3.5.4. Нарушения в агросиетеме: растения - почва - микроорганизмы

До сих пор недостаточно выявлены и поняты все взаимосвязи в системе: растения-почва-микроорганизмы. Ясно, что растения и микроорганизмы (прежде всего ризопланы и ризосферы) действуют друг на друга, выделяя те или иные метаболиты, причем часть этих воздействий благоприятны для организма-мишени (или реципиента), часть, напротив, вредны.

Разбалансировка этой системы, по-видимому, хроническое явление для агроэкосистем. В последнее время резко расширяется значение растениеводства в закрытом грунте - в обычных теплицах, на гидропонике, на субстратах-почвозаменителях. В этих случаях также важны сбалансированные биохимические отношения в системе: растения-грунт (почвозаменитель) - микроорганизмы.

Некоторые из аспектов нарушения нормальных процессов в системе: растение почва-микроорганизмы уже затронуты выше (выделение растениями токсичных веществ; выделение фитотоксинов и ингибиторов ферментов микроорганизмами, в том числе грибами, и т. д.).

Дополнительно к сказанному отметим еще некоторые аспекты нарушения нормального биохимико-экологического гомеостаза в Данной системе.

1. Разбалансировка процессов азотфиксации, нитрификации и аммонификации. Установлено ингибирование многими растениями процессов нитрификации путем ингибирования нитрифицирующих бактерий аллелопатическими агентами растений. Некоторые виды подавляют и азотфиксаторов. Так, среди продуцентов инги- иторов Azotobacter spp. и Rhizobium spp. такие растения, как Ambrosia psilostachya, Aristida oligantha, Bromus japonicus, Digi- taria sanguinalis, Euphorbia supina, Helianthus animus и многие другие виды, в том числе сорняки [Райс, 1978]. Непрерывно публикуются все новые данные о воздействии аллелопатических агентов на эти процессы. Внесение азотных удоорений еще более усложняет общую картину.

2. Ухудшение роста растений на почвозаменителях (например, на ионитном грунте, на гранитном щебне, перлите) в экологически замкнутых системах при длительном использовании почвозамени- телей вследствие накопления аллелопатически активных веществ [Гродзинский и др., 1987].

3. Ослабление ферментативной активности микромицетов в почве монокультур (целлюлазной, полифенолоксидазной, полига- лактуроназной, экзопротеазной, амилазной), что может приводить к накоплению в почве трудно гидролизуемых, часто фитотоксических веществ [Гродзинский и др., 1987]. Показана в целом более высокая фитотоксичность микромицетов из почв монокультур пшеницы. Накоплена очень большая информация об изменении состава ценоза микроорганизмов под слиянием бессменного выращивания ржи, пшеницы, кукурузы и других культур [Головко, 1984]. По-видимому, нарушения в комплексе микроорганизмов агроценозов, даже помимо воздействия агрохимикатов, чрезвычайно велики и частично обусловлены аллелопатическими веществами; в свою очередь, они приводят к изменению химической среды обитания растений.

4. Почвоутомление как комплексный процесс, обусловленный действием многих факторов. Некоторые аспекты почвоутомления были затронуты выше.

Среди разнородных причин, вызывающих почвоутомление, можно отметить следующие: а) выработка микроорганизмами, в том числе грибами, повышенных количеств токсинов, б) повышенное выделение в почву токсичных веществ растениями, в) повышенное поступление в почву токсичных продуктов распада ряда метаболитов растений, г) нарушение комплекса почвенных микроорганизмов, снижение их способности утилизировать фитотоксические вещества растений, продуктов трансформации корневых выделений и других токсичных биогенных веществ, в нормальных условиях не успевающих накапливаться в больших количествах [Головко, 1984]. Вклад в почвоутомление может вносить еще ряд процессов, ведущих к появлению или повышению уровня в почве фитотоксичных веществ. Среди подобных возможных явлений - разрушение гумусных веществ с образованием токсичных фенольных продуктов [Гродзинский и др., 1987].