Knoldebakterierne forsyner planterne. Nodule bakterier - betydning i naturen

V et stort antal($ 72 \% $), men den er neutral (absolut utilgængelig for assimilering af planter).

$ 10 \% $ planter af bælgplantefamilien indgår i symbiose med bakterier (der blev også fundet bakterier på rødderne af ellefamilien af ​​birkefamilien).

Nodule bakterier tilhører slægten Rhizodium. Deres vigtigste egenskab er evnen til at fiksere molekylært nitrogen fra atmosfærisk luft og syntetisere organiske nitrogenholdige forbindelser. Disse bakterier, der indgår i symbiose med bælgplanter, er i stand til at danne knuder på deres rødder. De omdanner nitrogengas til forbindelser, der er let tilgængelige for assimilering af planter, og blomstrende planter til gengæld leverer næringsstoffer til bakterier. Samme måde givet udsigt bakterier spiller en vigtig rolle i processen med jordberigelse med nitrogen.

Størrelsen af ​​knudebakterier er $ 0,3 - $ 3 mikron. Har afrundet form, slimet konsistens, gennemsigtig. I modsætning til andre bakterier danner de ikke sporer, de er i stand til at bevæge sig efter normalt liv de har brug for ilt.

Efter at være trængt ind i en plantes rodhår stimulerer bakterier intensiv deling af rodceller, som et resultat af hvilket en knude dannes. Bakterierne udvikler sig selv i disse knuder og er involveret i processen med nitrogenassimilering. Der transformerer de sig og får en forgrenet form - en bakterioide, som absorberer molekylært nitrogen, nitrater, aminosyrer og ammoniumsalte. Mono- og disaccharider, organiske syrer og alkoholer bruges som kulstofkilde for knudebakterier.

Planter forsyner også bakterierne med livsvigtige organiske næringsstoffer. Denne form for symbiose har en positiv effekt på begge organismer - symbionter:

• bakterier er i stand til at passere deres udviklingscyklus normalt;
• planten udvikler sig normalt og modtager i tilstrækkelige mængder det mest nødvendige mineralske element forsyning - nitrogen.

Bemærkning 1

En sådan kilde til planteernæring kaldes biologisk, og bælgfrugter kaldes en afgrøde, der beriger jorden (ifølge K.A.Timiryazev).

I modsætning til de fleste planter udtømmer bælgfrugter ikke kun jorden, men beriger den også med nitrogenforbindelser. Berigelse sker under dyrkning bælgfrugter(lupin, ærter, sojabønner, kløver, lucerne, vikke, sødkløver) og med yderligere nedbrydning af deres rødder og blade.

Efter at rødderne af bælgplanter dør, dør knudebakterier ikke, men fører en saprofytisk livsstil.

Knoldebakterier er i stand til at absorbere op til $ 300 $ kg nitrogen fra den atmosfæriske luft pr. $ 1 $ hektar bælgplanter, mens mere end $ 50 $ kg kvælstofholdige forbindelser forbliver i jorden.

Bemærkning 2

Forskellige former for bakterier har en specifik disposition for udviklingen af ​​visse repræsentanter for bælgfrugter på rødderne: Rhizodium Leguminosarum - i ærter, brede bønner, vikke; Rh. Meliloti - i sød kløver, lucerne; Rh. Japonicum - i soja; Rh. Trifolium - i kløver.

Betydning og perspektiver af symbiose af bakterier og bælgplanter

Denne type symbiose er meget vigtig i naturen og især under dyrkning af planter, fordi den giver dem øget ernæringsværdi og produktivitet, og på samme tid - jordfornyelse og en stigning i dens frugtbarhed.

Bælgplanter er grundlaget for moderne alternativ landbrug - uden brug af gødning eller med deres introduktion i små doser.

K.A. Timiryazev bemærkede, at bælgplanter er trængt ind overalt, hvor sunde landbrugskoncepter når. Men der er næppe mange opdagelser i historien, der ville være så nyttige for menneskeheden som brugen af ​​kløver og bælgplanter generelt i sædskifte for at kunne dramatisk øge landbrugets produktivitet.

Bælgplanter dyrkes nu bredt over hele verden. Deres betydning er stor og vil forblive sådan og endda stige, da de er en kilde til økologisk og økonomisk (faktisk frit) nitrogen.

I $ XXI $ århundrede med højt udviklede produktionsteknologier mineralsk gødning(de vigtigste af dem er nitrogen), op til to tredjedele af det nitrogen, der bruges i verden landbrug, kommer fra biologiske kilder, hovedsageligt fra bælgplanter og deres symbionter - kvælstoffikserende bakterier. Det er i knuderne, at den vigtigste biokemiske reaktion for symbiose sker: udviklingen af ​​molekylært nitrogen i luften til nitrater og derefter til ammonium.

Ved at bruge resultaterne af moderne undersøgelser af forholdet mellem symbiontbakterier og planter foreslog mikrobiologer en vigtig opgave for fremtiden - at bestemme måder at skabe samfund til at forbedre mineralernæring planter med biologisk kvælstof. Denne symbiose er et system med forskellige interaktioner, hvoraf de fleste er forbundet med en stigning i organismers genetiske plasticitet, hvilket endda kan føre til fremkomsten af ​​fundamentalt nye livsformer. En sådan mulighed gives naturen af ​​symbiose, og det er en væsentlig del af det nye moderne undervisning om symbiose.

Bemærkning 3

For at øge antallet af knudebakterier og dermed udbyttet af bælgfrugter, tilsættes et særligt bakterielt middel, nitragin, til jorden under såning (kunstig infektion af frø med knudebakterier forekommer.

KLUMBÆRBAKTERIER (Bact.radicicola). Det første bevis på, at knuderne i bælgplantedistrikter indeholder mikroorganismer, blev opnået af den russiske videnskabsmand Acad. MS Voronin tilbage i 1866. Beijerinka formåede at isolere dem i ren kultur i 1888. Til dette formål brugte han et næringsmedium bestående af infusion af ærteblade med tilsætning af 2% sukker og en lille mængde nitrogenholdige stoffer. Den resulterende kultur var i form af små, usynlige for det blotte øje, stænger 1 μ tykke og ca. 4 - 5 μ lang Lidt senere (1890) kunne han bevise, at disse bakterier kan inficere rodsystemet i et bælgplantedistrikt og danne knuder på det. Han kaldte de nyligt isolerede bakterier dig. radicicola. Men da de ikke udgør en tvist, foreslog Prazhmovsky at omdøbe dem til Bact. radicicola. Historien om opdagelsen af ​​K. b. meget lærerigt. Tilbage i 1838 gjorde Bussengo opmærksom på, at kløver og ærter giver god høst og på jord, der indeholder lidt nitrogen. På dette grundlag foreslog han, at bælgplanter kan fodre med atmosfærisk kvælstof. Men da han fortsatte med at studere nitrogenernæring i andre distrikter, blev han overbevist om, at deres vækst er proportional med tilførslen af ​​assimilerede kvælstofholdige stoffer i miljøet. Som følge heraf tvivlede han på, om de første forsøg med kløver og ærter var udført korrekt. For at teste det besluttede han at gentage sine gamle eksperimenter med maksimal nøjagtighed. Til dette formål udsatte han tidligere sandet for kalcinering for at fjerne de sidste spor af bundne nitrogenforbindelser fra det. Overraskende nok viste det sig, at med dette arrangement af eksperimentet kan bælgfrugter, ligesom korn, ikke assimilere nitrogen fra atmosfæren. Bussengo kunne ikke forklare årsagen til denne forskel, selv om forklaringen på denne forskel efter opdagelsen af ​​K. b. viste sig at være meget enkel, da det af beskrivelsen af ​​forsøget følger, at anden gang under kalcineringen, K. b. Blev ødelagt -ryh bælgplanter kan ikke optage nitrogen fra atmosfæren. Først i 1888 lykkedes det Gelrigel og Wilfarth at fastslå, at bælgplanter kan fodre på atmosfærisk nitrogen, når der dannes knuder på deres rødder. I yderligere forsøg blev der opnået direkte beviser for, at bælgplanter assimilerer atmosfærisk nitrogen. Når ærter blev dyrket i lukkede glasbeholdere med fuldstændig eliminering af muligheden for at bruge en anden nitrogenkilde end atmosfærisk kvælstof, udviklede ærterne sig alligevel godt, hvis frøene var forurenet med jordekstrakt. Under sådanne forhold kunne korn ikke vokse på samme måde, som bælgfrugter ikke voksede, hvis jordekstrakten blev kogt, før den blev indført i beholderen. Lidt senere blev det vist, at vægten af ​​nitrogen absorberet af en bælgplanteopløsning fra luften er lig med dens stigning i selve distriktet. Absorptionen af ​​nitrogen, som det blev etableret af P. S. Kossovich, går gennem rodsystemet. Så etape for etape blev betydningen af ​​K. åbenbaret. i tilførslen af ​​bønne p-tion med nitrogen.

Studerer videre til B. gik til forskellige retninger... Det var muligt at fastslå, at de gennemgår en vis cyklus i deres udvikling inde i knuden. Hos unge knuder ligner de små, mobile stænger, og så bliver de, efterhånden som knuden udvikler sig, først ubevægelige, for derefter at få en forgrenet, grim form, såkaldt. "bakterioder". De kommer ind i bælgplantedistrikternes rodsystem fra jorden, hvor de i 5 - 7 år kan forblive i en levedygtig tilstand selv uden bælgplantedistrikter. Metoden til deres indtrængning i roden af ​​bønnens r-nium er tilsyneladende forbundet med opløsningen af ​​rodhårets vægge. Det er nysgerrigt at bemærke, at specielle rodekssudater af bælgfrugter (glukose eller æblesyre) "tiltrækker" disse bakterier til rødderne. Når de er inde i roden, samles bakterier i en særlig "infektionstråd" og trænger gennem cellevæggene til rodens indre integument. Rodceller, der støder op til dette sted, deler sig først hurtigt og forstørres derefter kraftigt. Som følge heraf opnås en vækst ved roden, som kaldes en knude. I nodulens celler nedbrydes den "smitsomme tråd" til individuelle bakterieceller og begynder deres symbiotiske samliv med r-niy. Anlægget forsyner K. b. kulholdige og mineralske fødevarer og bakterier, der udvikles på grund af de leverede sukkerarter, binder atmosfærisk nitrogen og bruger det til at bygge egen krop... Samtidig bruges en del af de nitrogenholdige stoffer til at forsyne bønneregionen med mad. Takket være dette kan bælgfrugter vokse på jord, der er fattig på nitrogen, hvilket giver store udbytter på grund af atmosfærens nitrogen. Undersøgelser viser, at cirka 75 % af det kvælstof, der er bundet af bakterier, går til distriktet, og ca. 25 % forbliver i knuden. Som vores undersøgelser har vist, jo mere produktivt udvikler bælgplanteopløsningen sig (hvis gunstige forhold for fotosyntese), jo mere K. b. binder atmosfærisk nitrogen. pr. hektar jord besat af afgrøder fra bælgplantedistrikter (kløver, vikke, lupin, lucerne osv.); K. b. kan binde i vækstsæsonen fra 100 til 300 kg atmosfærisk kvælstof. Udsving i mængden af ​​bundet nitrogen afhænger både af bønneopløsningens egenskaber og af aktiviteten af ​​K., der bruges til at inficere den. Sidstnævnte omstændighed er meget vigtig, da nyere undersøgelser har fastslået, at knuderne er dannet af den race af bakterier, som først trængte ind i roden. Det er derfor, det er vigtigt i praksis af p. x-va for at sikre indtrængning i bælgplantens rod primært af aktive racer af knudebakterier.

K. b. er ret specifikke i forhold til forskellige typer bælgplantedistrikter. Visse varianter af K. b. kun i stand til at leve sammen med visse typer bælgplanter. På dette grundlag kan de tilsyneladende opdeles i et spor. grupper: 1) bakterier af ærter, vikker, ranch- og hestebønner; 2) bakterier af lucerne og sødkløver; 3) bønnebakterier; 4) bakterier af lupin og seradella; 5) sojabakterier; 6) kikærtebakterier og 7) kløverbakterier. Tilstedeværelsen i jorden af ​​den tilsvarende K. b. fører ikke altid til øget nodulation. Dette skyldes det faktum, at i jord, der er forsynet med en tilstrækkelig mængde af nitrogenholdige stoffer (ammoniumsalte og nitrater), der er tilgængelige for regionen, undertrykkes evnen til at danne knuder, og bindingen af ​​atmosfærisk kvælstof i dem er stærkt hæmmet. Derfor topscore opnået på jorde med gennemsnitlig nitrogenføde til regioner, men godt forsynet med fosfor, kalium og kalk. Af særlig betydning er tilstedeværelsen af ​​nitrater eller ammoniumsalte i jorden i den første udviklingsperiode af bælgplantedistriktet før dannelsen af ​​knuder på rødderne.

Mekanismen for binding af atmosfærisk nitrogen K. b. er stadig utilstrækkeligt afklaret. Normalt findes bundet kvælstof i bakterier eller bælgfrugter i form af komplekse nitrogenholdige forbindelser (proteinstoffer). Værdien af ​​K. b. ind med. x-ve kæmpe. Ifølge de mest konservative skøn forbinder de ca. 0,5-1 million tons nitrogen for hele området besat af bælgplanter i USSR. Med yderligere vækst af det såede areal under bælgplanterne vil mængden af ​​tilhørende K. også stige. nitrogen atmosfære. I de tilfælde, hvor en bælgplantekultur ikke er blevet udført på en given jord i lang tid, eller en ny er sået på den for en given jord. distriktskultur bælgfrugter, er det nødvendigt at inficere frø af K., der er specifikke for en given bønneregion. Til dette formål bruges en speciel bakteriegødning - nitragin (se. Bakteriel gødning), hvilket ofte giver en stigning i udbyttet på mere end 20 %. Da det er vigtigt at forsyne distriktet med en aktiv race af K. b., Og de mister ofte deres aktivitet i at binde nitrogen, er det ønskeligt konstant at inficere frø med nitragin af garanteret kvalitet. Denne begivenhed kræver ikke meget arbejdskraft. Med en stigning i udbyttet på kun 10 - 20 % ville vi ikke kun have en multipliceret indtjent foranstaltning, men også en kraftig reserve til at øge rentabiliteten af ​​bælgfrugter.

Atmosfærisk nitrogen akkumuleret af K. b. i bælgplantedistrikter, når det bruges i foder, kommer det så ned i jorden med gødning. Men en betydelig berigelse af jorden med nitrogen forekommer også på grund af rådnende rodsystem af bælgfrugter, med knuder på det. Korn sået efter bælgfrugter giver en stigning i udbyttet på grund af dette nitrogen, ofte med 100 % eller mere. Dertil kommer den kraftfulde rodsystem bælgfrugter påvirker fysisk. jordegenskaber, forbedring af luft- og vandregimer og forøgelse af den generelle mikrobiologiske aktivitet i den. Flerårige bælgplanter (blandet med korn) er meget vigtige i korrekte afgrødeskifter. Bælgplanter transporterer kalk ind i de øvre horisonter og bidrager derved til cementering af jordpartikler med humusstoffer og dannelse af en stærk finklumpet struktur i jorden. Moderne videnskab præcist fastslået, at knudebakterier er ekstremt vigtige i landbruget. produktion og derved fuldt ud bekræftet KA Timiryazevs tese, at "Evnen til at øge jordens produktivitet, evnen til at berige landmanden på bekostning af den frie kilde til gødning - luft, bælgfrugter skylder en af ​​de bakterier, hvor vi er vant til kun at se frygtelige, uimodståelige fjender" ...

M. Fedorov

Litteratur: Israeli V. [og andre], Nodule bakterier og nitragin, M. - L., 1933; Omelyansky V., Kort kursus generel og jordbundsmikrobiologi, 2. udg., M.-L., 1931; Fedorov M., Biologisk fiksering af nitrogen i atmosfæren, M., 1948; hans, Microbiology, 4. udg., M., 1949; Khudyakov, N., Agricultural Microbiology, M., 1926.

Kilder:

1. Landbrugsleksikon. T. 2 (F - K) / Udg. Collegium: P. P. Lobanov (kap. red.) [og andre]. Tredje udgave, revideret - M., Statens forlag for landbrugslitteratur, 1951, s. 624

Disse mikroorganismer bidrager til frigivelsen af ​​nitrogen fra luftstrømme og omdanne det til nyttige forbindelser. Bakterierne danner knuder på rodsystemet af en række bælgplanter, der falder i symbiose. Vi forstår i dag, hvordan knudebakterier beriger jorden.

Nitrogen findes ikke kun i atmosfæren, men også i jordens overflade. Og det er nødvendigt at involvere ham i en generel cirkulær omsætning. I sådan en virksomhedscyklus tager knudebakterier en aktiv del. De optager nitrogen fra de atmosfæriske masser og jordsammensætningen, forarbejder det til organiske komponenter, der let kan forbruges af planteverdenen.
Planter forbruges af mennesker og dyr, som i sidste ende frigiver kvælstofelementer til luften som følge af begyndelsen af ​​denitrifikationsprocessen.

Bakteriers rolle i nitrogenforsyningen

Mætningen af ​​jordlaget med nitrogen er resultatet af aktiviteten af ​​mikroskopiske organismer, som omfatter knuder. Tidligere troede man, at kun knudeorganismer, der var i stand til at forbruge nitrogen fra luften, var involveret i denne type arbejde. Og hovedopgaven i dette blev tildelt bælgplantevegetation, som den eneste kilde til bakteriers vitale aktivitet. I dag er denne udtalelse blevet revideret, siden i nyere tid identificeret nok forskellige mikroorganismer, der bidrager til forarbejdningen af ​​nitrogen.

Og alligevel er hovedpladsen i denne proces tildelt knudeløsheden. Rhizobium anses for at være det. Denne art ligner en pind i sin form, skaber ikke kolonier, eksisterer enkeltvis eller i par. Møde visse typer patogen for en person, der er inficeret med AIDS.
Den anden repræsentant er nogle af de actinomycetes, der lever i træernes rodsystemer, som har evnen til at skabe knudeprocesser for dem.

Når de kommer ind i røddernes hår, skaber bakterier aktiv deling af deres celler, hvorunder der dannes knuder. Bakterielle mikroorganismer sætter sig selv inde, udvikler og bearbejder nitrogen. Og i de samme knudeprocesser omdannes bakterier til forgrenede former, der er i stand til at assimilere nitrogen, salte, aminosyrer, nitratkomponenter. For at opnå kulstof bruger mikroorganismer alkoholer, monosaccharider, organiske syrer.

Levevilkår

Repræsentanter for knuder vokser i størrelse fra 0,5 til 3 mikron. De skaber ikke kontroverser, er ret mobile, gram-negative. For at den metaboliske proces kan forløbe uden forstyrrelser, bør der sikres en konstant tilførsel af ilt. Ved avl af bakterier i laboratorieforhold, de største resultater kan opnås ved at observere temperatur regime mindst femogtyve graders varme. Formerne er runde, tilsyneladende gennemsigtige, konsistensen er slimet.

Sådanne bakterier finder deres udvikling på bælgplanternes rodsystemer, hvis antal kan nå ti procent af det samlede antal. Desuden kl forskellige repræsentanter er skabt visse typer disse organismer er mikroskopiske.

Med røddernes død sker der også ødelæggelse af knolde. Men dette medfører ikke bakteriedød. De fortsætter med at eksistere i jorden og behandler kvælstofmasser.

Bakteriekolonier er i stand til at absorbere omkring tre hundrede kilogram kvælstof pr. hektar jord, og som et resultat af deres vitale processer tilbageholdes mere end halvtreds kilo nitrogenholdige forbindelser i jorden. Det er derfor, det bruges, så planter kan indtage nyttige forbindelser, der er sundhedsskadelige fra jorden. Ved at plante andre afgrøder efter bælgfrugter, såsom kål, vil udbyttet være fremragende.

Bælgplanter bruges til sædskifte, da de er fremragende til dette. De kommer tidligt frem, er kuldebestandige, og deres rødder løsner jorden. Der bruges oftere ærter, enårige, vikke, kløver, lucerne, kikærter, bønner og sojabønner, bønner, linser, sødkløver, gederue, markærter osv. De beriger jorden kraftigt med kvælstof. Tæt på i øverste lag jordgrønt af disse planter, erstatter befrugtning med gødning. Planter er kuldebestandige, dukker tidligt op, og deres rødder løsner jorden kraftigt.

For at øge knudebakterier i jorden og øge udbyttet af bælgfrugter kan nitragin tilføres jorden ved plantning. Ved hjælp af dette værktøj udføres kunstig infektion af frøfonden med nodulbakterier.

Knoldebakterierne tilhører slægten Rhizobium. De har den egenskab, at de fikserer nitrogen fra den atmosfæriske luft og syntetiserer organiske nitrogenholdige forbindelser. Disse mikroorganismer danner knuder på rødderne af nogle bælgplanter, der indgår i symbiose. Disse bakterier omdanner nitrogen til forbindelser, der er let tilgængelige for assimilering af planter, og blomstrende planter er til gengæld kilder til næringsstoffer for knudebakterier. Også denne type bakterier er et vigtigt led i processen med jordberigelse med nitrogen.

En gang i rodhåret forårsager bakterierne intensiv celledeling i roden, hvilket resulterer i en knude. Bakterierne udvikler sig selv i disse knuder på rødderne og deltager i assimileringen af ​​nitrogen. Der omdannes de til forgrenede former - bakterier, absorberende molekylært nitrogen, ammoniumsalte, aminosyrer, nitrater. Nodule bakterier bruger monosaccharider, disaccharider, alkoholer og organiske syrer som kulstofkilde.

Nodulbakterier varierer i størrelse fra 0,5 til 3 mikron. De udgør ikke en tvist, er mobile, gram-negative. De har brug for adgang til ilt til det normale forløb af metaboliske processer. Under laboratorieforhold vokser kolonier af knudebakterier godt ved en temperatur på 25 grader på faste medier. De har en karakteristisk rund form, slimet konsistens, gennemsigtige.

Knoldebakterier lever på rødderne af 10 % af planter fra bælgplantefamilien. Og forskellige typer bakterier udvikler sig på rodsystemet af visse højere planter... Vikke, bondebønner, ærter har Rh. Leguminosarum, i sød kløver, lucerne - Rhizobium meliloti, i sojabønner - Rh. Japonicum, i kløver - Rh. Trifolii. Hvis rødderne af bælgfrugter dør ud, og knuderne ødelægges, dør knudebakterierne ikke, men fører en saprofytisk livsstil.

Disse bakterier optager op til 300 kg kvælstof pr. hektar fra den atmosfæriske luft, mens der i løbet af deres vitale aktivitet bliver mere end 50 kg kvælstofholdige forbindelser tilbage i jorden. For at øge antallet af knudebakterier i jorden og følgelig udbyttet af dyrkede bælgfrugter, når du planter frø, skal du tilføje et bakterielt middel - nitragin, det vil sige kunstigt inficere frøene af bælgfrugter med knudebakterier.

Det har længe været knudebakterier, der kan leve og formere sig på rødderne af symbiontplanter klassisk eksempel gensidigt gavnligt samarbejde mellem højere og lavere levende organismer på Jorden.

På trods af det faktum, at selv gamle videnskabsmænd var opmærksomme på bælgfrugternes evne til at forbedre jordkvaliteten, begyndte undersøgelsen af ​​knudemikroorganismer først i 1838. På dette tidspunkt foreslog franskmanden Jean Baptiste Boussingault, at bladene fra bælgplanter kan fiksere nitrogen. De eksperimenter, han udførte til støtte for denne hypotese, var kendetegnet ved deres nøjagtighed og balance. Efter 15 år opgav han sin hypotese, da han fandt ud af, at planter dyrket i vand (uden jord) mister deres evne til at binde kvælstof. Så kunne han ikke finde et svar på spørgsmålet om, hvilke organer af bælgplanter der er ansvarlige for nitrogenfiksering.

Dette er ikke overraskende - fabrikkerne til fremstilling af nitrater viste sig ikke at være blade, men knudebakterier - de foretrukne symbionter af bælgfrugter, der lever på deres rødder. Uden at vide noget om mekanismen for nitrogenfiksering begyndte agronomer at introducere bælgfrugter i vekseldriftssystemer med flere marker. Skiftet af korn og kløver gjorde det muligt at øge deres udbytte med to og en halv gange. Blandt bælgplanter blev de mest produktive arter identificeret - lucerne, kløver, lupin, sød kløver. Det viste sig, at de efterlader 2-5 gange mere nitrogen i jorden end korn.

Forskernes arbejde med at identificere symbionter, som knudebakterier samarbejder med, har afsløret mere end 200 arter af ikke-bælgplanter, på hvis rødder nitrogenfikserende bakterier lever og formerer sig.

De allestedsnærværende prokaryoter

I begyndelsen af ​​forrige århundrede blev de første knudemikroorganismer opdaget, der kan optage atmosfærisk kvælstof. Interessant nok blev den anaerobe Clostridium pasteurianum (S.N. Vinogradsky) og den aerobe Azotobacter (M. Beyerink) opdaget næsten samtidigt. Med tiden blev der identificeret andre nitrogenfikserende bakterier, både fritlevende og symbionter, som lever og formerer sig på rødderne af korn, bælgfrugter, Compositae (de mest berømte er timothy, sorghum, kartofler). Voksende knudebakterier på næringsmedier fandt forskerne ud af, at de ud over at fiksere nitrogen lever og formerer sig og udfører syntesen af ​​vækst- og roddannelsesstimulerende midler, nogle vitaminer og antibiotika.

Nodule bakterier er meget specifikke for symbiont planter. Undersøgelsen af ​​deres specificitet gjorde det muligt at finde et svar på spørgsmålet om, hvorfor bakteriepræparater har varierende virkning afhængigt af de afgrøder, de behandles med. Det første bakteriepræparat Nitragin, beregnet til behandling af frø af bælgplanter, blev foreslået i 1897 af F. Nobbe og L. Giltner. Dette markerede begyndelsen på den industrielle produktion af bakteriegødning, forskning i specificiteten af ​​nitrogenfiksere samt søgningen efter de mest bekvemme former for bakterielle præparater til transport og opbevaring, som er i stand til at leve og formere sig i fremtiden.

Forskelle

Skelne mellem mikroorganismer med bred og snæver specificitet. Mens de leder efter et svar på spørgsmålet om dets årsager, har videnskabsmænd identificeret genetisk transmission af specificitet ved hjælp af plasmider på et tidspunkt, hvor bakterier formerer sig.

1. Meget specifik. De er i stand til symbiose med et begrænset antal arter, og nogle gange endda sorter eller former. Et slående eksempel er lupinens symbionter, som kun kan leve af alkaloidfrie sorter.
2. Stort set specifik... I stand til at inficere planter af samme familie eller lignende kemisk sammensætning.

Blandt nitrogenfikserende bakterier-symbionter, repræsentanter for alle taksonomiske enheder af prokaryoter blev identificeret - eubakterier, cyanobakterier (eller blågrønne alger), arkæbakterier. Agronomer har opdelt dem i tre grupper afhængigt af produktivitet:

• aktiv eller effektiv,
• ineffektiv eller inaktiv,
• ineffektiv.

De adskiller sig også i virulens - dette er navnet på deres evne til at trænge ind i rødderne af symbiontplanter. De mest produktive er meget virulente aktive stammer, der kombinerer en høj infektionsrate og produktion af nitrogenforbindelser.

Rizotorfin, et præparat, der indeholder fine tørve- og rodknoldebakterier, er blevet en ny udvikling. Dens produktion er en slags svar udenlandske producenter... Ved at opretholde den nødvendige surhed og fugt i briketten er det muligt at opretholde bakteriernes aktivitet, deres evne til at leve og formere sig i lang tid.

Gunstige forhold og bakteriernes liv inde i knuden

Nodulbakterier viser forskellig nitrogenfikseringseffektivitet afhængigt af de forhold, de lever og formerer sig under. Dette er jordens surhedsgrad, dens fugtighed såvel som tilstedeværelsen organisk stof(kulhydrater), kalium, fosfor. For nylig er en positiv effekt på molybdænknudebakterier blevet opdaget. Dens præparater fører sammen med kalkning til en betydelig stigning i mængden af ​​protein i kornene af bælgplanter. Virkningen af ​​bor og molybdæn skyldes det faktum, at de deltager i arbejdet med enzymer, dehydrogenaser.

Der er knudebakterier med varierende effektivitet nitrogenfiksering. Følsomheden over for habitatforhold afhænger i høj grad af værtsplanterne og deres krav til jordkvalitet. Kløverrodknudemikroorganismer er således mere modstandsdygtige over for øget jordsurhed end deres congenere, der samarbejder med lucerne.

Den optimale temperatur for disse mikroorganismer er 24-26 ° C. Deres præparater kan opbevares i inaktiv tilstand ved temperaturer fra -2 til -4 ° C.

Deres udseende i røddernes celler begynder med penetration igennem rodhår... Først dannes en streng inde i håret, derefter trænger bakterier ind i planternes rødder og stimulerer deres vækst og dannelsen af ​​knuder. Ifølge moderne data er knudebakterier kun i stand til at leve i polyploide (som bærer et øget antal kromosomsæt) planterodceller.

Interessant nok viser knudebakterier høj grad polymorfi. Svaret på spørgsmålet om årsagerne til sådanne forskellige former blev ikke fundet snart. Fritlevende knudemikroorganismer eller unge celler fundet i kulturer er oftest i form af stænger (baciller). Nogle gange er disse kokker, L-formede med varierende grader af mobilitet. De er opdelt ved snøring, og med alderen får de karakteristiske bælter. Alle nitrogenfikserende bakterier er gram-negative. Over tid ophobes fedtaflejringer i deres celler - det er årsagen til dannelsen af ​​bælteformer.