Kvävefixerande bakterier: vilka är de och huvudklasserna, betydelse i ekonomin
Kväve anses vara ett av de viktigaste kemiska elementen som påverkar utvecklingen av jordbruksväxter. Detta ämne påverkar processen för fotosyntes och mängden klorofyll i kulturer. Samtidigt är kvävefixering en viktig jordbruksprocess. Appliceringen av kväve i form av gödningsmedel anses dock inte vara den enda lösningen. Ett mycket effektivt alternativ är användningen av kvävefixerande bakterier.
Vad är bakterier
Denna term hänvisar till representanter för riket av vilda djur, som är en kategori av prokaryoter.De är organismer vars celler inte innehåller en kärna. Detta betyder dock inte att sådana organismer helt saknar ärftlig information. DNA-molekyler är fritt lokaliserade i cellcytoplasman. Dessutom omger ett skal dem.
Bakterier är mikroskopiska i storlek och därför studeras de av mikrobiologi. Forskare har fastställt att prokaryoter är encelliga eller förenas i kolonier. De kännetecknas av en mycket primitiv struktur. Förutom kärnan saknar bakterier alla typer av plastider, mitokondrier och lysosomer. Men i alla fall är deras celler kapabla att utföra en mängd olika vitala processer. De kännetecknas av anaerob andning utan användning av syre, asexuell reproduktion, bildning av cystor under ogynnsamma förhållanden.
Huvudklasser
Klassificeringen baseras på olika egenskaper, varav en är formen på cellerna. Kocker är runda till formen, vibrios är kommaformade, spiriller är spiralformade och baciller är stavformade.
Dessutom utförs klassificeringen av bakterier med hänsyn till den cellulära strukturens egenheter. Sanna arter kan bilda en slemmig kapsel runt sin cell. Dessutom har de flageller. Cyanobakterier har en process av fotosyntes och tillhör lavar.
Många varianter av bakteriella mikroorganismer är benägna att symbios, vilket är ett ömsesidigt fördelaktigt samliv. Kvävefixerande bakterier sätter sig på baljväxternas rötter och bildar knölar. Dessa mikroorganismer omvandlar atmosfäriskt kväve, vilket är viktigt för full utveckling av grödor.
Ätmetoder
Prokaryoter är organismer som kan äta hur som helst. Till exempel kännetecknas lila och gröna bakterier av en autotrof typ av näring - tack vare användningen av solenergi. På grund av närvaron av plastider skiljer de sig i olika nyanser, men de inkluderar nödvändigtvis klorofyll.
Det är viktigt att tänka på att processen för fotosyntes i bakterier och växter är väsentligt annorlunda. I det första fallet är vatten inte ett obligatoriskt reagens. Väte eller vätesulfid kan fungera som en elektronleverantör. Därför frigörs inte syre under en sådan process.
En betydande kategori av bakteriella mikroorganismer kännetecknas av en heterotrof typ av näring. Det innebär att de använder färdiga ekologiska element. För att mätta de nödvändiga ämnena använder bakterier resterna av döda organismer. Samtidigt kan förruttnande mikroorganismer leda till nedbrytning av organiskt material. De kallas också saprotrofer.
Enskilda växtbakterier kan ingå i symbios med andra organismer. Så tillsammans med svampar är de en del av lavar. Samtidigt är kvävefixerande knölbakterier kapabla till ömsesidigt fördelaktig samexistens med baljväxternas rotsystem.
Vem är kemotrofer
En viktig kategori som sticker ut genom typen av absorption av näringsämnen är kemotrofer. De är mikroorganismer som anses vara en av typerna av autotrofer. Samtidigt, istället för solenergi, använder dessa bakterier energin från det kemiska förhållandet mellan olika element. Kemotrofer inkluderar kvävefixerande bakterier. De orsakar oxidation av ett antal oorganiska föreningar och förser sig samtidigt med den nödvändiga mängden energi.
Habitat för kvävefixerande bakterier
I allmänhet finns bakterier allestädes närvarande. Samtidigt lever kvävefixerande sorter i jorden, eller mer exakt, på baljväxternas rötter.
Kroppens struktur
Knölbakteriernas funktioner är relaterade till deras struktur. Dessa mikroorganismer kan ses med blotta ögat. De sätter sig på rotsystemet av baljväxter och spannmål och tränger in i växter. I detta fall bildas förtjockningar där metaboliska processer observeras.
ExpertutlåtandeZarechny Maxim ValerievichAgronom med 12 års erfarenhet. Vår bästa trädgårdsexpert.Ställa en frågaDet bör noteras att kvävefixerande bakterier tillhör kategorin mutualister. Detta innebär att deras samexistens med andra mikroorganismer anses vara ömsesidigt fördelaktigt. I processen för fotosyntes producerar växten glukos, som behövs för livsprocesser. Bakteriella mikroorganismer är inte kapabla till detta, eftersom de får socker från baljväxter i färdig form.Växter behöver kväve för ett norm alt liv. Naturen innehåller en tillräcklig mängd av detta element. Till exempel, i luften når dess mängd 78%. Men kulturer kan inte absorbera detta ämne i denna form. Kvävefixerande mikroorganismer kan ta upp kväve från atmosfären. Sedan omvandlar de detta ämne till en form som är tillgänglig för grödor.
Prestanda
För att bättre förstå funktionen hos kvävefixerande mikroorganismer, överväg exemplet med en kemotrofisk bakterie som kallas azospirillum.Denna organism lever på rotsystemet av spannmålsväxter - vete eller korn. Det intar med rätta en ledande position bland kväveproducenter. För 1 hektar sådd yta ger denna organism upp till 60 kg av detta ämne.
Kvävefixerande bakterier i baljväxter inkluderar rhizobitums, synorhysobiums och andra. De är också högpresterande. Sådana växter kan producera upp till 390 kg kväve per 1 hektar mark. På fleråriga baljväxter bildas bakterier som kännetecknas av maximal produktivitet. Denna parameter når 560 kg per 1 hektar sådd yta.
Livets egenskaper
Beroende på livsprocessernas egenskaper kan alla kvävefixerande mikroorganismer kombineras i två kategorier. Den första gruppen anses vara nitrifierande. I detta fall består metaboliska processer i en kedja av kemiska omvandlingar.I detta fall omvandlas ammonium till nitriter, som är s alter av salpetersyra. I sin tur omvandlas nitriter till nitrater. De är också s alter av denna förening. I denna form absorberas kväve bättre av grödors rötter.
Den andra gruppen kallas denitrifierare. De gör den omvända processen. Samtidigt omvandlas nitrater som finns i marken till gasformigt kväve. Som ett resultat observeras detta ämnes cykel i naturen.
Bland livsprocesserna är det också värt att lyfta fram reproduktion. Det utförs genom celldelning i två. Mycket mindre ofta sker detta genom knoppning. Dessutom kan bakteriella mikroorganismer föröka sig sexuellt. Denna metod kallas konjugering, under vilken genetisk information utbyts.
Eftersom kulturens rötter utsöndrar ett stort antal värdefulla element, sätter sig många bakterier på dem. De omvandlar växtrester till ämnen som växter kan ta upp.Som ett resultat är jordlagret runt om försett med speciella egenskaper. De kallar det rhizosfären.
Hur bakterier kommer till roten
Det finns flera alternativ för att introducera bakterieceller i rotvävnader. Detta händer som ett resultat av skada på integumentära vävnader eller i områden med ackumulering av unga rotceller. Dessutom kan kemotrofer tränga in i kulturer i zonen med rothår. Sedan blir de smittade.
Som ett resultat av aktiv delning av bakterieceller bildas knölar. Därefter uppstår smittsamma trådar, som fortsätter att tränga in i växtvävnader. Med tiden bildas här ett speciellt ämne som kallas legoglobin. I skedet av utseendet av optimal aktivitet blir knölarna rosa. Detta beror på närvaron av pigment.
Värde i hushållet
Folk har länge kunnat konstatera att om man gräver baljväxter med jord så kommer växternas avkastning att förbättras.Kärnan är dock inte i färd med att plöja. Sådan jord är bättre mättad med kväve, vilket är viktigt för utvecklingen av grödor. Det är därför som kvävefixerande bakterier kallas nitratfabriken.
Kvävefixerande bakterier är viktiga mikroorganismer som aktivt används i jordbruket. Detta beror på deras förmåga att få kväve från luften och omvandla det till en form som är tillgänglig för växter.
