Симбиоз с микроорганизмами — основа жизни растений - Фаня Юрьевна Гельцер

природу растений в последующих поколениях и тем самым способствовать воспитанию более микотрофных семян и клубней картофеля высокого качества.

Первая реакция растений на обработку ростовыми препаратами с микроэлементами (при оптимальных их концентрациях) семян или клубней проявляется в более дружном и раннем (на 2-4 дня) их прорастании. Положительное действие проведенной обработки хорошо определяется по степени развития корневой системы через месяц после появления всходов.

В табл.13 приведены результаты действия препарата Симбионт 1 га урожай, листовую поверхность и массу корней картофеля сорта Приекульский в опыте, проведенном в Ташкентском сельскохозяйственном институте Е. Г. Лучининой и З. Иногамовым (1971). Повторность опыта 4-кратная.

Таблица 13 Развитие и урожай картофеля при обработке посадочных клубней препаратом Симбионт 1 и медью

Как видно из этой таблицы, масса корней и листовая поверхность куста картофеля при обработке клубней гормональным препаратом и медью, а затем опрыскивании ботвы медью удвоились, что способствовало повышению урожайности на 56,6%.

Наряду с повышением урожаев клубней в опытных вариантах происходило увеличение количества побегов в кусте, исчезновение мозаичности листьев, снижение поражаемости готикой и вирусами. Данные о повышении иммунитета растений рассмотрены в главе 5.

Препарат Симбионт 1 был испытан и на зерновых культурах. Так, в опытах, проведенных научным сотрудником Куйбышевского сельскохозяйственного института А. В. Бушевой на неорошаемых почвах Куйбышевской области в совхозе «Комсомолец», высевались ячмень сорта Одесский 36 и пшеница сорта Мироновская 808. В 1981 г. в связи с засухой (за вегетационный период выпало всего 46 мм осадков) урожай ячменя в контроле в среднем не превышал 10,6 ц/га, а прибавка в опытном варианте составила всего 2,6 ц/га. Немногим лучше были успехи в 1982 г., когда прибавка урожая ячменя от применения ростового препарата достигла 5,58 ц/га, а у пшеницы — 4,6 ц/га. Только в благополучном по осадкам 1983 г. при урожае ячменя в контроле 23,6 ц/га в опытных посевах было получено 37,2 ц/га, т. е. прибавка составила 13,6%, что свидетельствовало о высокой эффективности Симбионта 1.

В 1983 г. А. В. Бушевой впервые был применен новый способ использования ростового препарата на озимой пшенице — опрыскивание весной ее всходов с самолета. Опыт проводился на площади 99 га: по 33 га в каждом из трех вариантов. На обработку 8 га посевов затрачивалось 1,2 т воды, в которую добавляли 2,4 г сернокислой меди, 4 и 6 мл препарата Симбионт 1 (0,50 и 0,75 мл/га). Надо сказать, что для обычной обработки семян зерновых культур идет 0,33 мл препарата в расчете на 1 га. Все фазы развития пшеницы в опытных вариантах, включая созревание, проходили на 3 дня раньше, а пораженность растений корневыми гнилями была на 15,9% ниже, чем в контроле. Урожайность пшеницы в контрольных посевах составила 33,8 ц/га, а в опытных была соответственно на 14,5 и 24,9 ц/га, или на 42,9 и 73,7%, выше (НСР05 1,6 ц/га).

Из приведенных примеров с очевидностью следует, что эффективное применение ростовых препаратов в земледелии возможно только при хороших условиях роста растении, в частности при орошении. Мы уже давно отмечали, что с повышением урожая в контроле возрастает эффективность применения ростовых препаратов и поэтому не следует ожидать значительного увеличения продуктивности растений при низком ее уровне в контроле, а также давать оценку действия препарата в указанных условиях.

При использовании ростовых препаратов в закрытом грунте на огурцах и томатах часто наблюдалось снижение их эффективности при излишней экономии на освещении и отоплении оранжерей, в особенности в первый период роста растений (Гельцер, 1973б).

Вторым неблагоприятным фактором для деятельности эндофитов является применение высоких доз минерального азота (рис. 29), от которых страдают все микроорганизмы, обладающие способностью к азотфиксации. Сейчас стало очевидным, что установленное еще во времена Либиха вредное действие на растение высоких доз азота связано с морфологической деградацией строения симбионтных грибов в корневой системе. Гифы этих грибов, питающихся готовым азотом, значительно увеличиваются в размере, так же как и везикулы. Внутри последних мы не наблюдаем скопления продуктов синтеза эндофитов, что указывает на нарушение их основных функций. Отсюда следует, что при необходимости применения больших доз азота нужно вносить его дробно, в 2-3 срока.

Рис. 29. Влияние разных доз азота на рост растения

Очень важно при использовании препарата соблюдать рекомендуемые концентрации и сроки его воздействия на те или иные объекты. В процессе испытания влияния различных концентраций препарата Симбионт 1 нами было установлено, что примененный в более высокой дозировке он вместо стимулирования оказывает угнетающее действие. При более значительном сроке воздействия против оптимального также происходит торможение в развитии растении. Например, обработанные семена всходят на 2-4 дня позже, а не на столько же дней раньше, как наблюдается при оптимальной экспозиции обработки. Таким образом, стимулирующие препараты могут проявлять себя как ингибиторы. К такому же выводу пришли научные сотрудники Молдавской академии наук П. Н. Разумовский, Д. И. Атаманюк, М. А. Златоуст и Г. И. Якимова (1975).

Эти авторы указывают, что при расшифровке всего комплекса биоса в нем обнаружены витамины группы В, биологически активные липиды и азотистые соединения, к рассмотрению которых мы переходим. Близкое к указанному определение биоса было дано Н. Г. Холодным (1939).

Витамины и ферменты. Способность эндофитов синтезировать витамины подтверждается возможностью их многолетнего культивирования в лабораторных питательных средах без добавок витаминов извне, что указывает на их «автотрофность» по отношению к витаминам. Все же, поскольку не исключена возможность участия витаминов в стимулирующем действии продуктов метаболизма эндофитов, мы использовали разработанный Е. Н. Одинцовой (1959) микробиологический метод определения их наличия в нативной жидкости симбионтного гриба, выделенного из корней женьшеня. Тест–объектами были дрожжевые и мицелиальные грибки, реагирующие на определенные витамины. Испытывались витамины В1, В3, В5, В6, Н. В нативной жидкости установлено наличие указанных витаминов, представляющих собой продукты синтеза чистых культур эндофитов. Наиболее отчетливо качественная реакция обнаружила присутствие пиридоксина (В6), пантотеновой кислоты (В3) и биотина (Н).

Количественно определяли только рибофлавин (В2) в связи с его большим значением для жизнедеятельности растений и участием в процессе их дыхания. Определение проводилось на электронном флуорометре по методу, разработанному К. Л. Поволоцкой с сотрудниками в Институте биохимии АН СССР им. Баха.

В природных объектах рибофлавин встречается как в прочносвязанном с белками, так и в свободном состоянии. В первом случае необходимо проведение ферментативного и кислотного гидролиза,