Ризосферная микрофлора. 
Анализ микроорганизмов, обитающих в ризосфере и ризоплане Astragalusaustriacusl

Все растения на Земле, в основном, являются основным источником питательных веществ для подавляющего числа микробного населения почв — гетеротрофов, и оказывают огромное влияние на микробные ценозы. Особенно активно микроорганизмы развиваются в зонах, примыкающих к корням растения. Это связано, прежде всего, с выделениями из корней (экзосмосом) органических веществ, синтезированных растениями. Ризосферной микрофлорой называют зону вокруг корней растений, а саму зону — ризосферой [18].

Так же, имеет место представление о ризоплане — непосредственной поверхности корня, заселенной микробами. Естественно, что обмен веществ корней, оказывает большое влияние на почвенную среду, непосредственно у корней. Известно, что корни увеличивают кислотную среду микрослоев почвы за счет выделения углекислоты и H⁺ ионов. Эти изменения возможны только в пределах нескольких миллиметров вокруг корня. Главным источником стимуляции почвенной микробиоты являются выделения корнями питательных веществ [11].

Патогенные и симбиотические микроорганизмы привязаны к ним и даже способны растворять стенку клеток корня и проникать внутрь цитоплазмы.

Экзосмос органических веществ из корней растений обусловлен активными процессами, пассивной диффузией или выделениями из отмирающих клеток.

Корневые отростки обычно покрыты слизистыми чехликами обильно заселенными микробами.

В микроскопических выделениях корней обнаружено большое количество различных веществ, в том числе: 10 разных сахаров, 23 аминокислоты, 10 витаминов, полисахаридные слизи, органические кислоты и многие другие вещества. Химический состав выделений зависит от вида и возраста растений.

По увеличению числа микробов, по мере приближения к поверхности корня, сфера воздействия корней на микрофлору определяется лишь приблизительно. В ризосфере (Р) насчитывается больше групп микроорганизмов, чем в окружающей почве (П), что можно выразить отношением Р/П (Таблица № 2).

Не все бактерии одинаково реагируют на стимулирующее действие корней. Замечено, что грамотрицательные бактерии явно лучше развиваются в ризосфере, чем грамположительные. Способность бактерий заселять зону корня связана не только с выделяемым веществом, но и с отношением к физическим факторам, антагонизму.

Таблица № 2 Сравнение числа бактерий и актиномицетов в ризосфере пшеницы и в контрольной почве.

Замечено, что типичные обитатели ризосферы способны разлагать целлюлозу, растворять фосфаты, использовать белки и сахара, и бактериальные полисахариды. Так же отмечается некоторая корреляция между таксономическими и физиологическими группами бактерий в ризосфере. Так, например, виды Pseudomonas доминируют в ризосфере, а виды Arthrobacter — в окружающей почве. Представители обоих родов заметно различаются по потребностям в ростовых факторах.

Существует мнение, что актиномицетам уделяется меньше внимания, хотя их причастность к ризосфере установлена. Есть вероятность, что в определенных условиях актиномицеты образуют активные вещества (антибиотики), которые препятствуют развитию патогенов на корнях. Актиномицеты обитающие в почве и ризосфере не отличаются по физиологии и видовому составу.

Многие факторы влияют на микрофлору ризосферы, а особенно: вид и возраст растений, их состояние, положение и характер распределения корней, тип почвы и окружение. Стимуляция или угнетение развития микробов корнями растений проявляются в разной степени. Например, бобовые растения лучше всего стимулируют развитие микроорганизмов в прикорневой зоне.

В случае длительного выращивания одних и тех же растений на одних и тех же площадях приводит к так называемому «почвенному утомлению». На поверхности одного корешка микрофлора оказывается разнообразной, а обилие микроорганизмов нарастает к кончикам корней, где отмечен наибольший экзосмос аминокислот.

После прорастания семени, а особенно в период цветения и плодоношения растений, ризосферный эффект увеличивается. В виду этого, возраст и старение растений играет большую роль в формировании и деятельности ризосферной микрофлоры.

Так же на микроорганизмы и их жизнедеятельность влияют тип почвы, на которой произрастает растение, степень освещенности, корневые выделения, температура воздуха.

Ризосферный эффект более ярко выражен в песчаных почвах и менее — в гумусных. Огромное воздействие на микроорганизмы оказывают обитатели почвы; во много раз больше чем изменение окружающей среды и агротехнические мероприятия. Ризосферная зона представляет собой своеобразную «буферную» систему, препятствующую воздействию среды на микрофлору.

Некоторые микроорганизмы способны существовать даже при крайних (экстремальных) значениях факторов внешней среды и часто становятся узкоспециализированными — обязательными по отношению к уровню действующего фактора. Таковыми являются облигатные галофилы (род Halobacterium), растущие в насыщенных растворах солей, многие облигатные термофилы, глубоководные барофильные бактерии (устойчивые к высокому давлению), выдерживающие давление 1400 атм, облигатные анаэробы, погибающие при незначительных примесях кислорода в атмосфере (род Selenomonas и др.). Некоторые виды бактерий и грибов способны размножаться даже при 0 °C, если водный раствор не замерзает.

Опасным температурным пределом для животных, включая простейших, является 50 °C, максимум для грибов 56—60 °С. Сине-зеленые водоросли (род Synechococcus) активны в горячих источниках при 73—75 °С, а некоторые флексибактерии активно размножаются в горячих гейзерах (90 °С). Границы жизнедеятельности микроорганизмов колоссальны. Эта особенность микроорганизмов обеспечивает им практически беспредельное развитие на нашей планете [26].

В научном мире, в последние годы, уделяется большое внимание микрофлоре ризосферы.

Многие исследователи приводят данные о значительном скоплении микроорганизмов в прикорневой зоне. Кацнельсон нашел в ризосфере свеклы в 100—1000 раз больше микробов, чем вне корневой зоны. Том и Хэмфильд приводят такие цифры: в ризосфере маиса имеется 136 млн. бактерий, а вне ризосферы (контроль) — 5 млн. на один грамм почвы.

По данным Старки, в ризосфере фасоли насчитывается 200 млн/г бактерий, свеклы — 427 млн/г и зерновых культур — 653 млн/г. Контрольные образцы почв имели от 1 до 5 млн. бактерий в одном грамме.

Химический состав почвы, так сказать, ее плодородность оказывают огромное влияние на количественный состав микрофлоры ризосферы. Современные приемы агротехники с внесением соответствующих удобрений увеличивают видовой состав микроорганизмов в ризосфере [13].

По мере углубления в почву микробы обычно насчитываются единицами, тогда как в ризосфере растений даже на глубине 2 — 3 м они развиваются в изобилии.

В условиях глубинного роста корневая система растений создает вполне благоприятные условия для развития микроорганизмов не только выделением питательных веществ, но, по-видимому, и такими факторами, как улучшение условий дыхания и обмена веществ.

С возрастом растений количество микробов в прикорневой зоне меняетмя. Максимальное число их обнаруживается в период наиболее бурного роста растения.

Чем интенсивней протекают жизненные процессы, тем больше выделяется корнями органических веществ и тем интенсивнее идет размножение микробов в ризосфере.

Обильное развитие микроорганизмов происходит и на ранних стадиях развития растений, однако самый бурный рост микробов наступает в период цветения или непосредственно перед ним.

Иногда отмечаются два и даже три подъема кривой роста микробов: первый, небольшой подъем — в ранней стадии, второй, больший — перед цветением и во время цветения, а третий — перед созреванием. Последний обычно бывает чуть заметным.