Влияние свободноживущих азотофексирующих бактерий рода Clostridium pasteurianum на азотный баланс почвы

При этом исходят из того, что каждая колония является результатом размножения одной клетки. Чашечный метод особенно широко используется для определения количества микроорганизмов в почве и других естественных субстратах. Однако следует учитывать, что для микроорганизмов, образующих цепочки или другие скопления клеток, результаты по определению их числа будут всегда несколько занижены.Работа этим методом включала три этапа: приготовление разведений, посев на плотную среду в чашки Петри, подсчет выросших колоний.Приготовление разведений. Численность популяций микроорганизмов обычно достаточно велика, поэтому для получения изолированных колоний готовили ряд последовательных разведений. Разведения готовили в дистиллированной воде, используя постоянный коэффициент разведения равный 10. В ходе опыта использовали один и тот же коэффициент разведения,т.к. это уменьшало вероятность ошибки. Для приготовления разведенийстерильную воду разливали по 9 мл в стерильные сухие пробирки. Затем 1 млисследуемой суспензии стерильной пипеткой переносили в пробирку с 9 млстерильной воды – это 2-е разведение, 10-2. Полученное разведение тщательноперемешивали новой пипеткой, вбирая в пипетку и выпуская из нееполученную взвесь. Эту процедуру выполняли 3-5 раз, затем этой же пипеткойотбирали 1 мл полученной суспензии и переносили во 2-ю пробирку –получали 3-е разведение, 10-3. Таким же образом готовили и последующиеразведения. Степень разведения зависила от плотности исследуемой популяциимикроорганизмов; соответственно она тем больше, чем больше плотностьпопуляции. Для приготовления каждого разведения обязательно использовалиновую пипетку.Проведение посева поверхностным способом. Перед посевом разливали расплавленную, чаще всего агаризованную, питательную среду в ряд стерильных чашек Петри по 15-20 мл в каждую. Чашки оставляли на горизонтальной поверхности, пока среда не застынет. После того, как среда была готова, на ее поверхность стерильной пипеткой наносили точно измеренный объем (1 каплю) соответствующего разведения и распределяли его стерильным шпателем по поверхности среды. Высевы на плотную среду проводили, как правило, из 3-х последних разведений, причем из каждого делали 2-4 параллельных высева. Для каждого разведения использовали новый стерильный шпатель. После посева чашки Петри помещали в термостат крышками вниз.Подсчет выросших колоний. Колонии бактерий подсчитывали обычно через 3 суток. Подсчет проводили, не открывая чашки Петри. Для удобства чернилами по стеклу отмечали просчитанную колонию точкой на наружной стороне дна чашки. При большом количестве колоний дно чашки Петри делили на секторы, подсчитывали число колоний в каждом секторе и результаты суммировали. Просчитав количество колоний на всех параллельных чашках, определяли среднее количество колоний на чашке и затем делали пересчет на 1 г абсолютно сухой почвы (АСВ) по формуле:где:а – количество клеток в 1 г почвы;б – среднее количество колоний на чашку;в – разведение, из которого сделан посев;г – количество капель в 1 мл суспензии;д – масса абсолютно сухой почвы, взятой для анализа.Для накопления, выделения, культивирования и сохранения бактерий Clostridiumpasteurianum использовали питательную среду Эшби состоящую из K2H2PO4- 0,2г/л ; MgSO4- 0,2 г/л; NaCl- 0,2 г/л; K2SO4-– 0,1г/л; CaCO3- – 5 г/л; сахароза – 20 г/л; агар – 20 г/л, со следующими условиями:Для выявления азотобактера в почве и определения относительного его содержания использовали метод Виноградского (почвенных комочков) на агаре. Навеску почвы увлажняли стерильной водопроводной водой до пастообразного состояния. На безазотистую среду Эшби в чашке Петри раскладывали 50 комочков почвы, пользуясь капилляром, смоченным в воде. Использовали две чашки на каждый образец почвы. Чашки с посевом помещали в эксикатор над водой при температуре 280С. Элективность среды создается отсутствием связанного азота и аэробными условиями среды. После 5-6 дней инкубации при наличии клеток азотобактера комочки почвы обрастают его колониями. Колонии азотобактера обычно слизистые, тестообразной консистенции, белые не прозрачные, с возрастом наблюдается появление коричневатого пигмента на 4-6 сутки инкубирования. Под микроскопом клетки выглядят как короткие палочки или кокки, часто соединенные попарно – «восьмерки», окруженные капсулой. Для сравнительной оценки населенности азотобактера в разных почвах определяли процент обросших комочков от общего числа комочков на чашке.Таблица 3 – Питательные среды и условия культивированияГруппа микроорганизмовСредаУсловия культивированияРазведениеt,0CВремя, суткиГетеротрофные бактерииМПА3031:103, 1:107Актиномицеты и бактерииКАА2871:103 1:105, 1:107,ГрибыЧапека24-267-101:103 1:105, 1:107,Олигонитрофильные бактерииЭшби28141:103 1:105, 1:107,Аэробные азотфиксирующиебезазотистая Эшби304-6разведений БезАнаэробные азотфиксирующиеВиноградского304-5разведений БезАэробные целлюлозолитическиеГетчинсона3081:102Анаэробные целлюлозоразрушающиеОмелянского30201:10Для получения накопительной культуры анаэробного азотфиксатора Clostridium pasteurianum использовали элективную среду Виноградского. Высокие пробирки заполняли на 2/3 ее объема жидкой средой. Для инокуляции в среду внесли 0,2 грамма исследуемой почвы и закрыли ватными пробками. После этого пастеризовали в течение 10 мин при 800С. Пробирки с посевами помещали в термостат при 300С. На 4-6 сутки можно отмечали помутнениесреды и обильное образование газов. После 4-5 дней инкубации культуруподвергали анализу. Наличие анаэробных азотфиксирующих микроорганизмовфиксировали, если были следующие признаки: запах масляной кислоты;наличие газа (Н2;СО2); наличие пленки.Для обнаружения Clostridiumpasteurianumсодержимое пробирки размешивали и втечении 15-20 с. давали осесть грубым частицам, после чего из серединысубстрата пипеткой брали немного материала и наносили каплю на предметноестекло. К ней добавляли каплю раствора Люголя, затем накрывали покровнымстеклом и микроскопировали с иммерсионной системой. Клетки Clostridiumpasteurianum, содержащие гранулезу, приобретали фиолетовый цвет.Глава 3 Результаты работы3.1 Климатические условия развития свободно живущих бактерийДля нормального симбиоза растений необходимы нормальные условия окружающей среды. В том случае, если условия среды будут находиться на низком уровне, то эффективность симбиоза будет ничтожной [21].В полевых условиях эффективность зависит от множества факторов, в зависимости от пагубного влияния в связи с чем, симбиотическая азотофиксация может быть остановлена или не быть вовсе. На это влияет образование и количество клубней на корнях растений. Образование клубеньков на корнях растений, можно связать с присутствием в почве определенных видов клубеньковых бактерий, которые необходимы и полезны для них. Этими клубеньковыми бактериями служат местные штаммы и пришедшие снаружи, которые созданы на минеральной основе, торфяной или в жидкой форме.Но важно понимать, что наличие клубеньковых бактерий на корнях, не является гарантией образования симбиотического аппарата и выделения азота из воздуха.На образование инфекционных нитей в волосках корня, влияют не только высшие растения, но и внешние факторы, о чем подробно рассуждает в своем труде Е.Н. Мишустина и В.К. Шильниковой [6].У почвы есть свой показатель минимальной влажности, он равен 16%, если данный показатель будет ниже данного процента, то клубеньки не смогут сформироваться.Безусловно, температура является ведущим фактором, именно от него зависит образование клубеньков.Колебания температур ночью до 20ᴼС и днем более 27ᴼС отрицательно сказывается на процессе азотфиксации, в результате клубеньки не образуются. Наиболее оптимальные температуры, необходимые для образования клубеньков и азотоусвоения отличаются друг от друга.Оптимальное значение рН для эффективного симбиоза клубеньковых бактерий Clostridium pasteurianum и бобовых (горох, фасоль, чечевица и др.) служит слабокислый, близкий к нейтральной реакции почвенного раствора. Важно наличие подвижных форм азотсодержащих соединений. Как показали эксперименты, проведенные исследователями, "стартовые" дозы азота составляют 30-40 кг/га. Происходит активное фиксирование азота, и большие дозы азота, наоборот, подавляют этот процесс. Поэтому важно выбирать предшественника и расчетные дозы удобрений [13].Высокое содержание азота блокирует развитие клубеньков, так как для растения нет никакой пользы от формирования симбиоза. Энергия для разделения газообразного азота в клубнях приходит из сахара, который может быть перенесен из листьев (продукт фотосинтеза) [7].Известно, что фосфор положительно влияет на активность клубеньковых бактерий.Неорганический фосфор в форме фосфата необходим для всех известных форм жизни. Фосфор играет важную роль в структуре ДНК и РНК. Живые клетки используют фосфат для транспортировки в клеточную энергию с помощью аденозинтрифосфата (АТФ), необходимой для всех клеточных процессов, которые используют энергию [10].Поясним, что азотофиксация – это теневой процесс, но при этом требующий большого количества энергии.Нахождение в корневой зоне обильной микрофлоры, содержащей в себе ингибиторы и активаторы процесса симбиоза, является главным фактором. Нельзя забывать о колоссальном значении, которое имеют высшие растения, определяющие особенности клубеньковых бактерий.3.2. Динамика численности бактерий ClostridiumpasteurianumЗарубежными исследователями установлено, что не только активность, но и численность и биомасса почвенных микроорганизмов могут быть существенно изменены при добавлении растительных остатков в почву. Эти изменения в деятельности и размерах микробного сообщества могут иметь долгосрочный характер.В результате проведенных исследований была установлена положительная зависимость между дозами внесения соломы и биологической активностью почвы под культурой однолетних трав. Так, в 2017 г. численность агрономически полезных групп микроорганизмов была максимальной в вариантах 2 и 3 с максимальной дозой внесенной соломы: протеолитических – в 1,2-1,4 раза, целлюлозолитических – в 1,3-1,4; анаэробные свободноживущие азотфиксаторы (Clostridium pasteurianum) – в 1,5-1,7 выше, чем в варианте без соломы (табл. 4).По данным Э.Б. Лапинскас и Л.П Пяулокайте-Мотузене [18], с увеличением количества заделываемой соломы (в вегетационном опыте), независимо от внесения минерального азота увеличивалось отношение аммонифицирующих микроорганизмов к ассимилирующим минеральный азот. Это указывает на то, что солома положительно влияла на относительное увеличение аммонифицирующих микроорганизмов.Ни один из показателей не может в полной мере отражать и характеризовать интегральную биологическую активность почв. В связи с эти актуальным является использование обобщенных показателей, критериев, которые позволили бы в целом оценить биологическое состояние почвТаблица 4 – Показатели биологического состояния дерново-подзолистой супесчаной почвы (Апах) в зернопропашном севообороте, после уборки однолетних трав, 2.08.17.ВариантЧисленность микроорганизмов, тыс. КОЕ/г почвыСуммарная БА, %КмПротеолитическихЦеллюлозолитическихАнаэробные азотфиксаторыНитрифицирующихМикромицетов1 NPK – фон12,4720,1723,9813,2315,511601,622 Фон + солома озимой пшеницы, люпина, ячменя (суммарно 27 т/га)17,5328,4539,7526,1925,412321,623 Фон + солома озимой пшеницы, люпина (суммарно 18 т/га)15,8625,1535,2118,8223,661541,814 Фон + солома озимой пшеницы (суммарно 9 т/га)13,5821,8531,7615,8723,021302,20Использование такого расчетного интегрального показателя суммарной относительной биологической активности позволяет получить более полное и достоверное представление о влиянии использования соломы на биологическое состояние почвы, чем использование каких-либо отдельных ее характеристик.Анализ величины данного показателя в опыте свидетельствует, что в вариантах с максимальным объемом внесенной за 3 ротации соломы отмечены самые высокие показатели суммарной биологической активности, составившие 232 %, что выше в 1,45 раза по сравнению с фоновым вариантом «NPK». Последействие соломы озимой пшеницы, однократно используемой в начале ротации севооборота под люпин (вариант 4), в конце 3-ой ротации проявилось слабо. Уровень суммарной биологической активности составил здесь 130 %. Влияние внесения соломы без минеральных удобрений на показатели биологического состояния пахотного слоя было близко ежегодному внесению минеральных удобрений.Следует отметить, что в данном опыте трехкратное за ротацию внесение в почву соломы в максимальной дозе 27 т/га на фоне NPK сопровождалось значительным увеличением – в 5- 9 раз - численности анаэробных азотфиксирующих бактерий р. Clostridium, которые являются наиболее многочисленной группой азотфиксаторов в дерново-подзолистых почвах, т.к. обладают толерантностью к повышенной почвенной кислотности, в отличие от представителей р. Azotobacter, более широко распространенных в черноземных почвах. Это может свидетельствовать о дополнительном накоплении в почве биологического азота и подтверждает отмеченную в некоторых работах эффективность соломы как приема повышения азотфиксирующей активности пахотных почв. Исследованиями в лабораторных условиях установлено, что целлюлозоразлагающие грибы способствуют переводу полисахаридов соломы (целлюлозы и гемицеллюлоз) в целлобиозу и глюкозу, являющихся основой процесса анаэробной фиксации азота.Согласно данным некоторых исследователей, численность микроорганизмов, усваивающих минеральный азот, увеличивается при внесении азотных минеральных удобрений только при условии обеспеченности легко усвояемым органическим веществомВ результате исследования биологических свойств почвы в опыте в севообороте (под люпином) установлено, что во всех вариантах с внесением соломы озимой пшеницы (осенью 2017 г.) показатели численности микроорганизмов были в 1,1-1,5 раза выше, чем в варианте без удобрений. Максимальные показателями характеризовался варианта Фон + солома 3 т/га, где минеральный азот в дозе N30 был внесен весной 2017 г. Влияние добавки компенсирующей дозы азота, внесенного осенью 2017 г. в вариантахфон + солома 3 т/га не проявилось, что может быть объяснено высокими потерями минерального азота из почвы врезультате выщелачивания нитратов и денитрификации в условиях выпадения обильных осадков осенью 2017 г.В качестве эталонов сравнения были проанализированы свежеотобранные образцы почвы с бессменного пара и залежи, соответственно, с минимальной и оптимальной для исследуемых дерново-подзолистых супесчаных почв биологической активностью.В результате исследований установлено, что длительно парующая почва, в которую более 20 лет не поступало свежих растительных остатков, характеризовалась очень низким биологическим потенциалом по всем изученным параметрам. Биологическое состояние почвы в варианте без удобрений можно охарактеризовать как более благоприятное по сравнению с чистым паром, с более высокой численностью почвенных микроорганизмов, что можно объяснить ежегодным поступлением корне-пожнивных остатков культур севооборота. Почва в вариантах опыта с многократным внесением растительных остатков и минеральных удобрений характеризовалась более высокими значениями численности определяемых групп микроорганизмов, чем в почве залежи (табл. 5).Таблица 5 – Численность микроорганизмов в пахотном слое дерново-подзолистой супесчаной почвы (Апах) под люпином (14.06.2018 г.) ВариантЧисленность микроорганизмов, тыс. КОЕ/г почвыАммонифицирующихЦеллюлозолитическихАнаэробные азотфиксаторыНитрифицирующихМикромицетовСБА, %1 NPK – фон380033658733574145861002 Фон + солома 3 т/га (N30 – весной)5600676112867968753611523 Фон + солома 3 т/га (N30 – осенью)6800642718234147536120189Пар2566337429824510912557Залежь372048766753856412682112В результате анализа многолетней динамики численности различных почвенных микроорганизмов выявлены определенные закономерности в изменении этих показателей.Так, численность аммонифицирующих и целлюлозоразлагающих микроорганизмов имеет явно выраженный тренд и тенденцию увеличения в вариантах с максимальной дозой соломы (рис. 8 и 9).Рисунок 8 – Динамика численности аммонифицирующих микроорганизмовРисунок 9 – Динамика целлюлозоразлагающих микроорганизмовДинамика микроорганизмов, свободноживущих азотфиксирующих и нитрифицирующих бактерий имеет несколько иной характер и показывает, что внесение соломы позволяет поддерживать в целом более высокий уровень численности этих групп (рис. 10 и 11).Рисунок 10 – Динамика свободноживущих азотфиксирующих бактерийРисунок 11 – Динамика нитрифицирующих бактерийВ научной литературе имеются данные, подтверждающие положительное влияние внесения соломы и растительных остатков на численность почвенной микрофлоры.В полевых исследованиях также установлено, что и одна солома (без минеральных удобрений) положительно влияет на развитие и размножение свободноживущих и нитрифицирующих бактерий в почвенном покрове.По данным отечественных исследователей [26], поступление в почву органического вещества с растительными остатками (озимая пшеница, кукуруза, клевер, горох) стимулировало жизнедеятельность как зимогенной, так и свободноживущих азотфиксаторов Clostridiumpasteurianum.В экспериментальных исследованиях на эродированных почвах поступление в почву свежих трофических источников значительно повысило численность бактерий.Влияние изучаемых в опыте факторов на наличие азотфиксирующих бактерий, отражает актуальную биологическую активность почвы и интенсивность текущей минерализации органического вещества.Метод определения азотфиксации признается наиболее достоверным способом определения потенциальной возможности почвы обеспечить растения азотом.Внесение соломы злаковых культур с широким отношением C:N в чистом виде без компенсирующих добавок азота часто сопровождается повышенным размножением свободноживущих азотфиксирующих бактерий Clostridiumpasteurianum и способностью почвы вследствие биологической иммобилизации азота микроорганизмами, участвующими в ее разложении. В наших исследованиях использование соломы суммарно в количестве 27 т/га без минеральных удобрений обеспечило более высокие значения азотфиксации – в 2,1 раза - и целлюлозолитической активности – на 20 % по сравнению с вариантом без удобрений (рис. 12). Увеличение азотмобилизующую способность почвы можно объяснить реминерализацией ранее иммобилизованного азота, который был биологически закреплен в микробной биомассе при внесении соломы в предыдущие годы.Рисунок 12 – Азотмобилизирующая способность и целлюлозолитическая активность в пахотном слое дерново-подзолистой почвы под однолетними травами, 2017 г.Разложение растительных остатков в почве происходит с минерализацией лабильных фракций органического вещества и формированием микробного углерода.Микробная биомасса представляет собой часть органического вещества почвы, состоящая из живых микроорганизмов. Эта органическая фракция включает прокариот (бактерий и архей), грибов, простейших и некоторые формы свободно живущих нематод.Микробная биомасса характеризуется быстрым ростом и оборачиваемостью, активным участием в биологическом круговороте, является ближайшим резервом биогенных элементов для высших растений, а также источником формирования гумусовых веществ, поэтому может служить важным показателем, характеризующим биологическое состояние пахотных почвАзот почвы, который участвует в формировании урожая, в сущности, состоит из азота микробной массы. Ее количественное определение имеет важное значение, так как, несмотря на огромное разнообразие микроорганизмов, они выполняют общие функции и определяют общий уровень биологической активности почвы.Таким образом, в результате многолетних исследований в полевом опыте установлено, что систематическое использование соломызерновых и зернобобовых культур без отчуждения с поля в качествеудобрения, обеспечивает дополнительное поступление в почву легкоразлагаемого органического вещества и является эффективным приемом активизации почвенно-микробиологических процессов, способствует развитию и размножению свободноживущих азотфиксирующих бактерий Clostridiumpasteurianum в дерново-подзолистой почве. Устойчивое поддержание более высокого уровня показателей биологическойактивности обеспечивается при использовании в качестве удобрения соломы всех зерновых и зернобобовых культур зернопропашного севооборота/До недавнего времени в микробиологии придерживалисьпринципа «чем больше микробов, тем лучше». Однако исследованияпоследних лет показали, что этот принцип не всегда верен и оправдан.В некоторых случаях избыточная активность почвенных микроорганизмов может привести к расходованию и снижению основного фондапотенциального плодородия. С учетом этого, повышение биогенностипочвы при ежегодном внесении только минеральных удобрений безпополнения почвы свежим органическим веществом следует рассматривать как отрицательное явление, сопровождающееся усиленнойминерализацией гумуса.Следует сказать, что чрезмерное накопление в почве растительных остатков с однотипным биохимическим составом может приводить к снижению активности биологических процессов их трансформации. Учитывая этот факт, для предотвращения эффекта почвоутомления наиболее эффективно применение на удобрение соломы различных культур в севообороте, например, чередование соломы злаковых и зернобобовых культур.3.3 Интенсивность метаболизма азота и азотное питаниеПревращения и мобилизация азота в почве преимущественно связаны с биологическими процессами минерализации растительных остатков и гумусовых веществ. Солома зерновых культур за счет высокого отношения C/N является существенным фактором, влияющим на азотный режим почв, увеличивает биологическую иммобилизацию минерального азота и способствует, таким образом закреплению его в микробной плазме, снижает потери в виде нитратов, эмиссионные потери закиси азота и кроме того, стимулирует симбиотическую (при внесении соломы под бобовые) и несимбиотическую биологическую фиксацию молекулярного азота.Микробная иммобилизация азота осуществляется за счет поступления азота в аммонийной, нитратной либо аминной форме внутрь микробных клеток и дальнейшего вовлечения данного элемента в синтез внутриклеточных высокомолекулярных азотсодержащих соединений (пептидов, белков, ДНК, АТФ и т.д.)Использование современных методов изотопной химии и моделирования показало, что управление азотом на основе растительных остатков имеет потенциал для увеличения эффективности использования азота, уменьшения потерь, сокращения выбросов закиси азота и выщелачивания нитратовИспользование на удобрение соломы злаковых культур, имеющей широкое отношение углерода к азоту, часто сопровождается проявлением отрицательного эффекта уменьшения содержания минерального азота в пахотном горизонте, связанного с его иммобилизацией микрофлорой, участвующей в разложении органического вещества соломы.Исследованиями азотного режима почвы в нашем опыте было установлено, что осеннее внесение соломы озимой пшеницы в дозе 3 т/га не вызывало заметного снижения содержания минеральных форм азота в пахотном слое. Отмечена лишь малозаметная тенденция уменьшения минерального азота на некоторых вариантах по сравнению с контролем в 1-ый месяц после заделки соломы, которое к началу вегетационного сезона практически полностью исчезает. Запашка соломы люпина, химический состав которого характеризуется более высоким содержанием азота по сравнению с соломой озимой пшеницы и ячменя, сопровождается даже некоторым увеличением содержания суммы N-NО3- + N-NH4+ весной перед посевом на 2,12-3,83 мг/кг по сравнению с контрольным и фоновым вариантами (табл. 6).В конце севооборота установлено снижение содержания органического азота в АПАХ в варианте без удобрений - на 13,8 % от исходного его содержания, ежегодное внесение минеральных удобрений также сопровождалось некоторым снижением содержания азота - на 6,7 %. В вариантах с заделкой всего объема соломы, содержание азота повысилось на 8-11 % к исходному.Таблица 6 – Динамика минерального азота в пахотном слое дерново-подзолистой супесчаной почвы при внесении соломы, мг/кг почвыВариантСолома озимой пшеницы под люпинСолома люпина под картофельСолома ячменя под однолетние травы1231231231 NPK – фон1,543,683,965,345,174,102,552,552,472 Фон + солома озимой пшеницы, люпина, ячменя (суммарно 27 т/га)1,543,85*3,564,554,99*6,222,712,36*2,233 Фон + солома озимой пшеницы, люпина (суммарно 18 т/га)1,544,48*3,274,484,53*11,32,092,772,294 Фон + солома озимой пшеницы (суммарно 9 т/га)1,545,60*2,933,884,784,101,592,552,241 – до внесения соломы; 2 – через 1 мес. после внесения соломы; 3 – весной перед посевом; *- внесена солома озимой пшеницы (3 т/га)В последние годы растительные остатки рассматриваются как важный фактор, контролирующий динамику азота и предотвращающий выщелачивание нитратов, что особенно актуально для легких почв с промывным водным режимом.В инкубационном эксперименте (буро-подзолистая почва) с меченой 15 N селитрой при двух уровнях влажности почвы – 50 и 90 % наименьшей влагоемкости – денитрификационные потери азота были значительно снижены при внесении соломы. Удобрение соломой вызывало значительное снижение содержания в почве 15NO3 и включение 15N в органические фракции – в аминогруппы и в состав трудногидролизумой фракции, в то время как наблюдалось сокращение доли амидного азотаСогласно результатам исследований М.Н. Новикова (1980), потери азота из пахотного слоя тяжелых почв Приамурья могут достигать 60 кг/га. Уменьшить потери азота можно за счет ослабления процессов денитрификации, а также связывания нитратов в нерастворимые формы. Последнее достигается внесением в почву органических веществ с широким отношением С/N – соломы злаковых культур.Для условий муссонного климата Южной Азии (Непал) внесение соломы рассматривается как прием, снижающий потери азота минеральных удобрений, особенно в районах, где солома не используется на подстилку животным и топливо.ВыводыАзот является частью таких жизненно значимых для растений органических соединений, как хлорофилл, ферменты, фосфаты, гормоны и некоторые витамины. При этом азотфиксирующие бактерии причисляют к группе мутуалистов. Их существование с иными организмами представляет собой взаимовыгодное сожительство. В процессе фотосинтеза растение образует глюкозу, которая необходима для процессов жизнедеятельности бактерий, а азотфиксирующие бактерии усваивают атмосферный азот и переводят его в форму, которая может переходить к растениям.Свободноживущие азотфиксирующие Clostridiumpasteurianum относятся к клубеньковым бактериям, которые колонизируют корневую системуи увеличивают урожайность растений, из-за того, что могут производитьростостимулирующие вещества.В настоящее время для перспективных хозяйств весьма важным является применение экологически ориентированных систем земледелия, поэтому актуальны исследования по созданию благоприятной среды с разнообразными видами сельскохозяйственных культур, в том числе и с не бобовыми растениями для развития и размножения азотфиксирующих бактерий, в том числе свободноживущих Clostridiumpasteurianum.В ходе проведенного исследования получены данные свидетельствующие, что одним из основополагающих принципов оказывающего заметное влияние на численность и биомассу почвенных микроорганизмов является регулярная заделка соломы.Эффективность применения побочной растительной продукции, в том числе запахивание соломы в сочетании с использованием минеральных удобрений, способствует увеличению свободноживущих азотфиксирующих бактерий Clostridiumpasteurianum, и других микроорганизмов. Эти приемы за счет дополнительногопоступления органического углерода и элементов питания в почву увеличивают емкость круговорота биогенных элементов, способствуют оптимизации азотного баланса дерново-подзолистных почв, и положительновлияют на развития сельскохозяйственных культур, как живой системы, которой необходимо поддерживать нормальную жизнедеятельность и проявлять устойчивость к внешним условиям.Список литературы1. Арутюнян, С.А. О возможности инфицирования клубеньковыми бактериями злаковых культур / С.А. Аратюнян // Биологический журнал Армении. – №1. – 2015. – С. 15 – 18.2. Берцова, Ю.В. Дыхательная защита нитрогеназного комплекса у Azotobactervinelandii / Ю.В. Берцова // Успехи биологической химии. – 2015. – №5. – С. 205 – 234.3. Благова, З.Р. Искусственные ассоциативные симбиозы между томатом и ризобиями, обладающими фунгистатической активностью / З.Р. Благова // Сельскохозяйственная биология. – 2015. – Т. 50. – № 1. – С. 107 – 114.4. Вершинина, З.Р. Искусственная ассоциативная симбиотическая система рапса с ризобиями для защиты от фитопатогенов / З.Р. Вершинина // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2013. – Т.15. – № 3. – С. 1579 – 1582.5. Волова, Т.Г. Биологические удобрения. Биотехнология / Т.Г. Валов. – 2016. – Новосибирск, Прессорд. – 159 с.6. Глаголева, О.Б. Паранодуляция рапса при инокуляции азотфиксирующими ризосферными бактериями / О.Б. Глаголева // Микробиология. – №6. – 2015. – С. 545 – 552.7. Голованов, М.Т. Роль техногенных факторов в стабилизации урожая зерна гороха сортов нового поколения / М.Т. Голованов // Зернобобовые и крупяные культуры. – 2014. – №1(9). – С. 3 – 7.8. Гурьев, Г. П. Влияние препаратов клубеньковых бактерий и комплексного микробного удобрения (КМУ) на симбиотическую азотфиксацию и урожай гороха / Г. П. Гурьев // Научно–производственный журнал «Зернобобовые и крупяные культуры». – №1(21). – 2017. – С. 15 – 18.9. Гурьев, Г.П. Влияние внешних факторов среды на функционирование бобово-ризобиального симбиоза у гороха / Г.П. Гурьев // Научно-производственный журнал «Зернобобовые и крупяные культуры». – №4(16). –2015. – С. 116 – 20.10. Гурьев, Г.П. К вопросу о симбиотической азотфиксации в условиях Орловской области / Г.П. Гурьев // Зернобобовые и крупяные культуры. – 2012. № 2. – С. 66 – 71.11. Есаулко, А.Н. Эффективность ранневесенних азотных подкормок пшеницы культур в различных почвенно-климатических условиях / А.Н. Есаулко, В.В. Агеев, Ю.И. Гречишкина // Аграрная наука — Северо-Кавказскому Федеральному Округу: 75–я научно–практическая конференция. – 2014. – С. 49 – 52.12. Есаулко, А.Н. Влияние азотных подкормок различными формами удобрений на урожайность озимой пшеницы на черноземе выщелоченном / А.Н. Есаулко, Е.В. Голосной, А.Ю. Фурсова // Применение современных ресурсосберегающих инновационных технологий в АПК. – 2013. – С. 5 – 8.13. Игнатов, В.В. Биологическая фиксация азота и азотфиксаторы / В.В. Игнатов // Сорос.образоват. журн. – 2014. – № 9. – С. 28 – 33.14. Ковальская, Н.Ю. Формирование искусственного азотфиксирующего симбиоза у растений рапса (Brassica Napusvar Napus) в нестерильной почве / Н.Ю. Ковальская // Микробиология. – 2014. – №7. – С. 701 – 708.15. Кожемяков, А.П. Продуктивность азотфиксации в агроценозах /А. П. Кожемяков // Микробиол. журн. – 2017. – № 4. – С. 22 – 28.16. Коць, С.Я. Биологическая фиксация азота: бобово-ризобиальный симбиоз / С. Я. Коць, В. В. Моргун, В. Ф. Патыка. – М.: Логос, 2017. – 523 с.17. Кретович, В.Л. Биохимия усвоения азота воздуха растениями / В.Л. Кретович. – М.: Наука, 2014. – 168 с.18. Лапинскас, Э.Б., Пяулокайте-Мотузене Л.П. Влияние минерализации соломы, дозы стартового азота и инокуляции на симбиотическую азотфиксацию клевера лугового / Э.Б.Лапинскас, Л.П. Пяулокайте-Мотузене // Агрохимия. 2010. – № 2. – С. 59-66.19. Матевосян, Ф.С. Влияние клубеньковых бактерий в ассоциации с другими почвенными микроорганизмами на азотфиксацию растений /Ф.С. Матевосян // Биолог.журн. Армении. – 2016. – №2. – С. 43 – 47.20. Мишустин, Е.Н. Клубеньковые бактерии и инокуляционный процесс / Е.Н. Мишустин. – М.: Наука, 2013. – 240 с.21. Новикова, Н.И. Современные представления о филогении и систематике клубеньковых бактерий /Н.И. Новикова // Микробиология. – 2016. – № 4. – С. 437 – 450.22. Новицкая, Н.В. Влияние минерального азота на эффективность симбиотической азотфиксации и урожайность бобовых культур в лесостепи Украины / Н.В. Новицкая // Вестник Алтайского государственного университета. – 2014. – № 9 (119). – С.17.23. Пацко, Е.В. Перспективность использования ассоциаций азотфиксирующих микроорганизмов для повышения урожайности растений / Е.В. Пацко // Бюл. Моск. общ.исп. прир. – 2014. – №. 2. – С. 84 – 86.24. Плешков, Б.А. Практикум по биохимии растений / Б.А. Плешков. – М.: Колосс, 2015. – 178 с.25. Пшенин, Л.Н. Азотофиксирующие бактерии кислородной зоны Черного моря: автореф. дис. на соиск. степ. канд. биол. Наук / Л.Н. Пшенин // Институт микробиологии и вирусологии им. акад. Д.К. Заболотного – Киев, 1965. – 26 с.26. Селивановская, С.Ю. Микроорганизмы в круговороте биогенных элементов / С. Ю. Селивановская, В. З. Латыпова. – Казань: Казан.ун–т, 2014. – 38 с.27. Спайка, Г.А. Молекулярная биология бактерий, взаимодействие с растениями / Г.А. Спайка. – СПб., 2013. – 567 с.28. Степанян, Т.У. Использование клубеньковых бактерий в ассоциации с почвенными свободноживущими бактериями для инокуляции бобовых растений / Т.У. Степанян // Биолог.журн. Армении. – №3. – 2016. – С. 18 – 23.29. Сытников, Д.М. Актуальность проблемы биологической фиксации азота атмосферы / Д.М. Сытников // Современные взгляды на эволюцию органического мира. – 2014. – С. 77.30. Сытников, Д.М. Биотехнология микроорганизмов азотфиксаторов и перспективы применения препаратов на их основе / Д.М. Сытников // Биотехнология. – №4. – 2013. – С. 16 – 22.31. Тихонович, И.А., Круглов. Ю.В. Микробиологические аспекты плодородия почвы и проблемы устойчивого земледелия / И.А. Тихонович, Ю.В. Круглов // Плодородие. – 2016. – № 5. – С. 9 – 12.32. Тихонович, И.А. Генетика симбиотической азотфиксации с основами селекции / И.А. Тихонович, Н.А. Проворова. – СПб.: Наука, 2016. – 194 с.33. Умаров, М.М., Кураков, А.В., Степанов, А.Л. Микробиологическая трансформация азота в почве / М.М. Умаров, А.В. Кураков, А.Л. Степанов. – М.: ГЕОС, 2007. – 138 с.34. Хакимова, Л.Р. Ростостимулирующая активность клубеньковых бактерий Rhizobium leguminosarum, выделенных из бобовых растений Южного Урала /Л.Р. Хакимова // Вестник Оренбургского государственного университета. – 2017. – № 9. – С. 96 – 102.35. Хоулт, Дж. Краткий определитель бактерий Берги. – М.: Мир, 1980. – 2Т. – 800 с.36. Carro, L. Rhizobium promotes non–legumes growth and quality in several production steps: towards a biofertilization of rdible raw vegetables healthy for humans / L. Carro // PLoS ONE. – 2015. – V. 7. – № 5. –Р. 156– 162.