Клубеньковые бактерии чем обогащают почву
Эти микроорганизмы способствуют выделению азота из воздушных потоков и преобразовывать его в полезные соединения. Бактерии создают на корневой системе ряда бобовых растений клубеньки, впадая в симбиоз. Разбираемся сегодня, клубеньковые бактерии чем обогащают почву.
Азот находится не только в атмосфере, но и в земной поверхности. И необходимо вовлекать его в общий круговой оборот. В подобного рота цикле активное участие принимают клубеньковые бактерии. Они усваивают азот из атмосферных масс и почвенного состава, перерабатывают его в органические компоненты, способные с легкостью потребляться растительным миром.
Растения потребляются людьми и животными, которые со временем отдают азотные элементы в воздух в результате наступления процесса денитрификации.
Роль бактерий в поставке азота
Насыщение почвенного слоя азотом – результат деятельности микроскопических организмов, к которым относятся и клубеньковые. Раньше считали, что этим видом работ занимаются исключительно клубеньковые организмы, способные потреблять из воздуха азот. И основную задачу в этом возлагали на бобовую растительность, как единственного источника для жизнедеятельности бактерий. Сегодня это мнение пересмотрено, так как в последнее время выявлено достаточное количество различных микроорганизмов, способствующих переработке азота.
И все же главное место в этом процессе отводится отряду клубеньковых. К нему причисляют ризобиум. Такой вид напоминает по своей форме палочку, не создает колоний, существует поодиночке либо парами. Встречаются отдельные виды, патогенные для человека, зараженного СПИДом.
Второй представитель – некоторые из актиномицетов, проживающие в корневых системах деревьев, обладающих способностью создавать для них клубеньковые отростки.
Попадая в волоски корней, бактерии создают активное деление их клеток, в ходе которого создаются клубеньки. Сами бактериальные микроорганизмы поселяются внутри, развиваются и перерабатывают азот. И в этих же клубеньковых отростках бактерии преобразуются в разветвленные формы, способные усваивать азот, соли, аминосодержащие кислоты, нитратные компоненты. С целью получения углерода микроорганизмы пользуются спиртами, моносахаридами, органическими кислотами.
Условия жизнедеятельности
Представители клубеньковых достигают размеров от 0,5 до 3 мкм. Они не создают споры, являются достаточно подвижными, грамотрицательные. Чтобы обменный процесс проходил без нарушений, следует обеспечить постоянный доступ кислорода. При разведении бактерий в условиях лабораторных опытов, наибольших результатов можно достичь при соблюдении температурного режима не менее двадцати пяти градусов тепла. Формы округлые, на вид прозрачные, консистенции слизистые.
Такие бактерии находят свое развитие на корневых системах бобовых, количество которых может достигать десяти процентов от общего числа. При этом у различных представителей создаются определенные виды этих организмов микроскопических форм.
С отмиранием корешков происходит и разрушение клубней. Но это не влечет за собой гибель бактерий. Они продолжают существовать в почве и перерабатывать азотные массы.
Бактериальные колонии способны поглощать около трехсот килограмм азота на каждый гектар земли, и в результате их процессов жизнедеятельности в почве задерживается более пятидесяти кило соединений, имеющих в своем составе азот. Именно поэтому используют севооборот культур, чтобы растения могли потреблять из земли полезные соединения, без добавления химикатов, вредных для здоровья. Высаживая после бобовых другие культуры например капусту урожай будет отличным.
Для севооборота в качестве сидератов используют бобовые, так как они отлично для этого подходят. Они рано всходят являясь холодостойкими и их корни рыхлят землю. Чаще применяют горох, однолетний люпин, вику, клевер, люцерну, нут, бобы и сою, фасоль, чечевицу, донник, козлятник, горох полевой и др. сильно обогащают почву азотом. Заделывание в верхний слой почвы зелень этих растений, заменяет удобрение навозом. Растения холодостойкие, рано всходят, а их корни мощно рыхлят землю.
С целью увеличения клубеньковых бактерий в почве и повышения урожайности бобовых, при посадке в землю можно внести нитрагин. С помощью этого средства проводится искусственное заражение семенного фонда клубеньковыми бактериями.
Источник
Клубеньковые бактерии обогащают почву азотом растения
Корни многих бобовых несут небольшие клубеньки, образованные разрастающейся тканью при внедрении в корень азотфиксирующих бактерий. Эти бактерии способны фиксировать атмосферный азот, которым они не только снабжают растение, но и обогащают им почву.
Бактерии формируют на корнях бобовых растений клубеньки, в которых образуют азот и превращают его в азотистые соединения, пригодные для усвоения растениями. Таким образом почва с помощью этих растений обогащается азотом.
Собственно растения не обогащают почву. Их заслуга в том, что с ними вступают в симбиоз клубеньковые бактерии. Так что верный ответ 4.
. Ежегодно бобовые, живущие в симбиозе с бактериями, возвращают в почву не менее 100 — 140 кг/га азота.
Следовательно, это роль клубеньковых бактерий. а не совсем бобовых растений.Двойственный ответ.
Сидераты — это растения, которые выращиваются не для потребления в пищу, а исключительно для повышения плодородия земли. Их зеленую массу заделывают в почву для обогащения ее органическими веществами. Такой прием окультуривания почвы называется сидерацией, применяется он с давних времен и входит в систему органического земледелия.
Зеленые растения обогащают почву не только органикой, но и азотом, микроэлементами и по эффективности приравниваются к навозу. Корни рыхлят землю, улучшают структуру, водный и воздушный режим, оздоравливают ее.
К сидератам относятся в основном бобовые культуры: люпин, чина, донник, лядвенец, вика, сераделла, люцерна, клевер и др. Бактерии формируют на корнях бобовых растений клубеньки, в которых образуют азот и превращают его в азотистые соединения, пригодные для усвоения растениями. Таким образом почва с помощью этих растений обогащается азотом.
Источник
Азотное питание растений: как повысить урожай?
Элемент No7 в таблице Менделеева – азот – незаменим в сельском хозяйстве. Благодаря ему культуры быстрее растут и дают более богатый урожай. Все потому, что азот входит в состав молекул и белков, из которых строится растение. Другими словами, он помогает им развиваться – примерно так же, как протеин помогает спортсменам наращивать мышечную массу.
При недостатке азота синтез белков замедляется: растения хуже растут и быстрее чахнут. Поэтому важно, чтобы почва содержала достаточное количество элемента No7. Разберемся, каким бывает азотное питание растений, как бактерии улучшают почву и чем азотное питание бобовых отличается от питания других культур.
Азотное питание различных групп растений: удобрения
- аммиачная селитра,
- мочевина,
- сульфат аммония,
- натриевая селитра,
- кальциевая селитра,
- навоз.
Поговорим о каждом из них подробнее.
Аммиачная селитра содержит до 35% азота. Она растворима в воде и быстро усваивается растениями. Подойдет для ранних подкормок, потому что работает даже в промерзшей земле. Аммиачная селитра может быть только корневой подкормкой, так как она обжигает растения.
В мочевине 46% азота. Она также хорошо растворяется и быстро усваивается, но требует более глубокой закладки, так как плохо держится в почве и не устойчива к солнцу. Зато она подходит для внекорневых подкормок – даже если переборщить, культуры не пострадают.
Сульфат аммония содержит 20% азота, а также серу, которой бедны около 80% почв. Сера положительно влияет на урожай и увеличивает срок его хранения. Сульфат аммония легко растворяется в воде.
Натриевая селитра хорошо растворяется, содержит 16% азота и полезный для корнеплодов натрий. Но с ней надо быть осторожным: на коже человека вещество вызывает раздражение, а для домашних животных может стать ядом. Вымывается из почвы.
Кальциевая селитра не только растворяется в воде, но и активно ее впитывает. Требует хранения в сухости. Содержит 15,5% азота.
Навоз – одно из самых известных органических удобрений. Славится содержанием фосфора, калия, кальция и магния, благотворно влияет на почву. Но в нем всего от 0,5 до 2,5% азота. Чтобы навоз дал положительный эффект, его нужно много. Кроме того, необходимо дождаться, чтобы он перегнил.
Аммиачную селитру вносят осенью или весной под перекопку. В течение лета ее можно использовать в виде почвенных подкормок. Мочевину, кальциевую и натриевую селитру – только весной и летом в виде подкормок. Сульфат аммония и полуперепревший навоз – под перекопку осенью.
Первый признак того, что растению не хватает азота – светло-зеленые или слегка пожелтевшие по краям листья. Вообще, по листьям можно определить много заболеваний, например, распространенный пиренофороз.
Так, азотное питание различных групп растений:
- стимулирует рост,
- увеличивает размер листьев и плодов,
- обогащает урожай.
Роль бактерий в азотном питании растений
Азотные удобрения востребованы и применяются для выращивания большинства культур по всему миру, поэтому промышленность активно занимается их производством. В 2018 году в России на рынок вывели около 10,5 миллионов тонн азотных удобрений. Но такое производство требует больших затрат полезных ископаемых вроде природного газа или каменного угля.
При этом прекратить пользоваться азотными удобрениями нельзя: без него в почве урожайность значительно снизится. Поэтому ученые работают над тем, чтобы помочь растениям самим вырабатывать азот – с помощью некоторых бактерий.
Как работает симбиоз бактерий и бобовых культур?
Растения не могут впитывать азот из воздуха, но за них это могут делать микробы. Но какие бактерии улучшают азотное питание растений? Например, клубеньковые. Они преобразуют азот в ту форму, которую могут усвоить растения: это называется азотфиксацией. В этом процессе большую роль играют семейства бобовых.
Азотное питание бобовых растений отличается от питания остальных культур. В симбиозе с клубеньковыми бактериями зернобобовые культуры могут получить от 60 до 90% своей нормы азота. При этом, удовлетворив свою потребность в веществе, растения обогащают им почву за счет оставшихся в ней корневых остатков.
Они выступают своего рода минеральным удобрением и питают азотом другие культуры. Так, люпин и горох за один сезон оставляют земле от 25 до 50 кг/га азота, а клевер и люцерна – от 70 до 100 кг/га. Поэтому аграрии активно засевают участки бобовыми, тем самым улучшая качество грунта.
Как увеличить количество бактерий?
Удобрение бобовых культур должно создавать подходящие условия для азотфиксации. В первую очередь, необходимо заражать корни активными клубеньковыми бактериями.
Один из самых популярных способов увеличить количество этих микроорганизмов в почве – препарат «Нитрагин». Он содержит эффективные расы клубеньковых бактерий. Нитрагин используют для заселения микробами почв, на которых бобовые растения выращиваются впервые. Препарат повышает их общую урожайность.
В благоприятных для азотфиксации условиях бобовые удовлетворяют свои потребности в азоте за счет усвоения его из воздуха и дают хороший урожай. Остается только бережно его собрать и просушить. В этом поможет бережная конвейерная зерносушилка. Например, сушилка от «ASM-AGRO» позволяет сохранить от повреждений до 99,9% зерна.
Источник
Азотфиксирующие бактерии
12.05.2021, 19:31 Бактерии
Автор: Дарья Куликова
Азотфиксирующие бактерии – это бактерии Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. , обладающие способностью к биологической азотфиксации, то есть связыванию азота атмосферы и переводу его в азотосодержащие соединения.
Зеленые растения не способны питаться азотом, поглощая его в чистом виде из атмосферного воздуха или почвы. Денитрифицирующие бактерии выделяют азот из органических соединений и переводят его в чистый азот атмосферы. Тем самым они делают его недоступным для растений. В противовес им азотфиксирующие микроорганизмы, в основном бактерии Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. , связывают атмосферный воздух в органических соединениях и делают его доступным для растений. Таким образом, поддерживается баланс азота в природе.
Колонии азотфиксирующих бактерий
К азотфиксирующим бактериям относятся: клубеньковые бактерии Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. , некоторые актиномицеты, цианобактерии. Азотофиксаторы установлены во многих родах бактерий Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. : Bradyrhizobium, Pseudomonas. Имеются данные о способности бактерий одних и тех же видов, в зависимости от условий развития, осуществлять два диаметрально противоположных процесса – азотфиксацию и денитрификацию.
Клубеньковые бактерии
Клубеньковые бактерии – одна из самых изученных групп азотофиксирующих бактерий Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. . В настоящее время их относят к роду Rhizobium, а видовые названия обычно соответствуют названию того растения, из клубеньков на корнях которого, выделены бактерии Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. . В частности, Rhizobium trifolii – растение-хозяин клевер, Rhizobium phaseoli – растение-хозяин фасоль, Rhizobium leguminosarum – растение-хозяин горох. Это объясняется видоспецифичностью клубеньковых бактерий Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. .
Симбиоз азотфиксирующих бактерий и корневой системы растения
Существование клубеньковых бактерий является примером мутуалистических (взаимовыгодных) симбиотических взаимоотношений, относящихся к типу эндосимбиозов, при котором клетки микроорганизмов находятся в клетках и тканях макроорганизма.
Клубеньковые бактерии – грамотрицательные Грамотрицательные бактерии – это бактерии которые не окрашиваются кристаллич. подвижные палочки в свободном состоянии и в молодых клубеньках. При дальнейшем развитии они приобретают неправильную форму и превращаются в разветвленные, булавовидные или сферические бактероиды. На этой стадии происходит фиксация молекулярного азота.
Клубеньковые бактерии являются микроаэрофильными микроорганизмами, способными развиваться при низком парционном давлении кислорода в среде. Они хемотрофы, гетеротрофы (хемогетеротрофы), часто нуждаются в факторах роста (витаминах): тиамине, пантотеновой кислоте, биотине. Оптимальная температура роста – +24°C–+26 °C.
Обычно клубеньковые бактерии существуют в почве свободно, их количеств зависит от типа и характера почвы, предшествующей сельскохозяйственной обработки. Характерно, что в свободном состоянии, то есть, находясь в почве, данная группа бактерий не способна фиксировать азот из атмосферы, а использует связанный азот.
Симбиотическая связь растения и клубеньковых бактерий устанавливается в фазе прорастания семян. При их развитии корни выделяют органические питательные вещества, стимулирующие размножение ризосферных микроорганизмов, в том числе клубеньковых бактерий Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. . Их почвы клубеньковые бактерии проникают в корень через корневые волоски.
В корневой волосок проникает сразу несколько бактерий Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. . Процесс проникновения сопровождается инвагинацией мембраны корневого волоска. Это приводит к образованию трубки (инфекционной нити), выстланной целлюлозой, вырабатываемой клетками растения-хозяина. В ней располагаются интенсивно размножающиеся бактерии Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. . Инфекционная нить проникает в кору корня, проходит через ее клетки. Клубенек развивается при достижении инфекционной нитью тетраплоидной клетки ткани коры. Одновременно наблюдается полиферация тетраплоидной клетки и соседних диплоидных клеток коры. Индуцирует пролиферацию индолилуксусная кислота – растительный гормон, синтезируемый клубеньковыми бактериями Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. .В конце периода роста растения-хозяина часто наблюдается полное исчезновение бактерий из клубеньков в связи с их отмиранием. Вещества отмерших клеток поглощает растение-хозяин.
Для обогощения почвы клубеньковыми бактериями в промышленных масштабах производятся специализированные препараты, содержащие клубеньковые бактерии Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. . Они используются для предпосевной обработки семян бобовых.
Разновидности азотфиксирующих бактерий
Кроме клубеньковых бактерий способностью к азотофиксации обладают многие другие микроорганизмы:
- Бактерии рода Bradyrhizobium – вступают в эндосибиотические мутуалистические взаимоотношения с бобовыми растениями тропического и иногда умеренного пояса. Все штаммы бактерий данного рода обнаруживают сроство к определенному кругу хозяев. В частности, вторая по экономической значимости сельскохозяйственная культура в США соя – формирует симбиоз с бактериями вида Bradyrhizobium japonicum. Также как и клубеньковые бактерии Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. , Bradyrhizobium образуют клубеньки, в которых клетки бактерий имеют неправильную раздутую форму (бактероиды) и продуцируют нитрогеназу – фермент, способствующий фиксации азота.
- Актномицеты рода Frankia. Хозяевами актиномицетов-симбиотов выступают более 200 видов двухдольных древесных растений, принадлежащих к восьми семействам, в числе которых ольха, облепиха, стланик, казуарина. На корнях растений в результате симбиоза с актиномицетами образуются клубеньки, достигающие в диаметре 5 см. Актиномицеты проникают в корни через корневые волоски и образуют клубеньки. В них также как и у бобовых образуется леггемоглобин, защищающий нитрогеназу от избытка молекулярного кислорода. Химизм фиксации азота актиномицетами аналогичен подобному процессу у клубеньковых бактерий Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. , но более экономичен с точки зрения расхода АТФ. Кроме того, актиномицеты рода Frankia способны к азотфиксации в свободноживущем состоянии, без контакта с растением.
- Бактерий родов Chromatiumи Klebsiellaвступают в эндосимбиоз с тропическими растениями Peretta и Psichoteria, образуя на их листьях клубеньки в которых осуществляется фиксация азота.
- Цианобактерии – это многоклеточные организмы, отдельные клетки которых, в условиях отсутствия связанного азота, преобразуются в специализированные формы – гетероцисты. В них происходит фиксация атмосферного азота. В гетероцистах нитрогеназа защищена от ингибирующего действия молекулярного кислорода дополнительными поверхностными оболочками. Цианобактерии способны образовывать симбиозы с широким кругом растений, включая покрытосеменные, голосеменные, папоротники, мхи и даже одноклеточные морские диатомовые водоросли. Наиболее изучен эндосимбиоз цианобактерий Anabaena azollae с водным папоротником Azolla, у которого цианобактерии содержаться в полостях листьев, растущих на поверхности стоячих вод.
Бактерии рода Pseudomonas, обитающие в ризосфере различных растений, способны фиксировать молекулярный азот. Азотфиксирующие свойства выявлены у штаммов P. saccharophila, P. dеlafieldii, P. aurantiaca и др.
Источник