Эпифитные микроорганизмы и хранение урожая

Часть микроорганизмов, развивающихся в зоне корней растений, во время вегетации последних переходит на надземные органы и продолжает здесь размножаться. Некоторое число микроорганизмов заносится на поверхность растений с пылью и насекомыми.

Микроорганизмы, развивающиеся на поверхности растений, получили название эпифитов, или микробов филлосферы. Эти микроорганизмы не паразитируют на растении, а растут за счет нормальных выделений его тканей и имеющихся на поверхности органов небольших количеств загрязнений органического происхождения (пыль и т. д.).

Довольствоваться скудными запасами питательных материалов на поверхности растений могут далеко не все микроорганизмы. Поэтому состав эпифитной микрофлоры растений весьма специфичен. До 80% общего количества эпифитов составляют клетки Erwinia herbicola. Эта грамотрицательная неспорообразующая бактерия на мясо-пептонном агаре формирует золотисто-желтые колонии. В некотором количестве обнаруживаются на поверхности растений и другие бактерии, в частности фиксирующие молекулярный азот. Бацилл и актиномицетов среди эпифитных микроорганизмов мало, чаще встречаются споры разных видов грибов (Penicillium, Fusarium, Мисог и т. д.).

Существование эпифитных микроорганизмов на здоровом растении в значительной мере связано с климатом. Во влажную погоду их численность возрастает, в сухую, наоборот, уменьшается. У тех растений, которые интенсивнее выделяют продукты обмена на поверхность тканей, эпифитная микрофлора богаче и разнообразнее.

Микроорганизмы обитают не только на стеблях, листьях и других надземных органах растений, но и на семенах. Исключение составляют семена, плотно закрытые плодовыми или семенными оболочками, например плоды бобовых культур. В таких случаях до момента раскрытия оболочек семена практически лишены микрофлоры. Во время уборки и обмолота такое зерно сильно загрязняется микроорганизмами. Большое значение при этом имеют пыль и почва.

Степень обсеменения различного зерна микроорганизмами неодинакова. Сказываются индивидуальные особенности растения, условия созревания зерна и его морфологические признаки. Так, бороздка, шероховатая поверхность эпидермиса или цветковые пленки способствуют скоплению на поверхности зерна большого количества пыли и микрофлоры. Поэтому на зерне злаковых больше микроорганизмов, чем на семенах некоторых масличных или бобовых с гладкой поверхностью.

Воздействие эпифитных микроорганизмов на растительный организм очень разнообразно и зависит от окружающих условий. В первые этапы прорастания зерна эпифитные микроорганизмы начинают размножаться и переходят на корни и проросток. При пониженной температуре интенсивнее развиваются холодоустойчивые микроскопические грибы, среди которых есть и факультативные, и облигатные паразиты. В результате резко понижается полевая всхожесть зерна. Предварительное протравливание семян значительно снижает вред, причиняемый эпифитными грибами.

Интересно, что протравливание семян кукурузы наиболее эффективно в условиях холодного климата. Это вполне понятно, так как при низкой температуре почвы грибы более агрессивны, а иммунитет растений снижен.

В северной зоне России кукурузу можно без ущерба высевать, не ожидая прогрева почвы, если применять так называемую гидрофобизацию семян. Суть метода заключается в покрытии семян водонерастворимой, но проницаемой для воды и воздуха пленкой, содержащей пестициды, предохраняющие семена и всходы от грибных и бактериальных болезней и вредителей.

Эпнфитные микроорганизмы, размножаясь на поверхности растений, создают биологический барьер, препятствующий проникновению паразитов в растительные ткани. Усиливая размножение эпифитной микрофлоры опрыскиванием растений питательными для микроорганизмов растворами, удастся увеличить антагонистическое воздействие эпифитов на фитопатогенные микроорганизмы. В принципе с некоторыми болезнями растений можно бороться, воздействуя на их эпифиты.

Большую роль эпифитные микроорганизмы играют при хранении зерна и семян. От чего зависит развитие на зерне и семенах микроорганизмов, а следовательно, порча этой продукции? Прежде всего от влажности зерна и температуры окружающей среды. Так, во время созревания зерна влажность его сильно снижается и достигает уровня, когда размножение микроорганизмов становится невозможным. В спелом зерне вся влага находится в связанном состоянии и недоступна микроорганизмам.

Различные группы микроорганизмов начинают развиваться на зерне при разных уровнях влажности. Так, при температуре около 15—20 °С некоторые грибы могут размножаться на зерне пшеницы и кукурузы с влажностью 14,5—15%, а бактерии — при увлажнении зерна пшеницы до 17,5—18%.

Зерну каждой группы культур присуща своя критическая влажность, при которой на нем возможно размножение микроорганизмов. На семенах бобовых при указанной выше температуре грибы развиваются при влажности 16%, подсолнечника — при 7—9%. Это зависит от количества связанной воды в тканях различных семян, что определяется их структурой и химическим составом. Микроорганизмы начинают развиваться на зерне, лишь когда в нем появляется свободная вода, т. е. степень увлажнения превышает уровень связанной воды.

Степень увлажнения хранящегося зерна зависит от влажности окружающего воздуха. Установлены значения равновесной влажности семян и зерна растений при различной влажности воздуха. Руководствуясь приведенными показателями, можно создавать благоприятные условия для хранения зерна и семян.

Развитие микроорганизмов на зерне и семенах определяется также температурой. Это отмечается только для несколько увлажненного материала, так как на сухом зерне микроорганизмы не развиваются. При повышенной влажности зерна микроорганизмы размножаются тем быстрее, чем выше температура.

В зависимости от влажности зерна пшеницы и температуры среды на нем развиваются различные группы микроорганизмов. При температуре 10 °C даже довольно влажное зерно (18—19% влаги) может хорошо храниться, а при 15—20 °С оно начинает быстро плесневеть и портиться. Для успешного хранения зерна при более высокой температуре его влажность необходимо снизить.

Активное развитие микроорганизмов в зерновой массе различных культур при одной и той же степени увлажнения начинается в разные сроки. Пшеница, рожь, ячмень, горох, бобы и гречиха довольно устойчивы. В просе, кукурузе и подсолнечнике микроорганизмы развиваются быстрее и интенсивнее.

При подмокании любого зерна свойственная ему эпифитная микрофлора быстро исчезает. Начинают развиваться разные мицелиальные грибы (плесени), преимушественно представители родов Penicillium и Aspergillus. Последний род преобладает при повышенной температуре (выше 25 °С). Из бактерий на зерне сначала обильно размножаются микрококки, полностью вытесняющие Erwinia herbicola, позднее появляются разнообразные неспорообразуюшие палочки, а при повышенной температуре — бациллы (Bacillus mesentericus, В. subiilis и др.). Следовательно, по составу микрофлоры зерна можно судить об условиях его хранения.

При более или менее длительном развитии микроорганизмов в результате их жизнедеятельности масса зерна может разогреться. Зерновые массы имеют низкую теплопроводность, поэтому хорошо аккумулируют тепло. Наряду с микроорганизмами тепло выделяется вследствие дыхания зерна, развития насекомых и т. п.

Глубоко зашедший процесс разогревания зерна приводит к повышению его температуры до 60 °C. Зерно при этом нередко приобретает темную окраску — «обугливается», так как в нем образуются темноокрашенные соединения меланоидной природы.

Сохранность урожая овощей и плодов, имеющих большую влажность, определяется их иммунитетом и созданием внешней среды, предупреждающей развитие микроорганизмов на их поверхности.