http://www.enu.kz УДК 576.856:002.237:631.582
КЛУБЕНЬКОВЫЕ БАКТЕРИИ РОДА RHIZOBIUM: ХАРАКТЕРИСТИКА, РОЛЬ И ЗНАЧЕНИЕ В ПОВЫШЕНИИ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ
Атабаева Б.С., Ремеле В.В.
ТОО «Казахский научно – исследовательский институт переработки сельскохозяйственной продукции», г. Астана, Казахстан
[email protected] http://www.enu.kz
Одним из важнейших процессов, от которых зависит биологическая продуктивность на земном шаре, является фиксация микроорганизмами азота атмосферы. Проблема биологической азотфиксации относится к числу основных проблем сельскохозяйственной и биологической науки. Перед учеными стоит задача изыскать возможности управления процессом азотфиксации и на этой основе увеличить урожайность сельскохозяйственных культур [1]. Биологический азот может служить существенным дополнением азотного фонда почвы, способствуя повышению ее плодородия и обеспечивая тем самым более экономное расходование технического азота - азота удобрений. В земной коре общее содержание азота (молекулярного и в виде соединений) достигает 0,04% (по массе).
Основная масса азота на Земле находится в атмосферном воздухе; 78% воздуха – чистый молекулярный азот. В количественном выражении это составляет 4*1015 т.
Ни человек, ни животные, ни растения не могут потреблять молекулярный азот, которым изобилует воздушный океан. Столб воздуха над одним гектаром земной поверхности содержит 80 000 т азота. Если бы растения могли его усваивать, этого запаса было бы достаточно для получения 30 ц зерновых с 1 га в течение более полумиллиона лет. Однако растениям нужен азот минеральных соединений, и, «купаясь» в молекулярном азоте, они могут испытывать «азотный голод». Содержание доступного растениям азота в почве обычно невелико. Поэтому повышение урожайности сельскохозяйственных растений связано в первую очередь с улучшением их азотного питания. По примерным подсчетам, для сельскохозяйственной продукции земного шара требуется ежегодно около 100-110 млн. т азота. С минеральными удобрениями вносится лишь около 30% азота. Дефицит азота в значительной степени компенсируется биологическим путем, в основном за счет запаса азота, аккумулированного в почве микроорганизмами, в первую очередь азотфиксирующими. К 2000 г. на Земле будет вырабатываться в год примерно 100 млн. т азотных удобрений. Следует думать, что урожаи к этому времени удвоятся, и будут выносить из почвы до 200 млн. т азота.
Следовательно, и тогда роль микробиологического фактора в азотном обеспечении сельскохозяйственных растений останется весьма значительной.
Существуют две группы фиксирующих атмосферный азот микроорганизмов. Одна из них находится в симбиозе с высшими растениями, образуя клубеньки на корнях. К этой группе относятся клубеньковые бактерии. Микроорганизмы другой группы обитают в почве независимо от растений. К ним относятся азотобактер, клостридиум, бейеринкия и другие свободноживущие микроорганизмы. Потенциальные возможности симбиотических азотфиксаторов значительно выше, чем свободноживущих. Наибольший интерес для сельского хозяйства представляют клубеньковые бактерии рода Rhizobium, живущие в симбиозе с бобовыми растениями и фиксирующие в среднем от 100 до 400 кг/га азота, что соответствует 12-48 т навоза в год [2].
Клубеньковые бактерии рода Rhizobium, аэробные азотфиксирующие бактерии, живущие на корнях бобовых растений в образованных ими клубеньках. Это взаимовыгодный симбиоз бактерий и растений. Бактерии усваивают атмосферный азот и обеспечивают им растения в доступной форме, а растения взамен снабжают их питательными веществами. Клубеньковые бактерии имеются у 10 % растений, входящих в семейство бобовых. Они поглощают из воздуха от 100 до 400 кг азота в расчѐте на 1га,
http://www.enu.kz оставляя в почве 50–70 кг. Для увеличения численности клубеньковых бактерий в почву с семенами вносят бактериальный препарат нитрагин [3]. В ТОО «КазНИИПСХП»
сформирована и поддерживается коллекция клубеньковых (азотфиксирующих) бактерий, включающая 40 штаммов следующих видов: Rhizobium leguminosarum - 25, Rhizobium phaseoli - 7, Rhizobium meliloti – 6, Rhizobium trifolii - 2. На основе штаммов коллекции клубеньковых (азотфиксирующих) бактерий могут быть разработаны биопрепараты для повышения почвенного плодородия, стимулирующего рост и развитие растений.
Таким образом, велико эколого-агротехническое значение клубеньковых бактерий.
Клубеньковые бактерии не только улучшают азотный баланс почвы, они способны фиксировать атмосферный азот из воздуха и накапливать его в почве, разлагают фосфориты, превращая их в растворимые соединения, доступные для усвоения небобовыми растениями.
Список использованной литературы:
1. Жизнь растений. Том 1. Введение Бактерии и актиномицеты\Под редакцией Н.А.
Красильников, А.А. Уранов№ - М.: Просвещение, 1974. - 487 с.
2. М.Д. Трухина Азот в жизни растений (http://him.1september.ru/
article.php?ID=200102501).
3. Биологический словарь Клубеньковые бактерии http://sbio.info/ page.php?id=11267