1. Упрощение микрозональности в почве.
А. Внесение в весь объем почвы источников углерода или других питательных веществ.
Этот прием в последнее время получил широкое распространение и оказался самым результативным. В нестерильный почвенный образец вносится какое-либо вещество, и изучается отклик почвенных микроорганизмов на такое внесение. Наиболее часто в почву вносят органические вещества: глюкозу (как один из наиболее общих метаболитов), определенные аминокислоты, органические кислоты, целлюлозу, лигнин, хитин, углеводороды и т. д. Легкорастворимое вещество распределяется по всем микрозонам, и гетерогенность микрозон уменьшается. Если вносится нерастворимое вещество, то появляется необычно много микрозон определенного типа, но микрозональность сохраняется в большей степени. Внесение органического вещества дает возможность ускорить микробиологические процессы и сделать их более легко определяемыми. Показателями процессов может быть количества микроорганизмов, обнаруживаемое прямым методом или посевом, биомасса микроорганизмов, динамика популяций, интенсивность определенных процессов — дыхание, азотфиксация, денитрификация. Этот подход дает возможность быстро и эффективно определить влияние на развитие микроорганизмов и интенсивность процессов ряда факторов и условий (температуры, концентрации субстрата, влажности, внесения микроорганизмов, стрессов и т. д.), а также позволяет составить математические модели процессов, установить законы, по которым происходит развитие микроорганизмов в почве. Такие модели составлены для ряда процессов.
У нас нет возможности рассмотреть эти модели более подробно. Отметим только, что в почве все процессы идут не так, как в чистой культуре. Изучение динамики меченых (иммунолюминесценция, генетическая маркировка) микробных популяций в почве дало возможность сделать ряд новых выводов о специфике почвы как среды обитания (положение о ненасыщенности почвы микроорганизмами, стабилизации внесенных популяций, определение границ проявления антибиотического антагонизма и т. д.).
Применяют три модификации метода: 1) исследуется почвенный образец, находящийся в стационарных условиях; 2) перколяция или перфузия почвенного образца; 3) проточное культивирование в почвенной колонке.
Первый способ используется наиболее часто и обычно оказывается вполне удовлетворительным для получения нужной информации. Он очень прост по техническому исполнению. Обычно почвенный образец помещается в любой сосуд с крышкой. Проблемой остается вопрос о том, какой величины почвенный образец необходим для таких исследований. Обычно работают с образцами 50—100 г, так как считается, что в таких образцах достаточно хорошо представлены все основные типы микрозон.
При использовании перколяционного метода почвенный образец подвергается многократному повторному промыванию одним и тем же циркулирующим раствором. Этот метод особенно широко и весьма успешно применялся при изучении закономерностей процесса нитрификации в почве. Повторное промывание почвы одним и тем же раствором считалось необходимым для того, чтобы концентрация метаболитов в нем возросла до таких величин, которые легко можно определить аналитическими методами.