Эти наблюдения были поистине замечательны, и Линфорд предположил, что они могут объяснить положительные результаты, полученные некоторыми работниками при внесении зеленого удобрения в почвы, зараженные корневой галловой нематодой.
Для получения более точного представления о стимулирующем действии растительного материала на хищные почвенные грибы Линфорд и его сотрудники провели серию опытов по изучению результатов применения различных способов, воздействуя на почву в тщательно регулируемых условиях. В этих опытах почву брали с участка, сильно зараженного корневой галловой нематодой, и помещали в широкогорлые стеклянные банки емкостью 4,5 л. Взвешенные количества испытуемого органического вещества вносились в соответствующие сосуды и тщательно смешивались с почвой путем встряхивания и вращения сосудов.
Пока шел процесс разложения органического вещества, отверстия банок были закрыты муслином; через определенные промежутки времени сосуды с их содержимым взвешивали и потери веса компенсировали путем добавления воды. Вначале вели ежедневную регистрацию температуры почвы, пользуясь для этой цели термометрами, шарики которых помещали в центр поверхности почвы в двух сосудах каждого варианта, но так как в процессе разложения наблюдалось очень слабое согревание, которое быстро проходило, то в дальнейшем от этой процедуры отказались.
Сосуды содержались в одинаковых условиях в течение определенного срока времени, пока шло разложение органического вещества. Затем почву из каждого сосуда вынимали, тщательно перемешивали и, разделив на четыре равные части, насыпали в цветочные вазоны, в которые затем высевали семена коровьего гороха (Vigna sinensis).
Коровий горох служил растением-индикатором, так как этот вид поражается той же корневой галловой нематодой, что и ананас; в вазоне можно значительно быстрее вырастить коровий горох, чем ананасы, а так как растения его гораздо мельче, то в одном вазоне удается вырастить по нескольку экземпляров. Между 30-м и 35-м днями после посева проростки коровьего гороха вынимали из почвы, отмывали их корни и подсчитывали на них число галлов, образованных корневой нематодой.
Для разрешения этого вопроса было поставлено 5 отдельных опытов; каждый из них должен был осветить данную проблему с особой точки зрения.
ОПЫТ 1
В этом опыте испытывались 3 различных органических вещества: сахар, измельченный ананас и измельченные листья грубостебельного злака Panicum barbinode. Для испытания каждого из них было взято по 4 сосуда; кроме того, 4 сосуда, в которые вносили только воду, служили контролем. Таким образом, всего в опыте было использовано 16 сосудов.
Через 10 недель, в течение которых шло разложение органического вещества, через стеклянные стенки сосудов, куда был внесен сахар, можно было увидеть множество нематод; в сосудах с измельченными ананасом и злаком нематод было значительно меньше, а в контрольных их совсем не было. Нематоды принадлежали преимущественно к свободноживущим, непаразитическим видам.
Процесс разложения органического вещества длился в течение 12 недель, после чего почву перенесли в вегетационные сосуды и высеяли в них семена коровьего гороха. Одновременно с этим из всех сосудов были взяты пробы почвы для исследования. Оказалось, что в сосудах трех серий опыта с внесением органического вещества нематоды были гораздо многочисленнее, чем в контроле; из хищных грибов, уничтожающих нематод, были обнаружены 4 различных вида в сериях опытов с внесением ананаса, 3 вида в опытах с внесением злака; в сосудах с внесением сахара и в контроле ни одного вида хищных грибов не было найдено.
При исследовании проростков коровьего гороха, выращенных в почве из различных сосудов, выявились резкие различия в результате разных обработок. На проростках, выращенных на почве, к которой добавлялись ананас и злак, галлов было значительно меньше, чем на контрольных растениях; к сожалению, в опытах с сахаром всходы коровьего гороха погибли вскоре после прорастания, так что в данном случае сравнение оказалось неосуществимым.
В конце опыта почву каждой серии, состоявшей из 4 небольших сосудов, в которых был выращен коровий горох, ссыпали в один более крупный сосуд и высадили в него черенок ананаса. Через 10 месяцев оказалось, что ананасы, выросшие на почве, содержавшей органическое вещество, были развиты значительно лучше контрольных растений как в отношении веса надземной части, так и по протяженности и состоянию их корневых систем.
ОПЫТ 2
В этом опыте изучалось влияние различных количеств измельченного ананаса с целью выяснения вопроса о том, какое количество свежего растительного материала даст наиболее эффективные результаты.
Опыт был поставлен по той же схеме, что и предыдущий, и состоял из 6 вариантов. На каждый вариант было взято 4 сосуда емкостью по 4,5 л, так что всего в опыте участвовало 24 сосуда. В одной серии из 4 сосудов к почве ничего не добавляли, и она служила контролем; в сосуды второй серии добавляли только воду, не внося растительного материала; эти сосуды служили также контролем при уточнении вопроса о том, что определяет описанное выше действие растительного материала — вода, содержащаяся в растениях, или органическое вещество. В сосуды остальных четырех вариантов добавляли измельченные целиком растения ананаса в количестве 100, 200, 300 и 400 г на сосуд.
Таким образом, общая схема опыта имела следующий вид:
Как и в первой серии опытов, сосуды были оставлены на 12 недель, в течение которых происходило разложение органического вещества, после чего почву из каждого сосуда распределили поровну между четырьмя более мелкими сосудами и высеяли в них коровий горох.
По прошествии 12 недель из сосудов были взяты пробы почвы, исследование которых показало, что в почве, содержавшей измельченные растения ананаса, нематод было больше, хотя увеличение их численности происходило не прямо пропорционально количеству добавляемого органического вещества. При исследовании проростков коровьего гороха оказалось, что до 300 г на сосуд число галлов корневой нематоды на их корнях прогрессивно уменьшалось по мере увеличения количества органического вещества; но на проростках из варианта с внесением 400 г на сосуд количество галлов во всех случаях было больше, чем на проростках из варианта 300 г на сосуд. Этот факт заставляет предполагать, что существуют определенные оптимальные количества органического вещества, которые не следует превышать, если желательно получить наилучшие результаты. Этот вопрос требует еще дальнейшего изучения, хотя практическое значение его уже сейчас совершенно очевидно.
Что касается двух серий контрольных сосудов, то на корнях коровьего гороха, выращенного в почве с добавлением воды, галлов было меньше, чем на проростках из почвы, в которую ничего не вносили.
Для получения точных данных о том, какие количества органического вещества требуются для получения наиболее высокого защитного действия против нематод, необходимо провести дополнительно многочисленные опыты того же типа. Приведенные здесь лабораторные опыты необходимо подкрепить значительно более широкими полевыми испытаниями. Необходимо исследовать так много различных переменных факторов — климат, тип почвы, род вещества, добавляемого к почве, и т. д., что только очень широкая программа исследовательских работ сможет дать нам определенные ответы на многие поставленные проблемы.
ОПЫТ 3
Во всех опытах этой серии в течение периода разложения органического вещества сосуды время от времени встряхивали и вращали для обеспечения тщательного перемешивания всех составных частей. Целью опыта 3 было выяснение вопроса о том, может ли редкое или частое перемешивание обеспечить лучшие результаты; одновременно предстояло выяснить, существует ли какая-либо разница и если существует, то в чем именно между действием крупно- и мелкоразмельченного растительного материала.
В опыте были использованы две серии сосудов; в одной из них встряхивание производилось еженедельно, во второй — через 3 недели. Каждая серия сосудов была в свою очередь разделена на три группы: в первой из них в почву вносили крупноизмельченный растительный материал; во второй — мелкоизмельченный, а в сосуды третьей группы вообще никакого растительного материала не вносили, они служили контролем. Таким образом, всего в опыте было поставлено 6 вариантов, и общая схема его имела следующий вид:
Интервал между перемешиваниями:Растительный материал, вносимый в сосуды
:
По окончании периода разложения в сосуды были высеяны, как обычно, семена коровьего гороха, и корни развившихся из них проростков подвергались исследованию на зараженность галловой нематодой.
Исследование корней проростков коровьего гороха показало, что на проростках из сосудов, где в почву органического вещества не вносили, галлов было больше, чем на проростках, выращенных на почве с добавлением измельченного растительного материала. Но при этом было обнаружено, что ни степень измельчения, ни частота перемешивания не обусловили сколько-нибудь значительной разницы между вариантами, хотя и было отмечено, что на растениях коровьего гороха из сосудов, где почву перемешивали еженедельно, развилось меньше галлов, чем на растениях из сосудов, где перемешивание производилось с трехнедельными интервалами.
Этот опыт подтвердил влияние добавления растительного материала к почве, но наряду с этим дал совершенно неопределенные результаты в отношении той основной проблемы, для разрешения которой он был поставлен.
ОПЫТ 4
В этом опыте сравнивалось влияние добавления свежих измельченных растений ананаса и таких же растений, но подвергнутых жаровой сушке перед смешиванием с почвой.