Биопрепарат азотобактерин на основе Azotobacter chroococcum

Способность Azotobacter chroococcum размножаться при соответствующих условиях в ризосфере сельскохозяйственных культур дала основание предполагать, что указанный микроорганизм может улучшить азотное питание растений. По предложению академика С. П. Костычева и его сотрудников с тридцатых годов двадцатого столетия в нашей стране начали применять землеудобрительный препарат, содержащий культуру Azotobacter chroococcum, — азотобактерин.

Позднее, когда выяснилась способность микроорганизма продуцировать биологически активные вещества, его действие на растения стали связывать не только с фиксацией азота и улучшением азотного питания, но и с поступлением в растения вырабатываемых микроорганизмом биологически активных соединений (витаминов и стимуляторов роста).

Весьма важное свойство азотобактера заключается и в том, что он вырабатывает фунгистическое вещество, которое представляет собой метиловый эфир алифатической тетраеновой кислоты, содержащей гидроксильную и р-мстильную группы. Обнаруженный антибиотик, по данным Н. И. Придачиной, активен против значительного числа фитопатогенных грибов. Благодаря этому при бактеризации азотобактером в ризосфере угнетается развитие микроскопических грибов, многие из которых задерживают рост растений. Так, культура азотобактера снимает угнетающее действие фитотоксичного гриба Altenaria на кукурузу, а рост незараженного растения стимулирует. Отдельные культуры Azotobacter различаются по своим антагонистическим свойствам.

Работа с различными штаммами Azotobacter chroococcum подтвердила хорошее действие на растения лишь тех культур, которые вырабатывают биологически активные вещества. Поэтому при селекции для производственных целей отбирают культуры азотобактера, продуцирующие биологически активные соединения, стимулирующие рост растений и угнетающие развитие фитопатогенных грибов родов Verticillium, Helmintosporium, Pythium, Fusarium и т. д.

Однако для полевых культур азотобактерин малоэффективен. Это связано с его способностью развиваться лишь в хорошо окультуренных почвах. На унавоженных почвах положительное действие азотобактерина возрастает. Препарат хорошо влияет, например, на овощные культуры, которые обычно выращивают на сильно удобренных навозом почвах. Здесь бактеризация семян может повысить урожай на 20—30% и, что особенно важно, ускорить его созревание.

Для объяснения эффективности азотобактера прежде всего следует выяснить, может ли этот микроорганизм, используя корневые выделения, накопить достаточно азота для развития растения. Опыты с монобактериальными культурами, в которых высшее растение, выращенное из стерильных семян, инокулировали культурой азотобактера, дают на этот вопрос отрицательный ответ. За счет корневых выделений бактерия не может усвоить такое количество азота, которое обеспечивало бы высокий урожай растений.

Вместе с тем при определенных условиях азотобактер улучшает рост растений. В этом можно убедиться, если в условиях монобактериальной культуры обработать им семена растений. Объясняется это тем, что азотобактер синтезирует много биологически активных соединений — никотиновую и пантотеновую кислоты, пиридоксин, биотин, гетероауксин, гиббереллин и, возможно, ряд других соединений. Комплекс указанных веществ способен стимулировать прорастание семян, ускорять развитие растений в благоприятных условиях среды.

Положительное действие азотобактера легко понять, учитывая физиологические особенности данной бактерии. Она активно размножается лишь в плодородных почвах, обеспеченных органическим веществом, фосфором и влагой. Дефицит увлажнения азотобактер переносит хуже, чем другие бактерии.

Известно, что в плодородных почвах присутствует спонтанная культура Azotobacter. Как же в таком случае объяснить положительный эффект дополнительного заражения? Вероятно, это связано с небольшой численностью клеток азотобактера даже в плодородной почве. При бактеризации количество бактерий сильно возрастает, особенно в ризосфере, что и создает благоприятные условия для развития корневой системы. Проявляется как стимулирующее влияние ростовых веществ, так и подавление вредной грибной флоры, а также некоторое накопление в почве доступного растениям азота.

Препарат азотобактерин используют в основном для оранжерейной и парниковой культуры растений. Обычно его готовят, размножая микроорганизм в стерильной почве или низовом торфе, имеющих нейтральную реакцию и высокое содержание гумуса. К почве добавляют источник углерода, доступный азотобактеру. Высеваемые семена смачивают водной суспензией препарата. У рассады можно смачивать суспензией корневую систему. Препарат азотобактера нестабилен и годен для использования ограниченное время.