Mezglu baktērijas - nozīme dabā. Slāpekli fiksējošo baktēriju funkcijas un to mijiedarbība ar augiem

Kirils Sisojevs

Sausas rokas nepazīst garlaicību!

Pirmās augsnes baktērijas, ko cilvēce pamanīja, bija mezgliņu baktērijas. No 13 tūkstošiem augu apmēram 1300 veido mezgliņu, bet lauksaimniecībā izmanto 200. Visiem tiem ir atmosfēras slāpekļa piesaistes funkcija. Augsnē uz mezgliņa nosēžas un vairojas mikroorganismi - simbionti, kas aizstāj mēslojumu.

Kas ir mezgliņu baktērijas

Pirms vairāk nekā 2000 gadiem zemnieki pamanīja, ka nabadzīga, noplicināta augsne dod ražu pēc tam, kad tajās kultivēja pākšaugus. Nākamie mēģinājumi atklāt noslēpumu bija 1838. gadā: J.-B. Boussengo nolēma, ka pākšaugu lapas fiksē slāpekli, taču eksperimenti ar nelabvēlīgu ūdens vidi to neapstiprināja. 1901. gadā tika atklāta Azotobacter chroococcum (6 sugas no Azotobacter ģints). Pirmās zāles, kuru pamatā ir "zemes" baktērijas Nitragin, tika izveidotas 1897. gadā.

Visas mezgliņu baktērijas ir mikroaerofilas. Tiem ir stieņa formas/ovāla forma. Rhizobium (Rhizobiales) pieder pie tiem, kas spēj pārveidot slāpekļa gāzveida formu augos asimilējamā - šķīstošā. Dati:

1. Pēc tā, cik lielā mērā mikroorganismi ietekmē ražu, tos iedala aktīvajos (efektīvi bagātina augsni), neaktīvos un neaktīvos (neefektīvos).
2. Ja nav mitruma, tie nevairojas, tāpēc sausā klimatā īpaši inficēti augi tiek ievadīti dziļāk augsnē.
3. Optimālā temperatūra visu slāpekli piesaistošo organismu pārstāvju savairošanai ir 20-30°C, bet augšana turpinās 0-35°C. Vislabākā vide (pH) ir neitrāla, aptuveni 6,5-7,1, bet skāba izraisa koloniju nāvi.
4. Pateicoties Maskavas Lauksaimniecības akadēmijas eksperimentiem, izrādījās, ka pat tad, ja nav "donoru", baktēriju materiāls neatstāj augsni līdz pat 50 gadiem.
5. Mikroorganismi spēj izdzīvot pat apstākļos pēc atomsprādziena, izturēt gamma starojumu un ultravioleto, saules starojumu, bet nevar dzīvot augstā temperatūrā.
6. Mikroorganismiem ir maksimāla nozīme sakņu attīstībā.

Mezglu baktēriju loma dabā

Papildus atmosfēras slāpekļa fiksācijai mezgliņu baktēriju loma dabā ir ļoti liela. Reprodukcijas procesā tie "iesaistās" vitamīnu, dabisko antibiotiku sintēzē un veicina vispirms saknes un pēc tam galotņu attīstību. Ieguvums ir tāds, ka slāpekli fiksējošā tipa augsnes baktērijas simbiozes dēļ ar augiem:

• ir daļa no vielas cikla - slāpekļa;
• sintezēt fitohormonus, stimulējot augu augšanu;
• var izmantot kā ar smagajiem metāliem piesārņotu augšņu pašattīrīšanās veidu mineralizējošu faktoru ietekmē (dabiski/uzņēmumi);
• sadalīt dažus hloru saturošus savienojumus.

Pākšaugi un mezgliņu baktērijas

• caur audu bojājumiem
• iespiešanās caur sakņu matiņiem;
• iespiešanās caur jauniem sakņu galiem;
• pateicoties pavadošajām baktērijām.

Rhizobium ģints simbiotiskās baktērijas, iekļuvušas saknē, pārvietojas tās audos, viegli pārvarot starpšūnu telpu grupās vai atsevišķās šūnās (kā lupīnā). Biežāk reprodukcijas laikā šūna veido infekciozus pavedienus (šķiedras, kolonijas). To skaits atšķiras atkarībā no augu veida. Bieži vien ir kopīgas infekcijas pavedieni, veidojot vienu mezgliņu.

Slāpekļa fiksācija ar baktērijām

Vērtība, ko rada baktēriju slāpekļa saistīšana, ir milzīga: tā ne tikai atjauno augsni, bet arī ļauj iegūt bagātīgākus ražas nekā ar humusu vai ķīmisko mēslojumu. Pastāv mijiedarbība starp vielu un slāpekļa fiksētāju:

• Azotobacter (“autonoms”, kam nav nepieciešama auga klātbūtne) - ar fermentiem šūnā esošā skābekļa dēļ;
• Rhizobium (mezglu baktērijas) - tikai magnija, sēra, dzelzs klātbūtnē.

slāpekli fiksējošie augi

Atbilstoši augiem tiek grupētas sugas, kurās tiek sadalītas slāpekli fiksējošās baktērijas. Lauksaimniecībā viņi ņem vērā, ka pākšaugi nav vienīgie dabīgā mēslojuma “saimnieki”, kas palīdz absorbēt atmosfēras slāpekli. Citi pievilcīgi slāpekli piesaistošie augi ir, piemēram:

• saldais āboliņš;
• lucerna;
• āboliņš;
• pupas, zirņi (ne tikai barība, bet arī govs), vīķi, rangs;
• lupīna un seradella.