Захопливий світ біології. 5-6 клас. Каліберда

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

Бактерії всередині рослин допомагають їм рости

Симбіоз (грец. syn — разом і bios — життя) — співіснування організмів різних видів.

Увесь світ переповнений бактеріями. Уявіть, на нашому організмі й усередині нього клітин бактерій більше, ніж власне клітин тіла! Що вже говорити про інших тварин! Так, корова й терміт здатні перетравлювати рослинну їжу лише завдяки мікроорганізмам, що живуть у їхній травній системі. А що ж рослини? Чи є в них свої бактерії, що перебувають із ними в симбіозі? Треба пошукати!

Найлегше симбіотичних бактерій знайти на коренях бобових рослин. Прямуйте на город чи на поле, де ростуть квасоля, горох або соя (обов’язково запитайте дозволу в господаря чи господині, чи можна проводити дослідження на території, що їм належить! Поясність, що ви досліджуйте, і запевніть, що не пошкодите рослини). Візьміть із собою невеличку лопатку й пакет для ґрунту.

Обережно розкопайте кілька коренів рослини й уважно розгляньте їх. Під час розкопування наберіть у пакетик кілька жменьок землі, яка була поряд із корінням.

Відвідайте також луку, де є конюшина чи люпин (рис. 211). Так само розкопайте й ретельно огляньте коріння цих рослин. Не забудьте згодом закопати!

Бульбочкові бактерії — група бактерій, що мешкають у бульбочках на корінні бобових та деяких інших рослин.

Оці кульки, що ви бачили на коренях, якраз і є місцем мешкання симбіотичних бактерій (рис. 212). За місцем проживання вони й отримали назву — бульбочкові бактерії. Але навіщо рослинам «заводити» собі «домашніх улюбленців»? Якусь користь від цього ж вони мусять мати?

Чи тільки користь приносять симбіотичні організми? Наведіть приклади істот, що співіснують із людиною і шкодять їй.

Щоб з’ясувати, як на ріст бобової рослини впливають бульбочкові бактерії, виростимо рослини без бактерій і з ними.

Для досліду потрібні шість насінин сої, два горщики із землею для кімнатних рослин, земля, в якій росла доросла квасоля, горох чи соя, півлітрова банка, столова ложка, вода.

Зволожте землю в горщиках і посадіть по три соєві насінини в кожен із них. Поставте горщики в тепле місце й поливайте щодня невеликою кількістю відстояної води.

Коли над землею з’являться паростки, приготуйте ґрунтовий розчин. Для цього залийте водою орієнтовно дві столові ложки заздалегідь накопаної біля бобової рослини землі так, аби отримана суміш зайняла приблизно пів банки (решту землі не викидайте, вона ще буде потрібна). Тепер кілька наступних днів рослини в одному з горщиків поливайте сумішшю води й землі, а в іншому — просто водою. Згодом в обидва горщики доливайте лише воду.

Рослини вирощуйте в теплому освітленому місці протягом трьох тижнів. Потому порівняйте висоту й розмір листків рослин в обох горщиках. Потім обережно, щоб не пошкодити підземну частину, викопайте рослини й порівняйте зовнішній вигляд коренів.

Добре видно, що на коренях рослин сої, які контактували із «чужою» землею, утворилися бульбочки.

Спробуйте не читати далі й сказати, чому утворилися бульбочки на коренях.

Це тому, що земля містила бульбочкові бактерії, які сприяли утворенню нових бульбочок. Водночас схоже, що з бульбочками рости краще, ніж без них! Бо рослини з ними трохи більші за ті, яких поливали просто чистою водою і які бульбочок не мають. Так сталося, оскільки бактерії здійснюють процес азотфіксації, завдяки якому бобові рослини отримують більшу кількість хімічного елементу Нітрогену. А він уже й сприяє кращому їхньому зростанню.

Азотфіксація — процес перетворення азоту повітря на органічні нітрогеновмісні сполуки бактерій, а згодом і рослин.

То, можливо, варто замінити бактерії мінеральними добривами, які також є джерелом Нітрогену? Чи зросте тоді врожай?

Щоб це перевірити, потрібні три горщики з пророслим насінням сої, як у попередньому досліді. Також будуть потрібні рідкі чи тверді нітратні (азотні) добрива, земля з-під бобової рослини (вона ще лишилася у вас), ложки, дві півлітрові банки, вода.

Коли паростки проростуть, поливайте їх у такий спосіб: перший — лише водою, другий — розчином землі (приготованим змішуванням двох столових ложок землі з-під бобової рослини з 200 мл води), третій — розчином добрива (його треба приготувати за інструкцією на обгортці; залучіть дорослих, аби вони допомогли). Поливання розчином землі й добривом потрібно здійснити лише двічі, після цього в усі горщики лийте тільки воду.

Тримайте рослини у теплому й світлому місці протягом трьох тижнів. Порівняйте зовнішній вигляд їхніх пагонів і коренів.

Сівозміна — чергування сільськогосподарських рослин на певній території протягом кількох років.

Як і можна було очікувати, добрива майже повністю розв’язують проблему відсутності бульбочкових бактерій на корінні. Завдяки їм розміри пагона в рослин із симбіотичними бактеріями на коренях і тих, до яких додавали добрива, майже однакові. Але добрива коштують грошей, а симбіотичні бактерії — безкоштовні! Утім через це аграрії здійснюють на полях сівозміну й час від часу висаджують бобові. Наприкінці року збирають урожай, а рештки рослин заорюють у ґрунт. Завдяки цьому кількість Нітрогену в ґрунті суттєво збільшується.

Звідки взявся додатковий Нітроген? Прослідкуйте його шлях із повітря до землі.

І наступні кілька років культурні рослини ростуть на такому збагаченому природнім шляхом полі значно краще!

Поміркуйте

  • 1. З огляду на врожайність та витрати, визначте чи має сенс додавати мінеральні нітратні (азотні) добрива у ґрунт, на якому зростають бобові рослини? Як ваші висновки можна підтвердити експериментально?
  • 2. Які переваги й недоліки має використання мінеральних азотних добрив у порівнянні з сівозміною?