Сообщение влияние бактерий на растения

Обновлено: 17.05.2024

Усвоение растениями минеральных и органических питательных веществ протекает с различной интенсивностью, причем зависит это не только от состава и свойств поглощаемых веществ, но также от количественного и видового состава микроорганизмов, окружающих корневую систему.
Исследования показывают, что в условиях стерильного роста растения поглощают вещества не так, как в присутствии микроорганизмов. В своих опытах мы выращивали пшеницу, горох, кукурузу в стерильном питательном растворе и наблюдали поглощение ими пенициллина, стрептомицина, ауреомицина и других антибиотиков в присутствии разных видов бактерий и без них.
Для заражения питательного раствора подбирались культуры бактерий, которые не разлагали и не инактивировали антибиотики и в то же время были нечувствительны к ним. Мы отобрали и испытали более десятка таких культур, принадлежащих к разным видам: 3 культуры клубеньковых бактерий (Rh. trifolii, Rh. meliloti и Rh. phaseoli), 2 штамма азотобактера (Az. chroococcum), 4 штамма Ps. fluorescens, выделенных из ризосферы разных растений, и 2 вида из рода Bacterium (Bact. denitrificans и Bact. sp.), тоже выделенных из ризосферы пшеницы и гороха. Влияние бактерий определялось по скорости поступления из раствора вносимых антибиотиков в ткани растений и по убыли их из раствора. Наличие антибиотиков в растениях устанавливалось микробиологическим методом, принятым в антибиотической промышленности и в лабораториях. Тест-микробом служили культуры спороносной палочки — Вас. subtilis и стафилококка — Staph, aureus.
В табл. 58 и 59 даны результаты анализа поступления стрептомицина и пенициллина в ткани пшеницы и гороха в присутствии пяти видов бактерий и их смеси. Опыты с кукурузой и другими растениями дали такие же результаты.

Как видно из таблиц, бактерии оказывают заметное влияние на поступление антибиотиков в ткани растений, причем различные виды бактерий действуют по-разному. Одни (Az. chroococcum, Rh. trifolii) ускоряют, другие (Pseudomonas fluorescens № 4, Bacterium sp. № 25) задерживают поступление антибиотиков в растения. Наибольшее количество пенициллина и стрептомицина было поглощено в присутствии смеси бактерий. а наименьшее в сосудах, зараженных культурой Bacterium sp. № 25.
Анализы показали, что увеличение содержания антибиотиков в тканях растений сопровождается уменьшением их количества в растворе.
Аналогичные данные были получены и в опытах с выращиванием растений на песке. Поступление антибиотиков в растения было наибольшим при наличии в субстрате азотобактера и клубеньковых бактерий, и наименьшим — в присутствии неспороносной палочки Bacterium sp. № 25 (рис. 66).

Усиление поглощения корнями растений питательных веществ под влиянием почвенной микрофлоры отмечает Герретсен. Он выращивал овес, подсолнечник, гречиху и другие растения в сосудах со стерильной и нестерильной почвой в присутствии бактерий и без них. В почву вносились фосфаты, растворимые и нерастворимые или труднорастворимые в воде (ди- и трикальцийфосфат, фосфорная мука и др.).
Опыты показали, что в стерильных условиях, без бактерий, усвоение фосфатов из почвы протекает значительно слабее, чем в присутствии бактерий. Наибольший эффект был получен от специально подобранных бактерий в опытах с гречихой.
Котелев и Гарковенко изучали поступление минерального меченого фосфора (Р32) в ткани растения вики в условиях стерильной культуры и в присутствии азотобактера и фосфорных бактерий. В стерильных условиях меченый фосфор поступал медленнее и в меньшем количестве. В итоге ткани растений давали всего 4% импульсов от общей активности; в присутствии бактерий активность тканей увеличивалась до 13%.
В опытах с меченым по фосфору (Р32) лецитином были получены аналогичные результаты. Лецитин прибавлялся в раствор, которым смачивался песок. В этом песке выращивался ячмень. Опыт велся с заражением и без заражения бактериями. В отсутствие бактерий было поглощено растением органического фосфора 1,9%, а в присутствии бактерий 16,6—18,6%, т. е. в 8—9 раз больше.
Бактерии заметно усиливают поступление фосфора из гранул, приготовленных с меченым суперфосфатом. Проростки ячменя, выращенные в стерильных условиях, давали 400—500 имп/мин, а в нестерильных условиях — 1000—1500 имп/мин на 10 мг сухой массы растений.
Пользуясь методом меченых атомов, мы провели несколько серий опытов по усвоению растениями фосфорных соединений из субстрата в присутствии различных видов бактерий и без них. Растения (ячмень) выращивались в питательном субстрате (раствор, песок и почва), предварительно простерилизованном и затем зараженном чистыми культурами бактерий. В субстрат прибавлялся радиоактивный фосфор (Р32). После 15—20-суточного роста растения подвергались анализу. Определялось наличие в их тканях органического и неорганического фосфора, затем фосфор воднорастворимый, фосфор липоидов и фосфор белков. Кроме того, в органической части растворимых веществ растений определялось наличие аминокислот методом бумажной хроматографии. В опытах были использованы бактерии, выделенные из ризосферы кукурузы, выращиваемой в Молдавии. Все они относились к неспороносным бактериям рода Bacterium и Pseudomonas. Одна культура (10-A) была выделена из почвы подзола Московской обл. В каждый сосуд, наполненный песком, вносилось по 465 мг Р2О5 (Р32). Общее излучение на сосуд равнялось 6 400 000 имп/мин. Учет производился на 17-е сутки роста растений. Результаты первой серии опытов приведены в табл. 60.

Радиохроматограмма (рис. 67) характеризует процесс накопления органического фосфора в тканях растения (ячмень), выросшего в стерильных условиях и в присутствии бактерий. Из данных этого рисунка и табл. 58 видно, что бактерии оказывают большое влияние на усвоение и накопление фосфорных соединений в тканях растений. Под влиянием бактерий происходит также и образование качественно иных фосфорных веществ.
В отношении определения аминокислот результаты опытов не менее показательны. Мы определяли аминокислоты на хроматографической бумаге в экстракте, получаемом в 70% спирте. Навеска в 500 мг сухой массы растений заливалась спиртом (25 мл) и настаивалась 4 часа при 45°. Затем настой фильтровался, фильтрат выпаривался до 1—2 мл и наносился на бумагу. Результаты приведены в табл. 61.

На радиохроматограмме (рис. 68) даны результаты распределения аминокислот растений, выросших в присутствии двух культур бактерий (1п и 2п). Из этих данных видно, что наличие в субстрате бактерий обусловливает иной характер образования и накопления аминокислот. В контрольных проростках ячменя, выросших в стерильных условиях (песок), не удается выявить некоторых кислот (серин, гликоколь, аланин, валин, цистин), или обнаруживаются только их следы. У растений, выросших в присутствии бактерий, эти кислоты обнаруживаются в заметных количествах. Разные культуры бактерий оказывают различное влияние на образование и концентрацию аминокислот в тканях растений. В наших опытах культуры 125 и 151-А способствовали накоплению глутаминовой кислоты, а бактерии 1п и 2п — накоплению аланина, лизина и аспарагина.

В условиях роста растений в почве (тяжелосуглинистый чернозем) эффективность тех же бактерий хотя и проявлялась заметным образом, но качественное и количественное соотношение аминокислот оказывалось несколько отличным от соотношений, характерных для роста в чистом песке. В проростках ячменя, выросшего в присутствии бактерий 1п и 2п, не было обнаружено ни лизина, ни аланина и в виде следов были найдены аспарагин и гликоколь (рис. 68, Б).

По данных Ахромейко и Шестаковой, микроорганизмы почвы задерживают поступление фосфора (Р32) в растения древесных пород. Выращивались сеянцы дуба и ясеня в стерильной и нестерильной почве и наблюдалось поглощение изотопного фосфора. Авторами было отмечено, что бактерии ризосферы захватывают первыми фосфор, а спустя некоторое время освобождают его.
Ратнер и Колосов выращивали кукурузу в стерильных условиях по методу Шулова с прибавлением и без прибавления в раствор бактерий. Они установили, что в пасоке и в корнях обнаруживается больше органических соединений азота и фосфора у тех экземпляров растений, которые росли в присутствии бактерий. В стерильных сосудах растения содержали: амидов и аминов — 1,300 мг, азота органического — 1,191 мг (32,33%); в нестерильных условиях роста было найдено соответственно 1,562 мг и 1,960 мг (44,22%).
Различие в составе аминокислот пасоки хорошо отображено и на хроматограмме. Подкормка растений стерильных культур в молодом возрасте продуктами деятельности микробов или убитой культурой их вызывает значительное увеличение содержания в пасоке фосфора и азота. Продукты жизнедеятельности микроорганизмов, как отмечают авторы, усиливают не только поглотительную, но и синтетическую способность корней. Об этом свидетельствует как усиленное включение в синтетические процессы меченого фосфора P32 при образовании липоидов и нуклеопротеидов, так и повышенное содержание в пасоке амидного и аминного азота.
Микроорганизмы и их продукты жизнедеятельности, как видно из изложенного, оказывают влияние на ход процессов превращения азота в корнях. В присутствии микроорганизмов усиливаются процессы аминокислотного обмена в клетках корней, ускоряются процессы превращения минерального азота в органический; в присутствии микробов увеличивается поглощение из субстрата минеральных и готовых органических соединений — продуктов метаболизма микробов.
Кроме того, микроорганизмы ускоряют перемещение питательных веществ в почве. Они являются транспортирующим фактором, доставляя к корневой системе различные элементы питания.
В ряде работ отмечается, что одного контакта корней с почвой недостаточно, чтобы обеспечить потребности всего растения в питательных веществах. В почвах существуют какие-то посредники между корнями растений и питательными источниками почвы. Такого рода посредниками являются микробы.
Худяков показал, что плесневидные грибы могут переносить по своим гифам элементы питания на большое расстояние. Известно, что протоплазма движется по гифам с большой скоростью. У мукоровых грибов она достигает 50—80 μ и более в минуту. Вместе с протоплазмой переносятся различные минеральные и органические вещества, в том числе и элементы питания от места их концентрации до места интенсивного потребления, в растущую часть мицелия гриба. Многие грибы, как известно, обильно развиваются вокруг корней и на корнях, образуя микоризу.
He только грибы, но и бактерии способствуют передвижению элементов питания в почве. Котелев, применяя метод меченых атомов, установил это в отношении передвижения фосфора. Он вносил в почву гранулы суперфосфата с P32 и наблюдал степень диффундирования последнего в присутствии и в отсутствие бактерий. В стерильной почве при полном отсутствии микробов диффузия фосфора протекала очень медленно, поступление его в корни либо вовсе не наблюдалось, либо оно было незначительным. При внесении в такую почву бактерий продвижение фосфора значительно ускорялось.
Изложенный материал показывает, что вопрос о питании растений нельзя рассматривать только с точки зрения автотрофности. Растения наряду с усвоением минеральных веществ поглощают также и различные органические соединения — азотистые и углеродистые. Одни из них потребляются как пластический или энергетический материал, другие как биологически активные вещества или биокатализаторы. Последние, поступая в корни и в надземные части растений, повышают интенсивность биохимических и биологических процессов в тканях и клетках. Они усиливают рост, повышают поглотительную способность корней, ассимиляцию поступающих веществ и другие жизненно важные функции.
Биологически активные вещества почвы не только усиливают рост растений и повышают их урожайность, но и придают растениям более высокие питательные качества. Растения, получающие витамины и другие органические соединения из почвы в должном количестве, дают урожай более высокого качества, а семена их более жизнеспособны.
Тот факт, что растения могут расти на чистых минеральных питательных смесях в отсутствие микроорганизмов, еще не является доказательством бесполезности последних в питании растений.
Растение действительно можно вырастить на минеральном питательном растворе и даже получить семена в урожае без участия микробов. Ho можно ли обеспечить жизнеспособность таких растений в последовательном ряде поколений?
Мы уже приводили свои наблюдения над развитием зеленой водоросли и над ряской. Стерильно выращиваемые на минеральных средах без добавления компостов или продуктов метаболизма бактерий, эти растения утрачивали жизнеспособность и в конце концов погибали. Растения, которые выращивались на тех же средах, но с добавлением компостов или продуктов жизнедеятельности бактерий, а равно и в присутствии их живых клеток (в нестерильных условиях), сохраняются в нашей лаборатории вот уже более 20 лет без видимого понижения жизнеспособности.
He убедительны высказывания некоторых авторов о том, что в почве слишком мало органических соединений важнейших элементов — азота, фосфора (в виде витаминов, аминокислот, фитина и др.), чтобы придавать им сколько-нибудь существенное значение в питании растений. Мы еще очень мало знаем о формах органических соединений и динамике их превращений в сложных микробных ценозах. А то, что нам известно, дает основание полагать, что в почве непрерывно протекают процессы синтеза различных органических веществ. При непрерывном (даже очень слабом) образовании общая продукция этих веществ в почве может быть вполне достаточной, чтобы обеспечить необходимые потребности растений.
Совершенно непонятны утверждения некоторых авторов о том, что микроорганизмы, поглощая минеральные соединения, надолго исключают возможность использования их растениями. Это обстоятельство, по их мнению, приводит к настоящему голоданию растений. Сапрофиты почв рассматриваются как вредный фактор, причем вредность их якобы настолько велика, что специалисты призывают к тому, чтобы оградить растения от конкуренции со стороны микроорганизмов за обладание растворимыми солями.
Известно, что жизнь микробов в почве очень коротка и исчисляется часами. Отмирающие клетки еще при жизни начинают подвергаться автолизу, а когда ферментативные литические процессы заканчиваются, наступают процессы растворения остатков ферментами других микробов. Процессы разрушения бактериальных клеток могут протекать очень быстро. В процессе жизнедеятельности в клетках микробов совершается непрерывный обмен веществ. Отдельные элементы, поглощенные из субстрата микробной клеткой, очень быстро выделяются обратно. Опыты с мечеными атомами показывают, что, например, фосфор P32 появляется в субстрате через несколько минут.
Велико значение прикорневой микрофлоры в питании растений. Развиваясь в непосредственной близости от корней и на самих корнях, микроорганизмы во взаимодействии с растениями создают особую зону (ризосферу). В этой зоне почва по своим физическим, химическим и биологическим свойствам резко отличается от почвы вне корневой зоны. В ней создаются иные условия поглощения и выделения корнями веществ.
Взаимодействие между микроорганизмами и растениями, с одной стороны, и между отдельными видами микробов и их метаболитами — с другой, обусловливает различные превращения минеральных и органических веществ. В конечном итоге образуются такие соединения, которые служат источниками питания растений и поглощаются их корнями.
Вещества, находящиеся в почве, прежде чем поступить в корни растений, подвергаются переработке в большей или меньшей степени. В растения поступают не те вещества, которые характерны для почвы как таковой, а те, которые являются как бы продуктами жизнедеятельности микроорганизмов ризосферы. Прикорневая микрофлора подготовляет для растений питательные вещества в виде органических и неорганических соединений.
Роль прикорневой микрофлоры уподобляется в некоторой степени пищеварительному органу у животных. Микроорганизмы в общем итоге выполняют в почвенном питании растений ту же функцию, что и пищеварительная система животных организмов.
Такую же точку зрения высказывает американский специалист, профессор Кларк. Он считает, что микроорганизмы, обитающие в зоне корней и на корнях, выполняют работу, присущую кишечнику у животных. Еще более определенно высказывается по этому вопросу академик Лысенко. Он считает, что прикорневая микрофлора является как бы пищеварительным органом растений. С таким сопоставлением вполне можно согласиться, если учесть и деятельность микрофлоры кишечника. В последние годы микрофлоре кишечника уделяется все более внимания как фактору дополнительного питания животных и человека. Известно, что многие бактерии кишечника вырабатывают вещества, которые поступают в организм животного и играют там существенную роль в биологических процессах как биокатализаторы.
У многих животных микроорганизмы пищеварительной системы непосредственно участвуют в переработке пищи. Например, у жвачных целлюлозные бактерии перерабатывают клетчатку в усвояемые организмом вещества.

Наука биология, изучающая жизнь на Земле, не прекращает удивлять своих адептов. Она все детальнее раскрывает сложные структурные уровни взаимоотношений разных проявлений жизни друг с другом и с окружающей средой. Одним из многообещающих направлений в понимании того, какую роль играют прокариоты (бактерии) в жизни макроорганизмов, является изучение присутствия бактерий в клеточной жизни растений.

Установление присутствия

Несмотря на почтенный возраст самой науки биологии, микробиологи только в конце 19-го века смогли выявить некоторые характеристики совместной жизни бактерий и растений. Лишь затем, с появлением электронных микроскопов, были установлены механизмы тех связей, существование которых только констатировалось при изучении организмов более примитивными инструментами.

Сегодня биология имеет сведения о следующих видах взаимодействия бактерий и растений:

мутуализм (роль, которая отведена бактериям и растениям в этом взаимовыгодном симбиозе – помогать друг другу);
паразитизм (значение и роль симбионтов в таком союзе негативная: симбионт-паразит вредит симбионту-хозяину; в подавляющем большинстве известных случаев паразитами являются бактерии);
комменсализм (бактерии или грибы получают питание от хозяина-растения, при этом самому хозяину в результате такого питания ущерб не причиняется).

Подробнее можно увидеть классификацию в таблице.

Кроме разделения по характеру полезности, симбиозы растений с прокариотами могут находиться вне клеток растений (экзосимбиозы) или с поражением эукариотических растительных клеток (эндосимбиозы).

Мутуализм

Первые описания мутуализма биология получила в результате исследований голландского ботаника Бейеринка, проведенных в 1888 году. Он изучал клубеньки бобовых растений, природой которых биология интересовалась, начиная с 17-го века. В процессе изучения брались стерильные семена бобовых растений и проращивались в контролируемых условиях. Одни семена в процессе жизни обрабатывались чистыми культурами бактерий (специально разведенными в лабораторных условиях штаммами), выделенных из клубеньков, другие – не обрабатывались.

В результате эксперимента обработанные жидкостью с содержанием бактерий бобовые имели на своих корнях характерные клубеньки, а необработанные – не имели. Так было установлено, что присутствие бактерий имеет значение в формировании и жизни корневой системы бобовых.

Польза симбиоза устанавливалась гораздо дольше, и на сегодняшний день биология имеет следующее описание процесса этого полезного взаимодействия:

У каждого вида бобовых растений есть свои персональные бактерии-симбионты (у клевера – свои, у гороха – свои, у бобов – свои). Такая персонификация имеет значение при взаимодействии белков (лектинов) корневых волосков растения с углеводами клеточной мембраны бактерий. Белки каждого вида бобовых имеют свои отличительные особенности. Именно поэтому требуются разные углеводы в бактериальных клеточных мембранах для успешной совместной жизни.
В процессе прорастания семян растений, в ризосфере (область почвы возле корней) накапливаются органические питательные вещества, которые выделяют корни в грунт в процессе своего роста. Привлеченные этой органикой бактерии взаимодействуют с корневыми волосками растений и через них проникают в эукариотические клетки корней бобовых.
С момента проникновения бактерий в ткани корня, в корневых клетках начинают вырабатываться особые белки – флавоноиды (учеными определена главенствующая роль флавоноидов в формировании окраски растений). В ответ на увеличение количества флавоноидов бактерия начинает вырабатывать белки, отвечающие за согласованность действий бактериальной клетки и корневой клетки.
Действуя согласованно, прокариотические и эукариотические клетки образуют в полости корня бобового трубку, в которой и разрастается бактериальная колония.
В процесс симбиоза бактерии избавляют эукариотические клетки от избытка кислорода и фиксируют азот из атмосферы в клубеньках корневой системы. Атмосферный азот фиксируется только в этих симбиотических образованиях за счет синтеза в них защитного белка – леггемоглобина.

Большую роль такая совместная жизнь играет в сельском хозяйстве как единственный природный способ обогатить сельхозугодия азотом.

В полезном сотрудничестве с растениями задействованы не только бактерии, но и эукариоты – грибы. Причем механизм взаимодействия очень похож. Грибы в процессе жизни образовывают в корнях растений мицелий (грибницу), которая играет активную роль в обеспечении и растения и грибов фосфором и органикой из почвы. Такой симбиоз грибов и растений называется микориза.

Паразитизм

Биология знает виды организмов, ведущих паразитический образ жизни в таких царствах, как царство грибов, царство растений, царство животных и, конечно же, царство бактерий.

Паразит использует хозяина как источник пищи, тем самым причиняя ему серьезный вред, вплоть до летального исхода. Процессы, которые сопровождают взаимодействие паразита с хозяином, называется патогенным. Степень опасности этих процессов для организма хозяина обозначается словом вирулентность (она бывает высокая, средняя и низкая) и зависит от количества бактерий-патогенов, способных вызвать опасность для жизни организма-хозяина. Чем их меньше, тем вирулентность выше.

В установлении взаимодействия бактерий-фитопаразитов с клетками растений основную роль играют два фактора:

адгезия (специфические свойства бактерий, позволяющие прилипать к клеткам растений);
действие ферментов гидролаз (белков, ускоряющий химические реакции), которые разрушают стенки эукариотических клеток.

Этими двумя свойствами обладают паразиты, живущие не только за счет растений, но и за счет грибов и животных.

По воздействию на организмы хозяев, как растений, так и животных, и грибов, деятельность бактерий-паразитов характеризуется выработкой токсинов (ядов). Бактерии могут продуцировать токсины в окружающую среду (экзотоксины) или накапливать яды внутри своей клетки, отравляя организм хозяина только после своей смерти.

Биология дала материал для изучения токсинов, влияющих на жизнь и здоровье растений. В биологии известно влияние бактериальных токсинов на растения. Они вызывают:

увядание в результате закупорки проводящих сосудов;
разрушение ткани (гниль);
некрозы (порча листьев);
опухоли (гипертрофии) в результате неправильного формирования тканей растения.

Комменсализм

Биология знает достаточно примеров комменсализма. В основном это использование организмами-комменсалами поверхностей других организмов для укрытия либо для перемещения в пространстве. При комменсализме одному участнику такие взаимоотношения выгодны, а другому – безразличны.

Широко в природе распространены комменсалы-грибы. В основном грибы сотрудничают с насекомыми, которые имеют возможность разнести на своих конечностях грибные споры. Также известны грибы, которые выступают в качестве стороны, создающей условия для успешного существования организма-комменсала. Так, грибы, разрушающие древесину, создают условия (труху) для развития личинок некоторых видов насекомых.

Взаимодействие растений и бактерий не очень богато случаями комменсализма. Даже если они и происходят, то носят эпизодический характер и не являются стратегией выживания.

Работаю врачом ветеринарной медицины. Увлекаюсь бальными танцами, спортом и йогой. В приоритет ставлю личностное развитие и освоение духовных практик. Любимые темы: ветеринария, биология, строительство, ремонт, путешествия. Табу: юриспруденция, политика, IT-технологии и компьютерные игры.

Бактерии на Земле есть везде и в огромных количествах. Есть полезные бактерии, а есть патогенные. Полезные помогают переваривать пищу, фиксируют азот в бобовых, помогают разлагаться останкам растений и животных, используются в системах сточных вод и т.д. Патогенные плохие бактерии вызывают тяжелые и часто смертельные заболевания у растений, животных и людей.

Два слова из истории плохих бактерий

Первой бактериальной болезнью была “сибирская язва”, вызванная Bacillus anthracis. Она спровоцировала в 1876 г. мор крупного рогатого скота и овец. В 1877-1885 бактерия Erwinia amylovoraTJ Burrill ударила по яблоням и грушам. Эта бактериальная болезнь называется “бактериальный ожог”. Существуют бактерии, которые трудно или невозможно культивировать в лаборатории. Они растут в тканях ксилемы либо флоэмы растения и препятствуют переносу воды и питательных веществ в растении.. Распространяют их насекомые. Эти бактерии были точно определены в 1967 году, а до того классифицировались они как вирусы.

Описание бактерий

Бактерии –- это микроскопические, одноклеточные прокариотические организмы, размножающиеся путем деления на два (одна клетка делится на две). Их разделяют на две основные группы на основе структуры клеточной стенки. Определяют их при помощи окрашивания по Граму. Грамотрицательные бактерии окрашиваются в красный или розовый цвет, а грамположительные в фиолетовый. Такая реакция напрямую связана с химическим составом и структурой их клеточных стенок. Бактерии бывают палочковидными, сферическими, спиралевидными или нитевидными. Большинство бактерий подвижны и имеют жгутиковидные “хвостики”, которые двигают ими в жидкостях.

Растения поражают фитоплазмы и спироплазмы. Они не имеют жестких клеточных стенок. У фитоплазм форма округлая либо яйцевидная. Многие заболевания, вызванные фитоплазматическими бактериями, названы в честь растений, у которых впервые появилась болезнь. Есть болезни, свойственные только конкретным растениям, а есть те, которые наносят вред очень разным растениям. Например, фитоплазма желтой астры вредит флоксам и гладиолусам, томатам, луку, шпинату, салатам, моркови, клубнике и многим сорнякам (вот какая вредина!)).

Как действуют плохие бактерии на растения

В классификации бактерий, поражающих растения, время от времени происходят изменения из-за прогресса методов, способов изучения патогенов. Также значительно влияет усовершенствование техники, помогающей ученым в этих процессах. Большинство бактерий-патогенов вредящих растениям относятся к таким родам: Erwinia, Pectobacterium, Pantoea, Agrobacterium, Pseudomonas, Ralstonia, Burkholderia, Acidovorax, Xanthomonas, Clavibacter, Streptomyces, Xylella, Spiroplasma и Phytoplasma.

Болезнетворные плохие бактерии вызывают у растений множество симптомов: галлы, чрезмерный рост, увядание, пятна на листьях, гнили, наросты, язвы. В отличии от вирусов, проникающих внутрь клеток растения, бактерии растут в промежутках между клетками. Способы, с помощью которых они вызывают заболевания тоже разнообразны. Некоторые выделяют токсины, специальные белки, ферменты, создают колонии, а совсем изощренные занимаются генетическим модифицированием и трансформацией.

рак цитрусовых на плоде

Распространяются бактерии среди растений по разному: дождь, ветер, птицы, насекомые, животные и люди помогают невольно расширять ареал действия бактериям (выше упомянутый бактериальный ожог родом из Северной Америки). Но основной способ – это распространение зараженного растительного материала. Проникают плохие бактерии в растения через раны, естественные отверстия (устьица, например). Дальше патоген уничтожает клетки растения-хозяина, чтобы комфортно расти, зимовать, переживать неблагоприятные условия или ожидать на восприимчивого к нему растения, бездействовать в зараженной ткани, почве, воде, насекомых.

Контроль над плохими бактериями растений

Контролировать бактериальные болезни сложно. Сосредоточится надо на предотвращении распространения патогенов-бактерий, а не на лечении их воздействия в саду, огороде, парке и т. д. В комплексе меры борьбы такие:

спироплазма

Микроорганизмы исключительно важны для существования жизни на нашей планете. Благодаря деятельности микрофлоры происходит минерализация органических остатков и непрерывное поступление в атмосферу диоксида углерода, за счет которого осуществляется фотосинтез зеленых растений.

Выветривание горных пород, образование торфа, нефти, каменного угля, селитры, известняков – все эти процессы также протекают при непосредственном участии микроорганизмов. Образование почвы неразрывно связано с эволюцией жизни. Первые живые микроорганизмы положили начало почвообразовательному процессу.

В далекие геологические эпохи Землю окружала атмосфера из плотного слоя газов, препятствующая прохождению солнечных лучей. Первые микробы энергию, необходимую для усвоения углерода, использовали от разложения химических соединений. Микроорганизмы выделяли сильные кислоты, которые разлагали материнскую породу, измельчали ее, создавая новый вид структуры. С течением времени безжизненная выветренная порода обогащалась органическим веществом, происходил процесс почвообразования. В пахотном слое масса бактерий составляет от 3 до 7-8т/га.

В природе все растения находятся в тесном контакте с микрофлорой, населяющей поверхность их корней и размножающейся в прикорневом слое почвы. В результате взаимодействия почвенной микрофлоры и растений наблюдается следующее:

Превращение труднодоступных элементов питания в доступные для питания растений.
Потребление корневых выделений вегетирующих растений, что положительно влияет на процесс корневого питания.
Аккумуляция в микробных клетках питательных веществ, что предохраняет их от вымывания из почвы.
Передвижение питательных веществ по гифам грибов и по цепочкам бактериальных клеток из почвы к корню.
Связывание газообразного азота атмосферы и улучшение за счет него азотного питания растений. различных стимулирующих веществ и накопление их в зоне ризосферы, что имеет большое значение для активирования биохимических процессов в растениях.
Тесный симбиоз с растениями (проникновение в ткани) некоторых микроорганизмов (клубеньковые бактерии, эндо и эктомикоризные грибы).
Выделение различных антибиотических веществ, которые защищают растения от паразитарных форм.

Микрофлора в почве, на которой произрастают растения, распределена неравномерно. Наибольшее число микроорганизмов наблюдается в ризосфере – в слое почвы, непосредственно прилегающем к корням. Микрофлора по количеству и соотношению видов на корнях одного и того же растения непостоянна и меняется в течение вегетационного периода по фазам развития растений, а также зависит от влажности почвы, вносимых удобрений, освещенности растений и т.п.

Взаимоотношения растений с корневой микрофлорой носят чаще характер симбиоза. Микроорганизмы питаются выделениями растений и, размножаясь на корнях, оказывают разностороннее влияние на питание растений, в том числе и на поступление веществ в корни. Так микрофлора, потребляя корневые выделения, облегчает доступ питательных веществ к клеткам корня, усиливая обменные процессы между поверхностью корневой системы и внешней средой.

Питательные вещества в почве находятся в рассеянном состоянии и чаще всего адсорбированы на твердых почвенных частицах, поэтому они не перемещаются свободно с током воды. Если бы не было посредников между почвой и растением в виде почвенных микроорганизмов, то, несмотря на огромную общую длину корневой системы, большая часть веществ, находящихся за пределами ризосферы, не поступала бы в растение. К корням питательные вещества могут передвигаться по гифам грибов и по цепочкам бактериальных клеток. Это явление, несомненно, играет важную роль в обеспечении непрерывного поступления их из почвы, находящейся вне ризосферы. Скопление микроорганизмов на корнях и в ризосфере не приводит к обеднению прикорневого слоя почвы питательными веществами. Наоборот, здесь обычно содержится больше элементов минерального питания, чем за пределами ризосферы. Этот факт отчасти может быть объяснен приведенными выше наблюдениями о способности микроорганизмов передавать вещества на расстояние в направлении наибольшего потребления, однако основное объяснение в том, что в зоне корней интенсивно протекают процессы минерализации веществ.

До сих пор почва вместе с населяющими ее организмами была универсальным биологическим адсорбентом и нейтрализатором самых разнообразных органических соединений, что приводило к разложению большинства попавших в почву отбросов хозяйственной деятельности человека. Отходы и отбросы служили для почвенных микробов источником углерода и других элементов. Так, экспериментально установлено, что виды родов Bacillus и Pseudomoras способны усваивать пестициды как единственный источник углерода, следовательно, разрушать их. В последнее время микроорганизмам все труднее справляться с переработкой массы веществ, поступающих во внешнюю среду. Промышленность и сельское хозяйство выбрасывают в природу колоссальное количество отходов, пестицидов и других веществ. Поэтому основная задача сегодня – не допускать загрязнения окружающей среды и внедрять технологии, которые способствуют повышению урожайности культур и в то же время будут экологически безопасными для окружающей среды и здоровья человека.

Один из элементов такой технологии – это применение микробных инокулятов (микробиопрепаратов), повышающих продуктивность сельскохозяйственных культур. Известно, что вещества, выделяемые почвенной микрофлорой, накапливаясь в почве, поглощаются растениями и оказывают различное влияние на их рост и жизнедеятельность. Витамины, аминокислоты, ауксины и другие вещества активизируют рост и многие биохимические процессы. Антибиотические вещества, поступая из почвы в растения, повышают антимикробные свойства тканей растений, сопротивление к инфекциям, усиливают их иммунобиологические свойства.

Разработка многокомпонентных, многофункциональных микробиопрепаратов для получения биологически полноценной и экологически чистой агропродукции путем оздоровления и улучшения природной среды ведется с 1970 года в г. Иркутске. Разработанные микробиопрепараты – результат многолетних научных исследований (1970-2008гг.) по изучению биологии, систематики микроорганизмов и структуры микробных комплексов разных экосистем Прибайкалья и по прикладным разделам сельскохозяйственной и почвенной микробиологии.

Читайте также: