Mazgelių bakterijos – prasmė gamtoje. Azotą fiksuojančių bakterijų funkcijos ir jų sąveika su augalais

Pirmosios dirvožemio bakterijos, kurias žmonija pastebėjo, yra mazgeliai. Iš 13 tūkstančių augalų susidaro apie 1300 mazgelių, o žemės ūkyje naudojama 200. Iš jų visų funkcija yra fiksuoti atmosferos azotą. Ant mazgelio esančioje dirvoje mikroorganizmai įsikuria ir dauginasi – simbiontai, kurie pakeičia trąšas.

Kas yra mazgelių bakterijos

Prieš daugiau nei 2 tūkstančius metų ūkininkai pastebėjo, kad pasėlyje, kuriame auginami ankštiniai augalai, pasenę, išeikvoti derliai. Šie bandymai atskleisti paslaptį buvo 1838 m .: J.-B. Bussengo nusprendė, kad ankštinių augalų lapai fiksuoja azotą, tačiau eksperimentai su nepalankia vandens aplinka to nepatvirtino. 1901 m. Buvo atrastas Azotobacter chroococcum (6 Azotobacter genties rūšys). Pirmasis vaistas, pagrįstas „žemės“ bakterijomis „Nitragin“, buvo sukurtas 1897 m.

Visos mazgelių bakterijos yra mikroaerofilai. Joms būdinga strypo arba ovalo forma. Šakniastiebis (Rhizobiales) priklauso tiems, kurie sugeba paversti dujinę azoto formą tirpia, kurią pasisavina augalai. Faktai:

1. Pagal tai, kiek mikroorganizmai veikia pasėlį, jie skirstomi į aktyvius (veiksmingai praturtina dirvą), neaktyvius ir neaktyvius (neveiksmingus).
2. Kai nėra drėgmės, jie nepadaugėja, todėl, esant sausam klimatui, giliau į dirvą įvedami specialiai užkrėsti augalai..
3. Optimali temperatūra, kad visi azotą fiksuojantys atstovai galėtų daugintis, yra 20–30 ° C, tačiau augimas tęsiasi 0–35 ° C temperatūroje. Geriausia terpė (pH) yra neutrali, 6,5–7,1, tačiau rūgštinė sukelia kolonijų mirtį.
4. Maskvos žemės ūkio akademijos eksperimentų dėka paaiškėjo, kad net ir neturint „donorų“, bakterinė medžiaga neišeina iš dirvos iki 50 metų.
5. Mikroorganizmai gali išgyventi net ir po atominio sprogimo, atlaiko gama ir ultravioletinę spinduliuotę, saulės spinduliuotę, tačiau negali gyventi aukštoje temperatūroje.
6. Mikroorganizmai turi didžiausią naudą šaknų vystymuisi.

Mazgelių bakterijų vaidmuo gamtoje

Be atmosferos azoto nustatymo, mazgelių bakterijų vaidmuo gamtoje yra labai didelis. Reprodukcijos procese jie „įsitraukia“ į vitaminų, natūralių antibiotikų sintezę, prisideda prie šaknies, o tada ir viršūnių, vystymosi. Privalumas yra tas, kad dirvožemio bakterijos yra fiksavimo būdu azotą fiksuojančios dėl simbiozės su augalais:

• yra materijos ciklo dalis – azotas;
• sintetinti fitohormonai, skatindami augalų augimą;
• gali būti naudojamas kaip savaiminio dirvožemio, užteršto sunkiaisiais metalais, mineralizacijos veiksnių valymo būdas (natūralus / įmonės);
• skyla kai kurie chloro junginiai.

Ankštinės ir mazgelių bakterijos

Kaip ankštinės ir mazgelių bakterijos sąveikauja? Po augalų užkrėtimo gamintojai sugeria azotą iš oro, paversdami jį junginiu, tinkančiu ne tik parazitui, bet ir „šeimininkui“. Yra keletas teorijų, kaip atskiri elementai sudaro bakterinius mazgelius. Augalai yra užkrėsti:

• per audinių pažeidimą;
• prasiskverbimas per šaknies plaukus;
• įsiskverbimas per jaunus šaknies viršūnes;
• dėka bakterijų kompanionų.

Rhizobium genties simbiotinės bakterijos, prasiskverbusios į šaknį, juda į jo audinį, lengvai įveikdamos tarpląstelinę erdvę grupėse ar pavienėse ląstelėse (kaip lubinoje). Dažniau ląstelė reprodukcijos metu formuoja infekcinius siūlus (virveles, kolonijas). Jų skaičius priklauso nuo augalų rūšies. Dažnai paplitę infekcijos siūlai sudaro vieną mazgelį.

Azoto fiksacija bakterijomis

Vertė, kurią azotas fiksuoja bakterijomis, yra didžiulė: ji ne tik atkuria dirvą, bet ir leidžia gauti turtingesnius augalus nei humusas ar cheminės trąšos. Medžiaga ir azoto fiksatorius sąveikauja:

• Azotobakteriuose („autonominiai“, nereikalaujantys augalo buvimo) – fermentai, dėl ląstelėje esančio deguonies;
• šakniastiebyje (mazgelių bakterijos) – tik esant magniui, sierai, geležiui.

Azotą fiksuojantys augalai

Augalai grupuoja rūšis, į kurias padalijamos azotą fiksuojančios bakterijos. Žemės ūkyje jie atsižvelgia į tai, kad ankštiniai augalai nėra vieninteliai natūralių trąšų, kurios padeda absorbuoti atmosferos azotą, „savininkai“. Kiti augalai, patrauklūs azoto pritvirtinimui, yra, pavyzdžiui:

• dobilai;
• liucerna;
• dobilai;
• pupelės, žirniai (ne tik maistas, bet ir karvė), vikiai, rangas;
• sojos pupelės;
• lubinai ir seradella.