Azotas laikomas vienu iš svarbiausių cheminių elementų, turinčių įtakos žemės ūkio augalų vystymuisi. Ši medžiaga turi įtakos fotosintezės procesui ir chlorofilo kiekiui pasėliuose. Tuo pačiu metu azoto fiksavimas yra svarbus žemės ūkio procesas. Tačiau azoto naudojimas trąšų pavidalu nėra vienintelis sprendimas. Labai efektyviu pasirinkimu laikomas azotą fiksuojančių bakterijų naudojimas.
Kas yra bakterijos
Šis terminas reiškia gyvosios gamtos karalystės atstovus, kurie atstovauja prokariotų kategorijai. Tai organizmai, kurių ląstelėse nėra branduolio. Tačiau tai nereiškia, kad tokie organizmai visiškai neturi paveldimos informacijos. DNR molekulės laisvai išsidėsčiusios ląstelės citoplazmoje. Be to, juos supa apvalkalas.
Bakterijos yra mikroskopinio dydžio, todėl jas tiria mikrobiologija. Mokslininkai nustatė, kad prokariotai yra vienaląsčiai arba sudaro kolonijas. Jiems būdinga labai primityvi struktūra. Be branduolio, bakterijoms trūksta visų tipų plastidų, mitochondrijų ir lizosomų. Tačiau bet kuriuo atveju jų ląstelės gali atlikti įvairius gyvybiškai svarbius procesus. Jiems būdingas anaerobinis kvėpavimas nenaudojant deguonies, nelytinis dauginimasis, cistų susidarymas nepalankiomis sąlygomis.
Pagrindinės klasės
Klasifikacija grindžiama įvairiomis savybėmis, iš kurių viena yra ląstelių forma. Cocci yra apvalios formos, vibrijos yra kablelio formos, spirilės yra spiralės formos, bacilos yra lazdelės formos.
Be to, bakterijų klasifikavimas atliekamas atsižvelgiant į ląstelių struktūros ypatybes. Tikrosios veislės aplink savo ląstelę gali suformuoti gleivinę kapsulę. Be to, jie turi žvynelių. Melsvabakterijos turi fotosintezės procesą ir yra klasifikuojamos kaip kerpės.
Daugeliui bakterinių mikroorganizmų veislių būdingas polinkis į simbiozę, kuri yra abipusiai naudingas gyvenimas. Azotą fiksuojančios bakterijos nusėda ant ankštinių augalų šaknų ir formuoja mazgelius. Šie mikroorganizmai transformuoja atmosferos azotą, kuris yra svarbus visapusiškam pasėlių vystymuisi.
Valgymo būdai
Prokariotai yra organizmai, galintys maitintis bet kokiomis priemonėmis. Pavyzdžiui, purpurinės ir žalios spalvos bakterijoms būdingas autotrofinis mitybos tipas – dėka saulės energijos. Dėl plastidų buvimo jie skiriasi skirtingais atspalviais, tačiau visada apima chlorofilą.
Svarbu atsižvelgti į tai, kad bakterijų ir augalų fotosintezės procesas labai skiriasi. Pirmuoju atveju vanduo nėra privalomas reagentas. Vandenilis arba vandenilio sulfidas gali veikti kaip elektronų tiekėjas. Todėl šio proceso metu deguonis neišsiskiria.
Reikšminga bakterijų mikroorganizmų kategorija pasižymi heterotrofiniu mitybos tipu. Tai reiškia, kad jie naudoja paruoštus organinius elementus. Norėdami prisotinti bakterijas reikalingomis medžiagomis, jos naudoja negyvų organizmų liekanas. Tuo pačiu metu puvimo mikroorganizmai gali sukelti bet kokių organinių medžiagų skilimą. Jie taip pat vadinami saprotrofais.
Kai kurios augalų bakterijos gali patekti į simbiozę su kitais organizmais. Taigi, kartu su grybais, jie yra kerpių dalis. Tuo pačiu metu azotą fiksuojančios mazgelių bakterijos gali abipusiai naudingai sugyventi su ankštinių augalų šaknų sistema.
Kas yra chemotrofai
Svarbi kategorija, kuri išsiskiria maistinių medžiagų įsisavinimo tipu, yra chemotrofai. Jie yra mikroorganizmai, kurie laikomi autotrofų tipu. Šiuo atveju vietoj saulės energijos šios bakterijos naudoja įvairių elementų cheminės sąveikos energiją. Chemotrofai visų pirma apima azotą fiksuojančias bakterijas. Jie sukelia daugelio neorganinių junginių oksidaciją ir tuo pačiu aprūpina save reikiamu energijos kiekiu.
Azotą fiksuojančių bakterijų buveinė
Apskritai bakterijos yra visur. Tuo pačiu metu azotą fiksuojančios veislės gyvena dirvožemyje arba, tiksliau, ankštinių augalų šaknyse.
Kūno sandara
Mazgelių bakterijų funkcijos yra susijusios su jų sandara. Tokius mikroorganizmus galima pamatyti plika akimi. Jie nusėda ant ankštinių augalų ir javų šaknų sistemos ir prasiskverbia į augalus. Tokiu atveju susidaro sustorėjimai, kuriuose stebimi medžiagų apykaitos procesai.
Normaliam augalų funkcionavimui reikalingas azotas. Gamtoje yra pakankamai šio elemento. Pavyzdžiui, ore jo kiekis siekia 78%. Tačiau pasėliai negali absorbuoti šios medžiagos tokia forma. Azotą fiksuojantys mikroorganizmai sugeba sugerti azotą iš atmosferos. Po to jie paverčia šią medžiagą pasėliams prieinama forma.
Spektaklis
Norint geriau suprasti azotą fiksuojančių mikroorganizmų funkciją, verta apsvarstyti chemotrofinės bakterijos, vadinamos Azospirillum, pavyzdį. Šis organizmas gyvena ant javų augalų šaknų sistemos – kviečių ar miežių. Jis teisėtai užima pirmaujančią vietą tarp azoto gamintojų. Iš 1 hektaro pasėlių ploto šis organizmas išskiria iki 60 kilogramų šios medžiagos.
Azotą fiksuojančios bakterijos ankštiniuose augaluose yra rhizobitum, sinorizobium ir kt. Jie taip pat yra labai efektyvūs. Tokie augalai 1 hektare žemės gali pagaminti iki 390 kilogramų azoto. Ant daugiamečių ankštinių augalų susidaro bakterijos, pasižyminčios didžiausiu produktyvumu. Šis parametras siekia 560 kilogramų 1 hektarui pasėto ploto.
Gyvenimo bruožai
Atsižvelgiant į jų gyvybės procesų ypatybes, visus azotą fiksuojančius mikroorganizmus galima suskirstyti į dvi kategorijas. Pirmoji grupė laikoma nitrifikuojančia. Šiuo atveju medžiagų apykaitos procesai susideda iš cheminių virsmų grandinės. Šiuo atveju amonis paverčiamas nitritais, kurie yra azoto rūgšties druskos. Savo ruožtu nitritai virsta nitratais. Jie taip pat yra šio junginio druskos. Šioje formoje azotą geriau pasisavina pasėlių šaknys.
Antroji grupė vadinama denitrifikatoriais. Jie atlieka atvirkštinį procesą. Tokiu atveju dirvožemyje esantys nitratai virsta azoto dujomis. Dėl to stebima šios medžiagos cirkuliacija gamtoje.
Tarp gyvybės procesų taip pat verta pabrėžti reprodukciją. Tai atliekama dalijant ląsteles į dvi dalis. Daug rečiau tai įvyksta pumpurų atsiradimo metu. Bakteriniai mikroorganizmai gali daugintis ir lytiškai. Šis metodas vadinamas konjugacija, kurios metu keičiamasi genetine informacija.
Kadangi kultūros šaknys išskiria daug vertingų elementų, ant jų nusėda daug bakterijų. Jie augalų liekanas paverčia medžiagomis, kurias augalai gali pasisavinti.Dėl to aplink jį esantis dirvožemio sluoksnis yra apdovanotas ypatingomis savybėmis. Ji vadinama rizosfera.
Kaip bakterijos patenka į šaknį?
Yra keletas variantų, kaip bakterijų ląsteles įvesti į šaknies audinį. Taip nutinka dėl dengiančių audinių pažeidimo arba tose vietose, kur kaupiasi jaunos šaknų ląstelės. Chemotrofai taip pat gali prasiskverbti į pasėlius šaknų plaukų zonoje. Po to jie užsikrečia.
Dėl aktyvaus bakterijų ląstelių dalijimosi susidaro mazgeliai. Po to atsiranda infekcijos gijos, kurios ir toliau prasiskverbia į augalų audinius. Laikui bėgant čia susidaro speciali medžiaga, vadinama leghemoglobinu. Optimalaus aktyvumo stadijoje mazgeliai tampa rausvos spalvos. Taip yra dėl pigmento buvimo.
Svarba ekonomikoje
Žmonės jau seniai galėjo nustatyti, kad ankštinius augalus iškasus su žeme pagerės augalų produktyvumas. Tačiau esmė ne arimo procese. Toks dirvožemis yra geriau prisotintas azoto, kuris yra svarbus pasėlių vystymuisi. Štai kodėl azotą fiksuojančios bakterijos vadinamas nitratų fabriku.
Azotą fiksuojančios bakterijos yra svarbūs mikroorganizmai, aktyviai naudojami žemės ūkyje. Taip yra dėl jų gebėjimo gauti azotą iš oro ir paversti jį augalams prieinama forma.
