Mezgliņu baktērijas – nozīme dabā. Slāpekli fiksējošo baktēriju funkcijas un to mijiedarbība ar augiem

Pirmās augsnes baktērijas, kuras cilvēce pamanījusi, ir mezgliņi. No 13 tūkstošiem augu veido apmēram 1300 mezgliņu, un lauksaimniecībā tos izmanto 200. No tiem visiem ir pienākums fiksēt atmosfēras slāpekli. Augsnē uz mezgliņa mikroorganismi apmetas un vairojas – simbionti, kas aizstāj mēslojumu.

Kas ir mezgliņu baktērijas

Pēc vairāk nekā 2 tūkstošiem gadu zemnieki pamanīja, ka pēc pākšaugu kultivēšanas zemēm, kurām ir noplicināta augsne, ir slikta kultūra. Sekojoši mēģinājumi atklāt noslēpumu bija 1838. gadā: J.-B. Bussengo nolēma, ka pākšaugu lapas fiksē slāpekli, bet eksperimenti ar nelabvēlīgu ūdens vidi to neapstiprināja. 1901. gadā tika atklāts Azotobacter chroococcum (6 Azotobacter ģints sugas). Pirmās zāles, kuru pamatā bija “zemes” baktērijas Nitragin, tika izveidotas 1897. gadā.

Visas mezgliņu baktērijas ir mikroaerofili. Viņiem ir raksturīga stieņa / ovāla forma. Rhizobium (Rhizobiales) pieder tiem, kas spēj pārvērst slāpekļa gāzveida formu šķīstošajā, ko augi asimilē. Fakti:

1. Cik lielā mērā mikroorganismi ietekmē kultūru, tie tiek sadalīti aktīvos (efektīvi bagātina augsni), neaktīvos un neaktīvos (neefektīvos).
2. Kad mitruma nav, tie nevairojas, tāpēc sausā klimatā īpaši inficēti augi tiek ievesti dziļāk augsnē.
3. Visu slāpekļa fiksācijas pārstāvju reprodukcijai optimālā temperatūra ir 20-30 ° C, bet augšana turpinās 0-35 ° C temperatūrā. Vislabākā barotne (pH) ir neitrāla, aptuveni 6,5–7,1, bet skāba izraisa koloniju nāvi.
4. Pateicoties Maskavas Lauksaimniecības akadēmijas eksperimentiem, izrādījās, ka pat ja nav “donoru”, baktēriju materiāls neatstāj augsni līdz 50 gadu vecumam.
5. Mikroorganismi spēj izdzīvot pat apstākļos pēc atomu eksplozijas, iztur gamma un ultravioleto starojumu, saules starojumu, bet nevar uzturēties augstā temperatūrā.
6. Mikroorganismiem ir maksimāla vērtība sakņu attīstībā.

Mezgliņu baktēriju loma dabā

Papildus atmosfēras slāpekļa fiksēšanai mezgliņu baktēriju loma dabā ir ļoti liela. Reprodukcijas procesā viņi “iesaistās” vitamīnu, dabisko antibiotiku sintēzē, veicina saknes, pēc tam to virsmu attīstību. Ieguvums ir tas, ka augsnes baktērijas ir slāpekli fiksējošas, pateicoties simbiozei ar augiem:

• ir daļa no vielas cikla – slāpekļa;
• sintezē fitohormonus, stimulējot augu augšanu;
• var izmantot kā augsnes pašattīrīšanās veidu, kas piesārņots ar smagajiem metāliem ar mineralizējošiem faktoriem (dabiski / uzņēmumi);
• sadalās daži hlora savienojumi.

Pākšaugi un mezgliņu baktērijas

Kā pākšaugi un mezgliņu baktērijas mijiedarbojas? Pēc augu inficēšanas ražotāji no gaisa absorbē slāpekli, pārveidojot to savienojumā, kas piemērots ne tikai parazīta, bet arī “saimnieka” barošanai. Ir vairākas teorijas par to, kā atsevišķi elementi veido baktēriju mezgliņus. Augi ir inficēti:

• caur audu bojājumiem;
• iespiešanās caur sakņu matiņiem;
• iespiešanās caur jaunām saknes saknēm;
• pateicoties pavadošajām baktērijām.

Rhizobium ģints simbiotiskās baktērijas, iekļūstot saknē, pārvietojas uz tā audiem, viegli pārvarot starpšūnu telpu grupās vai atsevišķās šūnās (kā lupīnā). Biežāk šūna reprodukcijas laikā veido infekcijas pavedienus (auklas, kolonijas). To skaits ir atkarīgs no auga veida. Bieži izplatīti infekcijas pavedieni, kas veido vienu mezgliņu.

Slāpekļa fiksācija ar baktērijām

Slāpekļa piestiprināšanas baktērijām vērtība ir milzīga: tā ne tikai atjauno augsni, bet arī ļauj iegūt bagātīgākas kultūras nekā humuss vai ķīmiskais mēslojums. Vielas un slāpekļa fiksētāja mijiedarbība notiek:

• Azotobaktērijās (“autonomi”, kuriem nav nepieciešama auga klātbūtne) – fermenti, pateicoties šūnā esošajam skābeklim;
• Rhizobium (mezgliņu baktērijas) – tikai magnija, sēra, dzelzs klātbūtnē.

Slāpekļa fiksācijas augi

Augi grupē sugas, kurās ir sadalītas slāpekli fiksējošās baktērijas. Lauksaimniecībā viņi ņem vērā, ka pākšaugi nav vienīgie dabiskā mēslojuma “īpašnieki”, kas palīdz absorbēt atmosfēras slāpekli. Citi augi, kas pievilcīgi piestiprina slāpekli, ir, piemēram:

• āboliņš;
• lucerna;
• āboliņš;
• pupas, zirņi (ne tikai ēdiens, bet arī govs), vīķis, rangs;
• sojas pupas;
• lupīna un seradella.