Корневая и прикорневая микрофлора и ее влияние на растение

Обновлено: 05.10.2024

Основным является сессионный cookie, обычно называемый MoodleSession. Вы должны разрешить использование этого файла cookie в своем браузере, чтобы обеспечить непрерывность и оставаться в системе при просмотре сайта. Когда вы выходите из системы или закрываете браузер, этот файл cookie уничтожается (в вашем браузере и на сервере).

Другой файл cookie предназначен исключительно для удобства, его обычно называют MOODLEID или аналогичным. Он просто запоминает ваше имя пользователя в браузере. Это означает, что когда вы возвращаетесь на этот сайт, поле имени пользователя на странице входа в систему уже заполнено для вас. Отказ от этого файла cookie безопасен - вам нужно будет просто вводить свое имя пользователя при каждом входе в систему.

Микроорганизмы являются постоянными спутниками не только человека и животных, но и, в равной степени, высших растений, в том числе используемых в качестве лекарственного сырья. Микроорганизмы поселяются и ведут активный образ жизни, как на поверхности, так и внутризеленых частей растений, их корней, семян, плодов. Для приготовления лекарств служат самые разнообразные растения,извлеченыиз них активнодействующие соединения.Многие растения служат для изготовления отваров, настоеви др.лекарственных форм. Необходимо учитывать, что растительное лекарственное сырье может быть обсеменено микроорганизмами -представителями нормальной микрофлоры растений, а также фитопатогенными

микроорганизмами -возбудителями заболеваний растенийиработники аптечных учреждений, фармацевтических фабрик и заводов должны обеспечивать сохранность лекарственного сырья от микробной порчи.

Все микроорганизмы, населяющие лекарственные растения, можно разделить на две группы:

1.представители нормальной микрофлоры растений;

2.фитопатогенные микроорганизмы -возбудители инфекционных заболеваний растений

Нормальная микрофлора растений на поверхности листьев, семенах и на прикорневой системе представлена ризосферными и эпифитными микробами. Зона почвы, находящаяся в контакте с корневой системой растений, носит название ризосферы, а микроорганизмы, развивающиеся в данной зоне, называются ризосферными. Условно различают два типа ризосферы: ближнюю и отдаленную.Ближняярасполагается непосредственно на поверхности корней и извлекается вместе с ними, отдаленная начинается на расстоянии нескольких миллиметров от корней и распространяется в радиусе 50 см от них. Количество микроорганизмов в ближней и отдаленной ризосфере различно: на поверхности 6корней их от 50 млн до 10 млрд, на расстоянии 15 см от корней до 5 млн в 1 г.

почвы. Число микроорганизмов в ризосфере в 100 раз больше, чем в почве, где

растения не произрастают, что связано с выделением корнями растений

различных питательных веществ. В свою очередь, почвенные микробы могут оказывать благоприятное воздействие на жизнь растений, что обусловлено:

1) минерализацией органических веществ и растительных остатков;

2) образованием тиамина и др. витаминов, аминокислот, ферментов и

других факторов роста, усиливающих ферментативные процессы в растениях и способствующих усилению корневого питания и более энергичному обмену веществ растений;

3) антагонистической ролью в отношении фитопатогенных микроорганизмов.

Качественный и количественный состав микрофлоры ризосферы специфичен для каждого вида растений. Основная масса прикорневой микрофлоры представлена неспороносными грамотрицательными бактериями рода Pseudomonas, микобактериями и грибами, главным образом, базидиомицетами, реже фикомицетами, аскомицетами. Указанные грибы образуют симбиоз с корнями растений, в томчисле и лекарственных, называемый микоризой. Микориза - это морфологически единое образование,состоящее из гриба и частей корневой системы растения. При этом гриб может быть симбионтом по отношению к растению-хозяину, или реже,

хозяином для растения симбионта. Микориза особенно благоприятна

для развития растений:

1.увеличивает поглощающую поверхность корней за счет разветвлений гиф гриба;

2.грибы своими ферментами разлагают богатые азотом органические соединения, обеспечивая растения аминокислотами, минеральными веществами и водой;

3.микоризные грибы снабжают растения ростовыми веществами.7

Растения в свою очередь выделяют ряд ростовых веществ, стимулирующих развитие гриба. Кроме этого, грибы получают от растений углеводы, служащие источником энергии. Впервые микориза описана русским ученым Ф.М.Каменским в 1883 году. Впоследствии было выполнено много работ по данной проблеме, однако, она остается далеко нерешенной. Известно, что нет ни одной значительной систематической группы растений (от слоевцовых до семенных), которые не жили бы в содружестве с грибами, хотя собственно микориза характерна только для высших растений. При этом грибы и растения взаимно питают друг друга. Главными представителями микоризных грибов являются базидиомицеты (Boletus,Amanila, Lactarius, Cortinarius, Russula, Triholoma, Entorhiza, Licoperdon, Sclerociermaидр.).

Вместе с тем, микоризу может образовывать ряд грибов из фикомицетов (Pythium, Chitridium,Endogyne),аскомицетов (Elaphomyces, Tuber) и несовершенных грибов (Fusariumи др.).

Указанные микроорганизмы сожительствуют с различными представителями растительного царства, в том числе с лекарственными растениями. Так, известен симбиоз грибов с папоротниковидными (Pteridophyta), хвощами (Arthrophyta), плаунообразными (Lycopsida), голосеменными (Gymnospermae),саговниковыми (Cycadaceae), тиссовыми (Тахасеае). Исключительно богаты микоризами сосны, орхидеи и вересковые.

Микоризы можно обнаружить в самых различных почвах (кроме известковых), так как их образование зависит от характера почвы только в количественном, но не качественном отношении.

эндотрофную,когда гифы гриба проникают внутрь клеток первичной коры корня, где образуют

сплетения в виде клубков или пелетонов;

эктоэндотрофную,когда на корешках образуется наружный чехол, а отдельные гифы проникают в первичную кору.

связано с сезонной периодичностью:

максимальное количество микориз наблюдается летом, минимальное -ранней весной и осенью.

Некоторые авторы описывают еще так называемую перитрофную микоризу, при которой грибница непосредственно не связана с корнями растений, но имеет значение для развития растения, поскольку микроорганизм изменяет реакцию среды около корней и повышает их усвояющую способность.От микориз необходимо отличать псевдомикоризы, представляющие собой простые сплетения нитей грибкас корнями и нередко приводящие к болезням растения-хозяина. Грибница псевдомикоризы легко отделяется от корня, чем и отличается от истинной микоризы.

Микроорганизмы, вызывающие инфекционные заболевания растений называются фитопатогенными.

Инфекционные болезни растений бактериального происхождения —бактериозы.К бактериозам относятся различные виды гнилей, бактериальные мшистости, ожоги (некрозы), увядания, опухоли и др.

К вирусным болезнямотносятся мозаичные болезни, желтуха, болезни увядания, карликовость, закукливание и другие.

Различают также микофитозы, или грибковые болезни, например, фузариозы, аскохитозы, воловни и многие другие. К инфекционным болезнямрастений относят и актиномикозы, вызываемые актиномицетами.

Фитопатогенные бактерии, вызывающие разнообразные бактериозы растений, относятся к уже известным родам или выделяются в специальные роды. Однако существующая классификация фитопатогенных бактерий несовершенна, не всегда определена родовая и видовая принадлежность

Фитопатогенные бактерии относятся к родам:

Erwinia, Pectobacterium,Pseudomonas,Xanthomonas,Rhizobium,Сorynebacterium, Agrobacteriumи другие.

Заражение растений происходит через инфицированные семена, почву, грунтовые и дождевые воды, насекомых,а в некоторыхслучаях,и через воздух. Воздух, как путь распространения бактериальных болезней растений,может иметь значение при наличии массового источника, от которого и переносятся возбудители. Однако роль воздуха в передаче бактериозов ограничена. Возбудители грибковыхи бактериальных болезней растений более тесно, чем возбудители заболеваний человека и животных, связаны с почвой, что обусловлено особенностями жизни растений.

Вопрос №30. Микрофлора лекарственного сырья и готовых лекарственных форм. Источники загрязнения. Требования Гос. Фармакопеи.

Лекарственное сырье и готовые препараты могут обсеменяться микроорганизмами на различных этапах их технологического получения при хранении. Инфицирование происходит через воду, нестерильную посуду, воздух производственных помещений, руки персонала и т.д. Обсеменение происходит также за счет нормаль­ной микрофлоры растений и фитопатогенных микробов — возбудителей заболеваний растений, а также нормальной мик­рофлоры животных при получении медицинских препаратов из животного сырья (см. главу 6).

Микробы, развивающиеся в норме на поверхности растений, относятся к эпифитам (от греч. epi — над, phyton — растение). Эпифитная микрофлора препятствует проникновению фитопа­тогенных микробов в растительные ткани, повышая тем самым иммунитет растений. Наибольшее количество эпифитной микро­флоры составляют грамотрицательные бактерии Erwinia herbicola, образующие на мясопептонном агаре золотисто-желтые колонии. Они являются антагонистами возбудителя мягкой гнили овощей. Обнаруживают в норме и другие бактерии — Pseudomonas fluorescens, реже Bacillus mesentericus и небольшое количество грибов. Микробы находятся не только на листьях, стеблях, но и на семенах растений. Нарушение поверхности растений и их семян способствует накоплению на них большого количества пыли и микроорганизмов.

В почве, около корней растений находится значительное количество микроорганизмов. Эта зона называется ризосферой (от греч. rhiza — корень, sphaira — шар). В ризосфере часто присут­ствуют неспорообразующие бактерии (псевдомонады, микобак- терии и др.), встречаются также актиномицеты, спорообразую­щие бактерии и грибы. Микробы ризосферы переводят различ­ные субстраты в соединения, доступные для растений, синте­зируют биологически активные соединения (витамины, антиби­отики и др.), вступают в симбиотические взаимоотношения с растениями, обладают антагонистическим действием против фи­топатогенных бактерий.

Home Земледелие Условия жизни сельскохозяйственных растений Роль прикорневой микрофлоры, водорослей и простейших животных в пищевом режиме

Роль прикорневой микрофлоры, водорослей и простейших животных в пищевом режиме

Кроме клубеньковых бактерий, развивающихся на корнях бобовых культур, на пищевой режим почвы оказывают большое влияние прикорневая микрофлора, водоросли и простейшие животные.

Некоторые исследователи (Е. X. Ремпе, Е. Ф. Березова, Ф. Ю. Гельцер и др.) утверждают, что прикорневая микрофлора тесно и неразрывно связана с растениями. Ее питание зависит от растений, а растений — от микрофлоры. Такого рода симбиоз характерен для многих растений. Корни их, как органы питания, связаны с микрофлорой. Этим и обусловливается тот факт, что зона расположения корневой системы растений всегда богата микроорганизмами, которые в процессе жизнедеятельности накапливают в почве в усвояемой для растений форме минеральные вещества. А микроорганизмы используют для питания корневые выделения растений.

Химический состав корневых выделений у разных видов растений различен. Неодинакова и потребность в корневых выделениях у микроорганизмов. Следовательно, одни выделения будут удовлетворять их, а другие, наоборот, угнетать или не оказывать на них никакого действия.

Растения могут нормально развиваться и в среде, где отсутствуют микроорганизмы (в дистиллированной воде, промытом и прокаленном песке), в которую внесены только минеральные питательные вещества в необходимых дозах.

Из свободно живущих азотфиксаторов больше всего изучены азотобактер и клостридиум .Азотобактер относится к аэробным бактериям, а клостридиум - к анаэробным. Азотобактера нет в кислых почвах и в почвах с небольшим содержанием органического вещества и фосфора. Недостаток кислорода в почве, избыточное увлажнение и пониженная температура ограничивают его распространение. Этим объясняется то, что в дерново-подзолистых почвах активность азотобактера слабая. Она может быть усилена лишь внесением органических и фосфорных удобрений и извести. Положительное влияние на деятельность микроба оказывает обработка почвы.

Азотобактер обитает вокруг корней многих растений, но более активен он в зоне корневой системы люцерны, табака и крестоцветных. Почти не развивается азотобактер в ризосфере пшеницы, так как корневые выделения ее токсичны для этого микроба (Н. А. Красильников).

При благоприятных условиях азотобактер может накопить в почве более 30 кг азота на 1 га.

Клостридиум по энергии усвоения азота значительно уступает азотобактеру, но он менее требователен к условиям среды, а поэтому более широко распространен в почвах.

Из растительного мира к микроорганизмам относят микроскопические водоросли (зеленые, сине-зеленые, диатомовые и др.), а из животного — мельчайшие одноклеточные организмы (протозоа). Водоросли в процессе обмена выделяют кислород, усиливают выветривание почвы, улучшают аэрацию, обогащают почву гумусом и стимулируют развитие азотфиксирующих бактерий. Некоторые из них способны поглощать азот из воздуха и накапливать его в почве.

Исследования Ф. Ю. Гельцер показали, что за шесть лет в лизиметрах без растении содержание в почве азота увеличилось более чем в 2 раза, а гумуса — на 0,7%. Автор объясняет это развитием в лизиметрах водорослей, многие из которых усваивают азот из воздуха.

Ряд исследователей утверждают, что содержание азота в почве также увеличивается в результате деятельности простейших животных (Е. Бланк, Ф. Гизике, 1920), но оно существенно не отражается на питании растений. Важнейшим биологическим процессом, который имеет наибольшее значение в пищевом режиме почвы, считается превращение органических и труд ноусвояемых минеральных соединений в легко доступные растениям.


Статья посвящена вопросу изучения свойств эпифитной микрофлоры и её воздействия на урожайность растений. Показано теоретическое обоснование проблемы и её актуальности.

Ключевые слова: эпифитная микрофлора, эпифитные микроорганизмы, урожайность, биотические взаимодействия.

Изучение микробно-растительных взаимодействий — одно из быстроразвивающихся направлений в современной биологии и биотехнологии растений.

Свойства, присущие эпифитным микроорганизмам и проявление их в вариативных условиях внешней среды, различны. Изменение экологической обстановки может приводить к трансформации количественного и качественного составов микроорганизмов, а также к смене биотических отношений. Можно предположить, что наряду с другими факторами, обеспечивающими иммунитет у растений, эпифитная микрофлора служит первичным барьером для защиты растений от попадающих из окружающей среды сапрофитных, условно-патогенных и патогенных микроорганизмов, что делает перспективным и актуальным исследования по данной проблеме.

До настоящего времени не существует единой методики отбора материалов, культивирования эпифитных микробов на питательных средах. До сих пор предпринимаются попытки раскрыть экологическую роль микрофлоры растений, но сущность воздействия микроорганизмов на растения изучена не в полной мере, несмотря на то, что эта ниша представляет большой интерес, обладает высокой степенью актуальности и имеет ценное практическое значение [1].

Микрофлора поверхности листьев хорошо изучена, но её характеристики настолько изменчивы под влиянием различных факторов, что изучение остаётся актуальным постоянно. Она оказывает влияние на рост и развитие растений, а также существенно влияет на урожайность растений, так как находится в теснейшем контакте с растением в течение всего вегетационного периода. К настоящему времени доказано положительное влияние многих корневых и почвенных микроорганизмов. Многие стороны взаимоотношений эпифитных микроорганизмов с растениями не изучены в полной мере [2].

Воздействие эпифитных микроорганизмов на растительный организм может быть очень разнообразным в зависимости от окружающих условий. В первые этапы прорастания зерна эпифитные микроорганизмы начинают размножаться и переходят на корни и проросток. При пониженной температуре интенсивнее развиваются более холодоустойчивые микроскопические грибы, среди которых имеются факультативные и облигатные паразиты, в результате чего резко понижается полевая всхожесть зерна [4].

Эпифитные микроорганизмы, размножаясь на поверхности растений, создают биологический барьер, препятствующий проникновению паразитов в растительные ткани. Усиливая размножение эпифитной микрофлоры опрыскиванием растений питательными для них растворами, удавалось увеличить антагонистическое действие эпифитов к фитопатогенным микроорганизмам. В принципе с некоторыми болезнями растений можно бороться, воздействуя на их эпифитную микрофлору [5].

Большую роль эпифитные микроорганизмы играют при хранении зерна и семян. При созревании зерна влажность сильно снижается и достигает уровня, когда размножение микроорганизмов становится невозможным. В спелом зерне вся влага находится в связанном состоянии и недоступна микроорганизмам [6].

Эпифитная микрофлора изучена довольно слабо. Мало исследован ее количественный и особенно качественный состав на разных растениях. На поверхности надземных частей растений находятся различные представители микроорганизмов — бактерии, актиномицеты, грибы, дрожжи, водоросли и простейшие. Количество их может быть очень велико. Дуггели насчитывал на поверхности семян злаков многие тысячи микроорганизмов [7]. От 80 000 до 25 000 000 клеток бактерий и от 4000 до 7200 грибов в 1 г семян пшеницы обнаруживал Моргенталлер. Автор отмечает, что на здоровых семенах грибов почти не имеется [8].

У прорастающих семян пшеницы насчитывается 60 000, а у непрорастающих — 13 000 000 клеток бактерий на 1 г зерна. Мак, Кент-Джонс и Эмос, обследовав 21 образец семян пшеницы, привезенных из разных стран мира, обнаружили на поверхности 1 г семян от 8000 до 8 000 000 клеток бактерий [9]. Густафсон и Парфейт при подобном же обследовании насчитывали от 46 000 до 3 260 000 бактериальных клеток на 1 г семян пшеницы [10].

В настоящее время некоторые исследователи подтверждают представления о том, что микрофлора надземных органов растений не является случайным скоплением микробов, а образует континуум микробно-растительных ассоциаций, внутри которых существует строгая видовая специфичность микроорганизмов для отдельных видов и органов растений, ее динамичность в течение вегетации, зависимость от условий произрастания растений и от ряда абиотических и биотических факторов (Холодный Н. Г., 1953; Возняковская Ю. М., 1969; Звягинцев Д. Г., 1993; Добровольская Т. Г., 2002; Глушакова A. M., Чернов И. Ю., 2004; Торопова Г. В., 2005) [11, 12, 13, 14, 15, 16]. Свойства, присущие эпифитным микроорганизмам и проявление их в вариативных условиях внешней среды, различны. Изменение экологической обстановки может приводить к трансформации количественного и качественного составов микроорганизмов, к смене биотических отношений (Широков О. Г., 1963; Самцевич С. А., 1961) [17, 18].

Вышеперечисленное свидетельствует о следующем:

  1. Изучение свойств эпифитной микрофлоры и её воздействия на урожайность растений представляет высокую ценность и актуальность;
  2. Неoбхoдимocть уcтанoвления закономерностей воздействия эпифитной микрофлоры на адаптивные свойства растений семейства паслёновые, а также их урожайность является одним из актуальных вопросов в области биологии, биотехнологии и сельского хозяйства.

Основные термины (генерируются автоматически): микроорганизм, качественный состав, клетка бактерий, микрофлора, поверхность растений, растение, урожайность растений, внешняя среда, полная мера, экологическая обстановка.

Читайте также: