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. Utilizarea bacteriilor fixatoare de azot este considerată o opțiune foarte eficientă.
Ce sunt bacteriile
Acest termen se referă la reprezentanții regnului naturii vii, care reprezintă categoria procariotelor. 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, sunt înconjurate de o coajă.
Bacteriile au dimensiuni microscopice și, prin urmare, microbiologia le studiază. Cercetătorii au stabilit că procariotele sunt unicelulare sau formează 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 și formarea de chisturi în condiții nefavorabile.
Clasele principale
Clasificarea se bazează pe diferite caracteristici, dintre care una este forma celulelor. Cocii au formă rotundă, vibrionii sunt în formă de virgulă, spirilla sunt în formă de spirală, iar bacilii sunt în formă de tijă.
În plus, clasificarea bacteriilor se realizează ținând cont de caracteristicile structurii celulare. Soiurile adevărate pot forma o capsulă mucoasă în jurul celulei lor. În plus, au flageli. Cianobacteriile au procesul de fotosinteză și sunt clasificate ca licheni.
Multe varietăți de microorganisme bacteriene se caracterizează printr-o tendință de 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 se pot hrăni prin orice mijloace. De exemplu, bacteriile violet și verzi sunt caracterizate de un tip de nutriție autotrof - datorită utilizării energiei solare. Datorită prezenței plastidelor, acestea diferă în diferite nuanțe, dar includ întotdeauna clorofilă.
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 acestui proces.
O categorie semnificativă de microorganisme bacteriene se caracterizează printr-un tip de nutriție heterotrof. Aceasta înseamnă că folosesc elemente organice gata făcute. Pentru a satura bacteriile cu substanțele necesare, ele folosesc rămășițele organismelor moarte. În același timp, microorganismele putrefactive pot duce la descompunerea oricărei materii organice. Se mai numesc si saprotrofe.
Unele bacterii din plante sunt capabile să intre în simbioză cu alte organisme. Astfel, 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 chimiotrofe
O categorie importantă, care se distinge prin tipul de absorbție a nutrienților, este considerată a fi chimiotrofe. Sunt microorganisme care sunt considerate un tip de autotrof. În acest caz, în loc de energia solară, aceste bacterii folosesc energia interacțiunii chimice a diferitelor elemente. Chemotrofele, în special, includ bacterii fixatoare de azot. Ele provoacă oxidarea unui număr de compuși anorganici și, în același timp, își asigură cantitatea necesară de energie.
Habitatul bacteriilor 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. Astfel de microorganisme pot fi observate cu ochiul liber. Se instalează pe sistemul radicular al leguminoaselor și cerealelor și pătrund în plante. În acest caz, se formează îngroșări în care se observă procese metabolice.
Plantele au nevoie de azot pentru funcționarea 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. După care transformă această substanță într-o formă care este disponibilă culturilor.
Performanţă
Pentru a înțelege mai bine funcția microorganismelor fixatoare de azot, merită să luăm 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. Acest organism eliberează până la 60 de kilograme din această substanță la 1 hectar de suprafață de cultură.
Bacteriile fixatoare de azot din leguminoase includ rizobitum, sinorizobium și altele. Ele sunt, de asemenea, foarte eficiente. 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.
Caracteristicile vieții
În funcție de caracteristicile proceselor lor de viață, toate microorganismele fixatoare de azot pot fi grupate în două categorii. Primul grup este considerat nitrifiant. 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 culturii.
Al doilea grup se numește denitrificatori. Ei efectuează procesul invers. În acest caz, nitrații care sunt prezenți în sol sunt transformați în azot gazos. Ca urmare, se observă circulația acestei substanțe în natură.
Dintre procesele vieții, merită evidențiată și reproducerea. Se realizează prin împărțirea celulelor în două. Mult mai rar acest lucru se întâmplă prin înmugurire. Microorganismele bacteriene se pot reproduce și pe cale sexuală. 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 care pot fi absorbite de plante.Ca urmare, stratul de sol din jurul lui este dotat cu caracteristici speciale. Se numește rizosferă.
Cum intră bacteriile în rădăcină?
Există mai multe opțiuni pentru introducerea celulelor bacteriene în țesutul radicular. Acest lucru se întâmplă ca urmare a deteriorării țesuturilor de acoperire sau în zonele în care se acumulează celule radiculare tinere. Chemotrofele pot pătrunde și în culturile din zona părului rădăcină. După care se infectează.
Ca rezultat al diviziunii active a celulelor bacteriene, se formează noduli. După aceasta, apar fire de infecție care continuă să pătrundă în țesutul vegetal. În timp, aici se formează o substanță specială numită leghemoglobină. În stadiul de activitate optimă, nodulii devin roz. Acest lucru se datorează prezenței pigmentului.
Importanța în economie
Oamenii au reușit de multă vreme să stabilească că dacă săpați leguminoase cu pământ, productivitatea plantelor se va îmbunătăți. Cu toate acestea, ideea nu este procesul de arat. Un astfel de sol este mai bine saturat cu azot, care este important pentru dezvoltarea culturilor. Acesta este motivul pentru care bacterii fixatoare de azot numită fabrică 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 accesibilă plantelor.
