Если запасы азота практически безграничны и возобновляются благодаря микробиологической азотфиксации, то резервы фосфора весьма умеренны и быстро истощаются. Поскольку последний не имеет газовых форм, его биогеохимический круговорот носит неблагоприятный характер: этот элемент в значительной степени необратимо вымывается в Мировой океан. Кроме того, усвояемость фосфорных удобрений более чем в два раза ниже усвояемости азотных. Поэтому очень актуальными становятся исследования микробиологической трансформации фосфора в почве, где имеются микроорганизмы, способные при наличии органического вещества высвобождать ортофос-фат из труднодоступных растениям соединений с кальцием, железом и алюминием: Radiobacter, Aspergillus. Ион фосфата настолько быстро связывается в почве, что полезное применение этих микроорганизмов может иметь реальное значение только в пределах ризосфериой зоны, где существует градиент движения питательных веществ из почвы в корень, а также достаточно доступного органического вещества для активной жизнедеятельности микрофлоры.
Большой вклад в снабжение растения доступным фосфором вносят эндомикоризные грибы (облигатные симбионты). Они развиваются внутри тканей и клеток корня и не растут на искусственных питательных средах. Одна из их особенностей — отсутствие специфичности относительно растения-хозяина. Кроме того, эндомикоризные грибы резко усиливают поглощение из почвы не только фосфора, но и азота, калия, кальция, натрия, магния, железа, марганца, меди, бора, цинка, серы и других элементов.
Наиболее широко распространена везикулярно-арбускулярная форма эидомикориз. Грибы, образующие микоризу этого типа, относятся к семейству Endogonaceae — роды Glomus, Gigaspora, Acaulospora, Sclerocystic. Проникая в корень, эидофиты образуют в нем хорошо развитый несептированный мицелий с гифами толщиной 8 — 12 мм и характерными внутренними структурами.
Арбускулы образуются в клетках растения-хозяина в результате дихотомического деления гиф и по виду напоминают маленькие деревца. Везикулы — сферические или овальные вздутия в середине или на концах гиф. На поверхности корня формируется наружный мицелий с гифами, на концах которых образуются крупные покоящиеся споры. Именно за его счет значительно увеличивается поглощающая поверхность корневой системы, растения получают питательные вещества далеко за пределами зоны действия корневых волосков. Этоособенно важно при усвоении малоподвижных, слабодиффундирую-щих в почве ионов, главным образом фосфатов. Кроме того, в луговом разнотравье эти грибы могут образовывать микоризные мостики между корнями растений разных систематических групп, что позволяет обмениваться разнообразными веществами и продуктами.
\ Эидомикоризиые грибы поглощают из почвенного раствора фос-ат, который перемещается по гифам в виде полифосфатиых гранул локализуется в арбускулах. После их разрушения ферментами растений доступный фосфор высвобождается в ткани корня.
В настоящее время эидомикоризные грибы применяются преиму-ественпо в видедючвенно-кормовых смесей, содержащих определеи-ую культуру эидофита. Использование такого инокулюма возможно только на весьма ограниченных площадях, например, для восстаиов-еиия плодородия при биологической рекультивации нарушенных мель. При этом улучшаются минеральное питание, приживаемость растений и урожайность.
Существует и другой препарат, также носящий название фосфоро-бактерин, который представляет собой бактериальное удобрение, содержащее споры микроорганизма Bacillus megaterium var. phosphaticum. Однородный порошок светло-серого или желтоватого цвета. Бактерии обладают способностью превращать сложные фосфороргани-ческие соединения (нуклеиновые кислоты, иуклеопротеиды и др.) и трудноусвояемые минеральные фосфаты (пирофосфаты, полифосфаты) в доступную для растений форму. Кроме того, бактерии вырабатывают биологически активные вещества (тиамин, пиридоксии, био-тин, пантотеновую и никотиновую кислоты, витамин В|2 и др.), стимулирующие рост растения, особенно на ранних стадиях его развития.
Фосфоробактерин не заменяет фосфорные удобрения и не действует без них. Относится к числу препаратов, обладающих стимулирующим эффектом.
По морфологическим признакам Вас. megaterium var. phosphaticum представляет собой мелкие, грамположительные, аэробные спорообра-зующие палочки размером (1,8 •*■ 2,0) х (5 ■*- 6) мкм. Клетки содержат значительное количество соединений фосфора. В ранней стадии развития это подвижные одиночные палочки, которые в процессе роста утрачивают свою подвижность, а при старении образуют эндоспоры размером 0,7 х 1,2 мкм, локализующиеся в одном из концов клетки.
Поскольку используемый микроорганизм — спорообразующая культура, технология выращивания микробных клеток сводится к получению спор. Однако производство фосфоробактерина в целом мало отличается от получения сухого нитрагина и азотобактерина.
Технология получения фосфоробактерина. Культуру Вас. megaterium var. phosphaticum на всех стадиях производственного культивирования выращивают глубинным способом. Ее получают в ферментере в строго асептических условиях при постоянном перемешивании и принудительной аэрации до стадии образования спор. Основные параметры проведения процесса: температура — 28 — 30 °С, рН среды — 6,5 — 7,5, длительность культивирования — 1,5 — 2 сут. При выращивании на 1-й среде титр клеток в готовой культуральной жидкости составляет 2,7 — 3 млрд спор в 1 мл, на 2-й — 4,3 млрд в 1 мл.
Полученную в ходе культивирования биомассу клеток отделяют
центрифугированием и выдерживают в распылительной сушилке при
65 — 75 °С до остаточной влажности 2 — 3 %. Высушенные споры
смешивают с наполнителем (каолином). Приготовленный таким о >-
разом готовый препарат должен содержать в 1 г не менее 8 млрд клз-
ток. Его расфасовывают по 50 — 500 г во влагонепроницаемые паке|-
ты и герметизируют. /
В отличие от нитрагина и азотобактерина фосфоробактерин обладает большей устойчивостью при хранении. Потеря жизнеспособност^ клеток после 1 года хранения не превышает 20 %.
Этот препарат рекомендуют применять па черноземных почвах \ которые содержат наиболее значительное количество фосфороргани-ческих соединений. Он необходим для повышения урожайности зерновых, картофеля, сахарной свеклы и других сельскохозяйственных растений.
| О/ /о. |
При внесении фосфоробактерипа в почву семена растений обрабатывают механизированным способом в машинах для сухого протравливания семян смесью перпарата с наполнителем (глиной, почвой или просеянной золой) в соотношении 1: 40. На одну гектарную порцию семян требуется 5 г препарата и 200 г наполнителя. Клубни картофеля равномерно увлажняют суспензией спор, приготовленной из расчета 15 г препарата на 15 л воды. Это количество расходуется на одну гектарную норму посадочного материала. Применение фос-форобактерина повышает урожайность на 10