Криобиологические сосуды > Сельское хозяйство и биотехнология > Бобовые культуры и фиксация азота при симбиозе

Бобовые культуры и фиксация азота при симбиозе


Семейство Leguminoseae включает около 625 родов и 18000 ви­дов. Это одно из самых многочисленных и наиболее важных с экономической точки зрения семейств цветковых растений. Семена многих видов бобовых богаты белком. Они являются ценным сырьем для производства кормов и пищевых продуктов. Из растений умеренного климата можно назвать горох и фасоль. В тропических и субтропических зонах возделываются самые разнообразные культуры, включая сою, вигну китайскую, чече­вицу и арахис. Многие бобовые — ценные пастбищные культуры (например, различные виды клевера, Stylosanthes и др.). Они могут служить зеленым удобрением (например, люцерна), дают нам лесоматериалы, фрукты, овощи, клеящие вещества, волок­на, лекарства и пряности. Роль бобовых определяется еще и тем, что они способны фиксировать азот атмосферы в корневых клубеньках, которые формируются при участии почвенных бактерий из рода Rhizobium. Образующиеся в них азотистые ве­щества необходимы для роста растений.
Если об участии клубеньковых бактерий в симбиогенной фиксации атмосферного азота стало известно сравнительно не­давно (менее 100 лет назад), то о многих преимуществах вы­ращивания бобовых люди узнали гораздо раньше (по меньшей мере две тысячи лет тому назад). Культура, из которой можно получать богатые белком пищевые продукты и которая не тре­бует (или требует очень мало) азотных удобрений, несомненно, выгодна, и неудивительно, что образующие клубеньки бобовые стали важной сельскохозяйственной культурой в Европе, Север­ной Америке и на других континентах.
Установлено, что среди бобовых, играющих важную роль в сельском хозяйстве (в основном из Papilionoideae), приблизи­тельно 98% видов могут образовывать клубеньки. У диких ви­дов они чаще всего формируются при участии особых разновид­ностей бактерий-ризобиумов, существующих в их природном местообитании. Если какой-то вид бобовых (дикий или куль­тивируемый) долго растет на одном месте, это приводит к по­степенному накоплению в почве сожительствующей с ним раз­новидности ризобиумов. Урожай, особенно если в почве недо­стает азотистых соединений, нередко зависит от того, образова­лась ли в данном месте эффективная (т. е. способная к фикса­ции азота) ассоциация из растения-хозяина и соответствующей разновидности (штамма) Rhizobium. Нужный штамм не всегда присутствует в том месте, где предполагается выращивать дан­ную культуру, и в таком случае его приходится вносить в почву.
Как только стала ясна роль симбиоза бактерий рода Rhizo­bium и бобовых, были разработаны способы внесения этих бак­терий в почву для улучшения условий культивирования. Их ста­ли добавлять также и к семенам. Затраты на внедрение этого способа инокуляции невелики, транспортные расходы незначи­тельны, а сами методы достаточно несложны, чтобы их можно было внедрить в сельское хозяйство развивающихся стран, где высокая стоимость удобрений ложится тяжелым грузом на пле­чи фермеров. Выращивание бобовых с применением метода ино­куляции семян нередко благоприятно сказывается на состоянии окружающей среды: оно помогает бороться с наступающей пу­стыней, облегчает борьбу с эрозией почв, уменьшает перенос почвы ветрами и позволяет с большим успехом восстанавливать истощенные земли. Большинство образующих клубеньки бобо­вых способны полностью удовлетворить свои потребности в азо­те. Это, конечно, бывает только тогда, когда и прочие условия благоприятствуют росту растений, т. е. растения получают до­статочно воды и других питательных веществ.