Плохие свойства указанных питательных сред заставляли исследователей применять для стерильных культур смешанные среды, в которых почва в 2-3 раза разбавлялась песком, что несколько улучшало физические свойства среды и уменьшало концентрацию токсических веществ почвы после ее стерилизации.
В поисках наиболее пригодных для наших опытов стерильных сред был испытан заводской гранулированный силикагель марки ШСК (шихта силикагель крупнопористый). Хорошие физические условия среды определяются структурой силикагеля, а его высокая поглотительная способность имитирует поглощающий комплекс почвы. Стерилизация силикагеля не меняет его свойств.
После длительной очистки силикагеля от поглощенного водорода и хлора в него добавлялись питательные вещества. Лучший рост растений наблюдался при небольшом слое силикагеля — 13-15 см. При более высоком его слое не обеспечивалась равномерная влажность и избыток воды скапливался на дне колбы. Небольшие растения удобно выращивать в широкогорлых конических колбах на 0,5 л. Состав питательной среды можно менять в зависимости от цели опыта.
Создание небольшой прослойки силикагеля в верхней части вегетационного сосуда, заполненного 6 кг дерново–подзолистой неплодородной почвы, способствовало значительному развитию корневой системы растений и повышению ее микотрофности. В опыте, проведенном Н. Г. Коваль, в каждый сосуд вносилось по 400 г. смеси низового торфа с перегноем, по 2 г СаС03 и 1 г К3РО4. В сосудах опытного варианта создавались 2-сантиметровые прослойки силикагеля, в контроле они отсутствовали. Повторность 3-кратная.
Как видно из табл.2, урожаи зерна яровой пшеницы сорта Краснозерная в опытном варианте были на 45% выше, чем в контроле.
В корнях контрольных растений эндофиты были слабо развиты с оценкой в 1 балл, нередко наблюдались гифы и единично встречались небольшие везикулы. В опытном варианте микотрофность корней достигла небывалых для яровой пшеницы размеров. Она была оценена в 5 баллов. Многочисленные гифы гриба встречались на всей протяженности тонких корней, а количество крупных везикул достигало 20-40 шт. во многих полях зрения микроскопа. Хорошо просматривалось зернистое содержимое везикул с жировыми включениями. Полученные результаты позволили высоко оценить значение силикагеля, обеспечившего развитие мелкой корневой системы растений (рис. 19).
Рис. 19. Корни яровой пшеницы, выращенной в сосудах с прослойкой силикагеля (1) и в контроле (2).
В небольшие цветочные горшки с силикагелем были высеяны стерильные семена проса Саратовское 853. В контроле семена опрыскивали водой, в опытном варианте — фитобактерномицином (ФБМ) в разведении 5 мг на 100 мл. Через 2 мес. растения в опытном варианте оказались на 7 см выше контрольных. Корневая система у последних была хорошо развита и мало отличалась от нормальной корневой системы проса. В эндофитах корней были установлены круглые и продолговатые везикулы. Корни растений опытного варианта заметно превосходили контроль по своим размерам, а также по числу везикул.
До применения силикагеля мы не наблюдали появления эндофитов в корнях стерильно выращенных растений при отсутствии гормональных веществ в питательной среде или на семенах. Хорошее развитие мочковатой корневой системы в силикагеле обеспечило образование эндофитов в тонких корешках и без применения стимуляторов, что раскрывает сущность действия последних, которая сводится к изменению строения корневых систем. В многочисленных опытах со стимулирующими веществами при положительном их действии всегда наблюдалось лучшее развитие корневых систем по сравнению с контролем. Увеличение роста и продуктивности растений под влиянием ростовых препаратов является следствием более развитой и более микотрофной корневой системы? которая определяет питательный режим и способствует усилению физиологических процессов.
Слабое влияние Берлингтона на продуктивность сельскохозяйственных культур связано с несоответствием замедленного роста корневых систем, что определяется действием этого препарата, и усиленного роста надземной части растений в результате увеличения растянутости клеток стебля и листьев. Вполне закономерно предположить, что гиббереллин не выполняет функций, свойственных гормональным препаратам, так как его продуцент происходит из семейства Fusarium, в котором много патогенных видов. Наросты на рисе, привлекшие внимания исследователей, оказались связанными с патогенным явлением, а не со стимуляцией самого растения.