Новости
01.12.2016


29.11.2016


29.11.2016


29.11.2016


28.11.2016


19.05.2015

Параллельно с теми многообразными превращениями, которые совершаются в почве под влиянием жизнедеятельности микробов и которые должны быть отнесены к важнейшим факторам плодородия почв, в последних идут, как нам известно, процессы усвоения этими микробами ряда необходимых для их жизни питательных элементов.
Если принять во внимание эти факты, то является естественный вопрос: не могут ли населяющие почву микроорганизмы оказать конкуренцию культурным растениям, поглощая удобоусвояемые для последних соединения фосфора, азота и др. и тем самым превращая их вновь в сложные органические вещества своего тела?
В настоящее время мы можем совершенно определенно сказать, что факты такого «биологического поглощения» действительно имеют место в почве, и часто в довольно широком масштабе. Данный процесс в общем его понимании уже рассмотрен нами в I части нашего курса. Обратимся к фактическому материалу.
Останавливаясь прежде всего на явлениях «иммобилизации» растворимых азотистых соединений почвы, мы отметим, что вопрос о возможности в почве перехода азота аммонийных и азотнокислых солей в азот органический разрешен экспериментальными исследованиями целого ряда ученых. Так, Godlewsky, пропуская через смесь почвы с конским пометом различные растворы аммонийных и азотнокислых солей и ведя учет азотного баланса, получил (в 1-й серии опытов) следующие результаты:

Биологические процессы иммобилизации питательных веществ почвы

Этими опытами определенно подчеркивается, таким образом, возможность превращения в почве нитратного азота в органический.
Rogowsky, организовав аналогичные опыты, пришел к тем же результатам. В опытах А. Ключарева в стеклянный цилиндр с отверстием внизу помещался прокаленный песок в количестве 1250 г. К песку примешаны были крахмал (30 г) и следующие соли: KCl (0,075 мг), MgSО4 (0,123 г), NaH2PO4 (0,136 г) и СаСО3 — до нейтрализации. Кроме того, песок заражался 10 куб. см почвенного настоя. Через эту смесь фильтровался раствор KNO3 (16 г на 1 л), приливаемый ежедневно по 10 куб, см. Вытекавшая из цилиндра жидкость снова вливалась в цилиндр и т, д,, так что раствор неоднократно проходил через описанную смесь. Опыт продолжался в течение почти 5 мес, В конце опыта в песке оказалось:
Биологические процессы иммобилизации питательных веществ почвы

Соответственными перечислениями найдено было, что приблизительно 12% всего азота, заключенного в KNO3, перешло при этом в органическую форму.
Указания на возможность превращения азота нитратов в форму органическую мы находим, далее, в работах Pfeffer, Lemmermann, Stutzer, Allison и др.; работами Kruger, Schneidеwind и др. устанавливается возможность такого же перехода в органическую форму и азота аммонийных солей. Определенные указания на возможность биологической «иммобилизации» в почве азота (и фосфора) имеются и в последней работе D. Chouchack. Отметим, наконец, наблюдения Сабашникова, убеждающие нас в том, что в навозной массе (а следовательно, конечно, и в почве) образующийся аммиак, амиды, нитраты и т. п. отлагаться могут в сложной белковой форме.
Факты биологического закрепления в почве нитратов нашли себе подтверждение и в целом ряде работ русских опытных станций. Отметим относящиеся сюда исследования А. Душечкина (сеть опытных полей ВОС), Б. Вельбеля (Полтавская опытная станция), Н. Tyлайкова (Безенчукская опытная станция), опытное поле Тимирязевской с.-х. академии и др. Исходя из тех соображений, что в южных районах процессы вымывания нитратов выражаются весьма ничтожными величинами (даже в районе Полтавской опытной станции с 465 мм осадков передвижения нитратов глубже 40—50 см совершенно не наблюдается), упомянутые исследователи склонны объяснять наблюдаемое эпизодически уменьшение в почвах указанных районов количества нитратов именно процессами превращения их в белковую форму тела бактерий.
Некоторые ученые, на основании своих исследований, приходят даже к заключению, что доля участия в процессе потребления накопляющейся в почве селитры высших растений значительно уступает работе микроорганизмов, имеющих преимущество в этой борьбе за селитру, и, исходя из этих соображений, указывают, что селитру надо вносить в почву в количестве, втрое превышающем потребность растений, — только тогда, согласно их взглядам, доля участия в азотистом потреблении высших растений удовлетворит их потребности азотистого питания в должной мере.
Большое количество работ мы имеем и в области изучения явлений биологической «иммобилизации» фосфорной кислоты. С. Северин, исследуя количества выделяющейся углекислоты из почвы стерилизованной и нестерилизованной, нашел, что упомянутого газа, как результата жизнедеятельности населяющих данную почву бактерий, выделилось:
Биологические процессы иммобилизации питательных веществ почвы

В упомянутые почвы вносилось некоторое количество куломзинского фосфорита, содержащего фосфор в виде трехосновной фосфорнокислой извести. Казалось бы, что выделяющаяся в нестерилизованной почве в изобилии углекислота будет способствовать накоплению в данной почве значительно большего количества растворимой фосфорной кислоты, чем в почве стерилизованной, где углекислоты выделялось значительно меньше.
Оказалось, однако, наоборот: в нестерилизованной почве одновременно шли энергичные процессы биологического поглощения растворимой фосфорной кислоты, а именно: фосфорной кислоты, растворимой в 2% уксусной кислоте, оказалось:
Биологические процессы иммобилизации питательных веществ почвы

Т. е. почти в 2 раза меньше. Таким образом, процесс растворения фосфорной кислоты фосфорита выделяющейся углекислотой был как бы подавлен прямо противоположным процессом поглощения растворимых форм этого соединения обратно в теле микроорганизмов. Аналогичные выводы сделаны Севериным и в его последующих по этому вопросу работах.
Работы А. Душечкина также совершенно определенно констатируют наличность в почве биологического поглощения как воднорастворимых форм фосфорной кислоты, так и ее соединений, растворимых в 2% уксусной кислоте. Между прочим, упомянутый автор наблюдал интересное явление, что этот процесс «иммобилизации» фосфорной кислоты идет тем энергичнее, чем больше вносится в почву органического вещества или чем больше мы прибавляем к почве селитры.
С. Кравковым, при исследовании (для других целей) количества переходящих в водные вытяжки из различных разлагающихся растительных остатков различных минеральных соединений, было между прочим найдено, что чем в лучшие условия температуры и влажности были поставлены эти материалы, тем меньшие количества фосфорной кислоты приходилось открывать в вытяжках, т. е. был констатирован опять-таки факт, как бы идущий вразрез с теоретическими предположениями о лучшей, казалось бы, и более интенсивной минерализации растительных остатков, идущей в указанных выше условиях. Так, в одном из опытов, из разлагавшихся при низкой температуре (2—6°) листьев клена перешло в раствор в течение 65 дней 67,5% всей бывшей первоначально во взятых для опытов объектах фосфорной кислоты, тогда как при температуре 36—37°, которую мы считаем обычно за оптимальную для процессов минерализации, — лишь 35,9%.
Соответствующие опыты того же автора с хлороформированием разлагающихся объектов показали, что здесь имеет место явление именно биологического характера. Так, в одном из опытов из разлагающегося клеверного сена перешло в водную вытяжку в течение 56 дней всего лишь 10,53% всей бывшей первоначально в указанном объекте фосфорной кислоты, тогда как при применении хлороформа — 87,42%.
Описанные опыты, таким образом, также дают нам основание заключить, что переход растворимых соединений фосфорной кислоты в нерастворимые может совершаться в разлагающихся растительных остатках (и, конечно, в почве) не только химическим, но и биологическим путем.
Упомянем далее давнишние работы Frank, Schmoegern др., констатировавшие факт увеличения вообще растворимых веществ в стерилизованной почве, опыты Liebscher, рассматривавшего стерилизацию почвы как «азотисто-фосфорнокислое удобрение», исследования Pfeiffer, RichterH др. Нельзя далее не отметить работы К. Гедройца, констатировавшего интересный факт увеличения плодородия горизонта А черноземной почвы после предварительной ее стерилизации, исследований в этой области Schulz, Konign др.
Работы Полтавской опытной станции дают нам в этом отношении еще более любопытные доказательства. Так, в одном из опытов (1911) 2% уксусная кислота показала в апрельском унавоженном пару 26,6 мг фосфорной кислоты (на 1 кг сухой почвы), тогда как на неунавоженном — 38,2 мг. т. е. мы видим, что повторное удобрение понизило содержание в почве удобоусвояемой фосфорной кислоты. Едва ли можно объяснить этот неожиданный факт чем-либо иным, как поглощением упомянутого соединения микрофлорой навозной массы. Еще более резкий эффект был получен Полтавской опытной станцией в 1912 г.
Так, в 0,1% солянокислую вытяжку перешло фосфорной кислоты на трех разных делянках:
Биологические процессы иммобилизации питательных веществ почвы

Более или менее аналогичные данные сообщаются и Плотянской опытной станцией C. Скальский, А. Бычихин), наблюдавшей, что процессы биологического поглощения фосфорной кислоты совершаются более энергично в паровых полях, ,чем в непаровых (там, где существуют более благоприятные условия влажности, температуры и аэрации), более энергично — в пахотных горизонтах, чем в подпахотных, и т. д.
Рассмотрение всех приведенных выше данных приводит нас к заключению, что в почве под влиянием жизнедеятельности бактерий могут происходить два диаметрально противоположных процесса: с одной стороны — накопление в почве более растворимых и более подвижных, а следовательно, и более усвояемых веществ; с другой — закрепление имеющихся в почве легко доступных для высших растений соединений в теле микроорганизмов и превращение их таким путем в сложные органические формы, недоступные этим растениям. Первый процесс является для нас желательным, второй — недопустимым, ибо этим процессом, как мы видели, отнимается от культурных растений часть тех питательных веществ, которые мы накопляем в почве путем предварительной механической ее обработки, удобрения и пр. Получается как бы парадоксальное положение: чем лучшие условия температуры, увлажнения, аэрации и пр. мы создаем в почве и чем, следовательно, лучших условий для жизнедеятельности бактерий мы тем самым достигаем, тем как бы худшие иногда могут создаваться условия для питания культивируемых нами растений.
Какой же выход из этого положения мы должны считать наиболее рациональным и правильным? Убить тем или иным путем жизнедеятельность населяющих почву бактерий или, по крайней мере, создать для этой жизнедеятельности возможно более неблагоприятные условия и тем самым освободить наши культурные растения от опасных конкурентов? Ho тогда мы должны будем применять к почве такие мероприятия (уплотнение, высушивание и проч.), которые погубят не только самое почву, но и возделываемые на ней растения, не говоря уже о том, что тогда вообще нам придется отказаться от всех выводов и положений, которые так твердо установлены учением об удобрении и обработке почвы и с которыми мы так прочно уже сжились. Или систематически применять к почве такие мероприятия, которые, не затрагивая непосредственно наших культурных растений, бьют только по одной цели: стремлению лишь умертвить населяющие почву бактерии путем, например, систематически и постоянно применяемых к ней операций стерилизации и дезинфекции? Ho тогда мы должны были бы примириться опять-таки с недопустимыми последствиями таких операций, а именно; с громадным накоплением в поверхностных горизонтах почвы неразложившихся растительных и животных остатков, с прекращением образования в почвах таких необходимых для культурных растений питательных соединений, как нитраты, с невозможностью обогащения почв азотистыми веществами путем культуры «азотсобирающих» растений.
Однако во всех возникающих по этому поводу сомнениях и противоречиях существует, несомненно, преувеличение. Достаточно принять во внимание лишь одно соображение, чтобы убедиться в этом, а именно вспомнить, что жизнь бактерий — явление, так сказать, мимолетное: как быстро и в каких больших количествах они размножаются, так же быстро и в таких же огромных количествах они под влиянием различных факторов в почвах и погибают, а погибая и подвергаясь вслед затем различным гнилостным процессам, процессам минерализации и пр., вновь возвращают почве в более простых формах те как бы позаимствованные ими в течение их кратковременной жизни вещества, которые они брали на построение своего тела. Таким образом в почвах создается, быть может, своего рода круговорот между веществами, отнимаемыми бактериями из почвы и обратно ими туда возвращаемыми. Что такой круговорот существует в почве по отношению к поглощаемому микробами азоту, подтверждается целым рядом соображений и фактов.
Так, сообщаемые сетью опытных полей данные о последействии селитры на урожаях свекловицы как нельзя лучше подтверждают высказанное выше предположение о возможности временного-закрепления в почве внесенных азотнокислых солей и о последующем постепенном их вновь отщеплении в виде тех же минерализованных соединений. Приведем эти интересные данные.
В этих опытах селитра вносилась частью в паровом поле перед посевом озими, частью же весной по всходам; посевы же свеклы производились на следующий год после уборки озими. Таким, образом, между временем внесения селитры в почву и временем посева свеклы прошли две зимы. Прирост урожая (в пудах) по расчету на 1 десятину оказался следующий (приводим лишь некоторые, наиболее рельефные цифры).
Биологические процессы иммобилизации питательных веществ почвы

Последействие селитры наблюдал Stоklаsа (на ячмене) и др. С этой точки зрения явления такой временной «иммобилизации» нитратов, как легко вымываемых из почв, мы должны иногда признать даже желательными.
Необходимо, однако, отметить, что в этом круговороте могут (и должны) время от времени — в силу тех или других условий — создаваться как бы перебои, когда временно.в почве могут превалировать то те, то другие из рассмотренных нами выше процессов и, превалируя в силу самых разнообразных обстоятельств, фиксироваться в почве на более или менее продолжительное время. С этой точки зрения вполне мыслимы такие в природе случаи, когда в тот или другой вегетационный период в той или иной почве могут создаваться особенно благоприятные условия именно для биологического поглощения бактериями имеющихся в данной почве усвояемых веществ, и культурное растение будет испытывать тогда все признаки голодания этими последними. Если упомянутые процессы биологического закрепления фиксируются в данной почве в силу тех или иных (например, метеорологических) условий на продолжительное время, то они могут тогда сыграть в жизни культивируемого растения, быть может, и роковую роль. Во всяком случае мы не можем не считаться со всеми этими теоретически мыслимыми фактами. В настоящее время имеются и прямые экспериментальные данные, доказывающие возможность существования такого антагонизма между культурными растениями и почвенными микробами в их минеральном питании.
Принимая во внимание, что в состав тела микробов входят и другие различные элементы (Ca, Mg, Fe, S, Mn, Cl и др.), мы должны заключить, что в почве имеют место явления биологического закрепления и всех других элементов, но так как потребность в последних со стороны почвенных микроорганизмов мала, мы на этой стороне дела и не останавливаемся.
На рассмотрении вопроса о значении в явлениях плодородия почв деятельности грибной флоры мы подробно не останавливаемся. Укажем только, что в общем значение ее в явлениях плодородия почвы аналогично той роли, которую играет в почве и бактериальная флора. Принимая во внимание, что последняя является преобладающей в почвах с нейтральной или слабо-щелочной реакцией, а грибная флора — в почвах с кислой, нам приходится считаться с жизнедеятельностью грибков именно на почвах болотных, лесных (Rаmаnn) и т. д. Переходим к рассмотрению агрономического значения деятельности почвенных Protozoa.