Регуляторы роста растений микробного происхождения
Лабораторные опыты с растениями показали, что они могут усваивать достаточно большие молекулы микробных метаболитов. Например, в растения поступают различные классы антибиотиков, отличающихся по химической природе. Это наиболее просто было установить с антибиотиками, так как само растение их не образует. Некоторые антибиотики поступают быстро, в больших количествах и с большой скоростью переходят из корней в надземную часть растения. Другие поступают медленно и остаются в корневой системе. Антибиотики могут проникать и через листовую поверхность. Этот вопрос подробно изучался в связи с разработкой методов лечения растений с помощью антибиотиков. Метод получил некоторое распространение, но является достаточно дорогим. Для растений подбирались специальные антибиотики, отличные от тех, которые используются в медицине, чтобы не происходило возникновения резистентных форм.
В корни растений могут поступать витамины и аминокислоты, синтезированные почвенными микроорганизмами. Это удалось установить с применением меченых атомов, так как эти вещества синтезируются и самими растениями.
Существует большая группа растительных гормонов — стимуляторов и регуляторов роста (ауксины, гиббереллины, цитокинины, абсцизовая кислота)
Установлено, что эти вещества образуют и растения, и микроорганизмы в первую очередь симбиотические (клубеньковые бактерии, микоризные грибы), фитопатогенные, а также многие свободноживущие бактерии и грибы. Они могут значительно стимулировать рост растений. Отсюда возникла идея применения микробов-стимуляторов для улучшения роста сельскохозяйственных растений, цветов и даже деревьев при их пересадке, особенно в зрелом возрасте. Могут применяться как химические вещества, полученные путем микробного синтеза, так и живые микробы, которые обычно наносятся на семена.
Ауксины образует азотобактер, азоспирилла. Гиббереллин продуцирует гриб Fusarium moniliforme — анаморфа Gibberella fujikuroi и некоторые широко распространенные почвенные бактерии. Цитокинины обнаруживаются среди продуктов метаболизма ми- коризообразователей, клубеньковых бактерий, фитопатогенов. Абсцизовую кислоту образует гриб Cercospora rosicola. Подробно изучено грибное вещество фузикоккцин.
В работах Е.Н. Мишустина показано, что бактериальный препарат «азотобактерин», приготовляемый на основе живых клеток Azotobacter chroococcum и предназначавшийся первоначально для обогащения растений биологически фиксированным азотом, оказывает стимулирующее действие на растения не за счет связывания азота, а благодаря образованию стимуляторов роста растений и антифунгального антибиотика, который подавляет развитие фитопатогенов. Азотобактер оказывает положительное действие только на богатых окультуренных почвах, обеспеченных элементами питания, в том числе и азотом.
Таким образом, почвенные микроорганизмы образуют многочисленные физиологически активные вещества, которые в принципе могут поступать от почвенных микроорганизмов в корни растений и стимулировать их рост, повышая качество урожая. Однако, насколько этот поток велик непосредственно в полевых условиях, необходимо установить экспериментально, — и это довольно сложная задача. В то же время в лаборатории можно легко поставить вегетационные опыты с обогащением почвы грибом — продуцентом гиббереллина и получить очень сильное стимулирующее действие на рост самых различных растений.
Микробы образуют, как отмечалось выше, и токсичные вещества. В многочисленных экспериментах в почву вносили токсинообразующий сапротрофный гриб и отмечали подавление роста растения вплоть до его полной гибели. Было установлено, что неправильное несбалансированное применение минеральных удобрений и загрязнение почвы вредными веществами приводит к резкому увеличению численности грибов-токсинообразователей.