J A D W I G A M A R S Z E W S K A - Z I E M I Ę C K A
A K T U A L N E Z A G A D N IE N IA I PER SP E K T Y W Y ROZW OJU M IK R O BIO LO G II ROLNICZEJ
M ik rob iologia roln icza sta n o w i to o d g a łęzien ie nauk m ik ro b io lo g iczn y ch , k tó re p o św ię c o n e je s t b ad an iu d rob n ou strojów w ich n a tu ra ln y ch środ ow isk ach , k tó ry m i są gleb a, ro ślin y i n a w o zy organ iczn e. O parta na p o d sta w a ch m ik ro b io lo g ii og ó ln ej, b ad ającej b io lo g ię różn ych grup d rob n ou strojów i na n au k ach b io ch em iczn y ch , m u si ona w sp ó łp ra co w a ć z fiz jo lo g ią roślin , ch em ią roln iczą i g leb o zn a w stw em .
K ieru n k i, k tó ry m i za jm u je się ob ecn ie p olsk a m ik rob iologia roln icza, m ożna p o d zielić z grubsza w n a stęp u ją cy sposób:
— m ik ro b io lo g ia gleb y,
— m ik ro b io lo g ia p róch n icy i n a w o zó w o rgan iczn ych , — u d ział d ro b n o u stro jó w w ż y w ie n iu roślin ,
— m eto d y k a m ik ro b io lo g ii ro ln iczej,
— p o szu k iw a n ie w w y m ie n io n y c h śro d o w isk a ch n a tu ra ln y ch szczep ó w drob n o u str o jó w m a ją cy ch różne za sto so w a n ia n a u k o w e i gosp od arcze.
B adania z d zied zin y m ik ro b io lo g ii ro ln iczej p row ad zon e są u nas g łó w n ie w za k ła d a ch sp e c ja ln ie im p o św ięco n y ch , tj. w P u ła w a ch i w 7 w y ż sz y c h szk ołach r o l n iczych . W różnym za k resie zajm u ją się też n im i n iek tó re in sty tu ty , jak In sty tu t T o rfo w y w E lb lągu , p la có w k i b a ln eo lo g iczn e oraz za k ła d y ch em ii roln ej, fiz jo lo g ii ro ślin , b ioch em ii i in n e. P o d ejm u ją je ta k że n iek tó re za k ła d y m ik ro b io lo g ii o g ó ln ej, w sp ó łp r a c u ją c e z m ik rob iologią roln iczą.
M I K R O B I O L O G I A G L E B Y
Z a g a d n ien ia m i m ik ro b io lo g ii g leb y za jm o w a ło się d otych czas i za jm u je n ad al n a jw ię c e j p racow n i. T em atyk a ich badań je st różnorodna i ob ejm u je:
— a n a lizę m ik rob iologiczn ą gleb , tj. ozn aczan ie w n ich n a silen ia różn ych p ro ce só w w y w o ły w a n y c h przez d rob n ou stroje, co b y w a u zu p ełn ien iem a n a liz ch em icz nych;
— m ik ro b io lo g iczn e w sk a źn ik i stan u u rod zajn ości gleb , np. m etoda a zo to b a k tera czy A s p e r g i ll u s , k tó re o k reśla ją różne p o trzeb y n a w o zo w e g leb y . O b ecnie Z a k ła d y M ik rob iologii W SR w P ozn an iu i S zczecin ie op racow u ją m eto d y ozn aczan ia p oziom u p r z y sw a ja ln e g o m agn ezu i p o t a s u 1; 1 W Z a k ł a d z i e C h e m i i R o l n i c z e j S G G W w W a r s z a w i e p o d k i e r u n k i e m p r o f . d r M . G ó r s k i e g o o p r a c o w a n o u p r o s z c z o n ą m e t o d ę o z n a c z a n i a p o t r z e b n a w o z o w y c h g l e b z a p o m o c ą A s p e r g i l l u s n i g e r . w l a t a c h 1958— 1961 z Z a k ł a d u t e g o w y s z ł o k i l k a n a ś c i e p r a c o m a w i a j ą c y c h o z n a c z a n i e M g , N , S, M n , Z n i i n n y c h m i k r o e l e m e n t ó w ( p a t r z R o c z n . G l e b o z n . t . 7, 9, 10). M e t o d ą O . N o w o s i e l s k i e g o p o s ł u g u j ą s i ę j u ż n i e k t ó r e s t a c j e c h e m i c z n o - r o l n i c z e .
216 J. M arszew ska-Ziem ięcka
— oprócz bad an ia stan u m ik ro b io lo g iczn eg o różn ych gleb w n a tu ra ln y ch ich w a ru n k a ch (torfy, g leb y leśn e, g leb y łą k o w e i in n e) p row ad zon e są ró w n ież bad an ia nad w p ły w e m na ich d y n a m ik ę b iologiczn ą różnych za b ieg ó w a g ro tech n iczn y ch . N a przyk ład w e W rocław iu bada się ob ecn ie w p ły w u p raw y m ech an iczn ej i p ło d o - zm ian u na sta n o ży w ien ia gleb lek k ich , a w K ra k o w ie k o n ty n u o w a n e są b ad an ia nad w p ły w e m n a w o żen ia org a n iczn eg o na p a stw isk a górsk ie.
W b ad an iach tych , jak d o ty ch cza s, za m ało u w zg lęd n ia n y je s t skład g a tu n k o w y
zesp o łó w drob n ou strojów . Oprócz sto so w a n y ch p rzew a żn ie oznaczeń liczeb n o ści
m ik rob ów w g leb ie n a leża ło b y zajać się bardziej p o d sta w o w y m i b ad an iam i nad naturą fizjo lo g iczn ą szczep ó w d rob n ou strojów w y stę p u ją c y c h bądź n ie w y stę p u ją - cych w ok reślon ych sta n o w isk a ch ek o lo g iczn y ch . B adania tego typu p row ad zon e są ty lk o w n iek tó ry ch p la có w k a ch , np. w P ozn an iu , gdzie ok reśla się rozp rzestrzen ien ie w gleb ach b ak terii m yk oli tyczn ych ;
— rosn ące zu życie różnych p rep a ra tó w tru ją cy ch grzyb y (fu n gicyd y), ow ad y (in sek ticid y) lub n iszczących ch w a sty (herbicydy) sp o w o d o w a ło badania nad w p ły w em tych ch em ik a lii na d rob n ou stroje g leb o w e. W P u ła w a ch i P ozn an iu n ie s t w ie r dzono szk o d liw eg o ich d ziałan ia na stan m ik ro flo ry gleb ow ej w daw kach s to so w a n y ch przez p ra k ty k ę roln iczą. W p ły w p o ja w ia ją cy ch się w cią ż n ow ych p rep a ra tó w p o w in ien być jed n a k śled zo n y nadal.
M I K R O B I O L O G I A P R Ó C H N I C Y I N A W O Z Ö W O R G A N I C Z N Y C H
P ra g n ę w tym m iejscu p rzyp om n ieć, że oprócz w p ły w u na stru k tu rę gleb s u b sta n cja organ iczn a g leb y i d od an ych do niej n a w o zó w je s t jed y n y m źródłem w ę g la dla roślin i że w e d łu g ob liczeń FA O r o ślin y w sk ali św ia to w ej czerpią z rozk ład u tej su b sta n cji około 90% p otrzeb n ego im azotu.
W obec tego, że w P o lsce p rzew a ża ją g leb y lek k ie, spraw a w zb o g a cen ia ich w p róch n icę je st sp ecja ln ie w ażn a d la n aszego ro ln ictw a . P olsk a A k ad em ia N au k zo rg a n izo w a ła w zw iązk u z tym K o m isję P o d n o szen ia Ż yzności G leb L ek k ich . W pracach tej K om isji biorą u d ział m ik ro b io lo g o w ie P u ła w i W rocław ia. S ta ra ją się oni zn aleźć dla gleb p ia szczy sty ch ta k ie w a ru n k i, w k tórych d zia ła ln o ść różn ych grup m ik ro flo ry p ozw oli na p rzetw a rza n ie się zn aczn ych ilo śc i d odaw anej g le b ie su b sta n cji organ iczn ej w sto su n k o w o tr w a łe p ołączen ia h u m u so w e. Jak d o ty ch cza s stw ierd zo n o , że około 10% resztek p o żn iw n y ch u leg a w p iask u zh u m u sow an iu , a z p om ięd zy z a sto so w a n y ch n a w o zó w o rgan iczn ych n a jw ięcej p ró ch n icy u zy sk u je się z obornika (12%) lub z m iesza n k i torfu z m o ty lk o w y m i (7%).
B ad an ia nad rozk ład em p róch n icy p row ad zon e są w W arszaw ie i S zczecin ie, a k om p ostam i za jm u je się K raków .
Do w sz y stk ic h ty ch badań m ik ro b io lo g iczn y ch potrzeb n a je s t w sp ó łp ra ca z b io c h em ik am i.
U D Z I A Ł D R O B N O U S T R O J Ó W W Ż Y W I E N I U R O Ś L I N
P o w sz e c h n ie w iad om o, że na k orzen iach roślin , czy li w ich ,,rizo sferze” b y tu je m ik roflora liczn iejsza niż w sam ej g leb ie i że skład g a tu n k o w y jej zesp o łó w za leży od rod zaju i w iek u roślin . P ro w a d zo n e np. w P u ła w a c h i L u b lin ie p race nad m ik ro flo rą „ r iz o sfe r y ” d o rzu ciły już n ieco w y n ik ó w do teg o św ia to w e g o problem u. R o ślin y ży w ią m ik ro flo rę z p om ocą sw o ich w y d z ie lin ta k im i cia ła m i w zro sto w y m i, a m in o k w a sa m i itp., k tórych n iek tó re g a tu n k i m ik rob ów n ie m ogą sam e w y tw o r z y ć . M i
P erspektyw y rozwoju m ikrobiologii rolniczej 217
k ro flo ra ze sw ej stro n y tra w i su b sta n cję organ iczn ą, d ostarczając pok arm ów r o ś li nom .
S z c z eg ó ło w e badania p o św ięco n e są zja w isk u m ik o ry zy , u ru ch o m ien iu fo sfo ru , azotu i p o ta su przez d ro b n o u stro je g leb o w e oraz szeroko u jęta je s t sp raw a sto so w a n ia szczep ion ek b a k tery jn y ch w celu p o d w y ższen ia p lo n ó w ro ślin u p raw n ych .
S tw ierd zo n o , że zja w isk o m ik o ry zy w y stę p u je u roślin u p ra w n y ch p o w szech n ie. O b ecn ie rozpoczęto badania nad w y n ik a m i w sp ó łż y c ia grzy b ó w m ik o ry zo w y ch z roślin am i na p lo n o w a n ie ty ch osta tn ich . B adania te p row ad zon e są a n a lo g iczn ie do badań u czon ych szw ed zk ich nad m ik oryzą d rzew . M e l i n i in n i w y k a z a li d o d a tn ie d zia ła n ie m ik o ry zy zew n ętrzn ej na p o b iera n ie azotu i fo sfo ru p rzez d rzew a leśn e. N ie w ie le n a to m ia st w ia d o m o d o ty ch cza s o zn aczen iu m ik oryzy dla o d ży w ia n ia się ro ślin zb ożow ych i in n ych u p raw n ych .
Z tak obszernc-j grupy badań, którą jest ż y w ie n ie roślin przez drob n ou stroje, w y m ie n im y już ty lk o sp raw ę u ży w a n ia szczep io n ek b a k tery jn y ch do u p raw y roślin . Za n a jp o w a żn iejsze o sią g n ięcie w tym k ieru n k u u w a ża m y d o p ro w a d zen ie p o p rzez se le k c ję a k ty w n y ch szczep ó w R h iz o b i u m i liczn e d ośw iad czen ia nad ich od d z ia ły w a n ie m na p lo n o w a n ie roślin m o ty lk o w y ch , u ru ch om ien ie fab ryk i p olsk iej n itra g in y w W ałczu, w y tw a r z a ją c e j szczep ion k i dla ca łeg o kraju i dla w sz y stk ic h u p ra w ia n y ch u nas roślin m o ty lk o w y ch . P rzysp arzając roślin om i g le b ie azotu szczep io n k i te w y d a tn ie na ogół podnoszą p lony. N iek tó re nasze szczep y R h i z o b i u m , jak o w y r ó ż n ia ją c e się w sk ali m ięd zy n a ro d o w ej sw ą a k ty w n o ścią , p rzek a za liśm y zak ład om m ik ro b io lo g ii w rep u b lik ach lu d o w y ch .
B adania nad tym i szczep ion k am i p row ad zon e są nadal, przy czym w Z ak ład zie M ik rob iologii O gólnej w L u b lin ie p row ad zon e są p o d sta w o w e badania z d zied zin y ich zm ien n ości i g en ety k i.
In n y a sy m ila to r w o ln eg o azotu — a zotob ak ter bad an y je s t z punktu w id zen ia e k o lo g ii oraz jak o szczep ion k a dla n iek tó ry ch ro ślin u p raw n ych . D ość za ch ęca ją ce w y n ik i d aje szc z e p ie n ie tą b a k terią ro ślin okop ow ych . N a to m ia st z d ośw iad czeń n a szy ch w y n ik a ło b y , że tzw . b a k terie fo sfo r o w e (fosforob ak teryn a) i k rzem ia n o w e, z a sto so w a n e jako szczep ion k a, n ie m ają u nas w p ły w u na p lo n o w a n ie roślin.
P R A C E M E T O D Y C Z N E '
W spółpraca za k ła d ó w m ik ro b io lo g ii w k raju i w sk a li m ięd zy n a ro d o w ej (pod k o m isja m eto d y czn a w M ięd zyn arod ow ym T o w a rzy stw ie G leb ozn aw czym ) m a na celu u sta le n ie , ja k ie gru p y d rob n ou strojów n a leży badać w celu ozn aczan ia z ich pom ocą d yn am ik i b iologiczn ej g leb y oraz ja k ie m etod y n a leży sto so w a ć do ich b a dania. P o zo sta je jeszcze w ie le do zrob ien ia w tym k ieru n k u .
I N N E B A D A N I A
D o ty czą one p rzede w sz y stk im p o szu k iw a n ia w środ ow isk ach n a tu ra ln y ch d ro b n o u stro jó w cen n ych d la prod u k cji fa rm a ceu ty czn ej lu b p rzem y sło w ej.
M iędzy in n ym i n iek tóre za k ła d y za jm o w a ły się lub zajm u ją n ad al p o sz u k iw a n iem szczep ó w p ro m ien io w có w w y tw a r z a ją c y c h duże ilo ści a n ty b io ty k ó w , in n e p racu ją nad d rob n ou strojam i w y tw a r z a ją c y m i w ita m in ę B12. Z n a lezio n y ró w n ież w g le b ie cen n y szczep C l o s t r i d i u m a c e t o b u t y l i c u m p rzek azan o już fa b ry ce b u to - n alu i aceton u .
218 J. M arszew ska-Ziem ięcka
P ro w a d zo n e są ró w n ież badania p o d sta w o w e nad m eta b o lizm em i en zy m a ty k ą n iek tó ry ch in n y ch d rob n ou strojów g leb o w y ch , nad u ży w a n iem ich jak o w sk a ź n ik ó w b io ch em iczn y ch itd .
W b ieżą cy m roku odbył się w P u ła w a c h zjazd m ik ro b io lo g ó w , zw o ła n y p rzez M in isterstw o S zk o ln ictw a W yższego, na k tórym p o szczeg ó ln e z a k ła d y p o d a ły p ro gram sw o ich badań i za m ierzen ia na p rzyszłość. W yd aje m i się, że przy k sz ta łc e n iu p erso n elu a sy ste n c k ie g o i m łod ych kadr w m ik ro b io lo g ii roln iczej n a leży p o ło ży ć sp ecja ln y n acisk na g ru n to w n e ich p rzy g o to w a n ie w d zied zin ie g en ety k i i b ioch em ii d rob n ou strojów . N a w o ły w a ła m na tym zeb ran iu do o g ra n iczen ia te m a ty k i w p o sz c zeg ó ln y ch zak ład ach , a za to do b ardziej w n ik liw e g o jej tra k to w a n ia . B y ło b y p o żądane, żeby p o szczeg ó ln e k a ted ry z d e c y d o w a ły się na o k reślo n y k ieru n ek badań. P rzy tym za a k tu a ln ie n a jw a ż n ie jsz e d zied zin y m ik rob iologii roln iczej uw ażam :
— p o d sta w o w e bad an ia nad d rob n ou strojam i gleb i roślin ,
— b ad an ia ek o lo g iczn e ze sp ecja ln y m u w zg lęd n ien iem w za jem n eg o o d d z ia ły w a n ia na sieb ie różnych g a tu n k ó w d ro b n o u stro jó w w ich zesp ołach ,
— g rom ad zen ie i rozkład su b sta n cji organ iczn ej przez d rob n ou stroje,
— zn a czen ie d ro b n o u stro jó w w o d ży w ia n iu się ro ślin i e w e n tu a ln e sto so w a n ie ich w p ostaci szczep ion ek .
