Эпифитная микрофлора растений

Микроорганизмы, развивающиеся на поверхности растений, получили название «эпифитов». Микробы-эпифиты не паразитируют на растении, а растут за счет нормальных выделений его тканей и имеющихся на поверхности растений небольших количеств органических загрязнении (пыль и т. д.). Довольствоваться столь скудным питанием могут далеко не все микроорганизмы, и поэтому состав эпифитной микрофлоры довольно специфичен. Воздействие эпифитных микроорганизмов на растительный организм может быть очень разнообразным в зависимости от окружающих условий. В первые этапы прорастания зерна эпифитные микроорганизмы начинают размножаться и переходят на корни и проросток. При пониженной температуре интенсивнее развиваются более холодоустойчивые микроскопические грибы, среди которых имеются факультативные и облигатные паразиты, в результате чего резко понижается полевая всхожесть зерна.

Эпифитные микроорганизмы, размножаясь на поверхности растений, создают биологический барьер, препятствующий проникновению паразитов в растительные ткани. Усиливая размножение эпифитной микрофлоры опрыскиванием растений питательными для них растворами, удавалось увеличить антагонистическое действие эпифитов к фитопатогенным микроорганизмам. В принципе с некоторыми болезнями растений можно бороться, воздействуя на их эпифитную микрофлору.

Большую роль эпифитные микроорганизмы играют при хранении зерна и семян. При созревании зерна влажность сильно снижается и достигает уровня, когда размножение микроорганизмов становится невозможным. В спелом зерне вся влага находится в связанном состоянии и недоступна микроорганизмам.

Существование эпифитных микроорганизмов на здоровом растении в значительной степени связано с климатическими условиями. При благоприятных условиях, например, во влажную погоду, количество эпифитных микроорганизмов значительно возрастает, а в сухую, наоборот, уменьшается. У тех растений, которые интенсивнее выделяют продукты обмена клеток, микрофлора богаче и разнообразнее.

Кроме стебля, листьев и других надземных органов растений, микроорганизмы живут и на семенах. Исключение составляют семена, плотно закрытые плодовыми или семенными оболочками, например, стручки бобовых. В таких случаях до момента раскрытия оболочек семена практически лишены микрофлоры.

Таким образом, в процессе развития растения происходит накопление микрофлоры на поверхности всех его частей. В данном случае отмечается значительное увеличение количества микробов к периоду полной зрелости растения. На растении, как и в ризосфере, главным образом размножаются неспороносные бактерии, а бациллы составляют лишь небольшой процент бактериального эпифитного населения.

При уборке и обмолоте зерно сильно загрязняется микроорганизмами. Большое значение при этом имеет пыль. Как известно, в почве содержится огромное количество микроорганизмов, которые сохраняются в пыли в жизнеспособном состоянии. Пыль, неизбежно поднимающаяся при уборке и обмолоте зерна, попадает на его поверхность. Большая степень запыленности приводит к более сильному обогащению зерна микробами.

Количество пыли и микробов, задерживающихся на зерне, зависит отчасти от условий обмолота и запыленности среды, но в значительной мере и от морфологических признаков зерна. Бороздка, шероховатая поверхность эпидермиса или цветочные пленки способствуют скоплению на поверхности зерна большего количества пыли и микроорганизмов. Поэтому зерно злаковых в большей степени населено микроорганизмами, чем семена некоторых масличных и бобовых, имеющих ровную, гладкую поверхность.

Во время многофазной уборки, когда между косьбой и обмолотом зерно находится в колосе, иногда бурно развиваются микроорганизмы на всей растительной массе, и в частности, на зерне. Это происходит при неблагоприятных климатических условиях (дождливой погоде, высокой относительной влажности воздуха и т. д.), а также значительной влажности зерна. Особенно энергично микроорганизмы размножаются на зародыше, влажность которого более высока, чем у остальных частей зерна. Если зерно при этом не будет быстро обмолочено, убрано и высушено, то его частичная или полная порча неизбежна.

Воздействие эпифитных микроорганизмов на растительный организм может быть очень разнообразным в зависимости от окружающих условий. В первые этапы прорастания зерна эпифитные микроорганизмы начинают размножаться и переходят на корни и проросток. При пониженной температуре интенсивнее развиваются более холодоустойчивые микроскопические грибы, среди которых имеются факультативные и облигатные паразиты, в результате чего резко понижается полевая всхожесть зерна.

Большой интерес представляют данные, показывающие, что протравливание семян кукурузы дает наибольшую эффективность в условиях холодного климата. Это вполне понятно, так как при низкой температуре почвы грибы более агрессивны, а иммунитет растений снижен.

Микроорганизмы накапливаются в зерновой массе во время перевозки ее к зернохранилищу. При этом загрязненные транспортные средства могут быть не только источниками безвредных сапрофитных микробов, но и некоторых видов патогенных микроорганизмов. В некоторых случаях зерно загрязняется клещами. Недопустимо использовать для транспортировки зерна, грязные машины, загрязненную тару и т. д. Поэтому зерно, взятое для анализа с заготовительных пунктов или торговой сети, всегда более богато микроорганизмами, чем то, которое получено непосредственно из колоса.

В отдельных случаях зерно может быть в различной степени обсеменено микроорганизмами. Поэтому общая численность микрофлоры зерна не может служить единственным критерием при оценке его качества. В этом отношении значительно более характерен видовой состав микроорганизмов зерна, Поэтому видовой состав микроорганизмов может быть использован как показатель качества хранящегося зерна.

Грамм доброкачественного зерна может содержать несколько миллионов зародышей микробов.

Однако резкое увеличение численности микробов наблюдается лишь при различного рода порче (подмочка зерна, начавшийся процесс самосогревания и т. д.). Семена пленчатых культур, а также кукурузы (початки которой закрыты обертками) и бобовых (созревающие в стручках) после обмолота оказываются более бедными микрофлорой, чем семена пшеницы и ржи. У растений первой группы основная масса микроскопических существ развивается на тех частях, которые прикрывают созревающее семя.

Большую часть бактериального населения семян всех растений составляют неспороносные палочки из рода Pseudomonas, активно размножающиеся на поверхности растений. Особенно часто встречается Ps. herbicola, которая образует на твердых питательных средах колонии золотисто-желтого цвета. Преобладание этой бактерии па зерне служит показателем его хороших качеств. При всевозможных пороках этот микроорганизм вытесняется другими. Нередко на зерне может быть найден Ps. fluorescens, дающий флюоресцирующие колонии. Из бактерий других видов на зерно встречаются микрококки, молочнокислые бактерии и т. д. На зернах кукурузы после удаления оберток несколько увеличивается число микрококков. По этому признаку микрофлора кукурузы несколько отличается от микронаселения других зерновых культур.

На зерне встречаются и другие разнообразные представители бактериального мира, попадающие с пылью и переносимые насекомыми. На поверхности зерна они сохраняются в пассивном состоянии и поэтому их число невелико. К отмеченной категории можно отнести маслянокислые бактерии и большинство бацилл.Грибов на поверхности растений и на зерне немного, вероятно, их размножению препятствует слабая концентрация питательных веществ.

Обычно грамм доброкачественного зерна содержит несколько тысяч зародышей грибов.

Итак, можно сказать, что эпифитная грибная микрофлора зерна не столь многочисленна. В ней обычно встречаются виды рода Penicillium, составляющие нередко большинство грибных организмов. Род Aspergillus представлен на здоровом зерне менее обильно. В зерне южного происхождения роль грибов рода Aspergillus возрастает, так как почвы юга более богаты грибами этого рода. В значительно меньшем количестве на зерне встречаются другие грибы, принадлежащие к родам Gladosporium, Alternaria, Mucor и т. д. Здесь же могут быть найдены и дрожжи.

В отличие от других злаков, на свежеубранном зерне кукурузы встречаются грибы из родов Cephalosporium и Fusarium. При хранении зерна количество этих грибов сильно уменьшается.

Актиномицеты не являются существенным компонентом микрофлоры зерна и видовой состав их на этом субстрате пока по привлекал внимания исследователей.

Эпифитная микрофлора зерна находится на поверхности зерна и в нормальной обстановке не проникает в его ткани. Болезнетворные микроорганизмы могут внедриться в зерно, которое становится впоследствии источником распространения инфекции.

Фитопатологи обычно обращают внимание только на резко проявляющиеся болезни растений. Между тем имеются скрытые поражения, приносящие тем не менее значительный урон сельскому хозяйству.

Грибы из рода Alternaria, переходя с корневой системы растений на надземную часть, проникают в ткани растения, сильно ослабляют ого рост и снижают урожай. Подобные грибы по существу вызывают скрытые заболевания растений. Это говорит о необходимости бороться не только с явными, но и скрытыми болезнями растений.

По своему химическому составу зерно является весьма полноценной питательной средой для микроорганизмов. Трудность проникновения внутрь зерна метатрофных микробов объясняется тем, что у него имеются защитные средства. Здесь действует механический и активный иммунитет растения.

У созревающего зерна довольно большая влажность и на его поверхность путем экзосмоса поступают некоторые питательные вещества. Это дает возможность микроорганизмам развиваться на поверхности зерна. Энергичному экзосмосу содействуют и интенсивные биохимические процессы, протекающие в зерне на ранних стадиях его развития.

К моменту полного созревания в зерне уменьшается содержание более активных форм углеводов, но возрастает запас крахмала и гемицеллюлез.

Падает активность гидролаз и дыхания, снижается энергия и других ферментативных процессов. Особенно важно то, что процесс созревания зерна связан с большой потерей воды. Зерно в стадии молочной спелости содержит около 50% влаги; в момент восковой спелости влажность падает до 25 %, при полной до 12%. Микроорганизмы могут размножаться лишь на субстратах, достаточно богатых водой. Вполне созревшее зерно не может считаться таким субстратом, так как вода в нем находится в связанной форме. На спелом сухом зерне микробы сохраняются в покоящемся состоянии (анабиозе), при этом их численность постепенно снижается. В случае подмочки зерна или его увлажнения от других причин микроорганизмы в зерне начинают бурно размножаться и вызывают его порчу.

Отдельные группы микрофлоры начинают развиваться на зерне при разных уровнях влажности. Так, при температуре около 15— 20°С некоторые грибы могут размножаться на зерне пшеницы и кукурузы с влажностью 14,5—15%, а бактерии — при увлажнении зерна пшеницы до 17,5—18%. Для зерна различных культур имеется своя критическая влажность, при которой на нем возможно размножение микроорганизмов. На семенах бобов при указанной выше температуре грибы развиваются при влажности 16%, подсолнечника— 7—9%. Это зависит от количества связанной воды у различных семян, что определяется их структурой и химическим составом. Микроорганизмы начинают развиваться на зерне, лишь, когда в нем появляется свободная вода, то есть степень увлажнения превышает уровень связанной воды.

Степень увлажнения хранящегося зерна зависит от влажности окружающего воздуха, К настоящему времени установлены значения равновесной влажности семян и зерна растений при различной влажности воздуха. Руководствуясь этими показателями, можно создавать благоприятные условия для хранения зерна и семян.

Развитие микроорганизмов на зерне и семенах зависит также от температуры. Эта зависимость отмечается только для несколько увлажненного материала, так как на сухом зерне независимо от температуры микроорганизмы не развиваются. При повышенной влажности зерна микроорганизмы размножаются тем быстрее, чем выше температура.

При температуре 100С даже довольно влажное зерно (18—19% влаги) может хорошо храниться, а при 15—20°С оно начинает быстро плесневеть и портиться бактериями. Для успешного хранения зерна при более высокой температуре его влажность необходимо снизить.

Активное развитие микроорганизмов в зерновой массе различных культур при одной и той же степени увлажнения начинается в разные сроки. Пшеница, рожь, ячмень, горох, бобы и гречиха более устойчивы. В просе, кукурузе и подсолнечнике микроорганизмы развиваются быстрее и интенсивнее.

Следовательно, по составу микрофлоры зерна можно судить об условиях его хранения.

При более или менее длительном развитии микроорганизмов в результате их жизнедеятельности масса зерна может разогреться. Зерновые массы имеют низкую теплопроводность и поэтому хорошо аккумулируют тепло. Наряду с микроорганизмами тепло выделяется вследствие дыхания зерна, развития насекомых и т. п. Глубоко зашедший процесс разогревания зерна приводит к повышению его температуры до 60°С. Зерно при этом нередко приобретает темную окраску — «обугливается», так как в нем образуются темноокрашенные соединения меланоидной природы.

Сохранность урожая овощей и плодов, имеющих большую влажность, определяется их иммунитетом и созданием внешней среды, предупреждающей развитие микроорганизмов на их поверхности.