Nodulbakterier – mening i naturen. Funktionerna för kvävefixerande bakterier och deras interaktion med växter

De första jordbakterierna som mänskligheten har märkt är knöl. Cirka 1300 knölar bildas av 13 tusen växter och 200 används inom jordbruket. Av dessa har alla funktionen att fixera atmosfäriskt kväve. I jorden på en nodul sätter mikroorganismer sig och multiplicerar – symbionter som ersätter gödselmedel.

Vad är nodulbakterier

För mer än 2 tusen år sedan märkte bönderna att dålig, utarmad mark ger grödor efter odling av baljväxter på dem. Följande försök att avslöja hemligheten var 1838: J.-B. Bussengo beslutade att baljväxter löser kväve, men experiment med en ogynnsam vattenmiljö bekräftade inte detta. 1901 upptäcktes Azotobacter chroococcum (6 arter av släktet Azotobacter). Det första läkemedlet baserat på ”jord” -bakterier Nitragin skapades 1897.

Alla nodulbakterier är mikroaerofiler. De kännetecknas av en stavformad / oval form. Rhizobium (Rhizobiales) tillhör de som kan omvandla den gasformiga kväveformen till den lösliga, som assimileras av växter. Fakta:

1. I den grad mikroorganismerna påverkar grödan delas de in i aktiva (berikar jorden effektivt), inaktiva och inaktiva (ineffektiva).
2. När det inte finns någon fukt, multiplicerar de inte. Därför införs specialinfekterade växter djupare i jorden i ett torrt klimat.
3. Den optimala temperaturen för reproduktion av alla representanter för kvävefixering är 20-30 ° C, men tillväxten fortsätter vid 0-35 ° C. Det bästa mediet (pH) är neutralt i storleksordningen 6,5-7,1, men surt orsakar koloniernas död.
4. Tack vare experimenten från Moskva jordbruksakademi visade det sig att även med avsaknad av ”givare” lämnar bakteriematerial inte marken förrän 50 år gammal..
5. Mikroorganismer kan överleva till och med förhållandena efter en atomexplosion, motstå gammastrålning och ultraviolett strålning, solstrålning, men kan inte bo vid hög temperatur.
6. Mikroorganismer har maximalt värde för rotutveckling.

Knutbakteriens roll i naturen

Förutom att fixera atmosfäriskt kväve, är nodulbakteriens roll i naturen mycket stor. I reproduktionsprocessen ”engagerar” de sig i syntesen av vitaminer, naturliga antibiotika, bidrar till utvecklingen av roten och sedan topparna. Fördelen är att jordbakterierna är kvävefixerande på grund av symbios med växter:

• ingår i materialcykeln – kväve;
• syntetisera fytohormoner, stimulera växttillväxt;
• kan användas som ett sätt att självrensa jordar som är förorenade med tungmetaller med mineraliserande faktorer (naturliga / företag);
• sönderdelas vissa klorföreningar.

Baljväxter och knölbakterier

Hur interagerar baljväxter och knölbakterier? Efter infektion av växterna absorberar producenterna kväve från luften och omvandlar det till en förening som är lämplig för att utfodra inte bara parasiten utan också för ”värden”. Det finns flera teorier om hur enskilda element bildar bakteriella knölar. Växter är infekterade:

• genom vävnadsskada;
• penetration genom rothår;
• genomträngning genom unga apices av roten;
• tack vare följeslagare bakterier.

De symbiotiska bakterierna av släktet Rhizobium, som har trängt in i roten, rör sig in i sina vävnader och lätt övervinner det intercellulära utrymmet i grupper eller enstaka celler (som i lupin). Oftare bildar cellen under reproduktion smittsamma trådar (snören, kolonierna). Deras antal varierar beroende på växttyp. Ofta vanliga infektionstrådar som bildar en nodul.

Kvävefixering av bakterier

Värdet som kvävefixering av bakterier representerar är enormt: det återställer inte bara jorden utan gör att du också får rikare grödor än humus eller kemiska gödselmedel. Interaktionen mellan ämnet och kvävefixaren sker:

• i Azotobacter (”autonom”, som inte kräver närvaron av en växt) – enzymer på grund av syre i cellen;
• i Rhizobium (nodulbakterier) – endast i närvaro av magnesium, svavel, järn.

Kvävefästande växter

Växterna grupperar arter i vilka kvävefixerande bakterier är indelade. I jordbruket tar de hänsyn till att baljväxter inte är de enda ”ägarna” av naturliga gödselmedel som hjälper till att ta upp atmosfäriskt kväve. Andra växter som är attraktiva för kvävefixering är till exempel:

• klöver;
• blålusern;
• klöver;
• bönor, ärtor (inte bara mat, utan även ko), veck, rank;
• sojabönor;
• lupin och seradella.