внесен фосфор, разовьются многочисленные колонии азотобактера, в то время как на пластинке О роста не будет, как и на остальных пластинках с другими указанными минеральными веществами. Контраст часто получается поразительный и сразу же не оставляет никаких сомнений в истинности установленной причины; и это через 2—3 дня и в результате элементарно простых манипуляций!

Перейдем теперь к другому методу, точно так же необходимому для контроля над азотфиксирующей деятельностью почв.

Мы только что могли убедиться, что естественная среда — почва — не всегда благоприятна для развития азотфиксирующих бактерий, которые в ней живут. Впрочем, эта среда очень непостоянна, отличаясь в зависимости от случая тем или иным сложным и изменяющимся составом, и слишком богата различными зародышами. Все это говорит против ее использования в тех случаях, когда нуждаются в среде с безукоризненными элективными свойствами. Но чтобы опыты не носили слишком искусственного характера, такая элективная среда должна, насколько это возможно, воспроизводить естественные условия.

Так вот, синтетическая среда такого рода применяется в нашей лаборатории уже в течение четырех лет. Это элективный кремнекислый гель.

Вы видите в этой чашке Петри диаметром в 20 см бесцветный студень (см. 58), который представляет собой желеобразный силикат, пропитанный 2 г маннита и необходимыми минеральными солями, но без следов связанного азота. Это — наша «микробиологическая почва», в высшей степени благоприятная для деятельности аэробных фиксаторов азота. Чтобы засеять ее, отвешивают 1 г почвы в пересчете на сухой вес и распределяют ее так равномерно, как только возможно, по всей поверхности пластинки, которая составляет около 300 см2. Плодородие такой пластинки для азотобактера обеспечено; в каком бы состоянии он ни находился в почве, он начнет размножаться на пластинке, образуя очень характерные колонии, узнаваемые с первого взгляда. Если они не появляются, то можно быть уверенным, что клетки азотобактера полностью отсутствуют в изучаемой почве.

Менее чем через 48 часов стояния в термостате при 30° развиваются колонии в виде капель прозрачной слизи или белого налета, которые разрастаются и утолщаются очень быстро и под конец буреют, как только исчезнет маннит и рост остановится. Колонии подсчитывают, как только они появятся. Полученные цифры дают достаточно точное представление о плотности населения азотобактера в почве данного образца.

Если хотят удостовериться, что колонии, покрывающие гель, фиксируют азот, то те же самые пластинки из кремнекислого геля прекрасно подходят для этих целей.

Их высушивают при невысокой температуре и переносят несколько граммов образующегося при этом высушенного геля, покрытого высушенной слизью азотобактера, в колбу Кьельдаля. Количества усвоенного азота в этих опытах всегда постоянны, а именно около 20 мг на пластинку, т. е. 1Q, мг на 1 г маннита, или 1 % на вещество углевода, или около х/40 на потребленный углерод.

Вообще этот способ проведения опытов с элективным гелем, являющимся своего рода искусственной почвой, может рассматриваться как верное воспроизведение условий, управляющих деятельностью азотфиксаторов в почве. К преимуществам этой методики надо отнести то, что клетки азотобактера приступают к деятельности в естественном состоянии и в естественном природном окружении, т. е. в присутствии всей почвенной микрофлоры без какого-либо исключения.

Прибавим, наприме^рДк этому гелю, так же как мы это делали с почвой, некоторое количество ^нитратов, начиная от 1 мг и постепенно повышая эту дозу до 30 мг. Кривая, которая имеется перед нами (см. 56), подводит итоги этой серии опытов. Мы видим, что нормальная в отсутствие нитратного азота прибыль азота в 20 мг начинает снижаться тотчас же, после того как в среду вносят нитратный азот. При 10 мг последнего прибыль падает до 15 мг; при 20 мг она ниже 10 мг. Снижение соответствует приблизительно 2/3 мг фиксированного азота на 1 мг прибавленного нитратного азота. Когда доза последнего достигнет 30 мг, прибыль азота опустится до нуля и даже приобретет слабо отрицательное значение. Причина? Она перед глазами слушателей: поверхность пластинки все более и более заполняется палочками, по мере того как увеличивается доза вносимого нитратного азота; факт, уже наблюдавшийся в наших самопроизвольных культурах в почве. При помощи описанной методики могли бы быть изучены и многие другие взаимоотношения, но мы не пойдем дальше в изложении лабораторных опытов. Пришло время выйти из рамок лаборатории или, вернее, надо оценивать такие опыты с точки зрения агронома или земледельца и задать вопрос: каково практическое значение фиксации азота микроорганизмами? Пусть ее огромная роль в круговороте азота в природе не представляет сомнений! Но в какой мере могла бы она стать полезной земледелию? Какое количество азота усваивается на гектар? Как его вычислить? Постоянна ли прибыль азота или случайна? Может ли в соответствующих условиях удерживаться достигнутый максимум и достаточно ли этого для полевых культур?

Об этом известно лишь очень мало, почти ничего. Пробовали давать цифры. Бертло вычислил количество усвояемого азота в 20 кг на гектар, другие в 40 кг и даже больше. Последующие анализы полевых почв не смогли дать в этом отношении ничего, заслуживающего доверия.

Большой интерес представляют анализы урожаев на участках, в течение многих лет не получавших никакого азотного удобрения. В Ротам- стеде существует одна делянка, которая была лишена его в течение более 50 лет и которая тем не менее продолжает приносить урожаи. Азот этих Урожаев вполне основательно приписывается деятельности микроорганизмов. Такой вывод представляется достаточно убедительным, но ем у недостает последовательного контроля азотфиксирующей активности почвы.

Такой контроль прежде всего надо осуществить при изучении процесса азотфиксации в полях и виноградниках. Без него нет ничего достоверного! Явление фиксации азота непостоянно; оно поддается влиянию факторов физического, химического и биологического порядка. Она может итти полным ходом, может замедлиться, приостановиться или окончательно прекратиться; для того чтобы судить об этом, необходимы методы, которые еще необычны для агронома. Не пользуясь ими, он лишь случайно' может натолкнуться на почву с энергичной микробной продуктивностью,., условия которой ему будет еще трудно уловить.

Этот первый шаг не требует никаких чрезвычайных усилий. Манипуляции просты и не нуждаются в больших знаниях в области химии или микроскопии. Остановимся на программе наиболее легко выполнимых опытов.

Прежде всего надо сравнить между собой в интересующем нас отношении известное количество образцов почв одинакового типа и из одного и того же района. Очень важно получить сведения о режиме, который был применен к этим почвам, чтобы составить себе представление о тому какой из них наиболее благоприятен для развития азотфиксации в данных условиях.

Предположим теперь, что к нам попало известное число образцов, собранных lege artis. Тогда прежде всего из каждого из них приготовляют с уже известными нам предосторожностями среднюю пробу растертой почвы. Делают из нее несколько маленьких пластинок и одновременно засевают ею две пластинки из кремнекислого геля. Помещают в термостат при температуре 30°. Через 48 часов делают первый просмотр.

Число колоний азотобактера, появившихся на пластинке из кремнекислого геля, засеянной граммом почвы, дает достаточно точное представление о количестве клеток этого азотфиксатора в изучаемом образце почвы, хотя это число соответствует не числу клеток, а числу колоний, развивающихся в почве. Таким образом, цифры подсчетов дадут характеристику, относящуюся непосредственно к изучаемой почве, достаточно точную, чтобы дифференцировать образцы и установить первоначальный диагноз их азотфиксирующей способности.

Через такой же срок просматривают и серию приготовленных почвенных пластинок, которые к тому времени уже покрываются блестящими капельками слизи в случае присутствия в почве большого числа клеток азотобактера. Сравнительный просмотр таких пластинок позволит также судить о том, реагирует ли микроб на внесение в иочву того или иного удобрения. Если никакой реакции не обнаруживается, то можно заключить, что почва достаточно снабжена всеми литательными веществами, для того чтобы удовлетворить потребность в них азотобактера. Более обильный рост микроба на пластинках с кальцием или фосфорной кислотой укажет на недостаток этих веществ в почве. Такая реакция всегда будет сопровождаться меньшей плотностью клеток азотобактера в почвах и объяснит одновременно ее прргчину.

В общем максимальная населенность почвы азотобактером, определенная при помощи пластинок из кремнекислого геля, развитие самопроизвольных культур на почвенных пластинках, отсутствие реакции на внесение минеральных удобрений составляют характерные особенности активной почвы. Примем ее за образец (стандарт) и сравним с ней другие почвы нашей серии по их соответствующим признакам. Мы получим цепь переходов в смысле активности исследованных образцов, взятых в одном районе и принадлежащих к одному почвенному типу. Чтобы составить себе представление о сельскохозяйственных факторах, регулирующих деятельность азотобактера в данных условиях, остается лишь выяснить режим, применявшийся к делянкам, с которых были взяты образцы почв. Можно будет убедиться, что эти условия не ограничиваются исключительно химическими особенностями почв, но что здесь играют роль биологические факторы, которые можно уловить, лишь изучая режим почв в целом.

Наиболее интересным, очевидно, было бы проверить эти данные на опытных полях, имеющих давнюю историю. Но можно думать, что и определенный режим, строго поддерживаемый в течение нескольких лет, мог бы оказать ощутительное влияние на ход азотфиксации в почве.

Мы были счастливы получить для микробиологического анализа от нашего выдающегося коллеги профессора Лагату серию образцов, взятых на десяти делянках «Экспериментального виноградника Граммона» в Монпелье, которым он заведует. Образцы попали к нам свежевзятыми, с обозначением номеров участков, но без указаний на режим, которому они подвергались в течение последних шести лет.

Результаты проведенных нами опытов представлены на 57, на котором номера почвенных, образцов отложены по оси абсцисс в порядке снижения активности соответствующих этим номерам почв. Первой идет делянка 3, которая сразу же заняла место как стандарт. Плотность ее населенности азотобактером выражается в 12 ООО колоний на 1 г почвы и она дает обильные самопроизвольные культуры на всех трех типах почвенных пластинок.

За ней следует делянка 4, населенность которой азотобактером исчисляется 2600 колониями на 1 г почвы, т. е. составляет около 21%преды- дущего. Она отличается еще в том отношении, что реагирует на фосфорную кислоту.

Далее идут делянки 21, б, 9, 8, 2, мало отличающиеся одна от другой по содержанию азотобактера, количество которого резко падает до очень низкого уровня. Оно составляет лишь от 3 до 5% стандарта.

Делянка 21 нуждается в фосфатах, делянка 2 — в основаниях, в трех остальных не обнаруживается недостатка в Са и Р, однако число клеток азотобактера в них не больше.

В последней группе населенность почв азотобактером еще меньше. В делянке 12 она составляет лишь 1% стандарта, в делянке 16 — Va% и сведена к нулю или почти к нулю в делянке 18. Две первые делянки нуждаются в Са, но вследствие бедности этих почв клетками азотобактера, реакция на Са выражена слабо. Делянка 18 отличается почти полным отсутствием азотобактера, что исключает возможность реакции почвы на внесение удобрений.

В общем из всех десяти делянок лишь одна была в полной мере активна в смысле ее способности к азотфиксации и вторая обладала пониженной активностью. Во всех остальных случаях азотфиксация была не только затруднена, но клетки азотобактера были близки к исчезновению из почв. Это исчезновение угрожает делянкам 16 и 12 и является совершившимся фактом на делянке 18.

Мало вероятно, чтобы такая гибель азотобактера была вызвана только недостатком фосфатов или извести, так как те делянки, которые не обнаружили потребности в этих веществах, оказались не в лучшем состоянии

в смысле их азотфиксирующей деятельности. Общая причина явлений могла лежать лишь в том режиме, которому были подвергнуты все делянки.

Что касается этого режима, то приведем те сведения, которые мы получили от проф. Лагату после окончания наших опытов.

В качестве основного удобрения на делянки вносили 80 кг азота (из которых 40 кг в виде сушеной крови, 20 кг в виде роговой муки и 20 кг в виде азотнокислого калия), 90 кг поташа и 75 кг фосфорной кислоты. Делянка 6 получала полностью это удобрение, обозначенное как удобрение В. Другие, за исключением делянки 4, которая была контрольной делянкой без удобрений, удобрялись по слегка измененной схеме, причем удобрения вносились в различной форме.

Наиболее интересным для нас является влияние, которое оказывает изъятие азотного удобрения. Надо отметить, что как раз только те две делянки, которые в течение шести лет были лишены какого-либо азот- , ного удобрения, оказались активными. Это были: делянка 3, выбранная нами как стандарт для наших опытов, в которую вносили лишь фосфорную кислоту и поташ, и контрольная делянка 4, не получавшая никаких удобрений. В последней из-за недостатка Р количество азотобактера сильно снизилось, но все же его было гораздо больше в этой почве, чем во всех других, в которые вносилось полное удобрение В или несколько видоизмененное, но не за счет азота. Все остальные делянки без исключения оказались неактивными, с единственной разницей, что в одних азотобактер еще продолжал влачить свое существование в латентном состоянии, в то время как в других окончательный удар ему был нанесен внесением сернокислого аммония и хлористого калия — солей физиологически кислых. Последнее было тем более вероятно, что дело касалось почв бедных известью.

Ослабление фиксации молекулярного азота, вследствие внесения в почву связанного азота, является наиболее интересным результатом наших опытов.

Возвращаясь к делянке 3, получившей минеральные удобрения, но не снабженной доступным азотом, было важно установить, хватало ли ей азота для удовлетворительных урожаев в течение 5—6 лет. Оказывается эти урожаи были достаточно хорошими, составляя 93% от тех, которые давала делянка, получившая полное удобрение. Таким образом, азота почти хватило для поддержания высокого плодородия делянки, однако проф. Лагату нам сообщил, что листва на этой делянке пожелтела преждевременно, и это доказывает,— если это только нужно доказывать,— что понятие плодородия не имеет ничего абсолютного: плодородная для азотобактера почва может быть менее плодородной для винограда, и если бы мы хотели обеспечить наилучший уход за делянкой с точки зрения того и другого, то надо было бы суметь объединить различные требования, предъявляемые к почве растением и микроорганизмом.

Для фиксации азота необходимы подходящие условия. Она регулируется прежде всего содержанием в почве связанного азота: тотчас же, как только это содержание, или лучше сказать отношение азота к угле- роду, поднимается выше известной максимальной величины, фиксация снижается или останавливается под воздействием вступающих в процесс микроорганизмов.

Отсюда с несомненностью вытекает, что большие дозы азотного удобрения, вносимые в почвы, в соответствии с практикой сельского хозяйства,

будут всегда снижать природную фиксацию азота. Цена, которую земледелец платит за азотные удобрения, еще увеличивается своего рода отрицательной премией, которая приходится на потерю азота, доставляемого естественными силами почвы.

Такое положение вещей представляется нелогичным, но, как известно, не логика управляет человеческой деятельностью, а неумолимая экономическая необходимость.

Тем не менее в этом заключается проблема, достойная привлечь к себе внимание. Если до сих пор ею пренебрегали, то лишь по причине нашего невежества. Надо надеяться, что теперь ею займутся более настойчиво. Контролируя явление азотфиксации при помощи быстрого метода, который мы предлагаем, можно будет скорее познать это явление, а познавши, управлять им и в конце концов можно найти пути его усиления. Лишь тогда будут получены достаточно точные данные, чтобы решить, может ли азот, фиксированный специфическими микроорганизмами почвы, удовлетворить потребность в нем земледелия в целом или, скажем, отдельных его отраслей, по крайней мере в тех районах, которые располагают отходами углеводов, не имеющими рыночной цены.

Это земледелие будущего еще не существует, но нет оснований отрицать возможность его возникновения, однако при условии, что агрономия возьмется за это дело, руководимая микробиологией.

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