Взаимодействие с высшими растениями

Накопление водорослей в ризосфере предполагает наличие прямых взаимосвязей между водорослями и корнями высших растений. Влияние корней на водоросли двойное: с одной стороны, механическое прикрепление клеток водорослей к корням служит одним из факторов проникновения водорослей в глубокие слои почвы; с другой стороны, в темноте многие водоросли ассимилируют растворенные вещества и воду корневых выделений.

Безусловно, что, концентрация живых водорослей вокруг корней не может не влиять на рост и активность корневой системы.

Воздействие водорослей на высшие растения проявляется, во-первых, в том, что водоросли прижизненно выделяют в окружающую среду различные вещества, которые имеют важное значение в системе почва - водоросли - растения. В выделениях водорослей были обнаружены различные минеральные и органические вещества: кислоты, полисахариды, аминокислоты, разнообразные биохимические активные вещества [Fogg, 1960; Горюнова, 1966; Максимова, 1966; Голлербах, Штина, 1969; Сиренко, 1972; Горюнова, Демина, 1974]. Метаболиты водорослей могут обладать ингибирующей способностью [Harris, 1971], а также содержать вещества гормональной природы [Горюнова, 1972]. Внеклеточные выделения водорослей могут содержать до 10-20% усвоенного углерода и до 60% фиксированного азота [Fogg, 1967; Сиренко, 1972].

Во-вторых, корням высших растений оказывается доступной часть веществ, утилизированных водорослями и находящихся в их клетках. Экспериментально установлено, что корни растений могут поглощать из альгологического материала фосфор и серу [Fuller, Rogers, 1952; Singh, 1961; Узорин, 1961a, б], азот [Перминова, 1964; Mayland, Mcintosh, 1966; Панкратова, Вахрушев, 1970; Панкратова, 1981; и др.].

Существенную роль в процессах трансформации веществ могут играть бактерии, переводящие, например, после отмирания водорослей азот, инкорпорированный в их клетки, в формы, доступные для усвоения растениями [Watanabe, Kiyochara, 1960]. Водоросли непосредственно способны переводить некоторые вещества, в частности Ca₃(PO₄)₂, в растворимое состояние [Bose et al., 1971].

Вещества, выделяемые водорослями, могут оказывать разнообразное влияние на высшие растения, что продемонстрировано в многочисленных опытах, проведенных с разными сельскохозяйственными растениями (рисом, хлопчатником, пшеницей, горохом, огурцами, томатами, табаком и др.). Под влиянием живых водорослей или культуральной жидкости повышалась всхожесть семян, ускорялись рост и развитие проростков, увеличивался вес корней растений, воздействие метаболитов водорослей благоприятно сказывалось и на урожае растений [Мишустин, Шильникова, 1968; Venkataraman, 1969; Штина, Юнг и др., 1972].

Выделенные водорослями вещества влияют на развитие и жизнедеятельность других групп микроскопических организмов и тем самым оказывают косвенное воздействие на высшее растение. Водоросли могут увеличивать активность спонтанной микрофлоры, в частности прикорневой, усиливать развитие некоторых групп бактерий, вступать в определенные отношения с другими микроорганизмами [Parker, Bold, 1961; Штина, Балезина и др., 1967; Штина, Юнг и др., 1972; Голлербах, Штина, 1969; Штина, Панкратова, 1974].

Есть данные [Hunt et al., 1979б] о корреляции развития синезеленых водорослей с другими группами (эукариотными) водорослей. Среди основных факторов, влияющих на развитие синезеленых водорослей, названы рН, длина светового дня, количество осадков, содержание Мg и эукариотные водоросли. По-видимому, наибольший интерес представляют некоторые аспекты косвенного влияния - через взаимодействия водорослей с другими представителями почвенной микрофлоры, особенно с грибами. Показано [Портнова-Перминова, 1956; Панкратова, 1972], что во многих случаях вследствие антагонизма водорослей с фитопатогенными грибами наблюдается санитарный эффект, сходный с эффектом протравливания семян, повышающий всхожесть и ускоряющий прорастание семян. В то же время есть наблюдения над многими сельскохозяйственными растениями [Умарова, Урманов, 1972; и др.], показывающие стимулирующее влияние водорослей на рост корней. Однако разные виды водорослей, безусловно, различны по своей биохимической природе, и, следовательно, вопрос о взаимодействии водорослей и корневой системы требует дальнейшего изучения.