Ризосферная азотфиксирующая ассоциация Bacillus firmus-Klebsiella terrigena и ее влияние на яровой ячмень при инокуляции

• Автор: Злотников, Артур Кириллович
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 158 с. : ил.

Оглавление
Оглавление
1 Введение
2 Обзор литературы
2.1 Экологические и физиолого-биохимические свойства Bacillus firmus и Klebsiella terrigena
2.1.1 Особенности экологии и физиологии Bacillus firmus
2.1.2 Особенности экологии и физиологии Klebsiella terrigena
2.2 Ризосферные микроорганизмы и их использование с целью повышения продуктивности сельскохозяйственных растений
2.2.1 Ризосферное микробное сообщество
2.2.2 Азотфиксация и денитрификация в ризосфере
2.2.3 Действие микроорганизмов на фитопатогенные грибы и бактерии
2.2.4 Црщеление физиологически активных веществ (ФАВ) микроорганизмами
2.2.5 Инокуляция растений чистыми культурами микроорганизмов
2.3 Биологическая роль фенольных соединений
2.4 Микробные ассоциации
2.4.1 Микробные ассоциации как биологический объект
2.4.2 Природные ассоциации микроорганизмов и их использование в деятельности человека
2.4.3 Инокуляция растений смешанными культурами микроорганизмов
3 Экспериментальная часть
3.1 Объекты и методы исследования
3.1.1 Объекты исследования
3.1.1.1 Выделение микроорганизмов
3.1.1.2 Среды и условия культивирования
3.1.2 Методы исследования
3.1.2.1 Определение активностей азотфиксации и денитрификации
3.1.2.2 Измерение активности дыхания и выделения СО2
3.1.2.3 Изучение динамики численности, физиологических показателей и pH в периодической культуре
3.1.2.4 Вегетационный опыт
3.1.2.5 Деляночные опыты
3.1.2.6 Полевые опыты
3.1.2.7 Изучение динамики численности бактерий при интродукции в ризосферу
3.1.2.8 Определение содержания азота в зерне и бесклеточной культуральной жидкости бактерий
3.1.2.9 Идентификация веществ, содержащихся в культуральной жидкости компонентов ассоциации
3.1.2.10 Изучение выделения физиологически активных веществ компонентами ассоциации
3.1.2.11 Изучение действия компонентов ассоциации на фитопатогенные грибы и друг на друга

3.2 Результаты и обсуждение
3.2.1 Идентификация штаммов - компонентов ассоциации
3.2.2 Азотфиксация у К. 1егп§епа и В. Агтиз
3.2.3 Механизмы взаимодействия в ассоциации В. Агтив и К. terrigena
3.2.4 Динамика популяций В. Агтиз и К. terrigena в периодической культуре и при интродукции в ризосферу
3.2.5 Азотфиксация и денитрификация в ризосфере при инокуляции растений ассоциацией В./и'юиз и К- terrigena
3.2.6 Действие ассоциации В. [1гтиз и К. terrigena на фитопатогенные грибы и выделение физиологически активных веществ
3.2.7 Действие ассоциации В. Агтш - К. terrigena на растения
4 Заключение
5 Выводы
Литература
Рисунки
Прило&ения
1 Введение
Важной проблемой современного сельского хозяйства остаётся снабжение растений доступным азотом. Производство минеральных азотных удобрений требует больших энергетических затрат (Avilio, 1998). Кроме того, их применение в высоких дозах при интенсивном земледелии приводит к загрязнению продукции и грунтовых вод нитратами. Ещё более неприятные последствия вызывает образующаяся при микробной трансформации этих удобрений в почвах закись азота (N20), способствующая парниковому эффекту и разрушению озонового слоя (Bouwman, 1990).
Альтернативой применению удобрений в агроэкосистемах является биологическая фиксация азота. Широко известен вклад симбиоза ризобий и бобовых в обеспечение этих растений азотом. Основным путём снабжения небобовых растений (зерновые, кормовые, технические культуры) биологическим азотом остаётся менее эффективная ассоциативная азотфиксация в ризосфере и филлосфере растений (Ladha, 1998). С целью повышения ассоциативной азотфиксации используются различные приёмы, одним из которых является инокуляция растений эффективными штаммами диазотрофов. В их числе наиболее часто применяются представители бактерий родов Azospirillum, Bacillus, Pseudomonas, Klebsiella, Azotobacter, Enterobacter, Flavobacterium и др. (Höflich etal, 1994). Бактеризация растений ассоциативными азотфиксаторами достоверно повышает уровень фиксации азота в ризосфере, увеличивает содержание азота в зерне, урожай зерна и биомассы (Kojemyakov et al., 1998; Sawicka et al., 1998; Zavalin et al., 1998).
Инокуляция ассоциативными диазотрофными бактериями является одним из перспективных путей решения проблемы азотного питания сельскохозяйственных растений (Хотянович, 1995; Ladha, 1998). По данным различных исследователей, применение диазотрофов значительно повышает

На большом фактическом материале показано, что именно в ассоциациях происходит более полная реализация функциональных возможностей микроорганизмов. Микробные ассоциации обладают устойчивостью к заражению и высокой стабильностью (Егоров и Ландау, 1986). Так, при культивировании разлагающей 4-аминобензилсульфонат смешанной культуры Hydrogenophaga palleronii и Agrobacterium radiobacter уровень стабилизации популяций этих видов в широких пределах не зависел от начального уровня внесения. Соотношение численностей популяций компонентов с течением времени стремилось к 3:1. (Dangmann etal, 1996). Аналогичные данные были получены Дегерменджи с соавт. (1979) для ассоциации дрожжей. Вышеперечисленные особенности микробных ассоциаций обуславливают их высокую метаболитическую активность и устойчивость к неблагоприятным факторам внешней среды.
В основе межмикробных взаимодействий в ассоциациях лежит обмен продуктами метаболизма, регуляторными веществами, витаминами, защита другого компонента от повышенного парциального давления кислорода и другие факторы (Громов, Павленко, 1989; Печуркин с соавт., 1990; Paerl, Pinckney, 1996).
При описании микробных ассоциаций исследователи используют различные термины для характеристики этих сложных природных объектов. Из литературы известны следующие наиболее распространённые обозначения смешанных культур микроорганизмов:
1. Микробное сообщество (microbial community) - совокупность микроорганизмов какой-либо экосистемы, например, ризосферы. При тесном взаимодействии между членами сообщества, их небольшом таксономическом разнообразии и малых размерах экосистемы данное понятие может приближаться к "ассоциации". Заварзин (1992) рассматривает термин "сообщество" как синоним консорциума.
2. Ассоциация (coculture), или смешанная культура (mixed culture).