Факторы образования клубеньков

В сложном процессе образования клубеньков принимают участие три фактора: два живых организма — бактерия и растение, между которыми устанавливаются тесные симбиотические взаимоотношения, и условия внешней среды. Каждый из этих факторов — активный участник процесса образования клубеньков. Одна из важных особенностей клубеньковых бактерий состоит в их способности выделять стимулирующие рост вещества. Благодаря неравномерному росту в начале заражения происходит искривление корневых волосков, а на последующих стадиях развития клубенька ростовые вещества бактерий способствуют интенсивному размножению тканей.

Вторая особенность клубеньковых бактерий — их способность проникать в корни определенных растений и вызывать образование клубеньков, иначе говоря, их инфекционная способность. Инфекционная способность как уже говорилось, неодинакова у разных рас клубеньковых бактерий. Роль бобовых растений в образовании клубеньков состоит в их способности выделять вещества, стимулирующие развитие клубеньковых бактерий определенных рас. На стадии заражения эти вещества способствуют проникновению бактерий в корень.

В опытах известного английского ученого Натмана установлено, что бобовые растения (клевер, люцерна, вика) при совместном выращивании на одной и той же среде образуют значительно меньше клубеньков, чем растения, выращиваемые по отдельности. Как было выяснено позже, корни бобовых выделяют токсические вещества, угнетающие жизнедеятельность чужих рас клубеньковых бактерий. Были поставлены опыты с внесением под совместные культуры бобовых древесного угля для удаления токсических веществ. Известно, что уголь активно поглощает (адсорбирует) различные вещества.

В результате внесения угля угнетение клубеньков на корнях бобовых растений исчезло. Полагают, что уголь поглощает выделяемые растениями угнетающие вещества. Этим же физико-химическим явлением адсорбции пользуются, чтобы снять «клевероутомление» почвы, которое наблюдается при ежегодном выращивании клевера на одном и том же участке. На таких участках клевер перестает давать урожай. Внесением древесного угля удается улучшить почву. В 1957 г. в Австралии бобовые растения были посеяны на участке из-под леса. Почвы участка были однородными, однако на одной его части лес был уничтожен пожаром, а на другой — выкорчеван. Оказалось, что на той части участка, где был лесной пожар и в почве сохранились зола и уголь, на корнях бобовых обнаруживались клубеньки, а на другом участке, где лес был выкорчеван, клубеньков на корнях бобовых не было.

Большое влияние на восприимчивость бобового растения к заражению клубеньковыми бактериями оказывает содержание в его тканях углеводов и азотистых веществ. Обилие углеводов в тканях бобового растения стимулирует образование клубеньков, а повышение содержания азота, напротив, угнетает их. Таким образом, чем выше соотношение углерода и азота в растении, тем лучше развиваются клубеньки. Азот, содержащийся в тканях растения, как бы мешает внедрению азота пришельца. Отсутствие же его позволяет чужеродному азоту спокойно проникать в корни растения. Внешние условия (освещение, элементы питания и т. д.) оказывают на характер процесса клубенькообразования также значительное влияние.