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

ПРИМЕНЕНИЕ В АГРОНОМИИ

Очерк проведенных лабораторных опытов, который мы только что дали, достаточно полон. Теперь было бы интересно посмотреть, не могла ли бы агрономическая наука сделать отсюда некоторые полезные практические выводы, для того чтобы контролировать процесс фиксации азота в почве, наблюдать за ним и, если возможно, направлять его с целью добиться полной продуктивности.

Изучение многочисленных образцов отчетливо показало нам, что эта деятельность почвы подвержена большим колебаниям, в зависимости от реакции почвы, ее насыщенности основаниями и содержания в ней растворимой фосфорной кислоты. Это явление было обнаружено еще в прежних исследованиях, о которых мы упоминали; но там, где старая методика могла установить лишь присутствие или отсутствие азотобактера, новая оказалась в состоянии открыть целую гамму переходов в смысле плотности специфического населения почв.

Есть основание думать, что максимальная населенность почв азотобактером является следствием его недавнего размножения, т. е. служит признаком молодости и активности микроорганизма, тогда как незначительная плотность, наоборотууказывает на остановку развития азотобактера и на его переход в неактивное состояние. Ослабленные присутствием в почве простейших или в результате автолиза, клетки быстро сокращаются в числе до такого предела, что от них остаются лишь единичные инци- стированные экземпляры, очень устойчивые и могущие сохраняться без изменений в течение ряда лет. Таким образом, хоть и не лишенная зародышей азотобактера, почва все же становится неактивной до тех пор, пока изменение в благоприятную сторону не вызовет возврата к размножению и ко вторичному ее заселению клетками] этого микроорганизма.

Это благоприятное изменение так часто вызывается внесением извести и фосфорной кислоты, что определенная плотность заселения почвы азотобактером рассматривается как показатель, что почва достаточно ими снабжена. Что же касается уменьшенного количества клеток азотобактераг то оно не всегда определяется недостатком этих веществ в почве. Встречаются почвы, не нуждающиеся ни в извести, ни в фосфорной кислоте, которые, однако, бедны азотобактером, во всяком случае беднее соседних почв точно такого же состава.

Если задаться вопросом о причинах, вызывающих такое различие, то мысли, естественно, обращаются в сторону того биологического фактора, значение которого нами было доказано.

Наши лабораторные опыты согласно показали, что все вещества, содержащие усвояемый азот, угнетают фиксацию азота; так ли это происходит и на полях? И как уловить вмешательство этого отрицательного фактора в каком-нибудь определенном случае?

Очевидно, достичь этого очень трудно, если не знать предшествующего режима почвы. Особенно если она получала азотные удобрения,— какого состава? в каком количестве? и в течение какого периода времени?

Таким образом, образцы неизвестного происхождения непригодны для подобного изучения и для этих целей необходимо иметь серию почв, собранных lege artis на опытных полях агрономической станции.

В нашем случае нам было приятно воспользоваться помощью профессора Лагату из Монпелье, который любезно послал нам десять образцов почв, стерильно взятых на территории опытного виноградника Граммон около Монпелье, которым он заведует. Вряд ли необходимо говорить, что эти почвы попали к нам без каких-либо предварительных указаний на их предшествовавший режим, снабженные лишь номерами делянок, с которых они были взяты. По окончании наших опытов сведения об этом режиме нам были сообщены в обмен на полученные нами результаты. Этот режим поддерживался неизменным в течение шести лет.

Результаты. Ординаты означают плотность специфического населения различных делянок. Номера же делянок отложены по оси абсцисс в порядке убывания фиксирующей активности почв.

Ряд начинается делянкой 3, стандартной почвой наших опытов. Она отличается максимумом активности. Плотность: 12 000 колоний на 1 г почвы. Никакой надобности в извести или фосфорной кислоте.

Обратимся теперь к режиму, который соответствует такому блестящему состоянию флоры азотфиксаторов: никаких азотных удобрений, одни лишь минеральные, согласно общей схеме.

Далее следует делянка 4. Плотность: 2600, т. е. уменьшение до 21% стандарта. Реагирует на фосфорную кислоту. Режим: никакого удобрения; это контрольная делянка опытного поля без удобрений.

Возьмем делянки 21, б, 9, 8, 2; плотность их населения азотобактером колеблется лишь от 360 до 600. Она сразу падает очень низко, составляя лишь 3—5% стандарта. Режим: 80 кг азота на гектар в виде концентрированных удобрений — сушеная кровь, роговая мука, азотнокислый калий. Делянка 8 получает даже двойную дозу. Что касается минеральных удобрений, то делянка 21 нуждается в фосфорной кислоте, которая является лимитирующим фактором для самопроизвольных культур. Почве делянки 2 недостает калия, откуда потребность в основаниях и реакция самопроизвольных культур на известь. Остальные три делянки не реагируют на внесение минеральных удобрений, но находятся не в лучшем состоянии в смысле их активности.

Наконец, в третью группу объединяются делянки 12, 16 и 18. В делянках 12 и 16 плотность азотобактера падает до 1—1,5 % стандарта. Она равна нулю в делянке 18, где совершенно исчезли клетки азотобактера.

В общем из десяти делянок лишь две оказались активными: из них одна в полном расцвете своей активности, активность же другой была снижена. Это как раз те делянки, которые в течение шести лет не получали никакого азотного удобрения. В то же время в восьми остальных, которые имели удобрение, специфическая микрофлора азотфиксаторов подавлена или полностью уничтожена. На основании наших лабораторных опытов мы можем утверждать, что внесение азотных удобрений способствует развитию в почве биологического антагонистического фактора, который подавляет азотфиксацию и со временем приводит к исчезновению ее возбудителей.

Увязывая характер микрофлоры с особенностями почвы, можно сказать, что почва фиксирует азот лишь при условии недостатка в связанном азоте, в то время как изобилие последнего ослабляет эту способность и под конец приводит к ее полной утрате.

В этом сказывается замечательное явление саморегулирования, с которым агрономия должна будет считаться.

Даже если рассматривать сйуЧ^й с опытными полями в Монпелье как до некоторой степени исключительный по обилию внесенного азотного удобрения, по высокой концентрации удобрений и, наконец, по тому, что он касался виноградника, а не однолетних культур, то все же этот пример поучителен, как иллюстрация неблагоприятного воздействия на экономику почвы сверхобильного внесения азота. Дорогостоящий избыток азота приводит, как это совершенно очевидно, к потере азота, доставляемого природой, ценность которого прибавляется в качестве своего рода отрицательной премии к расходу по удобрениям.

И даже если этот избыток внесенного азота приводит к повышению урожая, то прибыль от этого за ряд лет может постепенно снизиться, вследствие вялой фиксации почвой азота в результате развития* вредной, менее активной микрофлоры, инертность которой может стать хронической, если это во-время не предотвратить.

В свете изложенных фактов возникает вопрос, можно ли сохранить за почвой ее азотфиксирующую способность, не отказываясь от азотных удобрений, настаивать на чем в наше время интенсивных культур представляется совершенно очевидной экономической невозможностью.

Итак, мы снова будем рекомендовать методику вышеописанных опытов. Пользуясь этими очень простыми приемами, остается только определить для почвы данного типа и района стандартную плотность населения азотобактера, 11 о с л е чего следует от времени до времени, а в общем довольно редко, лишь контролировать, не будет ли плотность азотобактера снижаться в почве. Если этого не обнаружится, то будет очевидно, что азотные удобрения не чрезмерны, тогда как противоположные результаты укажут на излишек азота, подавляющий азотфиксадию. Само собой разумеется, что одновременно при помощи той Же самой серии опытов надлежит убедиться, что почва достаточно снабжена известью и фосфорной кислотой.

Описанные биологические приемы, предназначенные по преимуществу для теоретического изучения процесса фиксации азота, могут получить интересное применение и в агрономии. Очень простые и очень чувствительные, они могли бы дать агроному сведения и указания, которые невозможно добыть при помощи одного химического анализа.

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