Nodulne bakterije – pomen v naravi. Funkcije bakterij, ki vežejo dušik, in njihova interakcija z rastlinami

Kiril Sisojev

Žuljave roke ne poznajo dolgčasa!

Prve talne bakterije, ki jih je človeštvo opazilo, so bile nodulne bakterije. Od 13 tisoč rastlin jih približno 1300 tvori gomolj, v kmetijstvu pa jih uporabljamo 200. Vse imajo funkcijo fiksiranja atmosferskega dušika. V tleh na nodulu se naselijo in razmnožujejo mikroorganizmi - simbionti, ki nadomeščajo gnojila.

Kaj so nodulne bakterije

Pred več kot 2000 leti so kmetje opazili, da slaba, izčrpana prst daje pridelke, potem ko na njej gojijo stročnice. Naslednji poskusi razkritja skrivnosti so bili leta 1838: J.-B. Boussengo je odločil, da listi stročnic vežejo dušik, vendar poskusi z neugodnim vodnim okoljem tega niso potrdili. Leta 1901 so odkrili Azotobacter chroococcum (6 vrst iz rodu Azotobacter). Prvo zdravilo na osnovi "zemeljskih" bakterij Nitragin je bilo ustvarjeno leta 1897.

Vse nodulne bakterije so mikroaerofili. Imajo paličasto/ovalno obliko. Rhizobium (Rhizobiales) spadajo med tiste, ki so sposobni pretvoriti plinasto obliko dušika v rastlinsko asimilirano - topno. podatki:

1. Po obsegu vpliva mikroorganizmov na pridelek jih delimo na aktivne (učinkovito obogatijo tla), neaktivne in neaktivne (neučinkovite).
2. Ko ni vlage, se ne razmnožujejo, zato se v suhem podnebju posebej okužene rastline vnesejo globlje v tla.
3. Optimalna temperatura za razmnoževanje vseh predstavnikov organizmov, ki vežejo dušik, je 20-30 ° C, vendar se rast nadaljuje pri 0-35 ° C. Najboljše okolje (pH) je nevtralno, približno 6,5-7,1, kislo pa povzroči smrt kolonij.
4. Zahvaljujoč poskusom Moskovske kmetijske akademije se je izkazalo, da tudi v odsotnosti "darovalcev" bakterijski material ne zapusti zemlje do 50 let.
5. Mikroorganizmi so sposobni preživeti tudi razmere po atomski eksploziji, vzdržati sevanje gama in ultravijolično, sončno sevanje, ne morejo pa živeti pri visokih temperaturah.
6. Mikroorganizmi so najpomembnejši za razvoj korenin.

Vloga nodulnih bakterij v naravi

Poleg fiksacije atmosferskega dušika je vloga nodulnih bakterij v naravi zelo velika. V procesu razmnoževanja se "vključujejo" v sintezo vitaminov, naravnih antibiotikov in prispevajo k razvoju najprej korenine, nato pa vrhov. Korist je v tem, da so talne bakterije dušikovega tipa zaradi simbioze z rastlinami:

• so del kroženja snovi - dušik;
• sintetizirajo fitohormone, ki spodbujajo rast rastlin;
• se lahko uporablja kot način samočiščenja tal, onesnaženih s težkimi kovinami, pod dejavniki mineralizacije (naravni / podjetja);
• razgradi nekatere spojine, ki vsebujejo klor.

Stročnice in gomoljne bakterije

• skozi poškodbe tkiva
• prodiranje skozi koreninske dlake;
• prodiranje skozi mlade koreninske konice;
• zahvaljujoč spremljevalnim bakterijam.

Simbiotske bakterije iz rodu Rhizobium, ki so prodrle v korenino, se premaknejo v njena tkiva in zlahka premagajo medceličnino v skupinah ali posameznih celicah (kot pri volčjem bobu). Pogosteje med razmnoževanjem celica tvori kužne niti (pramene, kolonije). Njihovo število se razlikuje glede na vrsto rastline. Pogosto obstajajo skupne niti okužbe, ki tvorijo en vozlič.

Fiksacija dušika z bakterijami

Vrednost, ki jo predstavlja fiksacija dušika z bakterijami, je ogromna: ne le obnavlja tla, temveč vam omogoča tudi bogatejše pridelke kot s humusom ali kemičnimi gnojili. Med snovjo in fiksatorjem dušika obstaja interakcija:

• v Azotobacter ("avtonomni", ki ne zahteva prisotnosti rastline) - z encimi, zaradi kisika v celici;
• v Rhizobium (nodulne bakterije) - samo v prisotnosti magnezija, žvepla, železa.

naprave za fiksiranje dušika

Glede na rastline so razvrščene vrste, na katere so razdeljene bakterije, ki vežejo dušik. V kmetijstvu upoštevajo, da stročnice niso edini »gostitelji« naravnih gnojil, ki pomagajo absorbirati atmosferski dušik. Druge privlačne rastline za vezavo dušika so na primer:

• sladka detelja;
• lucerna;
• detelja;
• fižol, grah (ne samo hrana, ampak tudi krava), grašica, čin;
• volčji bob in seradella.