Azot uważany jest za jeden z najważniejszych pierwiastków chemicznych wpływających na rozwój roślin rolniczych. Substancja ta wpływa na proces fotosyntezy i ilość chlorofilu w roślinach uprawnych. Jednocześnie wiązanie azotu jest ważnym procesem rolniczym. Jednak stosowanie azotu w postaci nawozów nie jest uważane za jedyne rozwiązanie. Stosowanie bakterii wiążących azot jest uważane za bardzo skuteczną opcję.
Co to są bakterie
Termin ten odnosi się do przedstawicieli królestwa żywej natury, którzy reprezentują kategorię prokariotów. Są to organizmy, których komórki nie zawierają jądra. Nie oznacza to jednak, że takie organizmy są całkowicie pozbawione informacji dziedzicznej. Cząsteczki DNA są swobodnie zlokalizowane w cytoplazmie komórki. Ponadto są otoczone muszlą.
Bakterie są mikroskopijne i dlatego bada je mikrobiologia. Naukowcy ustalili, że prokarioty są jednokomórkowe lub tworzą kolonie. Charakteryzują się bardzo prymitywną budową. Oprócz jądra bakteriom brakuje wszystkich typów plastydów, mitochondriów i lizosomów. Jednak w każdym razie ich komórki są zdolne do przeprowadzania różnych procesów życiowych. Charakteryzują się oddychaniem beztlenowym bez użycia tlenu, rozmnażaniem bezpłciowym i powstawaniem cyst w niesprzyjających warunkach.
Główne zajęcia
Klasyfikacja opiera się na różnych cechach, z których jedną jest kształt komórek. Cocci mają kształt okrągły, wibratory mają kształt przecinka, spirilla mają kształt spirali, a prątki mają kształt pręta.
Ponadto klasyfikację bakterii przeprowadza się z uwzględnieniem cech struktury komórkowej. Prawdziwe odmiany mogą tworzyć otoczkę śluzową wokół swojej komórki. Ponadto mają wici. Sinice podlegają procesowi fotosyntezy i zaliczane są do porostów.
Wiele odmian mikroorganizmów bakteryjnych charakteryzuje się tendencją do symbiozy, która jest wzajemnie korzystnym współżyciem. Bakterie wiążące azot osadzają się na korzeniach roślin strączkowych i tworzą guzki. Mikroorganizmy te przekształcają azot atmosferyczny, który jest ważny dla pełnego rozwoju roślin uprawnych.
Metody jedzenia
Prokarioty to organizmy, które mogą się odżywiać w dowolny sposób. Na przykład bakterie fioletowe i zielone charakteryzują się autotroficznym typem odżywiania - dzięki wykorzystaniu energii słonecznej. Ze względu na obecność plastydów różnią się one różnymi odcieniami, ale zawsze zawierają chlorofil.
Należy wziąć pod uwagę, że proces fotosyntezy u bakterii i roślin znacznie się różni. W pierwszym przypadku woda nie jest odczynnikiem obowiązkowym. Wodór lub siarkowodór mogą działać jako dostawca elektronów. Dlatego podczas tego procesu nie jest uwalniany tlen.
Znacząca kategoria mikroorganizmów bakteryjnych charakteryzuje się heterotroficznym rodzajem odżywiania. Oznacza to, że korzystają z gotowych elementów organicznych. Aby nasycić bakterie niezbędnymi substancjami, wykorzystują pozostałości martwych organizmów. Jednocześnie gnilne mikroorganizmy mogą prowadzić do rozkładu jakiejkolwiek materii organicznej. Nazywa się je również saprotrofami.
Niektóre bakterie roślinne są zdolne do wchodzenia w symbiozę z innymi organizmami. Zatem wraz z grzybami są częścią porostów. Jednocześnie bakterie brodawkowe wiążące azot są zdolne do wzajemnie korzystnego współistnienia z systemem korzeniowym roślin strączkowych.
Kim są chemotrofy
Ważną kategorią, która wyróżnia się rodzajem wchłaniania składników odżywczych, są chemotrofy. Są to mikroorganizmy uważane za rodzaj autotrofów. W tym przypadku zamiast energii słonecznej bakterie te wykorzystują energię chemicznego oddziaływania różnych pierwiastków. W szczególności chemotrofy obejmują bakterie wiążące azot. Powodują utlenianie szeregu związków nieorganicznych i jednocześnie zapewniają sobie potrzebną ilość energii.
Siedlisko bakterii wiążących azot
Ogólnie rzecz biorąc, bakterie są wszechobecne. Jednocześnie odmiany wiążące azot żyją w glebie, a dokładniej na korzeniach roślin strączkowych.
Budowa ciała
Funkcje bakterii guzkowych są związane z ich budową. Takie mikroorganizmy można zobaczyć gołym okiem. Osadzają się w systemie korzeniowym roślin strączkowych i zbóż oraz penetrują rośliny. W tym przypadku powstają zgrubienia, w których obserwuje się procesy metaboliczne.
Rośliny potrzebują azotu do normalnego funkcjonowania. Natura zawiera wystarczającą ilość tego pierwiastka. Na przykład w powietrzu jego ilość sięga 78%. Rośliny uprawne nie są jednak w stanie wchłonąć tej substancji w tej postaci. Mikroorganizmy wiążące azot są w stanie absorbować azot z atmosfery. Następnie przekształcają tę substancję w formę dostępną dla roślin uprawnych.
Wydajność
Aby lepiej zrozumieć funkcję mikroorganizmów wiążących azot, warto rozważyć przykład bakterii chemotroficznej zwanej Azospirillum. Organizm ten żyje w systemie korzeniowym roślin zbożowych - pszenicy lub jęczmienia. Słusznie zajmuje wiodącą pozycję wśród producentów azotu. Organizm ten uwalnia do 60 kilogramów tej substancji na 1 hektar powierzchni upraw.
Bakterie wiążące azot w roślinach strączkowych obejmują rhizobitum, sinorizobium i inne. Są również bardzo wydajne. Rośliny takie są w stanie wyprodukować do 390 kilogramów azotu z 1 hektara ziemi. Na wieloletnich roślinach strączkowych tworzą się bakterie charakteryzujące się maksymalną produktywnością. Parametr ten sięga 560 kilogramów na 1 hektar powierzchni zasiewów.
Cechy życia
W zależności od charakterystyki procesów życiowych wszystkie mikroorganizmy wiążące azot można podzielić na dwie kategorie. Pierwsza grupa uważana jest za nitryfikacyjną. W tym przypadku procesy metaboliczne składają się z łańcucha przemian chemicznych. W tym przypadku amon przekształca się w azotyny, które są solami kwasu azotowego. Z kolei azotyny przekształcają się w azotany. Są także solami tego związku. W tej formie azot jest lepiej wchłaniany przez korzenie roślin.
Druga grupa to denitryfikatory. Realizują proces odwrotny. W tym przypadku azotany obecne w glebie przekształcają się w azot gazowy. W rezultacie obserwuje się krążenie tej substancji w przyrodzie.
Wśród procesów życiowych warto wyróżnić także reprodukcję. Odbywa się to poprzez podzielenie komórek na dwie części. Znacznie rzadziej dzieje się to poprzez pączkowanie. Mikroorganizmy bakteryjne mogą również rozmnażać się drogą płciową. Metoda ta nazywa się koniugacją i polega na wymianie informacji genetycznej.
Ponieważ korzenie kultury wydzielają dużą liczbę cennych pierwiastków, osadza się na nich wiele bakterii. Przekształcają pozostałości roślinne w substancje, które mogą zostać wchłonięte przez rośliny.W rezultacie warstwa gleby wokół niej ma specjalne właściwości. Nazywa się to ryzosferą.
Jak bakterie dostają się do korzenia?
Istnieje kilka możliwości wprowadzenia komórek bakteryjnych do tkanki korzenia. Dzieje się tak na skutek uszkodzenia tkanek okrywowych lub w miejscach gromadzenia się młodych komórek korzeni. Chemotrofy mogą również przenikać do upraw w strefie włośników. Po czym ulegają zakażeniu.
W wyniku aktywnego podziału komórek bakteryjnych powstają guzki. Następnie pojawiają się nici infekcyjne, które nadal penetrują tkankę roślinną. Z biegiem czasu tworzy się tutaj specjalna substancja zwana leghemoglobiną. Na etapie optymalnej aktywności guzki stają się różowe. Dzieje się tak za sprawą obecności pigmentu.
Znaczenie w gospodarce
Ludzie od dawna byli w stanie ustalić, że jeśli wykopie się rośliny strączkowe z ziemią, wydajność roślin poprawi się. Jednak nie o sam proces orki chodzi. Taka gleba jest lepiej nasycona azotem, co jest ważne dla rozwoju upraw. Dlatego bakterie wiążące azot zwaną fabryką azotanów.
Bakterie wiążące azot są ważnymi mikroorganizmami aktywnie wykorzystywanymi w rolnictwie. Dzieje się tak dzięki ich zdolności do pozyskiwania azotu z powietrza i przekształcania go w formę dostępną dla roślin.
