Batteri azotofissatori: cosa sono e le principali classi, importanza nell'economia
L'azoto è considerato uno degli elementi chimici più importanti che influisce sullo sviluppo delle piante agricole. Questa sostanza influenza il processo di fotosintesi e la quantità di clorofilla nelle colture. Allo stesso tempo, la fissazione dell'azoto è un importante processo agricolo. Tuttavia, l'applicazione di azoto sotto forma di fertilizzanti non è considerata l'unica soluzione. Un'opzione molto efficace è l'uso di batteri che fissano l'azoto.
Cosa sono i batteri
Questo termine si riferisce ai rappresentanti del regno della fauna selvatica, che sono una categoria di procarioti.Sono organismi le cui cellule non contengono un nucleo. Tuttavia, ciò non significa che tali organismi siano completamente privi di informazioni ereditarie. Le molecole di DNA si trovano liberamente nel citoplasma cellulare. Inoltre, sono circondati da una conchiglia.
I batteri sono di dimensioni microscopiche e quindi sono studiati dalla microbiologia. I ricercatori hanno stabilito che i procarioti sono unicellulari o si uniscono in colonie. Sono caratterizzati da una struttura molto primitiva. Oltre al nucleo, i batteri mancano di tutti i tipi di plastidi, mitocondri e lisosomi. Tuttavia, in ogni caso, le loro cellule sono in grado di eseguire una varietà di processi vitali. Sono caratterizzati da respirazione anaerobica senza uso di ossigeno, riproduzione asessuata, formazione di cisti in condizioni avverse.
Classi principali
La classificazione si basa su varie caratteristiche, una delle quali è la forma delle celle. I cocchi sono di forma rotonda, i vibrioni sono a forma di virgola, gli spirilli sono a forma di spirale e i bacilli sono a forma di bastoncino.
Inoltre, la classificazione dei batteri viene effettuata tenendo conto delle peculiarità della struttura cellulare. Le vere specie possono formare una capsula viscida attorno alla loro cellula. Inoltre, hanno flagelli. I cianobatteri hanno un processo di fotosintesi e appartengono ai licheni.
Molte varietà di microrganismi batterici sono inclini alla simbiosi, che è una convivenza reciprocamente vantaggiosa. I batteri che fissano l'azoto si insediano sulle radici dei legumi e formano noduli. Questi microrganismi trasformano l'azoto atmosferico, importante per il pieno sviluppo delle colture.
Metodi alimentari
I procarioti sono organismi che possono mangiare in qualsiasi modo. Ad esempio, i batteri viola e verdi si distinguono per un tipo di alimentazione autotrofica, grazie all'uso dell'energia solare. A causa della presenza di plastidi, differiscono in diverse tonalità, ma includono necessariamente la clorofilla.
È importante considerare che il processo di fotosintesi nei batteri e nelle piante è significativamente diverso. Nel primo caso, l'acqua non è un reagente obbligatorio. L'idrogeno o l'idrogeno solforato possono fungere da fornitori di elettroni. Pertanto, l'ossigeno non viene rilasciato durante tale processo.
Una categoria significativa di microrganismi batterici si distingue per un tipo di nutrizione eterotrofico. Ciò significa che usano elementi organici già pronti. Per saturare le sostanze necessarie, i batteri usano i resti di organismi morti. Allo stesso tempo, i microrganismi putrefattivi possono portare alla decomposizione di qualsiasi materia organica. Sono anche chiamati saprotrofi.
I singoli batteri delle piante sono in grado di entrare in simbiosi con altri organismi. Quindi, insieme ai funghi, fanno parte dei licheni. Allo stesso tempo, i batteri noduli che fissano l'azoto sono in grado di coesistere reciprocamente benefica con l'apparato radicale dei legumi.
Chi sono i chemiotrofi
Una categoria importante che si distingue per il tipo di assorbimento dei nutrienti sono i chemiotrofi. Sono microrganismi considerati uno dei tipi di autotrofi. Allo stesso tempo, invece dell'energia solare, questi batteri usano l'energia della relazione chimica di vari elementi. I chemiotrofi includono batteri che fissano l'azoto. Causano l'ossidazione di numerosi composti inorganici e allo stesso tempo si forniscono la quantità necessaria di energia.
Habitat per batteri azotofissatori
In generale, i batteri sono onnipresenti. Allo stesso tempo, le varietà azotofissatrici vivono nel terreno, o più precisamente, sulle radici dei legumi.
Struttura corporea
Le funzioni dei batteri noduli sono legate alla loro struttura. Questi microrganismi possono essere visti ad occhio nudo. Si depositano sull'apparato radicale di legumi e cereali e penetrano nelle piante. In questo caso si formano ispessimenti in cui si osservano processi metabolici.
Opinione di un espertoZarechny Maxim ValerievichAgronomo con 12 anni di esperienza. Il nostro miglior esperto di giardinaggio.Fai una domandaVa notato che i batteri che fissano l'azoto appartengono alla categoria dei mutualisti. Ciò significa che la loro coesistenza con altri microrganismi è considerata reciprocamente vantaggiosa. Nel processo di fotosintesi, la pianta produce glucosio, necessario per i processi vitali. I microrganismi batterici non sono in grado di farlo, perché ricevono lo zucchero dai legumi in forma finita.Le piante hanno bisogno di azoto per una vita normale. La natura contiene una quantità sufficiente di questo elemento. Ad esempio, nell'aria la sua quantità raggiunge il 78%. Tuttavia, le culture non possono assorbire questa sostanza in questa forma. I microrganismi che fissano l'azoto sono in grado di assorbire l'azoto dall'atmosfera. Quindi trasformano questa sostanza in una forma disponibile per le colture.
Performance
Per comprendere meglio la funzione dei microrganismi che fissano l'azoto, consideriamo l'esempio di un batterio chemotrofico chiamato azospirillum.Questo organismo vive sull'apparato radicale delle piante di cereali: grano o orzo. Occupa giustamente una posizione di primo piano tra i produttori di azoto. Per 1 ettaro di superficie seminata, questo organismo fornisce fino a 60 chilogrammi di questa sostanza.
I batteri che fissano l'azoto nei legumi includono rizobitum, synorhysobium e altri. Sono anche ad alte prestazioni. Tali piante sono in grado di produrre fino a 390 chilogrammi di azoto per 1 ettaro di terreno. Sui legumi perenni si formano batteri caratterizzati dalla massima produttività. Questo parametro raggiunge i 560 chilogrammi per 1 ettaro di superficie seminata.
Caratteristiche della vita
A seconda delle caratteristiche dei processi vitali, tutti i microrganismi che fissano l'azoto possono essere raggruppati in due categorie. Il primo gruppo è considerato nitrificante. In questo caso, i processi metabolici consistono in una catena di trasformazioni chimiche.In questo caso, l'ammonio viene convertito in nitriti, che sono sali dell'acido nitrico. A loro volta, i nitriti vengono convertiti in nitrati. Sono anche sali di questo composto. In questa forma, l'azoto viene assorbito meglio dalle radici delle colture.
Il secondo gruppo è chiamato denitrificanti. Fanno il processo inverso. Allo stesso tempo, i nitrati presenti nel terreno vengono trasformati in azoto gassoso. Di conseguenza, si osserva il ciclo di questa sostanza in natura.
Tra i processi vitali, vale anche la pena evidenziare la riproduzione. Si effettua per divisione cellulare in due. Molto meno spesso, ciò avviene in erba. Inoltre, i microrganismi batterici possono riprodursi sessualmente. Questo metodo è chiamato coniugazione, durante il quale vengono scambiate informazioni genetiche.
Poiché le radici della coltura secernono un gran numero di elementi preziosi, molti batteri si depositano su di esse. Trasformano i residui vegetali in sostanze che le piante possono assorbire.Di conseguenza, lo strato di terreno circostante è dotato di caratteristiche speciali. La chiamano rizosfera.
Come i batteri arrivano alla radice
Esistono diverse opzioni per introdurre cellule batteriche nei tessuti radicali. Ciò accade a seguito di danni ai tessuti tegumentari o in aree di accumulo di giovani cellule radicali. Inoltre, i chemiotrofi possono penetrare nelle colture nella zona dei peli radicali. Quindi vengono infettati.
Come risultato della divisione attiva delle cellule batteriche, si formano noduli. Successivamente compaiono fili infettivi che continuano a penetrare nei tessuti vegetali. Nel tempo, qui si forma una sostanza speciale, chiamata legoglobina. Nella fase di comparsa dell'attività ottimale, i noduli diventano rosa. Ciò è dovuto alla presenza di pigmento.
Il valore in casa
Le persone hanno da tempo stabilito che se si scavano legumi con il terreno, i raccolti delle piante miglioreranno.Tuttavia, l'essenza non è nel processo di aratura. Tale terreno è meglio saturo di azoto, che è importante per lo sviluppo delle colture. Ecco perché i batteri che fissano l'azoto sono chiamati la fabbrica dei nitrati.
I batteri che fissano l'azoto sono microrganismi importanti utilizzati attivamente in agricoltura. Ciò è dovuto alla loro capacità di ottenere azoto dall'aria e trasformarlo in una forma disponibile per le piante.
