Компания «АРГО-ЭМ1»®
В почвообразовании участвуют 3 группы организмов – зеленые растения, микроорганизмы и животные. При совместном воздействии организмов в процессе их жизнедеятельности, а также за счет продуктов жизнедеятельности осуществляются важнейшие звенья почвообразования – синтез и разрушение органического вещества, избирательная концентрация биологических важных элементов, разрушение и новообразование минералов, миграция и аккумуляция веществ и другие явления, составляющие сущность почвообразовательного процесса и определяющие формирование главного свойства почвы – плодородия.
Функции каждой из этих групп различны. Но именно почвенные микроорганизмы являются основными тружениками, создающими гумус.
В почве развиваются различные группы микроорганизмов (бактерии, грибы, актиномицеты) и водоросли. Их количество колеблется в широких пределах – от миллионов до миллиардов в 1 г почвы.
Самым большим содержанием микроорганизмов, характеризуются черноземные и сероземные почвы, наименьшим – почвы тундры и северной тайги.
Содержание почвенной микрофлоры в одной и той же почве подвержено динамике в годичном цикле и зависит в основном от гидротермического режима, при этом они способны быстро адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды, гораздо быстрее, чем другие более крупные и сложные микроорганизмы
Обитают они в основном в тончайших водных пленках в почве вокруг корневых систем различных растений.
В своем большинстве почвенные бактерии являются хемосинтетиками, т. е. питаются продуктами, полученными в результате окислительно-восстановительных реакций при участии углекислого газа. В процессе своей жизнедеятельности выделения одних микроорганизмов служат питанием для другой группы и наоборот, и, в конечном счете, питанием для растений
Рассмотрим некоторые почвенные микроорганизмы, которые используются в современных ЭМ-технологиях и ЭМ-препаратах для повышения урожая и плодородия почвы.
Азотфиксаторы, усваивающие молекулы азота из воздуха (что невозможно для растений), и синтезирующие его в органические соединения, которые и используют растениями для своего питания. По образу существования они делятся на симбионтов и свободноживущих.
К симбионтам относят такие, как Rhizobium, Bradyrhizobium, Mezorhizobium, Sinorhizobium и Azorhizobium, которые могут жить и в симбиозе с растениями, и свободно, не вступая во взаимосвязь.
Среди симбионтов - клубеньковые азотфиксаторы, чаще вступающие во взаимодействие с бобовыми культурами, такими как горох, чечевица, люцерна и т. д,). Поселившись в корневой системе, они образуют шарообразные узелки, видные даже невооруженным глазом, и живут внутри них принося обоюдную выгоду: микроорганизмы поставляют в корневища азот, а их питание происходит за счет переработки продуктов, получаемых непосредственно из растения и его отмерших частиц. Однако в средах с повышенным содержанием азота клубеньковые микроорганизмы прекращают вступать во взаимодействие с некоторыми растениями. Они очень избирательны и активируются только в определенных видах и сортах.
Свободноживущие азотфиксаторы – это такие виды, как Azotobacter, Azospirillum, Pseudomonas, Agrobacterium, Klebsiella, Bacillus, Enterobacter, Flavobacterium Arthrobacter, Clostridium, , Beijerinckia и др.
Azotobacter chroococcum улучшает азотное питание растений, фиксируя азот из воздуха, но кроме того еще вырабатывает вещество, угнетающее развитие микроскопических патогенных грибков, задерживающих рост растений
Сапрофиты - бактерии гниения, обычно живут на поверхности грунта, способствуют распаду сложных веществ на простые. В качестве источника своей жизнедеятельности используют органическую мертвую ткань, разлагая ее и утилизируя: в огромных количествах обнаруживаются на останках животных, упавших листьях и плодах растений. Они в значительной степени улучшают состав почвы, наполняя ее питательными веществами.
Сапрофиты делятся на аэробов (нуждающиеся в свободном кислороде) и анаэробов (живущие в бескислородных средах, причем и здесь идет деление: для одних кислород токсичен (облигатно анаэробные), а другие к свободному кислороду нечувствительны (факультативно анаэробные).
Сапрофиты - это свободноживущие организмы, которые никогда не вступают в симбиоз.
К питательным органическим соединениям сапрофиты достаточно требовательны. Любой перерабатываемый ими продукт должен содержать определенные компоненты. Аэробные микроорганизмы осуществляют окисление белков, жиров, углеводов и других сложных органических соединений, до аммиака, воды и углекислого газа (спорообразующие - Bacillus mycoides, Bacillus subtillis и др. и неспорообразующие – Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas pyacyanea и др.) за счет метаболических процессов, разрушения химических связей молекул ткани, содержащей белок и аминокислоты, с захватом элементов, содержащих азота. В результате ферментации продуктов, поступающих в организм бактерии, выделяются вышеуказанные вещества. Минерализации подвергаются не только органические остатки растительного и животного происхождения, но и специфические органические вещества почвы – ее гумус. Так, Bacillus subtilis (сенная палочка; основная бактерия в производстве препаратов против грибковых заболеваний растений, например, препарат Фитоспорин и его аналогов) производит природные антибиотики, уменьшая воздействие на растения патогенных микроорганизмов, синтезирует витамины, аминокислоты и вещества, стимулирующие собственный "иммунитет" растений, выделяет ферменты, способные удалять продукты гнилостного распада тканей.
Bacillus megaterium способна переводить недоступные для растений формы элементов питания в усвояемые, в частности, высвобождает фосфор из органики и преобразует его в растворимые соли фосфорной кислоты. То есть эти бактерии улучшают фосфорное питание, а еще обладают ростостимулирующим эффектом.
Pseudomonas fluorescens синтезирует регуляторы роста растений (например, индолилуксусную кислоту, которая стимулирует корнеобразование), улучшает фосфорное питание, делая фосфор доступным для растений, подавляет рост фитопатогенных грибков и бактерий (в том числе благодаря образованию антибиотиков).
Грибы и актиномицеты также способствуют преобразованию органических веществ.
С жизнедеятельностью анаэробных бактерий связаны процессы гниения компонентов растительных и микробных клеток с образованием также простых, но недоокисленных органических, а затем и минеральных соединений.
Важное значение в создании благоприятных условий азотного питания для растений в почве имеет процесс аммонификации – разложение белковых соединений до аммиака
С деятельностью анаэробных бактерий связаны различные типы брожения углеводов (масляно-, молочно- и уксуснокислое), который заключен в переработке органических сахаров с образованием молочной, уксусной, масляной кислот, АТФ, изопропанола, этанола, углекислого газа, водорода и др. В естественной природной среде они обычно встречаются на поверхности растений, плодов и ягод, в молочных продуктах и в различных слоях эпителия птиц, животных, рыб и человека.
Лактобаци́ллы (лат.Lactobacillus, от лат.lac— молоко) — род грамположительных факультативно анаэробов. Представляют собой палочки и кокки, неподвижны, неспорообразующие грамположительные, становятся грамотрицательными с возрастом и при повышении кислотности. В естественных условиях Lactobacillus обитают в верхних слоях почвы, особенно вокруг корней растений. Многие виды принимают участие в разложении остатков растений. Способность к пленкообразованию защищает от негативного воздействия внешних факторов Максимально комфортная температура для их размножения – 30-40°С, но растут и при температурах 5-53°. Оптимальная pH среды 5,5-5,8, то есть кислая среда.
При молочнокислом брожении происходит распад глюкозы до молочной кислоты, среди побочных продуктов ацетат, диоксид углерода, иногда и этанол. Кислая среда препятствует росту многих патогенных бактерий и грибов. Лактобациллы также синтезируют антимикробные и антибиотикоподобные субстанции — лизоцим, перекись водорода, бактериоцины, жирные кислоты, аминокислоты, витамины В2, В9, В7 и другие.
Итак, Lactobacillus - это полезная бактерия, которая помогает стерилизовать почву и удалять побочные продукты, которые могут накапливаться и создавать вредную среду, а также выполняет функцию регулятора роста грибков, дрожжей и аэробных бактерий. Это создает более сбалансированную среду, способную поддерживать жизнь растений.
Lactococcus lactis повышает продуктивность растений, стимулирует развитие естественной микробной флоры. Стрептококки Lactococcus lactis и cremoris (молочный и сливочный соответственно) перерабатывают через брожение углеводы в молочную кислоту. Конечные продукты этого процесса – углекислый газ, этиловый спирт, летучая и фумаровая кислоты. Lactococcus lactis в чистой культуре выделил Джозеф Листер в 1873 г. Эти бактерии с растений распространяются на доильные аппараты и в молоко. Lactococcus lactis представляют собой недлинные цепочки (максимум из шести звеньев). Для их роста нужна температура примерно в 30°C, некоторые штаммы и при температуры меньше 7°C. Они синтезируют полисахариды, обладающие выраженными иммуностимулирующими свойствами. Лактококки являются продуцентами бактериоцинов (низина и др.), которые обладают широким спектром противомикробного действия, подавляют развитие многих болезнетворных микроорганизмов, в том числе листерий, туберкулезной палочки, патогенных стафилококков, возбудителя ботулизма и др.
Дрожжи (Saccharomyces cerevisiae). «пивные» или «пекарские» дрожжи относятся к классу сумчатых грибов (аскомицетов) Для них характерен аэробный (дыхательный) метаболизм, поэтому при доступе воздуха углеводы не сбраживаются до спирта, а окисляются Все эти грибки сбраживают в первую очередь глюкозу, другие моно- и олигосахариды. Олигосахариды привлекают азотфиксирующих бактерий. Синтезируют антибиотические и полезные для растений вещества из аминокислот и сахаров. Производят биологически активные вещества типа гормонов и ферментов, которые стимулируют точку роста и, соответственно, рост корня.
Благодаря такому свойству микроорганизмов их повсеместно используют в приготовлении продуктов питания, всевозможных заквасок и кисломолочных продуктов, уксусов и пр., при заготовительном силосовании растительных кормов для сельскохозяйственных животных.
Ферментирующие грибы (грибы Aspergillus и Penicillium). Быстро разлагают органические вещества, производя, сложные эфиры и антибиотики. Предотвращают заражение почвы вредными насекомыми и их личинками.
Актиномицеты (.Streptomyces griseus, Streptomyces termoviolaceus, Streptomyces globisporus, Streptomyces ruber, Streptomyces viridosporus). Эти «антибиотики» подавляют рост вредных грибов и бактерий. Улучшают состояние почвы.
Фототрофные бактерии (группы Rhodopseudomonas palustris, Rhodobacter capsulatus, Rh. Gelatinosa). Синтезируют полезные вещества, витамины, аминокислоты, сахара. Стимулируют развитие и рост растений, участвуют в фотосинтезе. Rhodobacter capsulatus явлется продуцентом липополисахарида, обладающего антагонистической активностью в отношении эндотоксинов.
Часть почвенных бактерий являются нашими помощниками, однако в почве обитают и бактерии, которые опасны для человека, вызывающие заболевания от тяжелых (холера, дизентерия, тиф, сибирская язва и др.; они могут быть и на любых поверхностях, в грязных водоемах, их переносчиками могут быть и животные, и рыбы, и птицы) до легких, средних, а порой также тяжелых, вызванные условно-патогенными бактериями (отравления, гнойно-воспалительные процессы, приводящие к интоксикации, вызванной большим количеством этих бактерий и продуктов их жизнедеятельности, поступающих в кровь). В борьбе с почвенными сапрофитами, вызывающими порчу продуктов питания, с выделением ядовитых для человека веществ, мы используем методы, вызывающие гибель или потерю способности к размножению: пастеризацию, стерилизацию, соление, копчение, кипячение, засахаривание или высушивание.
Однако, при использовании ЭМ-препаратов патогенные микроорганизмы не увеличиваются в количестве и не преобладают над полезной микрофлорой, так как последние своим количеством и продуктами жизнедеятельности создают среду неблагоприятную для патогенных микроорганизмов.
С деятельностью микроорганизмов тесно связаны формирование и динамика биохимического, питательного, окислительно-восстановительного, воздушного режимов почвы, их щелочно-кислотных условий. Способность образовывать высококачественный гумус, ассимилировать почвенные источники азота, фосфора и железа, трансформировать, перераспределять метаболиты между частыми растения, продуцировать витамины, гормоны, антибиотики. Все это свидетельствует об исключительной роли микроорганизмов в развитии почвенного плодородия.
А так как в ЭМ препаратах, тех же ЭМИКСах и ГуматЭМах, объединены микроорганизмы, условия обитания которых различны, а порой их сосуществование и противоположно (аэробы и анаэробы, холодолюбивые и теплолюбивые), они становятся поистине универсальны в разных почвенных и погодных условиях, что обеспечивает стабильное поступление питательных веществ в почву, воздухообмен в почве, а значит и улучшение роста и развития растений и, как итог – повышение урожая и качества экологически чистой продукции.
Кривошеева А.Н., агроном, сотрудник «НПО АРГО ЭМ1»