Nodulové baktérie – význam v prírode. Funkcie baktérií viažucich dusík a ich interakcie s rastlinami

Obsah článku

• Čo sú to uzlové baktérie
• Úloha nodulových baktérií v prírode
• Strukoviny a uzlové baktérie
• Fixácia dusíka baktériami
• Zariadenia na fixáciu dusíka

Prvé pôdne baktérie, ktoré si ľudstvo všimlo, sú uzliny. Z 13 000 rastlín je vytvorených asi 1300 uzlov, z toho 200 sa používa v poľnohospodárstve, z ktorých všetky majú funkciu fixácie atmosférického dusíka. V pôde na uzle sa mikroorganizmy usadia a množia – symbionty, ktoré nahrádzajú hnojivá.

Čo sú to uzlové baktérie

Pred viac ako 2 000 rokmi si poľnohospodári všimli, že chudobná vyčerpaná pôda po pestovaní strukovín na nich pestuje strukoviny. Nasledujúce pokusy odhaliť tajomstvo boli v roku 1838: J.-B. Bussengo sa rozhodol, že strukovina opúšťa dusík, ale experimenty s nepriaznivým vodným prostredím to nepotvrdili. V roku 1901 bol objavený Azotobacter chroococcum (6 druhov rodu Azotobacter). Prvý liek založený na „pozemských“ baktériách Nitragin bol vytvorený v roku 1897.

Všetky uzlové baktérie sú mikroaerofilmi. Vyznačujú sa tyčovitým / oválnym tvarom. Rhizobium (Rhizobiales) patrí k tým, ktoré sú schopné premieňať plynnú formu dusíka na rozpustnú formu, ktorá je asimilovaná rastlinami. fakty:

1. V rozsahu, v akom mikroorganizmy ovplyvňujú plodinu, sa delia na aktívne (efektívne obohacujúce pôdu), neaktívne a neaktívne (neúčinné)..
2. Ak nie je vlhkosť, množí sa, a preto sa vo vyprahnutom podnebí dostanú hlbšie do pôdy špeciálne infikované rastliny..
3. Optimálna teplota pre reprodukciu všetkých predstaviteľov viazania dusíka je 20-30 ° C, ale rast pokračuje pri 0-35 ° C. Najlepšie médium (pH) je neutrálne, rádovo 6,5 až 7,1, ale kyslé spôsobuje smrť kolónií.
4. Vďaka pokusom Moskovskej poľnohospodárskej akadémie sa ukázalo, že bakteriálny materiál ani pri absencii „darcov“ neopúšťa pôdu až do veku 50 rokov..
5. Mikroorganizmy dokážu prežiť aj po atómovom výbuchu, vydržia gama žiarenie a ultrafialové žiarenie, slnečné žiarenie, ale nemôžu prežiť pri vysokej teplote..
6. Mikroorganizmy majú maximálnu hodnotu pre vývoj koreňov.

Úloha nodulových baktérií v prírode

Okrem fixácie atmosférického dusíka je úloha prírodnej baktérie v uzle veľmi veľká. V procese rozmnožovania sa „zapájajú“ do syntézy vitamínov, prírodných antibiotík, prispievajú k rozvoju koreňov a potom aj k vrcholom. Výhoda spočíva v tom, že pôdne baktérie sú viazané na dusík v dôsledku symbiózy s rastlinami:

• sú súčasťou cyklu hmoty – dusík;
• syntetizovať fytohormóny, stimulujúce rast rastlín;
• môže byť použitý ako spôsob samočistenia zemín kontaminovaných ťažkými kovmi s mineralizačnými faktormi (prírodné / podniky);
• rozložte niektoré zlúčeniny chlóru.

Strukoviny a uzlové baktérie

Ako interagujú strukoviny a uzlové baktérie? Po infikovaní rastlín pestovatelia absorbujú dusík zo vzduchu a premieňajú ho na zlúčeninu vhodnú na kŕmenie nielen parazita, ale aj pre „hostiteľa“. Existuje niekoľko teórií o tom, ako jednotlivé prvky vytvárajú bakteriálne uzliny. Rastliny sú napadnuté:

• poškodením tkaniva;
• penetrácia koreňovými chĺpkami;
• prienik cez mladé vrcholy koreňa;
• vďaka sprievodným baktériám.

Symbiotické baktérie rodu Rhizobium, ktoré prenikli do koreňa, sa pohybujú do jeho tkanív a ľahko prekonávajú medzibunkový priestor v skupinách alebo jednotlivých bunkách (ako v prípade lupiny). Bunka počas reprodukcie častejšie vytvára infekčné vlákna (šnúry, kolónie). Ich počet sa líši podľa typu rastliny. Často sú bežné infekcie tvoriace jeden uzol.

Fixácia dusíka baktériami

Hodnota, ktorú predstavuje fixácia dusíka baktériami, je obrovská: nielen obnovuje pôdu, ale tiež vám umožňuje zbohatnúť na plodinách ako humus alebo chemické hnojivá. K interakcii látky a dusíkového fixátora dochádza:

• v Azotobacter („autonómny“, nevyžadujúci prítomnosť rastliny) – enzýmy v dôsledku kyslíka v bunke;
• v Rhizobium (uzlové baktérie) – iba v prítomnosti horčíka, síry, železa.

Zariadenia na fixáciu dusíka

Rastliny zoskupujú druhy, na ktoré sa delia baktérie viažuce dusík. V poľnohospodárstve berú do úvahy, že strukoviny nie sú jedinými „vlastníkmi“ prírodných hnojív, ktoré pomáhajú absorbovať atmosférický dusík. Iné rastliny, ktoré sú atraktívne pre fixáciu dusíkom, sú napríklad:

• ďatelina;
• lucerna;
• ďatelina;
• fazuľa, hrach (nielen jedlo, ale aj krava), vika, hodnosť;
• sójové bôby;
• lupina a seradella.