Prve bakterije tla koje je čovječanstvo primijetilo su kvržice. Oko 1300 od 13 tisuća biljaka tvori čvor, a 200 se koristi u poljoprivredi, od kojih sve imaju funkciju bilježenja atmosferskog dušika. U tlu na kvržicama mikroorganizmi se talože i razmnožavaju - simbionte koji zamjenjuju gnojiva.
Što su bakterije nodula
Prije više od dvije tisuće godina, poljoprivrednici su primijetili da siromašni, razvijeni resursi tla daju prinose nakon uzgoja mahunarki na njima. Sljedeći pokušaji otkrivanja tajne bili su 1838. godine: J.-B. Boussingo je odlučio da lišće mahuna popravlja dušik, ali eksperimenti s nepovoljnim vodenim medijem to nisu potvrdili. Godine 1901. otkriven je Azotobacter chroococcum (6 vrsta roda Azotobacter). Prvi lijek na bazi "zemaljske" bakterije Nitragin nastao je 1897. godine.
Sve bakterije nodula su mikroaerofilne. Karakterizira ih štapićasti / ovalni oblik. Smatra se da je Rhizobium (Rhizobiales) sposoban pretvoriti plinoviti oblik dušika u biljno-probavljive - topljive. Činjenice:
- Prema tome koliko mikroorganizmi utječu na žetvu, oni se dijele na aktivne (učinkovito obogaćuju tlo), slabo aktivni i neaktivni (neučinkoviti).
- Kada nema vlage, oni se ne umnožavaju, dakle, u suhoj klimi, posebno zaražene biljke ubrizgavaju dublje u tlo.
- Optimalna temperatura za reprodukciju svih predstavnika za fiksiranje dušika je 20-30 ° C, ali se rast nastavlja na 0-35 ° C. Najbolje okruženje (pH) je neutralno, oko 6.5-7.1, ali kiselo uzrokuje smrt kolonija.
- Zahvaljujući eksperimentima Moskovske poljoprivredne akademije, pokazalo se da čak iu odsutnosti "donatora" bakterijski materijal ne napušta tlo do 50 godina.
- Mikroorganizmi su sposobni preživjeti i uvjete nakon atomske eksplozije, izdržati gama zračenje i ultraljubičasto, sunčevo zračenje, ali ne mogu živjeti na visokim temperaturama.
- Maksimalna vrijednost mikroorganizama je za razvoj korijena.
Uloga kvržica u prirodi
Osim fiksiranja atmosferskog dušika, uloga nodularnih bakterija u prirodi je vrlo velika. U procesu reprodukcije, oni su “angažirani” u sintezi vitamina, prirodnih antibiotika, potiču razvoj korijena, a zatim lišće. Korist leži u činjenici da bakterije tla koje fiksiraju dušik zbog simbioze s biljkama:
- su dio ciklusa tvari - dušik;
- sintetiziraju fitohormone, potičući rast biljaka;
- može se koristiti kao metoda samočišćenja tla onečišćenih teškim metalima s mineralizirajućim čimbenicima (prirodni / poduzeća);
- razgraditi neke spojeve koji sadrže klor.
Mahunarke i bakterije kvržica
Kako su mahunarke i nodule bakterije u interakciji? Nakon infekcije, proizvođači biljke apsorbiraju dušik iz zraka, pretvarajući ga u spoj pogodan za hranjenje ne samo parazita, već i "domaćina". Postoji nekoliko teorija o tome kako pojedini elementi tvore bakterijske nodule. Dolazi do infekcije biljaka:
- kroz oštećenje tkiva;
- prodiranje kroz korijenske dlake;
- uvod kroz mlade vrhove korijena;
- zahvaljujući pratećim bakterijama.
Simbiotičke bakterije roda Risobium, prodirući u korijen, ulaze u njegovo tkivo, lako prevladavajući izvanstanični prostor u skupinama ili pojedinačnim stanicama (kao u lupini). Češće stanica tijekom reprodukcije formira zarazne niti (žice, kolonije). Njihov broj ovisi o vrsti postrojenja. Često postoje zajedničke niti infekcije, koje tvore jedan čvor.
Fiksacija dušika pomoću bakterija
Vrijednost fiksacije dušika od strane bakterija je ogromna: ona ne samo da vraća tlo, već vam omogućuje i bogatije prinose nego na humusu ili kemijskim gnojivima. Interakcija tvari i sredstva za fiksiranje dušika nastaje:
- u Azotobacter ("autonomno", ne zahtijeva prisustvo biljke) - pomoću enzima, zbog kisika u stanici;
- u Rhizobium (nodule bakterija) - samo u prisutnosti magnezija, sumpora i željeza.
Biljke za fiksiranje dušika
Biljke su grupirane u vrste u koje su podijeljene bakterije koje vežu dušik. U poljoprivredi uzimaju u obzir da mahunarke nisu jedini “vlasnici” prirodnih gnojiva koji pomažu u asimilaciji atmosferskog dušika. Ostale biljke koje su atraktivne za postrojenja za fiksiranje dušika su:
- slatku djetelinu;
- lucerka;
- djetelina;
- grah, grašak (ne samo hrana, nego i krava), grahorica, čin;
- soje;
- lupine i seradele.