Bacteriile fixatoare de azot: care sunt acestea și clasele principale, importanță în economie
Azotul este considerat unul dintre cele mai importante elemente chimice care afectează dezvoltarea plantelor agricole. Această substanță afectează procesul de fotosinteză și cantitatea de clorofilă din culturi. În același timp, fixarea azotului este un proces agricol important. Cu toate acestea, aplicarea azotului sub formă de îngrășăminte nu este considerată singura soluție. O opțiune foarte eficientă este utilizarea bacteriilor fixatoare de azot.
Ce sunt bacteriile
Acest termen se referă la reprezentanții regatului faunei sălbatice, care sunt o categorie de procariote.Sunt organisme ale căror celule nu conțin nucleu. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că astfel de organisme sunt complet lipsite de informații ereditare. Moleculele de ADN sunt localizate liber în citoplasma celulară. În plus, o carapace le înconjoară.
Bacterii au dimensiuni microscopice și, prin urmare, sunt studiate de microbiologie. Cercetătorii au stabilit că procariotele sunt unicelulare sau se unesc în colonii. Ele se caracterizează printr-o structură foarte primitivă. În plus față de nucleu, bacteriilor le lipsesc toate tipurile de plastide, mitocondrii și lizozomi. Cu toate acestea, în orice caz, celulele lor sunt capabile să efectueze o varietate de procese vitale. Se caracterizează prin respirație anaerobă fără utilizarea oxigenului, reproducere asexuată, formarea de chisturi în condiții nefavorabile.
Clasele principale
Clasificarea se bazează pe diverse caracteristici, dintre care una este forma celulelor. Cocii au formă rotundă, vibrionii sunt în formă de virgulă, spirilii sunt în formă de spirală, iar bacilii sunt în formă de tijă.
În plus, clasificarea bacteriilor se realizează ținând cont de particularitățile structurii celulare. Adevăratele specii pot forma o capsulă lipicioasă în jurul celulei lor. În plus, au flageli. Cianobacteriile au un proces de fotosinteză și aparțin lichenilor.
Multe varietăți de microorganisme bacteriene sunt predispuse la simbioză, care este o coabitare reciproc avantajoasă. Bacteriile fixatoare de azot se stabilesc pe rădăcinile leguminoaselor și formează noduli. Aceste microorganisme transformă azotul atmosferic, care este important pentru dezvoltarea deplină a culturilor.
Metode de alimentație
Procariotele sunt organisme care pot mânca în orice fel. De exemplu, bacteriile violet și verzi se disting printr-un tip de nutriție autotrof - datorită utilizării energiei solare. Datorită prezenței plastidelor, acestea diferă în diferite nuanțe, dar includ în mod necesar clorofila.
Este important de luat în considerare că procesul de fotosinteză în bacterii și plante este semnificativ diferit. În primul caz, apa nu este un reactiv obligatoriu. Hidrogenul sau hidrogenul sulfurat pot acționa ca furnizor de electroni. Prin urmare, oxigenul nu este eliberat în timpul unui astfel de proces.
O categorie semnificativă de microorganisme bacteriene se distinge printr-un tip de nutriție heterotrof. Aceasta înseamnă că folosesc elemente organice gata făcute. Pentru a satura substanțele necesare, bacteriile folosesc rămășițele organismelor moarte. În același timp, microorganismele putrefactive pot duce la descompunerea oricărei materii organice. Se mai numesc si saprotrofe.
Bacterii individuale ale plantelor sunt capabile să intre în simbioză cu alte organisme. Deci, împreună cu ciupercile, fac parte din licheni. În același timp, bacteriile nodulare fixatoare de azot sunt capabile de coexistență reciproc avantajoasă cu sistemul radicular al leguminoaselor.
Cine sunt chimiotrofei
O categorie importantă care se remarcă prin tipul de absorbție a nutrienților sunt chimiotrofe. Sunt microorganisme care sunt considerate unul dintre tipurile de autotrofe. În același timp, în loc de energia solară, aceste bacterii folosesc energia relației chimice a diferitelor elemente. Chemotrofele includ bacterii fixatoare de azot. Ele provoacă oxidarea unui număr de compuși anorganici și, în același timp, își asigură cantitatea necesară de energie.
Habitat pentru bacterii fixatoare de azot
În general, bacteriile sunt omniprezente. În același timp, soiurile fixatoare de azot trăiesc în sol, sau mai precis, pe rădăcinile leguminoaselor.
Structura corpului
Funcțiile bacteriilor nodulare sunt legate de structura lor. Aceste microorganisme pot fi observate cu ochiul liber. Se stabilesc pe sistemul radicular al leguminoaselor și cerealelor și pătrund în plante. În acest caz se formează îngroșări în care se observă procese metabolice.
Opinia expertuluiZarechny Maxim ValerieviciAgronom cu 12 ani de experiență. Cel mai bun expert în grădinărit al nostru.Pune o intrebareTrebuie remarcat faptul că bacteriile fixatoare de azot aparțin categoriei mutualiștilor. Aceasta înseamnă că coexistența lor cu alte microorganisme este considerată a fi reciproc avantajoasă. În procesul de fotosinteză, planta produce glucoză, care este necesară pentru procesele vieții. Microorganismele bacteriene nu sunt capabile de acest lucru, deoarece primesc zahăr din leguminoase în formă finită.Plantele au nevoie de azot pentru viața normală. Natura conține o cantitate suficientă din acest element. De exemplu, în aer cantitatea sa ajunge la 78%. Cu toate acestea, culturile nu pot absorbi această substanță în această formă. Microorganismele fixatoare de azot sunt capabile să absoarbă azotul din atmosferă. Apoi transformă această substanță într-o formă care este disponibilă culturilor.
Performanță
Pentru a înțelege mai bine funcția microorganismelor fixatoare de azot, luați în considerare exemplul unei bacterii chimiotrofice numită azospirillum.Acest organism trăiește pe sistemul radicular al plantelor de cereale - grâu sau orz. Ocupă pe bună dreptate o poziție de lider în rândul producătorilor de azot. Pentru 1 hectar de suprafață însămânțată, acest organism dă până la 60 de kilograme din această substanță.
Bacterii fixatoare de azot din leguminoase includ rizobitum, sinorhysobiums și altele. De asemenea, sunt de în altă performanță. Astfel de plante sunt capabile să producă până la 390 de kilograme de azot la 1 hectar de teren. Pe leguminoasele perene se formează bacterii care se caracterizează prin productivitate maximă. Acest parametru ajunge la 560 de kilograme la 1 hectar de suprafață însămânțată.
Trăsături ale vieții
În funcție de caracteristicile proceselor de viață, toate microorganismele fixatoare de azot pot fi combinate în două categorii. Primul grup este considerat nitrificant. În acest caz, procesele metabolice constau într-un lanț de transformări chimice.În acest caz, amoniul este transformat în nitriți, care sunt săruri ale acidului azotic. La rândul lor, nitriții sunt transformați în nitrați. Sunt, de asemenea, săruri ale acestui compus. În această formă, azotul este mai bine absorbit de rădăcinile culturilor.
Al doilea grup se numește denitrificatori. Ei fac procesul invers. În același timp, nitrații care sunt prezenți în sol sunt transformați în azot gazos. Ca urmare, se observă ciclul acestei substanțe în natură.
Dintre procesele vieții, merită evidențiată și reproducerea. Se realizează prin diviziunea celulară în două. Mult mai rar, acest lucru se întâmplă prin înmugurire. De asemenea, microorganismele bacteriene se pot reproduce sexual. Această metodă se numește conjugare, în timpul căreia se face schimb de informații genetice.
Deoarece rădăcinile culturii secretă un număr mare de elemente valoroase, pe ele se instalează o mulțime de bacterii. Ele transformă reziduurile vegetale în substanțe pe care plantele le pot absorbi.Ca urmare, stratul de sol din jur este dotat cu caracteristici speciale. Ei o numesc rizosferă.
Cum ajung bacteriile la rădăcină
Există mai multe opțiuni pentru introducerea celulelor bacteriene în țesuturile radiculare. Acest lucru se întâmplă ca urmare a deteriorării țesuturilor tegumentare sau în zonele de acumulare a celulelor radiculare tinere. De asemenea, chimiotrofele pot pătrunde în culturile din zona firelor de păr din rădăcină. Apoi se infectează.
Ca rezultat al diviziunii active a celulelor bacteriene, se formează noduli. După aceea, apar fire infecțioase, care continuă să pătrundă în țesuturile plantelor. În timp, aici se formează o substanță specială, care se numește legoglobină. În stadiul de apariție a activității optime, nodulii devin roz. Acest lucru se datorează prezenței pigmentului.
Valoare în gospodărie
Oamenii au reușit de multă vreme să stabilească că dacă sapi leguminoase cu pământ, recoltele plantelor se vor îmbunătăți.Cu toate acestea, esența nu este în proces de arat. Un astfel de sol este mai bine saturat cu azot, care este important pentru dezvoltarea culturilor. De aceea bacteriile fixatoare de azot sunt numite fabrica de nitrați.
Bacteriile fixatoare de azot sunt microorganisme importante care sunt utilizate activ în agricultură. Acest lucru se datorează capacității lor de a obține azot din aer și de a-l transforma într-o formă disponibilă plantelor.
