Kväve anses vara ett av de viktigaste kemiska elementen som påverkar utvecklingen av jordbruksväxter. Detta ämne påverkar processen för fotosyntes och mängden klorofyll i grödor. Samtidigt är kvävefixering en viktig jordbruksprocess. Att applicera kväve i form av gödningsmedel anses dock inte vara den enda lösningen. Användningen av kvävefixerande bakterier anses vara ett mycket effektivt alternativ.
Vad är bakterier
Denna term hänvisar till representanter för den levande naturens rike, som representerar kategorin 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 är de omgivna av ett skal.
Bakterier är mikroskopiska i storlek, och därför studerar mikrobiologi dem. Forskare har fastställt att prokaryoter är encelliga eller bildar 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 och cystbildning under ogynnsamma förhållanden.
Huvudklasser
Klassificeringen baseras på olika egenskaper, varav en är formen på cellerna. Kocker är runda till formen, vibrios är kommaformade, spirilla är spiralformade och baciller är stavformade.
Dessutom utförs klassificeringen av bakterier med hänsyn till egenskaperna hos den cellulära strukturen. Äkta sorter kan bilda en slemkapsel runt sin cell. Dessutom har de flageller. Cyanobakterier har processen för fotosyntes och klassificeras som lavar.
Många varianter av bakteriella mikroorganismer kännetecknas av en tendens till 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 föda sig själva på alla sätt. 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 åt i olika nyanser, men inkluderar alltid 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 denna 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 bakterierna med de nödvändiga ämnena använder de resterna av döda organismer. Samtidigt kan förruttnande mikroorganismer leda till nedbrytning av organiskt material. De kallas också saprotrofer.
Vissa växtbakterier kan ingå i symbios med andra organismer. De är alltså tillsammans med svampar en del av lavar. Samtidigt är kvävefixerande knölbakterier kapabla till ömsesidigt fördelaktig samexistens med baljväxternas rotsystem.
Vilka är kemotrofer
En viktig kategori, som kännetecknas av typen av absorption av näringsämnen, anses vara kemotrofer. De är mikroorganismer som anses vara en typ av autotrofer. I det här fallet, istället för solenergi, använder dessa bakterier energin från den kemiska interaktionen mellan olika element. Kemotrofer inkluderar i synnerhet 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 är bakterier allestädes närvarande. Samtidigt lever kvävefixerande sorter i jorden, eller mer exakt, på baljväxternas rötter.
Kroppstruktur
Knölbakteriernas funktioner är relaterade till deras struktur. Sådana mikroorganismer kan ses med blotta ögat. De bosätter sig på rotsystemet av baljväxter och spannmål och penetrerar växter. I detta fall bildas förtjockningar där metaboliska processer observeras.
Växter behöver kväve för normal funktion. Naturen innehåller en tillräcklig mängd av detta element. Till exempel, i luften når dess mängd 78%. Men grödor kan inte absorbera detta ämne i denna form. Kvävefixerande mikroorganismer kan ta upp kväve från atmosfären. Därefter omvandlar de detta ämne till en form som är tillgänglig för grödor.
Prestanda
För att bättre förstå funktionen hos kvävefixerande mikroorganismer är det värt att överväga 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. Denna organism släpper ut upp till 60 kg av detta ämne per 1 hektar odlingsareal.
Kvävefixerande bakterier i baljväxter inkluderar rhizobitum, sinorizobium och andra. De är också mycket effektiva. 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.
Funktioner i livet
Beroende på egenskaperna hos deras livsprocesser kan alla kvävefixerande mikroorganismer grupperas i två kategorier. Den första gruppen anses vara nitrifierande. I detta fall består metaboliska processer av en kedja av kemiska omvandlingar. I detta fall omvandlas ammonium till nitriter, som är salter av salpetersyra. I sin tur omvandlas nitriter till nitrater. De är också salter av denna förening. I denna form absorberas kväve bättre av grödans rötter.
Den andra gruppen kallas denitrifierare. De genomför den omvända processen. I detta fall omvandlas nitrater som finns i marken till kvävgas. Som ett resultat observeras cirkulationen av detta ämne i naturen.
Bland livsprocesserna är det också värt att lyfta fram reproduktion. Det utförs genom att dela celler i två. Mycket mindre ofta sker detta genom knoppning. Bakteriella mikroorganismer kan också 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 kan tas upp av växter.Som ett resultat är jordlagret runt det försett med speciella egenskaper. Det kallas rhizosfären.
Hur tar sig bakterier in i roten?
Det finns flera alternativ för att introducera bakterieceller i rotvävnad. Detta sker som ett resultat av skador på de täckande vävnaderna eller i områden där unga rotceller ackumuleras. Kemotrofer kan också tränga in i grödor i rothårzonen. Därefter blir de infekterade.
Som ett resultat av aktiv delning av bakterieceller bildas knölar. Efter detta uppstår infektionstrådar som fortsätter att penetrera växtvävnad. Med tiden bildas här ett speciellt ämne som kallas leghemoglobin. I stadiet av optimal aktivitet blir knölarna rosa. Detta beror på närvaron av pigment.
Betydelse i ekonomin
Människor har länge kunnat konstatera att om man gräver upp baljväxter med jord kommer växternas produktivitet att förbättras. Men poängen är inte plöjningsprocessen. Sådan jord är bättre mättad med kväve, vilket är viktigt för utvecklingen av grödor. Det är därför kvävefixerande bakterier kallas en nitratfabrik.
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.
