Перші грунтові бактерії, які помітило людство - бульбочкові. З 13 тис. Рослин формують клубенек близько 1300, а в сільському господарстві використовуються 200. З них все мають функцію фіксувати атмосферний азот. У грунті на бульбами поселяються і розмножуються мікроорганізми - симбіонти, які замінюють добрива.
Що таке бульбочкові бактерії
Більше 2 тис. Років тому землероби помітили, що бідні, що виробили ресурс грунту дають врожаї після обробітку на них бобових культур. Наступні спроби розкрити секрет були в 1838 р .: Ж.-Б. Буссенго вирішив, що листя бобових фіксують азот, проте досліди з несприятливою водним середовищем не підтвердили це. У 1901 р була відкрита Azotobacter chroococcum (6 видів з роду азотобактер). Перший препарат на основі «земляних» бактерій Нітрагін був створений в 1897-м.
Все бульбочкові бактерії - це мікроаерофіли. Їм властива паличкоподібна / овальна форма. Відносяться Rhizobium (Rhizobiales) до здатним переводити газоподібну форму азоту в засвоювану рослинами - розчинну. факти:
- По тому, наскільки впливають мікроорганізми на урожай, їх поділяють на активні (ефективно збагачують грунт), малоактивні і неактивні (неефективні).
- Коли немає вологи, вони не розмножуються, тому при посушливому кліматі спеціально заражені рослини вводять в грунт глибше.
- Оптимальна температура для розмноження всіх представників азотфіксуючих - 20-30 ° С, але зростання триває і при 0-35 ° С. Краще середовище (pH) - нейтральна, порядку 6, 5-7, 1, а ось кисла викликає загибель колоній.
- Завдяки дослідам Московської сільгоспакадемії з'ясувалося, що навіть за умови відсутності «донорів» бактеріальний матеріал не залишає грунт до 50 років.
- Мікроорганізми здатні пережити навіть умови після атомного вибуху, витримати гамма-випромінювання і ультрафіолет, сонячну радіацію, але не можуть жити при високій температурі.
- Максимальне значення мікроорганізми мають для розвитку кореня.
Роль бульбочкових бактерій в природі
Крім фіксації атмосферного азоту роль бульбочкових бактерій в природі дуже велика. У процесі розмноження вони «займаються» синтезом вітамінів, природних антибіотиків, сприяють розвитку спочатку кореня, а потім і бадилля. Користь полягає в тому, що грунтові бактерії азотфіксуючої типу за рахунок симбіозу з рослинами:
- є частиною кругообігу речовини - азоту;
- синтезують фітогормони, стимулюючи ріст рослин;
- можуть використовуватися як спосіб самоочищення забруднених важкими металами грунтів при минерализующих факторах (природних / підприємствах);
- розкладають деякі містять хлор з'єднання.
Бобові рослини і бульбочкові бактерії
Як взаємодіють бобові рослини і бульбочкові бактерії? Після зараження рослини продуценти засвоюють азот з повітря, перетворюючи його в з'єднання, придатне для харчування не тільки паразита, а й для «господаря». Є кілька теорій про те, як окремі елементи утворюють бактеріальні бульби. Відбувається зараження рослин:
- через пошкодження тканин;
- проникненням через кореневі волоски;
- впровадженням через молоді верхівки кореня;
- завдяки бактеріям-супутниць.
Симбіотичні бактерії роду Різобіум, проникнувши в корінь, переміщаються в його тканини, легко долаючи міжклітинний простір групами або одиночними клітинами (як у люпину). Найчастіше ж клітина при розмноженні утворюють інфекційні нитки (тяжі, колонії). Їх кількість різниться за типами рослин. Часто зустрічаються загальні нитки зараження, що формують один клубенек.
Фіксація азоту бактеріями
Цінність, яку представляє фіксація азоту бактеріями, величезна: це не тільки відновлює грунт, а й дозволяє отримувати більш багаті врожаї, ніж на перегної або хімічних добривах. Відбувається взаємодія речовини і азотфиксаторов:
- у Azotobacter ( «автономних», які не потребують наявності рослини) - ферментами, за рахунок кисню в клітці;
- у Rhizobium (бульбочкові бактерії) - тільки в присутності магнію, сірки, заліза.
азотфиксирующие рослини
За рослинам групуються види, на які поділяються азотфиксирующие бактерії. У сільському господарстві враховують, що бобові - не єдині «господарі» природних добрив, які допомагають засвоювати атмосферний азот. Інші привабливі для азотфіксуючих рослини - це, як приклад:
- буркун;
- люцерна;
- конюшина;
- квасоля, горох (не тільки харчової, а й коров'ячий), вика, чина;
- соя;
- люпин і серадела.