Азотът се счита за един от най-важните химични елементи, който влияе върху развитието на селскостопанските растения. Това вещество влияе върху процеса на фотосинтеза и количеството хлорофил в културите. В същото време фиксирането на азот е важен селскостопански процес. Прилагането на азот под формата на торове обаче не се счита за единственото решение. Използването на азотфиксиращи бактерии се счита за много ефективен вариант.
Какво представляват бактериите
Този термин се отнася до представители на царството на живата природа, които представляват категорията на прокариотите. Те са организми, чиито клетки не съдържат ядро. Това обаче не означава, че такива организми са напълно лишени от наследствена информация. ДНК молекулите са свободно разположени в клетъчната цитоплазма. Освен това те са заобиколени от черупка.
Бактериите са с микроскопични размери и затова микробиологията ги изследва. Изследователите са установили, че прокариотите са едноклетъчни или образуват колонии. Те се характеризират с много примитивна структура. В допълнение към ядрото, бактериите нямат всички видове пластиди, митохондрии и лизозоми. Във всеки случай обаче техните клетки са способни да извършват различни жизненоважни процеси. Те се характеризират с анаеробно дишане без използване на кислород, безполово размножаване и образуване на кисти при неблагоприятни условия.
Основни класове
Класификацията се основава на различни характеристики, една от които е формата на клетките. Коките имат кръгла форма, вибрионите са запетаяни, спиралите са спираловидни, а бацилите са пръчковидни.
В допълнение, класификацията на бактериите се извършва, като се вземат предвид характеристиките на клетъчната структура. Истинските сортове могат да образуват лигавична капсула около клетката си. В допълнение, те имат флагели. Цианобактериите имат процес на фотосинтеза и се класифицират като лишеи.
Много разновидности на бактериални микроорганизми се характеризират с тенденция към симбиоза, което е взаимноизгодно съжителство. Азотфиксиращите бактерии се установяват върху корените на бобовите растения и образуват възли. Тези микроорганизми трансформират атмосферния азот, който е важен за пълното развитие на културите.
Методи на хранене
Прокариотите са организми, които могат да се хранят сами по всякакъв начин. Например лилавите и зелените бактерии се характеризират с автотрофен тип хранене - благодарение на използването на слънчева енергия. Поради наличието на пластиди те се различават в различни нюанси, но винаги включват хлорофил.
Важно е да се има предвид, че процесът на фотосинтеза при бактериите и растенията е значително различен. В първия случай водата не е задължителен реагент. Водородът или сероводородът могат да действат като доставчик на електрони. Следователно по време на този процес не се отделя кислород.
Значителна категория бактериални микроорганизми се характеризират с хетеротрофен тип хранене. Това означава, че те използват готови органични елементи. За да наситят бактериите с необходимите вещества, те използват остатъците от мъртви организми. В същото време гнилостните микроорганизми могат да доведат до разграждане на всяка органична материя. Те се наричат още сапротрофи.
Някои растителни бактерии са способни да влизат в симбиоза с други организми. Така, заедно с гъбите, те са част от лишеите. В същото време азотфиксиращите нодулни бактерии са способни на взаимноизгодно съжителство с кореновата система на бобовите растения.
Кои са хемотрофите
Важна категория, която се отличава с вида на усвояване на хранителните вещества, се счита за хемотрофи. Те са микроорганизми, които се считат за вид автотрофи. В този случай, вместо слънчева енергия, тези бактерии използват енергията на химическото взаимодействие на различни елементи. Хемотрофите, по-специално, включват азотфиксиращи бактерии. Те предизвикват окисляването на редица неорганични съединения и същевременно си осигуряват необходимото количество енергия.
Местообитание на азотфиксиращи бактерии
Като цяло бактериите са навсякъде. В същото време азотфиксиращите сортове живеят в почвата или по-точно върху корените на бобовите растения.
Строеж на тялото
Функциите на нодулните бактерии са свързани с тяхната структура. Такива микроорганизми могат да се видят с просто око. Те се установяват върху кореновата система на бобови и зърнени култури и проникват в растенията. В този случай се образуват удебеления, в които се наблюдават метаболитни процеси.
Растенията се нуждаят от азот за нормално функциониране. Природата съдържа достатъчно количество от този елемент. Например във въздуха количеството му достига 78%. Културите обаче не могат да абсорбират това вещество в тази форма. Азотфиксиращите микроорганизми са в състояние да абсорбират азот от атмосферата. След което те трансформират това вещество във форма, достъпна за културите.
производителност
За да разберем по-добре функцията на азотфиксиращите микроорганизми, струва си да разгледаме примера на хемотрофна бактерия, наречена Azospirillum. Този организъм живее върху кореновата система на житни растения - пшеница или ечемик. Той с право заема водеща позиция сред производителите на азот. Този организъм отделя до 60 килограма от това вещество на 1 хектар посевна площ.
Азотфиксиращите бактерии в бобовите растения включват rhizobitum, sinorizobium и други. Освен това са високоефективни. Такива растения са в състояние да произвеждат до 390 килограма азот на 1 хектар земя. На многогодишните бобови растения се образуват бактерии, които се характеризират с максимална производителност. Този параметър достига 560 килограма на 1 хектар посевна площ.
Характеристики на живота
В зависимост от характеристиките на техните жизнени процеси, всички азотфиксиращи микроорганизми могат да бъдат групирани в две категории. Първата група се счита за нитрифицираща. В този случай метаболитните процеси се състоят от верига от химични трансформации. В този случай амоният се превръща в нитрити, които са соли на азотната киселина. На свой ред нитритите се трансформират в нитрати. Те също са соли на това съединение. В тази форма азотът се усвоява по-добре от корените на културата.
Втората група се нарича денитрификатори. Те извършват обратния процес. В този случай нитратите, които присъстват в почвата, се трансформират в азотен газ. В резултат на това се наблюдава циркулацията на това вещество в природата.
Сред жизнените процеси също си струва да се подчертае възпроизводството. Осъществява се чрез разделяне на клетките на две. Много по-рядко това се случва чрез пъпкуване. Бактериалните микроорганизми могат да се размножават и по полов път. Този метод се нарича конюгация, по време на който се обменя генетична информация.
Тъй като корените на културата отделят голям брой ценни елементи, върху тях се заселват много бактерии. Те трансформират растителните остатъци във вещества, които могат да се абсорбират от растенията.В резултат на това слоят почва около него е надарен със специални характеристики. Нарича се ризосфера.
Как бактериите попадат в корена?
Има няколко възможности за въвеждане на бактериални клетки в кореновата тъкан. Това се случва в резултат на увреждане на покривните тъкани или в области, където се натрупват млади коренови клетки. Хемотрофите могат също да проникнат в културите в зоната на кореновата коса. След което се заразяват.
В резултат на активното делене на бактериалните клетки се образуват възли. След това се появяват инфекциозни нишки, които продължават да проникват в растителната тъкан. С течение на времето тук се образува специално вещество, наречено легхемоглобин. На етапа на оптимална активност нодулите стават розови. Това се дължи на наличието на пигмент.
Значение в икономиката
Хората отдавна са успели да установят, че ако изкопаете бобови растения с почва, продуктивността на растенията ще се подобри. Въпросът обаче не е в процеса на оран. Такава почва е по-добре наситена с азот, което е важно за развитието на културите. Защото азотфиксиращи бактерии наречена нитратна фабрика.
Азотфиксиращите бактерии са важни микроорганизми, които се използват активно в селското стопанство. Това се дължи на способността им да получават азот от въздуха и да го трансформират в достъпна за растенията форма.
