6. Микробы и сельское хозяйство
Каково общее значение микробов на нашей планете? Мы видели, что многие микробы приносят человечеству огромный вред, вызывают опустошительные эпидемии, болезни домашних животных, полезных растений, портят пищевые продукты. Может быть, имело бы смысл направить усилия человека на уничтожение всех микробов на земле? Нет, это было бы весьма неправильным. Среди микробов известны многочисленные виды, приносящие человеку большую пользу. Микробы вошли настолько глубоко в многочисленные связи со всем остальным миром живых существ, что жизнь человека, животных и растений оказалась бы совершенно невозможной без участия микробов.
Одной из важнейших функций микробов является разложение органических остатков погибших животных и растений. Разлагая сложные азотистые и углеродистые соединения мёртвого тела, невидимые могильщики превращают их в простейшие соединения, легко усваиваемые зелёными растениями, и тем самым обеспечивают вечный круговорот веществ в природе.
Трупы животных в основном состоят из белковых соединений. Работу по разложению белков выполняют так называемые гнилостные микробы, к которым, кроме бактерий, принадлежат также актиномицеты и некоторые грибы. Гнилостные микробы разлагают или расщепляют белки до простейших соединений — аммиака, воды и углекислоты. При этом обычно выделяются некоторые дурно пахнущие продукты: сероводород, индол, скатол. Образование дурно пахнущих продуктов свидетельствует о далеко зашедшем процессе гниения. Поэтому-то обычно мы определяем испортившийся, загнивший пищевой продукт по его противному запаху. Гнилостные микробы очень широко распространены в природе. Поэтому, где бы ни находились пищевые продукты или трупы человека и животных, они везде подвергаются разложению — гниению, если этому благоприятствуют условия температуры и влажности. Но если температура очень низка, то процессы гниения не развиваются. В вечно мёрзлой почве Крайнего Севера Сибири находили совершенно не разложившиеся трупы мамонтов, пролежавшие десятки тысяч лет. В условиях низких температур и отсутствия влаги могут тысячелетиями сохраняться и трупы людей. Нередко в сухих и холодных склепах находят трупы людей, захороненных в давние времена. Вследствие быстрой потери влаги трупы мумифицировались и не подвергались гниению.
Предохраняющее действие низких температур и высушивания применяется и в практической жизни для сохранения пищевых продуктов. Всем известно, что высушенные рыба, мясо, грибы, фрукты могут годами сохраняться, не подвергаясь гниению.
Бывают случаи, что работа гнилостных микробов используется и в технических производствах: при выработке кож шкуры животных намеренно подвергаются гниению (швицеванию). С обработанной таким образом шкуры легко сходит шерсть. Дубление и мягчение кож также связано с работой гнилостных бактерий.
Кроме трупов животных, на поверхности земли каждый год откладывается огромное количество растительных остатков: солома, опавшие листья, стебли, сломанные ветви и стволы деревьев, мёртвые корни. Основную массу растительных остатков составляют уже не белковые соединения, а целлюлоза — клетчатка, представляющая собой углеродистое соединение. Клетчатка входит в состав толстых оболочек растительных клеток. Отдельные клетки прочно соединены между собой в трудно расщепляемые тяжи особым межклеточным веществом. Это межклеточное вещество состоит из слизистой массы, так называемого пектина.
И эти остатки сравнительно быстро подвергаются разложению, но работу эту производят другие группы микробов. Клетчатка разлагается целлюлозоразлагающими бактериями и грибами, а пектиновые вещества разрушаются некоторыми анаэробными и аэробными бактериями.
Разлагающие целлюлозу бактерии были впервые открыты известным советским микробиологом академиком В. Л. Омелянским (рис. 36).
Рис. 36. В. Л. Омелянский
Работами отечественных учёных — Омелянского, Виноградского, Исаченко, Имшенецкого — было установлено, что целлюлозоразлагающие бактерии чрезвычайно широко распространены в природе. При полном разложении клетчатка превращается в простейшие соединения — метан, водород, углекислоту. Но в почве разложение растительных остатков идёт медленно, причём образуются продукты неполного разложения, так называемый перегной, или гумус. Перегной играет большую роль в обеспечении плодородия почв. Перегной склеивает почвенные комочки и придаёт им прочность. Поэтому почва приобретает мелкокомковатую структуру, устойчивую против размывания водой. В такой почве задерживается влага, и растение легко высасывает из неё воду и растворённую в ней пищу.