Влияние симбионтных грибов на вирулентность клубеньковых бактерий было определено в стерильном опыте в широких пробирках на агаровых средах. В контрольных трех пробирках семена клевера заражались чистой культурой клубеньковых бактерий, а в опытных к ней добавлялось- несколько капель разбавленного ростового препарата эндофитов. После 2 мес. роста клевера на корнях в контроле было обнаружено по 0,45 мелких клубенька в среднем на растение, тогда как в опытных вариантах — по 4,25, т. е. в 10 раз больше. Помимо того, следует отметить и лучшее развитие последних.
Краткосрочный полевой опыт на эту тему был заложен во ВНИИ кормов. Здесь контрольные семена клевера обрабатывали только клубеньковыми бактериями, а опытные — дополнительно и ростовым препаратом Симбионт 1. После 45 дней роста клевера в обоих вариантах были подсчитаны клубеньки на корнях 80 растений, взятых с двух участков поля. При этом с каждого участка брали по 20 контрольных и 20 опытных растений. На первом участке в контроле насчитывалось 445 клубеньков, в опытном варианте — 740, на втором — соответственно 677 и 1083, а в среднем 1122 и 1823 клубенька. Таким образом, применение препарата Симбионт 1 позволило увеличить количество клубеньков на 63%.
На рис.22 видно более сильное, чем в контроле, развитие корневых систем у клевера, семена которого были обработаны ростовым «препаратом из эндофитов, а на рис.23 показано обилие клубеньков на корнях сои в варианте с обработкой семян растертыми клубеньками сои и очень слабое их развитие при заражении семян чистыми культурами клубеньковых бактерий сои. Приведенные результаты опытов показывают, что для активизации азотфиксации бобовых культур нужно стимулировать развитие эндофитов в корнях и клубеньках этих культур.
Рис. 22. Корневые системы клевера в контроле (1) и из семян, обработанных ростовым препаратом (2) в возрасте 1,5 мес.
Рис. 23. Молодые ростки сои при заражении клубеньками (слева) и чистой культурой эндофитов (справа)
Какие вещества, синтезируемые эндофитами, способны оказывать стимулирующее действие на размножение и активность клубеньковых бактерий? До сих пор многие исследователи придают большое значение так называемому леггемоглобину, окрашивающему клубенек клевера в розовый цвет (Риго, 1983). Ошибочность этого направления определяется как нерезультативностью многолетних исследований этих авторов, так и материалами рассмотренных выше опытов, доказавшими стимулирующее действие эндофитов на клубеньковые бактерии и даже при отсутствии окрашенных в красный цвет пигментов этого гриба. Как уже указывалось, кроме клеверных эндофитов, многие эндофиты из других растении синтезируют красный пигмент, окрашивая им цветы и плоды, и никто его за гемоглобин не принимает. По разработанной нами методике любой исследователь может получить чистые культуры эндофитов из корней клевера, пшеницы, томатов, ржи и других растений и убедиться в том, что продукты их жизнедеятельности не обладают признаками гемоглобина, за исключением такого, как окраска. Очевидно, основным стимулирующим свойством обладают гормональные вещества, ферменты и витамины эндофитов.
Ф. В. Турчин (1959), изучая механизм азотфиксации бобовых культур с 15N, пришел к выводу, что этот процесс осуществляется в клетках клубеньковой ткани под влиянием ферментов клубеньковых бактерий, но в таком случае бактерии могли бы в чистых культурах сами фиксировать атмосферный азот. При современном состоянии науки можно утверждать, что ферменты, на которые указывал Ф. В. Турчин, синтезируют в клубеньках эндофиты, так как их наличие в развитых клубеньках можно считать установленным фактом. В дальнейшем, продолжая эти исследования с сотрудниками З. Н. Берсеневой и Г, Г. Жидких, Ф. В. Турчин (1963) пришел к выводу о способности к азотфиксации ферментов, выделенных не только из клубеньков, но и из листьев и корней как бобовых, так и небобовых растений, что указывает на возможность усвоения атмосферного азота всеми растениями, хотя и в различной степени. Для того чтобы достоверность данного вывода стала достоянием пауки, необходимо установить недостающие звенья этой цепи, т. е. тот основной микроорганизм, ферменты которого способствуют азотфиксации растений.
Переходя к главной теме этой главы, мы хотели бы отметить, что выявление нами двух микроорганизмов в клубеньках бобовых растений открывает новые возможности для активизации процесса их азотфиксации. Вместо обычно рекомендуемых обработок семян бобовых культур соответствующими нитрагинами, нужно повысить вирулентность и активность клубеньковых бактерий, усиливая микотрофность этих культур путем опрыскивания семян гормональными препаратами, изготовляемыми из чистых культур эндофитов (например, Симбионтом 1 или Симбионтом 2). Добавление к ним микродоз молибдена усилит получаемый эффект, так же как и повторное применение такой обработки семян в потомстве данной культуры.