Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ДИНАМИКА АЗОСПИРИЛЛЫ В РИЗОСФЕРЕ И РИЗОПЛАНЕ РАСТЕНИЙ И В ПОЧВЕ

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "ДИНАМИКА АЗОСПИРИЛЛЫ В РИЗОСФЕРЕ И РИЗОПЛАНЕ РАСТЕНИЙ И В ПОЧВЕ"



ИОСЯОВСКИЯ ОРДЕНА ЛВОМА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РШЛЩМ

к седой трудового красного знамени

ГОСУДАРСтеВМЫЙ УЮВЕРСИТЕТ имени и. в. лшоКосош

♦акульмт почвоведения

Н» правах рукописи

ЛПОН Сергей Ал«ксаядро»*ч

JW 031.461.61

дапамика аэослриш в ризосфере и ризопданк расгшя и в почве

03.00.07 * иикробиоюгия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Косква - 1966

Работ* выполнена на кафедра биологии почв факультета -' Почвоведения Московского государственного университет* ныаян М.В. Ломоносова,

Научны* руководитель - доктор биологических наук, ■ профессор Д. Г. Звягинцев.

Официальны* оппонента - доктор биологических наук Д.И. Никитин , кандидат биологических наук Г.А. Кочхика.

Ведущая организация - Московская сельскохоаяйстввннвл академия ин. К.А. Тимирязева. .

Зацита состоится " S" " апреля I960 г, »15 ч, 30 инн, на еаседаним Спецкаяиэ1фовакного совета до микробиологии я 'агрохимии №53.05.86 на факультете Почвоведения МГУ им, М.В. Ломоносова по адресу: 119699, Москва, Ленинские горы, ШУ, факультет Почвоведения, аудитория И-2.

С диссертацией можно оенакоцмться в библиотеке факультета Почвоведение МГ>.

Автореферат равосяан " ^ " Хввв г,

Учены! секретарь опециаливирамнютоемета ^¿ffafyf И.О.

3. Оценка влияния аэоспирилл на ростячмекя и гороха.

4, Изучение ВэшялодвКо твия популяций аэоспирилл л кду<5ень~ ковш с акт ери Я в прикорневой зоне* гороха. '

Научна^ новизна. Впервые изучено пространств ешсе рге яре делений популяции аэоспирилл в прикорневой гоне ячменя. Быстрое лоняелтрарованце клеток в .непосредствен™А близости от корневой ровершоотп и численное доиинцроваяие а. ЬгавИепаи в микробном комплексе ризоплакы в начальные этапы вегетавдш растений -основная вкологаческая особенность ршсмахривоемых бактерий. Огдаченное свойство обеспечивает как вщиваемость популяции в природе, так и относительно сильное влияние на растения.

На основании расписания образования колоний определено состояние клеток аэоспирилл в различал* местообитаниям. Показано . что* прикорневая, зона растений обеспечивает' не только относительно вшокую ЧГОД9ВНОСТЬ популяции А. Ьгаэ11епае , ВО И ДОСТвТОЧНО вшокиД уровень активности клеток, а почва представляется средой неблагоприятной для изучавшее бактерий.

Изучение взаимодействия между X. ЬгааНепве в клубевьно-вцмн бактери-чш виявдло существенное взеишвлияниа попудягой. Зарегистрировано положительное действие азоспирилл на формирование

б об ово-рпэ обвального лимбяоэа.

' 1 . - \

Практическая ценность. Полученные результаты поьюгут более \ ■ ■ в&денаправленно,использовать азоспириллы как в качестве самостоятельного бактериального удобрения, тьж и еря совместной применении с клубеньков ыш бактериями. . ,-

Птб1шткатшя. По тепе дизоаргаши опубликовало * 4 работа.

¿пробакяд, .шЗугц. Основные положения диссертация додоженн . на коя£ерешда "МщсрооргяадЕШ в сельском хозяйстве" ( Москва,

-31266 ), а также на эйоедаяли кафедра биологии почв факультета Почвоведения №7.

Дбзам, .раб.рдц. Диссертация состоит из введения, ■ 8 глав, эакияешш, выводов, Материалы диссертапяи излажена на 118 страницах машинописного текста, содоркат 21 рисунок , Э таблицы , список литературы из 163 названий, из ни* 1 122 .- зарубежные , ,

ОБЪЕКТЫ И МЗТОДИ ИССЛЕДОВАНИЯ

В качестве объекта исследования взята устойчивая к стрептомицину популяция A*osplrilluin brasileñas Sp 7 í ATOO 29145 ). Бшстер.га в определенной концентрации "носили в образны почвы, одни из которых инкубировали при постоянной влага ост и и температуре ( 20°С ) в эксикаторе, а в другие высевали проросшие семена растений, i

В некоторых опытах дня инициации сукцессии микроорганизмов в почву добавляли глюкозу. ( IÍ от кассы почвн ) с одновременный увлажнением образдай до 60% от общей влагоемхостя. К моменту внесения азоспир;шл почвенные образцы представляли разные »тана сукцессии почвенных микроорганизмов, что достигалось различным вредней предварительной инкуб аша почвы с глюкозой.

Обилие Á» brasileñas определяли в ризосфере, ризошгане растений и в иочйе. Выявление и количественный учет популяции проводили методом генетической маркировки на твердой питательной среде НРЪ (Albreeht.Okon, 1979 Í, Содержащей СТрдПТОШЕЛН ( 500 мкг/itt ). -

Экспериментальное разделение ризосфера и ризопланы осуществляй следутщим способом, ризосферой считали почву, полученную посла

ЕстрлХиваяия корней в колйэ со стерильной водо!1 ( 3 мая,180 об / моя ). Отпитые таким образом корни нредотавляшг образец ризопланы.

Предварительную подготовку образцов проводили на ультразвуковой установку типа УЗДН-I С 22 кГц; 0,4 А; 2 шш > ( Звягинцев и др., IS80 ).

Ita ос ковал ии доннн* по динамике азосппршш £ почье рассчитывали найлюдаеиу» удельную скорость изменения их" численности (Звягинцев и др., 1981). Определение состояние клеток аэоспиршиг in situ проводили на основе анализа расписания появления колоний на позерхности питательной среда С Кожевни и др., 1987.).

. Влияние 1. ЬгаяНвоэе на рост ячменя и гороха изучали в . условиях мелкодаляночного опита на территории почвенного стационара 1.ТУ. Учет .зеленой,маесц растений проводился через два месяца после начала опита (< ячменя - в фазе молочной спелости , гороха - в фазе начала образования бобов ). Плотность популяции Л. brasileñas в прикорневой зоне определяли методом генетической маркировки, азотфивзируищую активность микробного комплекса корней - ацетиленовым методом. ..

Пространственное распределение популяция a. brasiienae в системе "почва^растениа" определяли методом стекол обрастания. Выявление и количественный учет азоспиридл на стеклах осуществляли непрямым ишуюфлуоресдавтнда методом ( Кожевин и др., 1973 -), дал чего предварительно путем гиперот/ыувиэацик кролккрв получена аатиоыворозаа С schaiidt et ai.,i96e ). Общее обилие почвенник бактерий определяли о помощыэ лшииесцентной микроскопии после окрашивания препаратов водным раствором акридина оранжевого ( ItIO ООО ) .(Звяпшдев ¡Я др.,1980)..

Для изучения взаимодействия азоспиралл и клубеньковых бактерий В прикорневой ЗОНе гороха ЦОПУЛЯШВ a. brasileña«

вносили в почву одновременно с клетками DiizoUun legwninosarum ZK . Затем в почву высевала семена растений. В другом варианте ' опита интродукция азоспирплл осуиествянэсь спустя 48 часов после добавления клубеньковкх бактерий и посева гороха. Определяли • обилие популяций А. ЬгаэИепэе H R. leguminoararum В ризосфере я рязоплано растений методом генетической маркировки,. а тагасе количество образовавшихся на корнях гороха клубеньков.

Результаты всех экспериментов обрабатывали ва программируемом микрокалькуляторе "Электроника Щ-54" общепринятыми статистическими /.:етодали ( расчет средних, , дисперсии, доверитель ныг ие-тервалов,корреляций!, а такке определение методом нагманьших квадратов параметров модели расписания появления колошгй ).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСЭТЩЗШЕ - :

* - ...

I* Динамика a. braaiienee . в различных местообитаниях

Динамика популяции а, ЪгяаНепаэ в почве зависит как от типа почв и, так и от уровня начальной численности бактерий (рнз.1). В дерново-подзолистой почве плотность популяции сразу нотпнаэг : постепенно уменьшаться при всех уровнях внесения азоспирплл, В черноземе такая картина'паблищается только при обклыгом добавлении бактерий ( IcP клеток/г почвu ), а в вариантах с более низкими показ отелями- числе «пост и Ю6 и lu5 клеток/> почвы отмечается достоверное увеличение популяшоиной плотности a. brasllenae в G и 10 раз. соответственно. Однако в' дальнейшем, как и в дерново-подзолистой почве, в черпозеке наблюдается заметное слоение обшил аэоспирилл ..-...■ .

Во всех вариантах ontrra в росс мат рот аемие сроки нет стабилизации численности вкесещюИ п почву популяции к. bra-iiens» • Медленное, по неуклонное сшкеняе лопуляцноиной плот воет я продол-

10, 20

30

■40

50

60 сутки

рис. I. Динамика популяции А. ЪгвоНеавв в ДСр!ЮВО-ПОД-зодистой ьочие {I, 3» 5 ) и черноземе (2, 4. в) лри разной начальной численности бактерий в почве: I, 2 - 10® клеток г , Э, 4 ~ 106 клеток/г , 5,. € - Ю5 клеток/г почвы число клеток на I г почва ) .

■ ю ■ ■ 20 . - зо 40

Ряс. 2. Двдашка пояуяяции Л.* ЬгааИваэв в условиях ыелкоделяночпого ■ одита. № г-часло клеток ва I г. почви. .

50 сутки в почве

жаетоя f no itpaflnefl мэре, г через два месяца после добевлеяжя клеток в почву в увловиях модельного опыта. В природной обстановке к указанному с ролу популяцию вообще ко удается выявить (ри:, 2) , что указывает на возможную элиминацию азосплрвял вз рвссмзгрлваэ-ЮГО МЭСТООбИГЭКИЯ И ЙОПрЖПОСОбЛвНЯОСТЬ A. brasllense к oôs-таннвв нестерильной шЛве. Дахе если популяция а. ЪгавИепее я ссарааявтся ввотве в данных условиях* то уровень равновесной чюленностн очень вязок и ее представляется значимым при реиеджн практических задот.

Одаавд в почве в результате протекания сукдасоиоданг процессов дня одной я той же популяции могут складываться различима условия. Поэтому необходию определять этблы микробной сукгоссия вал— v более , а наименее благоприятный для изучавши бактерий. В качестве критерия првзпособлепностШ пояудяша

Ai br&allenaa К ОЛрОДвЛеЯЕНМ

стадиям сукцессии микрооргввиэюв взята наблодаемая удельная скорость Изменения чдалеиности ■ азоспирши ( Г) в почве. Наибольшие значении Г наб-лщалгся на начальных этапах микробной сукцессии! а именно в вариантах с одновременным в несением популяции и ^ глпкоэи в почву и б случае добавления бактерий не позже 5 дней после инициации оукцесс иойних процессов в почве (pnct3). Ha более поздних стадиях сукцессия микроорганизмов величина Г резко падает.

0,04

0,02

0,01-j

0,005-

Рис.З. Наблюдаемая удельная скорость изменения численности азосляридл( J") в дердаво-нодзолистой почве /V и черноземе /Б/.

Таким образом, наилучшие условия ДНЯ популяции A.braellenaa складапаюгся в условиях "молодой" системы сразу после внесения в почву органического вещества. Это соответствует представлениям о преимущественном развитии азоспирилл в пракориевой зона растений.

Действительно, в условиях модального опита и кукуруза, и

ЯЧМенЬ «рОШО СТШЧулИруЖ» развитие ПОПУЛЯЦИИ А. ЬгоэНеплв

вблизи корней. При вцращивашш растений в черноземе. ризосфернай &34<екг в среднем равен S (рис.4), а в дерново-подзолистой почве численность А. ЬгавИепэе в прикорневой зове растений примерно ва порядок превышает поцуляда^шгую плотность азоспирилл в почве без растение (рис.5). В ризоплане наблюдается популяцвоннцК "взрьш", о чей свидетельству!® показатели обилия (Ю6 - 10® клеток/г корня) уже через 6-12 суток после вшева семя». ■

Таким образом, в прикорневой зоне растений, а не в почве создается .наиболее благоприятные условия для азоспирилл. Именно здесь набладается выр¡лепное размножение и длительное сохранение популяция азоспирилл на достаточно вшокоы уровне чшленноети, причем выявляется некоторая селективность йрикориевой зонц до отно-meszn R россиш-ркваемш бактериям, - ■. . ^

При выращивании растений в черноземе в начал.ныз сроки их развития наибольшее обилие азоспирилл заре г д: трировако в ризоо-фере и ризоплане ячменя (рис,4), В прикорневой зоче Ьукурузы по-пуллкионная плотность а. ъгаaliens*: существенно ниже. На более поздцшх этшме вегетации наблюдается снижение численности бшетерий в ризосфере и ризоплане ячменя и увеличение обилия азоспирилл вблизи корней кукурузи,

Иная картина яайлюдается в дорново-п од золив той почве (рис.5). В этом случае на ранни стадиях развития растений обилие a. bra-

6 -

#н1

7-

е -

__I—I

12

20

90 сутки

ЭО сутки

Рис. 4. Днназша А. ЬгааНвшзв б р'етос^ерз- <А ), ризопжию. (Б ) ячденя <Х ) и кукурузы (2 ) (чернозем ), . "

3 - контрольная почва. . . .

Я (»1) - >шсло клеток на I г иочви (корня)-

5 12 20 30 сутки

Рис. 5.. .Динамика Л, ЬгааНвгше, в ризосфере ( А ) и ризоплане С Б) ячменя( I) . и кукурузы (2 ) ( лерново-подзолистая почва), ' 3 - контрольная почва..

- число клеток на X г почвы (корня ) ,

-ti-.

alíense в ризосфере и риэоплане кукуруэн значительно вше, чей вблизи корней ячменя, В дальнейшем прикорневая зона ятаюая более благоприятна дая развития азоопирилл по сравнениюс кукурузой.

Таким образом, масштаба развития и уровень равновесной чгг— .ценности A. braeiierise зависят как от типа почва, так я от вида растения и от стадии его роста,

2. Определение состояния клеток A. brasilina« в различных местообитаниях:

Количество аэоспирилл и их динамика в почве в прикорневой зона рас теля В хотя я дает возможность оценить многие важшо особенности указанных бактерий, но не являйся исчерпывающе¡1 характеристикой лопуляши. Часто численность микроорганизмов на обязательно отражает юс активность, поэтому дня йолее глубокого понимания'9 ко логической рОЛИ А. ЪгяеНепзе Наряду О ПЛОТНОСТЬ» . популяции необходимо знать и состояние клеток непосредственно в йстественноЯ среда обитания.

Для решения втого вопроса анализировали расписание появления колоний на твердой Питательной среде после высева материала из ' Природного местообитания (Кожевен и др.,1987). В основе подхода лежит предположение Т.1атторя ( Hattorí.1931tlehikurl «t «1., 1963) о вероятностной природе ггродасса формирования колоний. Образовшш

колоний разнообразных 'микроорганизмов на поверхности питательной ч *

среди подчиняется закону редких событий Пуассона. Исходя их этого определяется число колоний на чашке Петря в лжбоЙ Ьомеят времена t» K(t),- Я„(1 - екр( -Ди - tr)> г

Д - вероятность образования клетками популяции колоний; *г'~ время задортки,

- финальное чнзло колоний. f

Вероятность образования колоний в первую очередь зависит от состояния исходной материшкой клетки, взятой непосредственно из (гост о обитания. Поэтому этот, лераштр и впбрак в.качестве показателя состояния (активности) популяции азсспиридл в различных

местообитаниях., (рис, 6).

Так, популяция А.ЪгаэИепяе в аяопопеишальной фазе роста па пет от ель-пой среде имеет заведомо визокий уровень активности и, соответственно, в этом случае вероятность размножения Я максимальна и составляет 0,59/ч-?. При попадшча в нестерильную почву азосвириллы претерпевают аа-метнцй стресо, о чем свидетельствует снижение вероятности размводения доЛ =0,Е7 V*.

Для бактерия, находящихся в прикорневой зоне ячменя, величина .Л ' хотя и меньаз показателя активной лвбвраторной кудьтурыазоспнрвлл, во вместе с тем значительно (в 1,3 раза) превшае* вероятность Я для популяции в почве баз рас-: , тений, .

Таким образом, в прикорневой воне , растений поддерживается только ваз окая

ЧИОЛеННОСТЬ ПОПУЛЯЦИИ 1>га^11епв» ,

но в отвосгаельйо вюокая активность бактерий, в то время - как почва предзтавлдатся "" средой неблагоприятно! для Ьэучаемцх микроорганизмов, ■ 1 ■ 1 ' ■ ' ■ ..

2-суточная культура на МЦр

40 50 60 # ризоидака

Рис.6._ Расписание появления колоний и состояние клеток азосгасрилл Л в различных местообитаниях. М- число КОЛОНИЙ в %„ I - время .в ч ,

-133, Влияние аэосггарилл на развитие растений

Использование популяции а. ъгаеНепве £ качестве йак-териалького удобрения в уоловияг мелкоделяно^ного опита оказало замешоа волаиггель нов действие на прирост зеленой маооц растении (табл.1). В результате применения азослирилл масса растений

■'■'.' . ' ' Тгблигд I

Учет сухой зеленой массы растений • С г/растенке }

Горох к^итроль ■ ^шгт^ о/к к^ггроль Ячмень ' уровень внес« (кл/г 10 опыт 0/к ( 0) к а кия азоспиридл почвы) га7 . 'ЛЙ 0/к

7,2 П.6 1,6 М 2.6 . 1,9 3,2 2,а

гороха' возросла в 1,6 раза но сравнению о контролем. Для ятаедя установлены аналогичные закономерности. Для низкого шходаогр уровня внесения азосниршш £ почву (ГО*' клеток/г) урожай возрастал в 1,8 раза, а для высокого ( Ю7 клеток/г )■'- в 2,3 раза. ;

■ Предполагается, что одним из механизмов положительного действия а. ьгазиелзв ва растения явлргатоя азотфдкаодя в прикорневой зоне растений ('КарцШ1к а1,,1Э81 ). Результаты статистической обработки показывает (тейл.2), что коэффипдет корреляции дня связи дойду активность!) азотфидаеоти вбдизй корней и чшдашостью азоссиршис варьирует ог 0,540 до 0,896,.Однако, н^ смотря на относительно высокие значения этого параметра, в большинстве вариантов опита расчетный критерий существенности подученного коэффициента ( г* =. 1,5? - 3,16 ) оказался меньше табличного

Тсблша 2 ■

Зависимость между численностью азоспирилл и аэотфотэзп-рушей активность!! вблизи корней . ■ ■

Ризосфера горек' .ячмень Ризоплана горох ячмень

Коэффициент корреляции < г) 0,895 0.34Г 0,729 0,791

Критерий существенности (О 4,94 . 1,57 табличное 3 2,61 , качение < = 3,16 3,7

.(г* ш 3,7 ), что не позволяет сделать вывод о наличия достоверной связи мэжду рассматриваемыми показателями. Лишь в одном случае, а именно для ризосферы гороха, удалось выявить достоверну» зависи-■Ьооть мезду активностью азотфиксацки в прикорневой зоне, и числен- ' ностью азоспирпдл в ризосфере растений (г =0,895 • **рЕсчвтпов=4,94,

Таким образом,* в большинстве вариантов опкга положительное ДЬОгтвиа азоспирилл на прирост зеленей глоссы растений скорее всего Йе связано со снабяенивм растений азотом за счет азотфпгоагшл А.ЪгааНепав. Хотя полностью исклячить азотфиизадаю как фактор Ьлияния на растения нельзя, наЗлядаекнй эффект, по всей видимости, связан с действием физиологически'акгивньЯ веществ, шщеляешх, ЙЗОСПИрЯЛлаМИ { Г±еп е1 а1.,1979( 71авва)г а!.,1970 ) . На такую возможность указывает и зависимость прироста зеленой кассы ячменя от начальной численностй бактерий в почве.

4. Пространствашюе распределение А. ЬгавПепвв в'системе "почва-растение"

Уже в начальные сроки развития-растений наибольшая плотность а. ьгаяНепв» зарегистрирована в непосредственной близости от

поверхности корпя. При увеличения раоотояния от корневой вовэрг-ности численность азоспирши резко падает, .Такая картина ргспре-деления обилия А.Ьгаз11«део вблизи корил ячменя сохраняется и В дальнейшем (рвз.7А.). »

■ . Что касается комплекса бактерий в прикорневой зоне (рис.7 Б), то его развитие в указанном местообитании имеет характер "берущей волны". Сначала пик "волна", который соответствует мшюиматьной -чгюленности популяции почвенник бактергй, форьафуется на некотором расстоянии о* корневой поверхности, что отчасти мажет бить связано с токсичностью корневых выделений в начала роста растении. Затем наЗлодаетоя смещение выявленной структуры к поверхности корня, где. и происходит дальнейшее развитие популяции.

Для популяции а. ЬгадИепе» ■' в заданных экспергошшальнкх условиях не удалось обнаружить какой-либо динамической дростраа-ствешюй структуры. Характерная особенность изучаемых микроорганиз-ьюв - это быстрая колонизация ризопланн растений,'что. позволяет добиться доминирупцего положения в микробном комплексе прикорпевой зоны на ранних бтшак вегетации раотеаиД. Именно в этот период (на 6-е сутки опита) доля популяции А, ЬгавИепвв в бактериальном комплоте корня достигав?'80?,-а на более поздних втшах колонизации корневой поверхности (на ЗСЪа сутки) ' количеотво аэоспи-рилл т превышает 7% в ризоплане а в ризосфере ячменя, Додучеа-нце прямым методом данные согласуйте я сиздсаошоавше-информацией (рио.4 и 6)' и подтверждают прадатайление о приспоооблннаости азоешгролд к прикорневой воне и их преимущественном развитии на . коряевой поверхности.

' Итак, доминирование аэоспиршш и относительно виз окая численность в'ризоплапе на НЕяальаых стадиях колонизации корня «беспечи-вает ае только вшивав «ость азейпирилл в природе, но в лает

й

*Чо4

10-1 X

20

6-е .сутки

200-

100-

Б

6-с сутки

Л

1,4 2,8

' " ■_I_

У*ю4

ю* .

15-с сутки •

£00- ■

100"

1,4 2,8'

15-е сутки

1,4 2,в

Рис. 7. Пространственное расаределешзе по.г/дяции азосплрнлл (А ) и кеи.ллекса бактериЛ ( Б ) в ¡гря-•корновоД зоне нчмекя. " N - число клеток на I см^ стекла,

^кхсстолиге от дасср^шстпко^ся / мм ) .

возмозшость популяции в условиях отсутствия выргиенной конкуренции со стороны рцзос^ерник бактерий активно влиять на развитие растений за счет физиологически активных веществ в первые фаз и роста.. Бмзтрое же коадентрированяа клеток азоспирилл вблизи корня скорее всего связало с активной миграцией бактерий по градиенту концекг-рацкц тггателъшл веществ, поскольку величина хемотактическоВ активности A. brasileña» может быть очень значительной ( Bastían, 198& ).

5; Взаимодействие популяций азоспирилл и клубеньковых ' бактерий .в прикорневой зоне гороха . t

Присутствие клубеньковых бактерий существенно повлияло на динамику a. brasilene» в ризосфере и.ризоплане гороха, причем характер шзпопуляпионнмх взашяодеИотвий меняется в зависимости . от начальных условий (рис.? А). Так, в случае-одновременного внесения В ПОЧву Популяций A. brasileneе И R, leguminoaamm при высоком уровне начальной численности первой (ю' клеток/г почвы) в начальные сроки наблюдения происходит снижение плотности азоспирилл в ризосфере гороха примерно в 3,5 раза, в то время как в контрольном варианте (виссепа только популяция a. brasileña«) количество бактерий не меняется за время опыта.

При добавлении азоспирилл в почву-на уровне Юб кветок/г . хотя и иаЗлвдаетоя достоверное рззшожение популяши в рихосфаре, но достигнутый уровень численности примерно в 3 раза ниже такового в контроле без,внесения клубеньковых, бактерий.

Таким образом, при одновременном добавлении в почву д. brasileña« . и к. iegumiпозагша последние существенно подавляет развитие азоспирилл в ризосфере гороха. В ризоплане вираженное инги-

20 сутки

чн

Fue« 8. Ллпамкта популяции A. brealíense в lïlaocqjepc гороха ( Л ) и !:oji;riccTiO гдуйепшкеш ¡ta корнях растопил ( Б ) ори oJUÉO3pûiicmiot;(0, Jja г;оалзловатедь:юи(о , Ц ) пнеемшл в почву aaocn^pi^ui и у. |у<Зспы:ових бактерия и в отсутствии

, К). Умвспь_1шесенпя_азос:1^.1л в почгу: I - Ю7, 2 - 10е , S - 10 кдетои/г. почек. (у -ч-©ло :-тсток lia I г почек > — члело клуОеньковДастешю ) . .

-19; *

бирОВашЮ попуиятш а. ЪхавИепвв 00 СТОрОНН ркЭОбкВ 0Т1ЯЭЧ&-

ется лишь ира шахов начальной чиздвщюстн азоспиридл в проявляете^ в начальные фазы роста гороха.

В вариантах о ев осеннем аэоспирилл в почв; через 49 часов после популяции к. ¿сз1ш1п1еагчт . в динамика а. ьгаШш* отмечаются пршпшгаальнда изшнвния. 3 этом случае при вшокой , начальной плотности популягеш (Ю^ клетоиД почвы) чазленвость азоспиридл в ризосфере не изменяется зг время наблвдэния и не отличается ОТ обилия а. ЬгааИепав в контрольном варианте. При внесении популяция аэоспнриля в почву на уровне Ю5 клеток/г рв-гштрируотся увеличение численности а. ъгаанепав в ризосфере в 60 раз на 7-е сутки одета, что вЮ раз прев шгевт <пеленноетъ популяции при одновременном внесении двух бактерия в почву ив 4,6 раза вше рнзосверного эффекта дня контрольных растений без клубеньковых бактерий. .

Что касается влияния А. ьгввПепе* на популяшш .в, паватия , . то существенное дэВствие аэоеппридд па обилие ризобнй проявляется в раэоплана гороха только при последоватальном внесв-ш популяций в почву; В втом случав обили» кяубеньковше бактерий . в 3 раза превшает их численность в контроле при отсутствию: аэоспирилл. ■ .'■'•

Крою того, при поаледрвахельюи добавлении бактерий в почву обнаружена вннчгаельнов положительное влияние нонулякяи а. ъгшЦ.-1впвв на количество клубеньков на корнях гороха (рпо.Й Б) . Соот-ввтстьупдае показатели у опытных растений в 1,3 - 2,8 раза пре-вшащ число клубеньков в контроле, причем еффеат возрастает о * - увеличением начального обилия азоспиридл в почве.

-20-ЗАКЯШЕНИЕ

Изучение динамики азоспирилл дало возможность оценить основные экологические особшшости этих бактерий в различных местообитаниях, В почве для популяции а, brssiipnse в отличие от некоторых других микроорганизмов ^численность которшс стабилизируется на относительно высоком уровне (Кожевш,1085), отмечается неуклонное снижение обилия в продол«ительнах экспериментах, что говорит о неприспособленности" аэоспирилл к обитанию в нестерильной почве. Выраженное разшозеяне и длительное сохранение погтуля- . шш азоснирилл н обладаете я в прикорневой зоне растеннй. В ризосфере и риэоплане поддерживается не только высокая численность д. braaiiense , но и в отличие от почвы клетки аэоспирилл вблизи корня находятся в акт пеком состоянии. Вероятность размножения Л ' для популяния в прикорневой зоне в 1,8 раза превышает значение этого параметра для бактерий, находящихся длительное время в почве без растений.

Активная роль популяшш аэоспирилл выявляется к при взакмо-дейзтвии с клубеньковыми бактериями в ггрикорлевоП зоне гороха. Отмечается воэмаглость значительного взаимного влияния популяций друг на друга, тлричем направленность тдшгспуляшюннкх nsaiivoдействий зависит от назальных условий. Кроме того, зарегистрировано существенное положительное де(5ствив аэоспирилл на количество клубеньков на корнях гороха, что представляет интерес с точки зрения повышения эйектжшостн бобово-рпзобиальных систем.

Использование прямого микроскопического (якмуио£ луореежитного) метода дало возможность определить пространственное распределение популяции 'аэоспирилл вблизи корней п оготггь долю этих

.бактерий в микробном комплекса прикорневой зоны. Показано, что основная особенность азоспирилл - вто быстрая колонизация ризоп-ланы. Выраженное концентрирование клеток ж. ьгааНепае в непосредственной близости от корня отмечается уне в первую неделю опита, в то время как наибольшее ббшгао почвенных бактерий на 6-е сутки локализовано в,ризосфере на рвсстоянии 0,5 - 0,7 км 07 корневой поверхности. Это приводит к тому, что на начальных этапах роста растений азостгириллн занимают домшшруидее полоз енив в микрофлоре ризопланы ( на 6-е сутки доля азоспирилл составляет да а в дальнейшем эта цифра не правшам 7% Относительно . вюокая численность популяции в ризоплане в первке фазы роста растений,с одной стороны, способствует вшсиванж» азоспирилл в дальнейшем, а о другой стороны, обеспечивает благоприятное воздействие на растения. По нашим данным зто воздействие может бшъ очень значитесь ним, причем эффект скорее всего не' связан о аэотфтюавдеЙ' азоспирилл в прикорневой зоне, а определяется другими факторами, среди .которых наиболее вероятным является выделение бактериями физиологически активных веществ. Действие фитогормонов более аффективно в начале развития растений и именно в это время азоспи-ряллы доминирует в микробном комплексе ризоплавн.

выводи

1. Численность А. ЪгааНепав после внесения в чернозем В дерново-подзолязтую почву снижается, что указывает на плоху» приспособленность популяции к обитании в нестерильных почвах» .

2. Более благоприятными для Популяции а. ЬгаеНепве шлягогся начальные этапы микробной сукцессии в почив, а наихудшие условия складываются В "зрелой" системе. Таким образом, азоспириллы проявляют признаки относительной г -стратегии,

3. Популяция "А. ЪгааНепае размножается и сохраняется на высоком уровне численности я прикорневой зоне растений. Клетки в данной зоне имекг более высокую по сравнения с почвой вероятность размножения ( Я - 0,5 ч-1 ). Прикорневая Э01 з представляет-

ч >

ся основным природный местообитанием аэоспиршиг.

4. Исследование пространственного распределения азрспирилл ва стеклах ©брЕСТания вблизи корней показало, что начиная о. 6-ых суток опыта наиболее высокая численность регистрируется в зоне поверхности корня. Азосиириллы по скорости колонизации данного пространства опережает кошлекфочвениья бактерий и кг относительное содержание ва первых этапах заселения может Превышать 60%. После; завершения колонизации доля азоспирнлл в ктмплексе составляет примерно *Т%,

5. Обнаружено значительное положительное влияние аэоспирилл на прирост зеленой кагсы ячменя и гороха. Отмеченный эффект яе ■ связан со снабжением растений азотом за счет его финзмщи попу-лядаей А. Ьгаа11епвв и, по воей видимости, в основном определяется действием физиологически активных веществ.

6, Отмечено взаимное влияние популяции азоспирилл и клубеньковых бактерий в прикорневой зоне гороха, причем направленность мажпопуляционных ъзаймадействий предо тавктеле& сголЗиотических и ассоциативных азотфнкс аторов зависит' от начальных условий. Установлено значительное положительное деГютвие A. brasilenвв на количество клубеньков на корнях гороха. Наибольший эффект наб-лвдается при условии, что популяции внесены в почву не одновременно , а последовательно* . \

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Динамика Azospirinum t>xaalíense на разных этапах микробной сукцессии в почве // Микроорганизмы в сельском хозяйстве: Тез.Всесоиз.кокф.- Москва,1986.- С.49.

2. Азоспириллы н ассоциативная азотфиксацич у небобовых культур в практике сельского хозяйства // Сельскохозяйственная биология.-1987.I.-C. 51-58 Í соавт. Кожевин П.А.Звягинцев Д.Г..).

3. Особенности динамики Aeoapinilum ЪгааНепве на разных этапах микробной сукцессии в почве // Вестн.Моск.ун-та. Сер.17.Почвоведение.-198?.-№ 4.-С.57-53 (соавт. Кожевин П.А,).

4. Специфичность иммунофлуоресцектной реакции для аеото-¿актера и азоспирилл» // Вестн.Ыоси.уц-та, Сер, 17,Почвоведение.»,

I.-C. 74-76 {соавт. Панчишкина Ы.Б. , Кожевин П.А., Звягинцев Д.Г.>.

Ж39645 от 19/1Г-80г.Зак.256р.Тпр. 100.Trai.Б/О "Знание11