Грибы – важный элемент экологической цепочки
Если бы в природе не существовало грибов, вся поверхность Земли вскоре оказалась бы покрытой остатками растений. Грибы являются самыми главными разрушителями растительных остатков. Почему именно они? Дело в том, что кислая реакция растительных субстрактов способствует росту и развитию грибов.
Помимо этого, грибы принимают активное участие в круговороте углерода, в состав растительных остатков входят клетчатка, гемицеллюлозы и лигнии – сложные соединения, в которых присутствует углерод.
Грибы, в том числе и почвенные, нуждаются в готовых органических веществах. Они находят их в природе в виде органических остатков или в виде других живых организмов, то есть существуют или как сапротрофы – использующие в качестве питания мертвые органические субстраты, или как паразиты растений, животных, других грибов.
Большинство почвенных грибов-сапротрофов прекрасно приспосабливаются к источникам пищи, поэтому один и тот же вид гриба может иногда селиться на органических остатках различного происхождения. В то же время на одном и том же субстрате, содержащем органические вещества, могут одновременно развиваться различные виды грибов, и тогда между ними иногда складываются очень сложные взаимоотношения взаимопомощи или конкуренции. Чаще бывает так, что процесс разложения органического вещества осуществляется целым комплексом грибов, не говоря уже о других организмах, принимающих участие в этом процессе. Имеются и узкие «специалисты», приспособившиеся к каким-то своеобразным субстратам, где у них нет конкурентов.
Весь процесс разрушения остатков корневых систем растений или их частей происходит непосредственно в почве. Однако в лесу он идет иначе, чем на лугу или в поле, и осуществляется иными грибами. Причина этого заключается в том, что для каждого из перечисленных местообитаний характерны свои комплексы грибов, определяемые различиями физико-химических свойств почвы, влажности, температуры и т. д. Бывает так, что иногда процессу разрушения подвергается живой корень, если на него нападает почвенный гриб-паразит.
Корни других деревьев могут быстро заразиться грибницей при контакте с корнями уже зараженных. Тяжи, или ризоморфы, опенка могут переходить и на здоровые корни через почву или растительные остатки.
Не менее опасный паразит корней деревьев – корневая губка, которая попадает в корни тоже в виде мицелия из почвы; иногда ею заражаются свежесрубленные пни при попадании на них спор этого гриба. Споры прорастают затем в мицелий, внедряющийся в пень, а оттуда он проникает в почву и заражает другие деревья.
Для борьбы с этим паразитом наряду с корчеванием зараженных пней используется метод биологической борьбы – нанесение на поверхность свежесрубленного пня споровой суспензии какого-либо хорошо и быстро растущего сапротрофного гриба, который распространяется на пне и в его толще, то есть быстро захватывает субстрат и, таким образом, предотвращает возможность заражения пня корневой губкой.
Нечто подобное происходит в том случае, когда корневая система дерева поражается сначала не такими сильными паразитами, как корневая губка или опенок, а более слабыми, например видами рода фузариум. Обычно вслед за ними в отмирающий корень внедряются грибы-сапротрофы (аспергиллы, пенициллы и др.), быстро растущие и образующие много спор, что позволяет им активно захватывать субстрат. Они усваивают легкодоступные вещества клеток растений, главным образом сахара. Затем другие грибы (ризопус, триходерма) используют более труднодоступные гемицеллюлозы и крахмал. Паразит, не выдерживая конкуренции с этими грибами, уступает им поле боя. В процессе разрушения указанные грибы образуют органические кислоты (лимонную, яблочную и др.), что создает благоприятные условия для развития грибов следующей стадии. Процесс разрушения завершают грибы, воздействующие на еще более прочные материалы клеточной стенки – целлюлозу, или клетчатку, и лигнин.
Растительные остатки в лесу накапливаются в виде подстилки. В подстилке лиственного леса различают слои:
? верхний, состоящий из опада, только слегка тронутого разложением;
? средний, в котором растительные остатки полуразложились;
? нижний, сильно разложившийся слой, в котором, помимо органического вещества, можно обнаружить и примесь минеральных частиц.
В верхнем слое подстилки присутствует ряд грибов – слабых паразитов, которые попадают сюда вместе с листьями, поселившись на них тогда, когда они были живыми или, по крайней мере, находились на ветвях дерева. В среднем, наиболее биогенном слое их сменяют другие грибы – подстилочные сапротрофы и почвенные мукоровые грибы. И наконец, в нижнем слое помимо видов, характерных для предыдущего слоя, присутствует уже свой набор видов, завершающих процесс разложения.
Разложение в подстилке и почве является очень сложным процессом. Он проходит в несколько этапов. На каждом этапе разложение осуществляют определенные виды грибов. В хвойном лесу процесс разложения идет значительно медленнее, что связано с характером опада. Процесс разложения подстилки в значительной степени зависит также и от влажности – необходимого условия развития грибов.
Промышленная древесина (шпалы, балки, различные опоры) также часто разлагается в почве. Над ее разрушением «трудятся» базидальные грибы, на помощь которым приходят микроскопические почвенные грибы. Эти самые маленькие грибы выполняют роль «взломщиков»: промышленная древесина всегда пропитывается специальным составом, который предохраняет ее от гниения, грибки поселяются на древесине и разрушают ее антисептики, расчищая проход для «тяжелой артиллерии».
Есть гриб, который развивается в почвах, пропитанных нефтью, и часто развивается на керосине, креозоте, дизельных топливах, различных смазках. Это кладоспориум смолистый, или керосиновый гриб.
Почвенные грибы участвуют в процессах почвообразования, не только разрушая различные вещества, попадающие в почву. Грибы способствуют образованию деятельного, или активного, перегноя. Особенно важна роль грибов, живущих в тяжелых глинистых и суглинистых почвах, так как увеличивается аэрируемость и улучшается снабжение почвы водой.
Таким образом, почвенные грибы представляют собой чрезвычайно активную группу, принимающую важное участие в процессах почвообразования. Своими ферментами они содействуют разложению различных материалов, попадающих в почву, и переводят часть переработанных веществ в компоненты своего тела. Другие части или откладываются в почве, меняя ее химический состав и свойства, или используются и перерабатываются другими организмами. Многие почвенные грибы воздействуют и на минеральную основу почвы органическими кислотами, которые образуются и накапливаются при разложении этими грибами различных составных частей растительных клеток. Особенно активно накопление этих кислот протекает в подзолистых лесных почвах, в которых грибы представлены многочисленными видами.
Нельзя не упомянуть и о роли почвенных грибов в токсикозе почв. Некоторые виды грибов выделяют в почву ядовитые вещества – токсины, и почва при этом часто становится токсичной для высших растений. Частый случай токсикоза почв – почвоутомление. Оно заключается в том, что растения на таких почвах угнетаются, снижают урожайность. Особенно часто это бывает, когда в течение многих лет на одном и том же месте возделывается какая-нибудь одна культура. Токсикоз почв отражается и на почвенных микроорганизмах, причем иногда это совпадает с угнетением развития высших растений. Токсичные грибы выделяют вещества, могущие подавлять прорастание семян растений.
Длительность сохранения токсинов в почве различна. В опытах одни из них быстро вымывались, другие сохранились в течение нескольких дней.
Некоторые почвенные грибы вырабатывают токсины, действующие на животных и людей.
