Knötchenbakterien – Bedeutung in der Natur. Die Funktionen stickstofffixierender Bakterien und ihre Wechselwirkung mit Pflanzen

Der Inhalt des Artikels

• Was sind Knötchenbakterien?
• Die Rolle von Knötchenbakterien in der Natur
• Hülsenfrüchte und Knötchenbakterien
• Stickstofffixierung durch Bakterien
• Stickstofffixieranlagen

Die ersten Bodenbakterien, die die Menschheit bemerkt hat, sind Knötchen. Aus 13.000 Pflanzen werden etwa 1300 Knötchen gebildet, von denen 200 in der Landwirtschaft verwendet werden. Von diesen haben alle die Funktion, Luftstickstoff zu binden. Im Boden setzen sich auf einem Knoten Mikroorganismen ab und vermehren sich – Symbionten, die Düngemittel ersetzen.

Was sind Knötchenbakterien?

Vor mehr als zweitausend Jahren stellten die Landwirte fest, dass arme, erschöpfte Böden nach dem Anbau von Hülsenfrüchten Ernten bringen. Die folgenden Versuche, das Geheimnis zu enthüllen, waren 1838: J.-B. Bussengo entschied, dass Hülsenfruchtblätter Stickstoff binden, aber Experimente mit einer ungünstigen aquatischen Umgebung bestätigten dies nicht. 1901 wurde Azotobacter chroococcum entdeckt (6 Arten der Gattung Azotobacter). Das erste Medikament, das auf „Erd“ -Bakterien Nitragin basiert, wurde 1897 entwickelt.

Alle Knötchenbakterien sind Mikroaerophile. Sie zeichnen sich durch eine stabförmige / ovale Form aus. Rhizobium (Rhizobiales) gehört zu jenen, die in der Lage sind, die gasförmige Form von Stickstoff in die lösliche Form umzuwandeln, die von Pflanzen aufgenommen wird. Fakten:

1. Durch das Ausmaß, in dem Mikroorganismen die Kultur beeinflussen, werden sie in aktiv (den Boden effektiv anreichern), inaktiv und inaktiv (unwirksam) unterteilt..
2. Wenn keine Feuchtigkeit vorhanden ist, vermehren sie sich nicht. In einem trockenen Klima werden daher speziell infizierte Pflanzen tiefer in den Boden eingebracht.
3. Die optimale Temperatur für die Reproduktion aller Vertreter der Stickstofffixierung beträgt 20 bis 30 ° C, das Wachstum setzt sich jedoch bei 0 bis 35 ° C fort. Das beste Medium (pH) ist neutral in der Größenordnung von 6,5 bis 7,1, aber sauer verursacht den Tod von Kolonien.
4. Dank der Experimente der Moskauer Landwirtschaftsakademie stellte sich heraus, dass Bakterienmaterial auch ohne 50 Spender den Boden erst mit 50 Jahren verlässt.
5. Mikroorganismen sind in der Lage, selbst die Bedingungen nach einer Atomexplosion zu überstehen, Gammastrahlung und ultravioletter Strahlung sowie Sonnenstrahlung zu widerstehen, können jedoch nicht bei hohen Temperaturen verweilen.
6. Mikroorganismen haben einen Maximalwert für die Wurzelentwicklung.

Die Rolle von Knötchenbakterien in der Natur

Neben der Bindung von Luftstickstoff ist die Rolle von Knötchenbakterien in der Natur sehr groß. Während des Fortpflanzungsprozesses „beteiligen“ sie sich an der Synthese von Vitaminen, natürlichen Antibiotika, tragen zur Entwicklung der Wurzel und dann der Spitzen bei. Der Vorteil ist, dass die Bodenbakterien aufgrund der Symbiose mit Pflanzen stickstofffixierend sind:

• sind Teil des Kreislaufs der Materie – Stickstoff;
• Phytohormone synthetisieren und das Pflanzenwachstum stimulieren;
• kann zur Selbstreinigung von mit Schwermetallen kontaminierten Böden mit mineralisierenden Faktoren (Natur / Unternehmen) verwendet werden;
• zersetzen einige Chlorverbindungen.

Hülsenfrüchte und Knötchenbakterien

Wie interagieren Hülsenfrüchte und Knötchenbakterien? Nach der Infektion der Pflanzen absorbieren die Produzenten Stickstoff aus der Luft und wandeln ihn in eine Verbindung um, die nicht nur zur Fütterung des Parasiten, sondern auch des „Wirts“ geeignet ist. Es gibt verschiedene Theorien darüber, wie einzelne Elemente Bakterienknoten bilden. Pflanzen sind infiziert:

• durch Gewebeschäden;
• Penetration durch Wurzelhaare;
• Penetration durch junge Wurzelspitzen;
• dank begleitender Bakterien.

Die symbiotischen Bakterien der Gattung Rhizobium, die in die Wurzel eingedrungen sind, wandern in ihre Gewebe und überwinden leicht den Interzellularraum in Gruppen oder einzelnen Zellen (wie bei Lupine). Häufiger bildet die Zelle während der Reproduktion infektiöse Filamente (Schnüre, Kolonien). Ihre Anzahl variiert je nach Pflanzentyp. Häufig bilden Infektionsfäden einen Knoten.

Stickstofffixierung durch Bakterien

Der Wert, den die Stickstofffixierung durch Bakterien darstellt, ist enorm: Sie stellt nicht nur den Boden wieder her, sondern ermöglicht Ihnen auch, reichere Ernten als Humus oder chemische Düngemittel zu erzielen. Die Wechselwirkung der Substanz und des Stickstofffixierers tritt auf:

• in Azotobacter („autonom“, ohne dass eine Pflanze vorhanden sein muss) – Enzyme aufgrund von Sauerstoff in der Zelle;
• in Rhizobium (Knötchenbakterien) – nur in Gegenwart von Magnesium, Schwefel, Eisen.

Stickstofffixieranlagen

Die Pflanzen gruppieren Arten, in die stickstofffixierende Bakterien unterteilt sind. In der Landwirtschaft berücksichtigen sie, dass Hülsenfrüchte nicht die einzigen „Eigentümer“ natürlicher Düngemittel sind, die zur Aufnahme von Luftstickstoff beitragen. Andere Pflanzen, die für die Stickstofffixierung attraktiv sind, sind zum Beispiel:

• Kleeblatt;
• Alfalfa;
• Kleeblatt;
• Bohnen, Erbsen (nicht nur Nahrung, sondern auch Kuh), Wicke, Rang;
• Sojabohnen;
• Lupine und Seradella.