Биотехнология. принципы и применение - Бич Г.
ISBN 5-03-000058-5
Скачать (прямая ссылка):
были разработаны способы внесения этих бактерий в почву для улучшения
условий культивирования. Их стали добавлять также и к семенам. Затраты на
внедрение этого способа инокуляции невелики, транспортные расходы
незначительны, а сами методы достаточно несложны, чтобы их можно было
внедрить в сельское хозяйство развивающихся стран, где высокая стоимость
удобрений ложится тяжелым грузом на плечи фермеров. Выращивание бобовых с
применением метода инокуляции семян нередко благоприятно сказывается на
состоянии окружающей среды: оно помогает бороться с наступающей пустыней,
облегчает борьбу с эрозией почв, уменьшает перенос почвы ветрами и
позволяет с большим успехом восстанавливать истощенные земли. Большинство
образующих клубеньки бобовых способны полностью удовлетворить свои
потребности в азоте. Это, конечно, бывает только тогда, когда и прочие
условия благоприятствуют росту растений, т. е. растения получают
достаточно воды и других питательных веществ.
358
Глава 9
9.3.2. Инокуляция бактериями Rhizobium
Наиболее простой способ инокуляции основан на использовании почвы, взятой
с полей, где выбранная для выращивания культура бобовых растет хорошо.
Этот способ вполне пригоден и широко применялся в конце XIX в.
Недостаток его заключается в том, что при этом приходится перемещать
много почвы, так как Rhizobium составляют лишь малую часть микрофлоры и
ничтожную часть самой почвы. В Америке обычно вносили 100-1000 кг почвы
на 1 га. Брали эту почву с расположенного где-нибудь недалеко поля, где
был получен хороший урожай нужной бобовой культуры. Еще один недостаток
этого метода - возможность распространения с почвой болезней растений.
Гораздо меньше почвы необходимо вносить при помощи сеялок, когда бактерии
попадают прямо к семенам, где они нужнее всего. На основе этого простого
способа был разработан метод прямой инокуляции семян. Сначала применяли
измельченную почву (всего около 0,5 кг почвы на 1 кг семян), а затем
стали использовать методы, основанные на введении чистых культур
бактерий.
Первая разновидность коммерческой культуры для инокуляции была
запатентована Ноббе и Хилтнером в 1896 г. Она поступала на рынок под
названием "Nitragin". Для разных бобовых выпускалось 17 ее вариантов. Уже
в 20-х гг. на рынок поступало много других разновидностей инокулятов.
Некоторые из них представляли собой чистые культуры бактерий, смешанные с
почвой, песком, торфом, навозом или измельченной породой, другие -
культуры, выращенные на агаре или в жидкой среде. Далеко не в каждом
случае качество таких инокулятов было высоким, не каждый раз их правильно
применяли, так что и высокие урожаи получали не всегда.
9.3.3. Инокуляция семян
Суть этого метода заключается в том, что на семена наносят большое число
клеток Rizobium, соответствующих определенному виду растения-хозяина, что
увеличивает вероятность быстрого образования клубеньков у проростков при
участии данных микроорганизмов. Для этого нужно достаточно много
бактерий, которые должны сохранять жизнеспособность до тех пор, пока в
почве они не проникнут в корневые волоски.
Культуры на агаре
Для прямой инокуляции семян пригодны культуры Rhizobium, выращенные в
пробирках или колбах на среде с агаром. Обычно для наращивания бактерий
применяют агаровую среду с ман-
Сельское хозяйство и биотехнология
359
нитолом и дрожжевым экстрактом следующего состава: 0,5 г К2НРО4, 0,2 г
MgS04-7H20, 0,1 г NaCl, 10 г маннитола, 0,4 г дрожжевого экстракта
(например, Difco, Oxoid), 15 г агара, до 1 л дистиллированной воды, pH
6,8-7,0; среду автоклави-руют при 121 °С 15 мин. В 10 мл такой среды
может содержаться ~1010 клеток ризобиумов. На холоде их можно хранить
несколько недель.
В промышленном масштабе пробирочные культуры Rhizobium meliloti для
инокуляции люцерны (альфальфы, Medicago sativa) производились в Англии с
1929 по 1963 г. За их качеством следил отдел микробиологии почвы
Ротамстедской экспериментальной станции. Для инокуляции семян бактерии
соскабливали с поверхности косяка и суспендировали в снятом молоке, к
которому добавляли немного фосфата кальция. Эту смесь выливали на кучу
зерна и хорошо все перемешивали, а затем давали просохнуть в тени. При
этом бактерии прилипали к поверхности семян, а пленка высохшего молока
надежно их защищала. В идеальном случае семена вскоре высевали. Этот
метод пригоден для выработки небольших партий иноку-лята и соответствовал
потребностям потребителей, выращивающих люцерну в Англии, но сегодня
такие культуры здесь больше не производят. В каждой пробирке содержалось
достаточно клеток Rhizobium, чтобы обработать семена для ~0,5 га посевов
люцерны. К середине 40-х г. ежегодно продавалось около 40 000 таких
препаратов, но к концу 50-х г. число их упало до 9000-10 000, а к 1964 г.
до 1000-2000. Это было связано, по крайней мере частично, с уменьшением
площадей, засеваемых люцерной. Сегодня в Англии коммерческие препараты-
инокуля-ты не производятся, но из Австралии и США импортируются
