Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Виноградский. МИКРОБИОЛОГИЯ ПОЧВЫ

МЕТОДЫ ПОЧВЕННОЙ МИКРОБИОЛОГИИ

 

С.Н. Виноградский

С.Н. Виноградский

 

Смотрите также:

 

Биография Виноградского

 

Микробиология

 

Почва и почвообразование

 

Почвоведение. Типы почв

 

растения

 

Геоботаника

 

 Биографии биологов, почвоведов

Биографии почвоведов

 

Эволюция

 

Биология

 

Эволюция биосферы

 

Геология

геология

Основы геологии

 

Геолог Ферсман

 

Геохимия - химия земли

 

Гидрогеохимия. Химия воды

 

Минералогия

минералы

 

Химия почвы

 

Круговорот атомов в природе

 

Книги Докучаева

докучаев

 

Происхождение жизни

 

Вернадский. Биосфера

биосфера

 

Контрольная почва

 

Самый совершенный микроскопический метод может служить основанием экспериментального метода только в том случае, если удается установить стабильную микрофлору, типичную микрофлору, для сравнения. Надо исходить из нормальной почвы и тщательно изучать ее микрофлору. Если характер микрофлоры определить можно, то мы подучим представление о биологическом состоянии данной почвы и будем иметь возможность экспериментально менять его. Тогда при помощи различных факторов вызывают развитие новых культур в самой почве; они будут наслаиваться на постоянную микрофлору и изменять ее в качественном и количественном отношениях. Другими словами, почва ответит биологической реакцией, характер которой надо снова установить прямым микроскопическим исследованием. Такая реакция будет для наблюдателя тем яснее, чем больше вновь образовавшиеся формы будут разниться от исходной микрофлоры.

 

К относящимся сюда опытам мы вернемся в следующем параграфе. В настоящий момент мы хотим только показать необходимость иметь типичную или контрольную, как мы всего охотнее ее называем, почву.

 

Чтобы найти такую почву, естественно было обратиться к участку, не получавшему возможно дольше, по крайней мере три года, никакого Удобрения, и держать его все время под очень чистым черным паром. Участок, отвечавший таким требованиям, был выбран нами на земле Инсти- тУта Пастера в Бри-Конт-Робер. Очень тщательное микроскопическое изучение его подтвердило вое'наши предположения; вернее, это изучение и подсказало нам мысль о контрольной почве.

 

Но, вырабатывая общий метод, нельзя было ограничиться одной пробой, надо было исследовать несколько, различного происхождения. Мы обра тились поэтому к нашим французским, американским и русским коллегам с просьбой прислать нам пробы, взятые с полей, не получавших никакого удобрения в течение по крайней мере трех лет. Мы выражаем искреннюю благодарность за любезность, с которой они прислали нам множество проб, хорошо упакованных в герметически закупоренных флаконах. В общей сложности до нас дошло в хорошем состоянии: 28 проб французского происхождения, 12 североамериканского, 5 из Туниса, 5 из России. Их точное перечисление не представляет интереса; ни одна проба не обнаружила каких-либо микробиологических особенностей, так что ни их происхождение, ни тип почвы не оказали сколько- нибудь явного влияния на характер микрофлоры; около двадцати из них были подвергнуты беглому исследованию, только чтобы подтвердить аналогичность результатов.

 

Мы занялись более детально пятью пробами, из которых три получепы из Франции (Бри, департамент Соммы, Нижний Рейн), одна из Америки, одна из России.

 

На цветной таблице () воспроизведены более или менее схематически микроскопические изображения микрофлоры указанных пяти проб со всем ее окружением, взятые с натуры в масштабе р. = 2 мм, т. е. увеличенные в 2000 раз. Схематизирована только плотность колоний и групп, слишком сближенных, слишком многочисленных по сравнению с микроскопическим препаратом, увеличенным в 1000 раз, на котором видно от одной до четырех колоний в поле зрения. Остальное соответствует действительности, поскольку рисунок может ее воспроизвести.

 

Начнем со среды, предстайлнйщёй- известный интерес для микробиолога как местообитание, тем более что исследования почвы под микроскопом до сих пор только минералогами и петрографами с их специфической точки зрения при помощи совсем других методов. Не останавливаясь на этом вопросе, что завело бы нас слишком далеко, скажем, что мы считаем наш способ изготовления препаратов и исследования их под иммерсией полезным не только для изучения микрофлоры, но и для ознакомления с элементами почвы. Эти элементы ясно видны, и мы имеем характерные картины, совершенно различные в отдельных пробах. На этих картинах мы видим: формы и размеры минеральных частиц, которые при микрофизическом анализе все входят в раздел «мелкого песка», хотя они варьируют от 100 (л или более до 1 [х; «черные частицы», которые почти совершенно отсутствуют в «светлой почве», но от которых зависит, вероятно, окраска темной почвы, где их очень много; «желтые частицы» или зеленоватые, по большей части округлые, очень гомогенные и преломляющие, бросающиеся в глаза в одной почве и отсутствующие в другой; бесцветные коллоидальные вещества, которые в глинистых почвах образуют плотный, неровный, зернистый фогт, а в песчаных сводятся к едва заметным туманностям; наконец, окрашенные коллоидальные вещества, по всей вероятности органического происхождения, имеющие очень изменчивый вид: их хлопья или комки являются то прозрачными светложелтыми, с расплывчатыми очертаниями, то более объемистыми и плотными, соединенными иногда в округлые, почти непрозрачные скопления бурожелтого или чисто бурого цвета; встречаются и такие, которые удерживают метахроматическую окраску — кирпичную или бледно розовую. Все это представляет в общей сложности довольно типичную картину и сильно отличает пробы одну от другой.

 

Чтобы получить об этом представление, надо только бросить взгляд на приложенную к статье цветную табл. XVII, где мы постарались воспроизвести микроскопические картины пяти проб.

 

Проба почвы из Бри относительно богата коллоидами как бесцветными, так и окрашенными в бурожелтый цвет; они закрывают своими хлопьями весь фон препарата. Умеренное количество темных частиц; несколько ярких желтых частиц.

 

Проба почвы из департамента Соммы (обозначенная «почва известкового типа, около Мондидье») отличается от предыдущей фоном, нацело покрытым мелкими минеральными частицами, и определенно меньшим количеством коллоидов.

 

Проба почвы с Нижнего Рейна (обозначенная «ферма Шафбуш, станция Ридзельц, около Виссембурга»), песчано-глинистая, очень светлого цвета, отличается полным отсутствием темных частиц, светложелтыми коллоидами, бесцветными коллоидами, покрывающими фон легкими тенями, сравнительно крупными минеральными частицами.

 

Проба почвы из Техаса (обозначенная «тонкая песчаная глина, станция Колледж, Техас») обнаруживает изобилие как бесцветных, так и окрашенных коллоидов, особенно последних, которые образуют более или менее значительные скопления. Сравнительно крупные минеральные частицы. Довольно много желтых частиц. Умеренное количество темных.

 

Проба чернозема (присланная с агрономической станции Шатилово, близ Тулы), черная, как уголь, поражает огромным количеством черных частиц всякой величины и формы и изобилием окрашенных в бурый цвет коллоидов, покрывающих все поле зрения микроскопа своими массами, то рассеянными, то состоящими из округлых и почти непрозрачных темных частиц. Эти массы удерживают или цементируют заключенные в них минеральные частицьк- свойство, от которого зависит зернистая структура, характерная для почвы этого типа.

Перечисленные признаки позволяют несколько ориентироваться в характере почвы, микроскопией которой микробиологи занимались так мало. Это и заставило нас привести наши наблюдения.

 

Перейдем теперь к микрофлоре этих почв.

Чтобы получить о ней представление, достаточно рассмотреть таблицы, на которых представлены эти формы; затем мы снова увидим тот же \микробный пейзаж на фотографиях 22—42; П. Жанте, покойному микрофотографу Института Пастера, удалось воспроизвести многие из них с увеличением в 1800 раз. Сейчас для нас важны только общие свойства микрофлоры контрольных почв.

Вот основные выводы из наших наблюдений.

1.         Микробный пейзаж нормальной почвы приблизительно одинаков во всех пробах, совершенно разного происхождения, что представляет собою поразительный факт. Можно, значит, утверждать что всякая контрольная, то-есть неудобренная давно окультуренная возделываемая почва умеренной зоны, может служить для опытов наравне с нашей контрольной почвой из Бри.

2.         Ф о р м ы, по большей части округленные,— кокки или коккоба- Циллы. Но постоянно встречаются и очень мелкие палочки, образующие пленки, которые метахроматически окрашиваются эритрозином в фиолетовый цвет (см. цветную таблицу и 42).

Привлекает внимание иекоторбе количество мало обычных угловатых микробов, представленных несколькими формами. Их величина колеблется от 3 до 1(1 и ниже. Мелкие формы от 1 до 1,5 (л встречаются гораздо чаще. Крупные часто отсутствуют и найти их можно лишь при тщательном исследовании. По своему виду крупные формы сильно напоминают азотобактер и весьма вероятно, что они являются исходной формой культурного вида. Однако случается, что крупные формы наблюдаются в почве, но выделить азотобактера не удается. Значит, большие кокки не всегда бывают азотобактером.

3.         Объединение в группы — характерно для автохтонной микрофлоры. Такие группы бывают то относительно крупными, округлыми, состоящими из сотен клеток, сплоченных в компактную массу и заключенных в одну общую капсулу, иногда отчетливо видимую (рис.22— 41), то содержащими только несколько десятков особей. Есть группы, которые состоят из мелких тетраэдров; другие из мерисмопедий. Мета- хроматическая палочка встречается исключительно в форме пленки в один слой клеток (42). Тот факт, что колонии не всегда имеют плотную структуру, что наряду с плотными мы находим более или менее разъединенные группы одинаковых особей, указывает, повидимому, на чередование между образованием колоний и групп и разъединением их, с возможным промежуточным появлением подвижных стадий, как у нитрозомонад, подробно описанных нами лет тридцать назад .

Следует подчеркнуть, что изолированные формы попадаются очень редко, как видно на препаратах бактериальных суспензий; они обыкновенно равномерно разбросаны в поле зрения микроскопа. Колонии или группы всегда отделены одна от другой пространствами, лишенными микробов (22—42).

4.         Микрофлора расположена большей частью на окрашенном геле, т. е., по всей вероятности, на гумусовых веществах. Такое расположение видно почти на всех фотографиях, но фотографии на 27, 28, 29, 37, 40 и 41 в этом отношении особенно показательны. Вследствие этого центрифугированная суспензия почти совершенно свободна от колоний, которые падают на дно, увлекаемые хлопьями органического геля, нагруженного минеральными частицами. Итак, микроскопическое исследование показывает, что автохтонные микробы притягиваются, повидимому, гумусовыми веществами почвы, проявляя при этом определенную активность.

5.         В микроскопической картине отсутствуют: а) споровые бациллы групп Subtilis и Megatherium, раздутые формы, веретенообразные формы и барабанные палочки (Clostridium, Plectridium)y а также бесспоровые бактерии типа Fluorescens и др.; б) спиральные формы; в) гифы мицелия; споры грибов попадаются нередко, но в пахотной земле их число очень ограничено; г) мицелий актиномицетов. Что касается простейших, то их цисты встречаются почти во всех препаратах, но в контрольной почве они крайне редки.

6.         Итак, мы видим, какую пользу можно извлечь из микроскопического исследования контрольной почвы. Хорошо зная ее микрофлору, с одной стороны, и отсутствующие в ней формы, с другой, мы сможем заметить развитие всех новых форм, наслаивающихся на уже существующие, и поставить его в связь с вмешательством нового фактора. Точно так же, увидав в неизвестной пробе много бацилл, грибов, спирилл ит. п., можно заключить, что почва не является нормальной, что она находится в состоянии брожения, недавно получив энергетическое вещество. Или, встав на санитарную точку зрения, ее можно квалифицировать как загрязненную.

7. Все эти факты, обнаруженные микроскопическим анализом контрольных почв, дают нам представление о двух больших группах почвенных микроорганизмов, отличающихся друг от друга общим характером своих функций. Назовем зимогенными организмы, которые развиваются только за счет хорошо разлагаемых веществ, вызывая сравнительно интенсивные процессы разложения. Другой группе, которая, напротив, нормально живет в почве, лишенной таких веществ, действуя как возбудитель медленного сгорания гумусовых веществ, дадим наименование автохтонной , с экологической точки зрения, или разлагающей гумус, с точки зрения ее функции. Деятельность первой бывает перемежающейся: периоды активности прерываются периодами покоя и ожидания нового притока разлагаемых веществ. Выражение Конна — «бдительное ожидание»—дает хорошее представление о действительных соотношениях.

 

Жизнедеятельность второй группы может продолжаться без значительных перерывов, но протекает она медленно ввиду совершенно иной скорости процесса. Будущее покажет, существуют ли, кроме того, еще и переходные организмы, обладающие одновременно обеими функциями, но даже и утвердительный ответ на этот вопрос не будет в состоянии уничтожить нашу общую характеристику.

 

Учет количества активных зародышей. Такой учет делается путем микроскопического исследования, причем его надо производить количественно. Отметим сразу же, что речь идет не о точных подсчетах. Понятны были иллюзии, существовавшие относительно этого, когда метод разведений давал на грамм почвы миллионы или максимум десятки миллионов зародышей, что было лишь ничтожной долей их действительного количества; от таких иллюзий приходится отказаться теперь, когда микроскоп обнаружил, что цифры приближаются скорее к полумиллиарду, и как к минимуму, а не максимуму.

 

Если это так, то подсчеты, произведенные при помощи метода разведений, имеют мало значения, за исключением тех случаев, когда дело идет о какой-нибудь определенной группе, находящейся в почве в небольшом количестве и представляющей особый интерес. Для выяснения общего количества микробов в почве достаточно микроскопического исследования v и приблизительного учета. Мы принимаем, например, что почвы, содержащие меньше полумиллиарда микробов на 1 г, являются, с точки зрения количества активных зародышей, бедными; средними — те, которые заключают в себе более миллиарда их; наконец, богатыми такие, в которых находится несколько миллиардов.

 

 

 

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

 

 

Последние добавления:

 

Ферсман. Химия Земли и Космоса

 

Перельман. Биокосные системы Земли

 

БИОЛОГИЯ ПОЧВ

 

Вильямс. Травопольная система земледелия

 

История русского почвоведения

 

Качинский - Жизнь и свойства почвы

 

Вернадский - ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО