Dušik se smatra jednim od najvažnijih kemijskih elemenata koji utječe na razvoj poljoprivrednih biljaka. Ova tvar utječe na proces fotosinteze i količinu klorofila u usjevima. U isto vrijeme, fiksacija dušika je važan poljoprivredni proces. Međutim, primjena dušika u obliku gnojiva ne smatra se jedinim rješenjem. Upotreba bakterija koje fiksiraju dušik smatra se vrlo učinkovitom opcijom.
Što su bakterije
Ovaj pojam odnosi se na predstavnike kraljevstva žive prirode, koji predstavljaju kategoriju prokariota. Oni su organizmi čije stanice ne sadrže jezgru. Međutim, to ne znači da su takvi organizmi potpuno lišeni nasljednih informacija. Molekule DNA slobodno se nalaze u citoplazmi stanice. Osim toga, okruženi su školjkom.
Bakterije su mikroskopske veličine, pa ih mikrobiologija proučava. Istraživači su utvrdili da su prokarioti jednostanični ili da tvore kolonije. Karakterizira ih vrlo primitivna struktura. Osim jezgre, bakterijama nedostaju sve vrste plastida, mitohondrija i lizosoma. Međutim, u svakom slučaju, njihove stanice su sposobne provoditi niz vitalnih procesa. Karakterizira ih anaerobno disanje bez upotrebe kisika, nespolno razmnožavanje i stvaranje cista u nepovoljnim uvjetima.
Glavne klase
Klasifikacija se temelji na različitim karakteristikama, od kojih je jedna oblik stanica. Koki su okruglog oblika, vibriji su u obliku zareza, spirile su spiralne, a bacili su štapićasti.
Osim toga, klasifikacija bakterija provodi se uzimajući u obzir karakteristike stanične strukture. Prave sorte mogu formirati mukoznu kapsulu oko svoje stanice. Osim toga, imaju flagele. Cijanobakterije imaju proces fotosinteze i svrstavaju se u lišajeve.
Mnoge vrste bakterijskih mikroorganizama karakterizira sklonost simbiozi, što je obostrano koristan suživot. Bakterije koje fiksiraju dušik talože se na korijenima mahunarki i stvaraju kvržice. Ovi mikroorganizmi transformiraju atmosferski dušik, što je važno za puni razvoj usjeva.
Metode prehrane
Prokarioti su organizmi koji se mogu hraniti na bilo koji način. Na primjer, ljubičaste i zelene bakterije karakteriziraju autotrofni tip prehrane - zahvaljujući korištenju sunčeve energije. Zbog prisutnosti plastida, razlikuju se u različitim nijansama, ali uvijek uključuju klorofil.
Važno je uzeti u obzir da se proces fotosinteze kod bakterija i biljaka bitno razlikuje. U prvom slučaju voda nije obavezan reagens. Vodik ili sumporovodik mogu djelovati kao dobavljač elektrona. Stoga se tijekom ovog procesa ne oslobađa kisik.
Značajnu kategoriju bakterijskih mikroorganizama karakterizira heterotrofni tip prehrane. To znači da koriste gotove organske elemente. Za zasićenje bakterija potrebnim tvarima koriste se ostaci mrtvih organizama. Istodobno, truležni mikroorganizmi mogu dovesti do razgradnje bilo koje organske tvari. Nazivaju se i saprotrofi.
Neke biljne bakterije sposobne su ući u simbiozu s drugim organizmima. Tako zajedno s gljivama ulaze u sastav lišajeva. Istodobno, kvržične bakterije koje fiksiraju dušik sposobne su za obostrano koristan suživot s korijenskim sustavom mahunarki.
Tko su kemotrofi
Važna kategorija, koja se razlikuje po vrsti apsorpcije hranjivih tvari, smatra se kemotrofima. Oni su mikroorganizmi koji se smatraju vrstom autotrofa. U ovom slučaju, umjesto sunčeve energije, ove bakterije koriste energiju kemijske interakcije različitih elemenata. Kemotrofi posebno uključuju bakterije koje vežu dušik. Oni uzrokuju oksidaciju niza anorganskih spojeva i pritom sami sebi osiguravaju potrebnu količinu energije.
Stanište bakterija koje fiksiraju dušik
Općenito, bakterije su sveprisutne. Istodobno, vrste koje fiksiraju dušik žive u tlu, točnije, na korijenima mahunarki.
Građa tijela
Funkcije kvržičnih bakterija povezane su s njihovom građom. Takvi se mikroorganizmi mogu vidjeti golim okom. Nastanjuju se na korijenskom sustavu mahunarki i žitarica i prodiru u biljke. U tom slučaju nastaju zadebljanja u kojima se promatraju metabolički procesi.
Biljke trebaju dušik za normalno funkcioniranje. Priroda sadrži dovoljnu količinu ovog elementa. Na primjer, u zraku njegova količina doseže 78%. Međutim, usjevi ne mogu apsorbirati ovu tvar u ovom obliku. Mikroorganizmi koji vežu dušik sposobni su apsorbirati dušik iz atmosfere. Nakon čega tu tvar pretvaraju u oblik koji je dostupan usjevima.
Izvođenje
Kako bismo bolje razumjeli funkciju mikroorganizama koji vežu dušik, vrijedi razmotriti primjer kemotrofne bakterije nazvane Azospirillum. Ovaj organizam živi na korijenskom sustavu žitarica - pšenice ili ječma. S pravom zauzima vodeću poziciju među proizvođačima dušika. Ovaj organizam oslobađa do 60 kilograma ove tvari po 1 hektaru površine usjeva.
Bakterije koje vežu dušik u mahunarkama uključuju rhizobitum, sinorizobium i druge. Također su vrlo učinkoviti. Takve biljke mogu proizvesti do 390 kilograma dušika po 1 hektaru zemlje. Na višegodišnjim mahunarkama formiraju se bakterije koje se odlikuju maksimalnom produktivnošću. Ovaj parametar doseže 560 kilograma po 1 hektaru zasijane površine.
Značajke života
Ovisno o karakteristikama njihovih životnih procesa, svi mikroorganizmi koji fiksiraju dušik mogu se grupirati u dvije kategorije. Prva skupina se smatra nitrificirajućom. U ovom slučaju, metabolički procesi sastoje se od lanca kemijskih transformacija. U ovom slučaju, amonij se pretvara u nitrite, koji su soli dušične kiseline. S druge strane, nitriti se pretvaraju u nitrate. Oni su također soli ovog spoja. U ovom obliku, dušik bolje apsorbira korijenje usjeva.
Druga skupina naziva se denitrifikatorima. Oni provode obrnuti proces. U tom slučaju nitrati prisutni u tlu pretvaraju se u dušik. Kao rezultat toga, opaža se kruženje ove tvari u prirodi.
Među životnim procesima valja istaknuti i reprodukciju. Provodi se dijeljenjem stanica na dva dijela. Mnogo rjeđe se to događa pupanjem. Bakterijski mikroorganizmi mogu se razmnožavati i spolno. Ova se metoda naziva konjugacija, tijekom koje se razmjenjuju genetske informacije.
Budući da korijenje kulture izlučuje veliki broj vrijednih elemenata, na njih se smjesti mnogo bakterija. Oni pretvaraju biljne ostatke u tvari koje biljke mogu apsorbirati.Kao rezultat toga, sloj tla oko njega je obdaren posebnim karakteristikama. Naziva se rizosfera.
Kako bakterije ulaze u korijen?
Postoji nekoliko mogućnosti za uvođenje bakterijskih stanica u tkivo korijena. To se događa kao posljedica oštećenja pokrovnih tkiva ili u područjima gdje se nakupljaju mlade stanice korijena. Kemotrofi također mogu prodrijeti u usjeve u zoni korijenske dlake. Nakon čega se zaraze.
Kao rezultat aktivne podjele bakterijskih stanica nastaju čvorovi. Nakon toga pojavljuju se niti infekcije koje nastavljaju prodirati u biljno tkivo. S vremenom se ovdje stvara posebna tvar leghemoglobin. U fazi optimalne aktivnosti čvorovi postaju ružičasti. To je zbog prisutnosti pigmenta.
Važnost u gospodarstvu
Ljudi su odavno mogli utvrditi da će se produktivnost biljaka poboljšati ako iskopate mahunarke sa zemljom. Međutim, poanta nije proces oranja. Takvo je tlo bolje zasićeno dušikom, što je važno za razvoj usjeva. Iz tog razloga bakterije koje fiksiraju dušik nazvana tvornica nitrata.
Bakterije koje fiksiraju dušik važni su mikroorganizmi koji se aktivno koriste u poljoprivredi. To je zbog njihove sposobnosti dobivanja dušika iz zraka i pretvaranja u oblik pristupačan biljkama.
