Журнал "Юный натуралист" №2, 1940

Прийо знал и об опытах своих соотечественников Буссенго и Билля и об опытах англичан Лооза и Гильберта, но и он не сумел связать накопленных ими фактов с итогами своих наблюдений.

А между тем ведь Буссенго доказал, что азот необходим растению; Билль установил, что бобовые — горох и фасоль — каким-то образом сами обеспечивают себя азотом; Лооз и Гильберт свидетельствовали, что бобовое — клевер — обогащает почву азотом; Прийо нашел на корнях бобовых какие-то клубеньки, населенные микроскопическими подвижными тельцами… Кажется, все уже так ясно. Но потребовались еще долгие годы, для того чтобы был сделан следующий шаг к познанию явления.

В 1888 году немецкие ученые (агрономы Гельригель и Вильфарт) обратили внимание на один весьма странный факт. Они вырастили в почве, лишенной азота, несколько десятков кустов гороха. Но не все растения развивались формально, росли и цвели; многие из них зачахли.

Гельригель и Вильфарт решили выяснить, в чем тут дело. Выкопав несколько растений, они стали детально изучать их. И сразу же им бросилось в глаза, что на корнях чахлых растеньиц гороха нет тех клубеньков, тех бородавчатых желвачков и наростов, которые всегда в большем или меньшем количестве находились на корнях бобовых растений.

— Значит, в них, в этих корневых клубеньках, ключ к тайне? — спрашивали себя ученые.

Надо помнить, что Гельригель и Вильфарт были современниками Луи Пастера и работали в те годы, когда впервые была доказана роль микробов в жизни природы. Не было поэтому ничего необыкновенного в том, что Гельригель и Вильфарт попробовали выращивать бобовые растения на стерилизованной, лишенной микробов, почве: Пастер, выясняя роль микробов, очень широко пользовался приемом стерилизации среды.

Прогрев до высокой температуры почву, опытники высадили в сосуды с такой, лишенной азота, стерилизованной почвой зерна гороха. Рядом были высажены зерна гороха в сосуды с такой же по составу, но нестерилизованной почвой. Прошло шестьдесят дней, и Гельригель заснял шеренгу своих сосудов, в которых чередовались нормальные, отлично развившиеся растения и чахлые заморыши.

Нужно ли говорить, что чахлые заморыши росли на стерилизованной почве?

Так наконец после долгих лет исканий сделан был нужный вывод: азот из воздуха не усваивается бобовыми растениями, если на их корнях нет клубеньков; лишенное клубеньков бобовое не развивается в почве, лишенной азота; клубеньки не образуются в почве, подвергнутой стерилизации.

Но точны ли эти опыты? Нет ли в них какой-нибудь ошибки? Именно ли в клубеньках все дело?

На эти вопросы ответил голландский агроном и бактериолог Бейринк. Он доказал, что клубеньки с корней бобовых — это своеобразные колонии особых бактерий, названных им «корневыми бациллами».

В тончайших срезах в микроскоп глазу исследователя открылась замечательная картина: сложные лабиринты корневых клеток с округлыми темными ядрами и прорезающие их светлые ленты, усыпанные — то реже, то гуще — скопищами палочек. Ясно видны межклеточные пространства, по которым циркулирует воздух, омывающий бактериальное население клубенька.

Если сравнить микроскопическую картину молодого клубенька и клубенька более старого, станет ясно, что у бактерии свой сложный цикл развития. Молодые бактерии очень мелки, подвижны; взрослые — теряют подвижность, становятся крупнее, меняют форму, начинают ветвиться.

Почему же по мере роста растения клубеньки сморщиваются, сохнут, распадаются? Куда и как отдают они собранный запас азота? Способны ли бактерии жить и усваивать азот вне корневых клубеньков?

Эти и еще многие вопросы вставали перед учеными. Исследованием клубеньковых бактерий и их свойств занялись многие агрономические и микробиологические институты.

Первые два рисунка — бактерии люпина. Вторые два рисунка — бактерии сои. Внизу — бактерии люцерны.

Знаменитый русский ученый Виноградский и его ученик академик Омелянский посвятили свою жизнь изучению клубеньковых бактерий. Одна за другой были открыты живущие в почве бактерии, усваивающие азот воздуха; выяснено, как проникают бактерии в корни бобовых, как они развиваются на корнях растений и в чистой культуре.

В сельском хозяйстве стали широко пользоваться свойствами клубеньковых бактерий. Поля бобовых были включены в схему севооборотов, и каждый гектар, засеянный клевером, люцерной, донником, викой, горохом, фасолью, нутом, соей, чиной и люпином, стал повышать урожаи последующих культур.

Стали применять также «заражение» полей, отводимых под посевы бобовых, землей, взятой с поля, на котором раньше росли бобовые. Но удобрение землей — предприятие сложное. Проще перед посевом заразить бактериями семена, предназначенные для посева. Лаборатории выпускают консервные банки с готовой культурой бактерий. Такой баночки достаточно для гектара посевов. Это невиданное удобрение удваивает и утраивает урожаи бобовых и значительно повышает урожаи последующих культур.