НИТРИФИЦИРУЮЩИЕ МИКРООРГАНИЗМЫ

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

НОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НИТРИФИЦИРУЮЩИХ МИКРООРГАНИЗМОВ

Микробиология нитрификации, в своих основных положениях установленная 40 лет назад, продвинулась с тех пор не намного. Такое отсутствие прогресса в столь важном вопросе может быть объяснено только теми трудностями, которые представляет работа со специфическими возбудителями. Их выделение из почвы в чистом виде рассматривается как очень сложная задача, которую не всегда удается правильно разрешить тому, кто за нее берется.

Тут и надо искать объяснение того, что до сих пор не было сделано ни одной серьезной попытки применения полученных микробиологических данных для изучения нитрификации в естественных условиях, т. е. в почве. Действительно, для этой цели пользовались исключительно химическими методами, которые сводились лишь к определению нитратов, образовавшихся в пробе почвы или в соответственном, засеянном почвой растворе. Самими же возбудителями, их природой, морфологическими признаками, плотностью в среде обыкновенно в опытах не занимались. Другими словами, установленными микробиологическими понятиями пользовались только для истолкования, а не для экспериментального выяснения процесса.

Эти соображения побудили нас снова взяться за вопрос, применяя для изучения его более скорые и более действительные методы, разработанные за последнее время. Они основаны на применении пластинок кремнекислого геля, пропитанного аммиачной солью и покрытого наподобие эмали слоем карбонатов.

Для получения эмали мы берем, смотря по случаю: 1) чистый углекислый кальций в количестве 1 г на чашку 10 см в диаметре; 2) то же количество углекислого кальция с прибавлением 0,1 г углекислого магния; 3) 0,5 г фосфорнокисло-аммонийно-магнезиальной соли, смешанной с таким же количеством углекислого кальция. В двух первых случаях мы предварительно пропитываем гель 50 мг сернокислого аммония и обычных минеральных солей; в последнем — сразу образуем эмалевый поверхностный слой. Техника очень проста, но требует все же некоторых специальных приемов, для того чтобы слой получился совершенно однородным, свободным от мелких крупинок и от каких-либо других недостатков, которые мешали бы наглядности опыта.

Для того чтобы вызвать на пластинках развитие нитрификаторов, производим засев почвы, или раскладывая по белому слою комочки ее на некотором расстоянии один от другого, или, для большей скорости, просеивая частицы почленной пробы через миллиметровое сито при помощи тигеля Гуча с блюдечком и крышкой, точно взвешенного до и после опыта; влажность почвы установлена заранее, и количество засеянной почвы определяется по разности — с желательной точностью.

Нитрификация неизбежно сопровождается разрушением слоя, образующего подобие эмали, так что на нем появляются через несколько дней пятна или просвечивающие прозрачные зоны, окрашенные иногда в желтый цвет. В конце концов карбонатный слой совершенно исчезает, обнажая гель. Микроскопическое исследование бесцветной слизи и частиц, эмали, окружающих ее, легко обнаруживает вызвавшего это явление возбудителя, часто в совершенно или почти чистом состоянии. Задача микробиолога очень облегчается тем, что не остается никакого сомнения относительно функции возбудителя, так как только возбудитель оТшсления аммиака до нитритов способен разрушать карбонатные основания на среде такого рода. Притом взятая с пластинки частица геля, опущенная в несколько капель реактива Троммсдорфа, дает , при первых признаках растворения эмали индиго-синюю окраску.

Очевидно, что чем больше содержится в почве активных зародышей,, тем больше образуется на пластинках центров нитрификации. Их подсчет может поэтому служить для сравнительного определения способности почв к нитрификации. Вот для примера несколько цифр, высчитанных на 1 г сухой почвы.

Садовый компост                 24 ООО

Обработанный и удобренный участок                  2 360

Участок, остававшийся несколько лет под черным паром . . .     630

Необработанный луг, частично покрытый мхом             700

Короток разложившегося навоза, сохранявшийся несколько

лет в сухом виде                   1 380

Лесная почва: первая проба                       Нет

вторая проба             Нет

Заметим, что согласно этим цифрам плотность нитрифицирующих бактерий гораздо ниже плотности, констатированной многочисленными опытами для зимогенных видов. Такой факт благоприятен, разумеется, для разделения видов или разновидностей. Действительно, в центрах н и т р и ф и к а ц и и, соответствующих классическим колониям бактерий, очень часто встречается совершенно гомогенная микрофлора, в которой самым тщательным микроскопическим исследованием не удается обнаружить никакого загрязнения.

Метод дает, следовательно, все возможности для подробного изучения микробов, вызывающих нитрификацию. Сорок лет тому назад это изучение было направлено, главным образом, на вид нитритной бактерии, названной Nitrosomonas euro pea, которая обыкновенно считалась с тех пор единственным активным возбудителем нитрификации, по крайней мере, в Западной Европе; бактерии, выделенные в то же время из почв России, Южной Америки, Австралии, Явы отличались несколько другими морфологическими признаками. Исследования по этому вопросу не были продолжены.

Однако, по мере развития микробиологической науки, стало казаться сомнительным, действительно ли в группе, имеющей столь широкое и всеобщее распространение, существует так мало видов: пришлось спросить себя, так ли это на самом деле, или это зависит от метода, который применялся.

И вот новый метод дает возможность убедиться, что д е й с т в и т е л ь- н о существует большое разнообразие нитрит- н ы х бактерий, которые в различных почвах представлены различными формами.

Среди них можно различить три группы: 1) свободные и подвижные формы, наиболее известным представителем которых является Nitrosomonas: 2) зооглейные формы, состоящие из кокков, соединенных в плотные массы, окруженные иногда общей капсулой и образующие своего рода цисты различных размеров; типичным является вид, называемый нами Nitroso- cystis; 3) формы спирохет, представляющие собою род Nitrosospira.

Концентрация водородных ионов является, повидимому, одним w. главных факторов их распределения в естественной среде. Другие условия, а именно, большее или .меньшее обилие аммиачного азота, природа имеющихся оснований, качество и количество находящихся в наличии органических соединений, аэрация, температура, быть может, еще и антагонисты, встречаемые ими в фауне почвенных протозойных, также оказывают, конечно, известное влияние на это распределение форм, подлежащее изучению. Действительно, в различных естественных средах обитают, по всей видимости, различные формы нитрификаторов. Так, компост и плодородные почвы вызывают на пластинках развитие исключительно монад; лесные почвы, когда в них встречаются нитрификаторы, содержат, повидимому, только Nitrosocystis; по крайней мере, таков был результат произведенных в нашей лаборатории исследований Ромеля  над пробами почв из шведских лесов; наконец, Nitrosospira мы находили до сих пор только в пробах необработанной почвы.

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