Lämmastikku peetakse üheks olulisemaks keemiliseks elemendiks, mis mõjutab põllumajandustaimede arengut. See aine mõjutab fotosünteesi protsessi ja klorofülli kogust põllukultuurides. Samal ajal on lämmastiku sidumine oluline põllumajandusprotsess. Kuid lämmastiku andmist väetiste kujul ei peeta ainsaks lahenduseks. Väga tõhusaks võimaluseks peetakse lämmastikku siduvate bakterite kasutamist.
Mis on bakterid
See termin viitab eluslooduse kuningriigi esindajatele, kes esindavad prokarüootide kategooriat. Need on organismid, mille rakud ei sisalda tuuma. See aga ei tähenda, et sellistel organismidel puudub täielikult pärilik teave. DNA molekulid paiknevad vabalt raku tsütoplasmas. Lisaks on neid ümbritsetud kestaga.
Bakterid on mikroskoopilise suurusega ja seetõttu uurib neid mikrobioloogia. Teadlased on kindlaks teinud, et prokarüootid on üherakulised või moodustavad kolooniaid. Neid iseloomustab väga primitiivne struktuur. Lisaks tuumale puuduvad bakteritel kõik tüüpi plastiidid, mitokondrid ja lüsosoomid. Kuid igal juhul on nende rakud võimelised läbi viima mitmesuguseid elutähtsaid protsesse. Neid iseloomustab anaeroobne hingamine ilma hapnikku kasutamata, mittesuguline paljunemine ja tsüstide moodustumine ebasoodsates tingimustes.
Peamised klassid
Klassifikatsioon põhineb erinevatel omadustel, millest üks on rakkude kuju. Kookid on ümara kujuga, vibrioonid on komakujulised, spirillad on spiraalikujulised ja batsillid on vardakujulised.
Lisaks sellele viiakse bakterite klassifitseerimine läbi, võttes arvesse rakustruktuuri omadusi. Tõelised sordid võivad moodustada oma raku ümber limaskestade kapsli. Lisaks on neil lipud. Tsüanobakteritel on fotosünteesi protsess ja need liigitatakse samblikeks.
Paljusid bakteriaalsete mikroorganismide sorte iseloomustab kalduvus sümbioosile, mis on vastastikku kasulik kooselu. Lämmastikku siduvad bakterid settivad kaunviljade juurtele ja moodustavad mügarikke. Need mikroorganismid muudavad õhulämmastikku, mis on oluline põllukultuuride täielikuks arenguks.
Toitumismeetodid
Prokarüootid on organismid, mis suudavad end toita mis tahes viisil. Näiteks lillasid ja rohelisi baktereid iseloomustab autotroofne toitumistüüp – tänu päikeseenergia kasutamisele. Plastiidide olemasolu tõttu erinevad need erinevatest toonidest, kuid sisaldavad alati klorofülli.
Oluline on arvestada, et fotosünteesi protsess bakterites ja taimedes on oluliselt erinev. Esimesel juhul ei ole vesi kohustuslik reagent. Vesinik või vesiniksulfiid võivad toimida elektronide tarnijana. Seetõttu ei eraldu selle protsessi käigus hapnikku.
Märkimisväärset bakteriaalsete mikroorganismide kategooriat iseloomustab heterotroofne toitumine. See tähendab, et nad kasutavad valmis orgaanilisi elemente. Bakterite küllastamiseks vajalike ainetega kasutavad nad surnud organismide jäänuseid. Samal ajal võivad putrefaktiivsed mikroorganismid põhjustada mistahes orgaanilise aine lagunemist. Neid nimetatakse ka saprotroofideks.
Mõned taimebakterid on võimelised astuma sümbioosi teiste organismidega. Seega kuuluvad nad koos seentega samblike hulka. Samal ajal on lämmastikku siduvad mügarbakterid võimelised kaunviljade juurestikuga vastastikku kasulikult kooseksisteerima.
Kes on kemotroofid
Oluliseks kategooriaks, mida eristab toitainete imendumise tüüp, peetakse kemotroofe. Need on mikroorganismid, mida peetakse autotroofide tüübiks. Sel juhul kasutavad need bakterid päikeseenergia asemel erinevate elementide keemilise koostoime energiat. Kemotroofide hulka kuuluvad eelkõige lämmastikku siduvad bakterid. Need põhjustavad mitmete anorgaaniliste ühendite oksüdeerumist ja samal ajal varustavad end vajaliku koguse energiaga.
Lämmastikku siduvate bakterite elupaik
Üldiselt on bakterid kõikjal. Samal ajal elavad lämmastikku siduvad sordid mullas ehk täpsemalt kaunviljade juurtel.
Keha struktuur
Sõlmebakterite funktsioonid on seotud nende struktuuriga. Selliseid mikroorganisme võib näha palja silmaga. Nad asetuvad kaunviljade ja teraviljade juurestikule ning tungivad taimedesse. Sel juhul moodustuvad paksenemised, milles täheldatakse ainevahetusprotsesse.
Taimed vajavad normaalseks toimimiseks lämmastikku. Loodus sisaldab seda elementi piisavas koguses. Näiteks õhus ulatub selle kogus 78% -ni. Kuid põllukultuurid ei suuda seda ainet sellisel kujul omastada. Lämmastikku siduvad mikroorganismid on võimelised absorbeerima lämmastikku atmosfäärist. Pärast seda muudavad nad selle aine põllukultuuridele kättesaadavaks vormiks.
Esitus
Lämmastikku siduvate mikroorganismide funktsiooni paremaks mõistmiseks tasub kaaluda kemotroofse bakteri Azospirillum näidet. See organism elab teraviljataimede - nisu või odra - juurestikus. Sellel on õigustatult lämmastikutootjate seas juhtpositsioon. See organism eraldab kuni 60 kilogrammi seda ainet 1 hektari põllupinna kohta.
Kaunviljades leiduvate lämmastikku siduvate bakterite hulka kuuluvad risobitum, sinorisoobium jt. Need on ka väga tõhusad. Sellised taimed on võimelised tootma kuni 390 kilogrammi lämmastikku 1 hektari maa kohta. Mitmeaastastel kaunviljadel moodustuvad bakterid, mida iseloomustab maksimaalne produktiivsus. See parameeter ulatub 560 kilogrammini 1 hektari külvipinna kohta.
Elu omadused
Sõltuvalt nende eluprotsesside omadustest võib kõik lämmastikku siduvad mikroorganismid rühmitada kahte kategooriasse. Esimest rühma peetakse nitrifitseerivaks. Sel juhul koosnevad ainevahetusprotsessid keemiliste transformatsioonide ahelast. Sel juhul muundatakse ammoonium nitrititeks, mis on lämmastikhappe soolad. Nitritid muudetakse omakorda nitraatideks. Need on ka selle ühendi soolad. Sellisel kujul omastab lämmastikku paremini põllukultuuride juured.
Teist rühma nimetatakse denitrifikaatoriteks. Nad viivad läbi vastupidise protsessi. Sel juhul muudetakse pinnases leiduvad nitraadid lämmastikgaasiks. Selle tulemusena täheldatakse selle aine ringlust looduses.
Eluprotsessidest tasub esile tõsta ka paljunemist. See viiakse läbi rakkude jagamisel kaheks. Palju harvemini juhtub see pungudes. Bakteriaalsed mikroorganismid võivad paljuneda ka sugulisel teel. Seda meetodit nimetatakse konjugeerimiseks, mille käigus vahetatakse geneetilist teavet.
Kuna kultuuri juured eritavad palju väärtuslikke elemente, satub neile palju baktereid. Nad muudavad taimejäägid aineteks, mida taimed saavad omastada.Selle tulemusena on seda ümbritsev mullakiht eriomadustega. Seda nimetatakse risosfääriks.
Kuidas bakterid juurtesse satuvad?
Bakterirakkude juurekoesse viimiseks on mitu võimalust. See juhtub kattekudede kahjustuse tagajärjel või piirkondades, kus kogunevad noored juurrakud. Kemotroofid võivad tungida ka juurekarva tsooni põllukultuuridesse. Pärast seda nad nakatuvad.
Bakterirakkude aktiivse jagunemise tulemusena moodustuvad sõlmed. Pärast seda ilmuvad nakkusniidid, mis jätkavad taimekudedesse tungimist. Aja jooksul moodustub siin spetsiaalne aine, mida nimetatakse leghemoglobiiniks. Optimaalse aktiivsuse staadiumis muutuvad sõlmed roosaks. See on tingitud pigmendi olemasolust.
Tähtsus majanduses
Inimesed on juba ammu suutnud kindlaks teha, et kui kaevata kaunviljad koos mullaga üles, paraneb taimede tootlikkus. Asi pole aga kündmisprotsessis. Selline muld on paremini küllastunud lämmastikuga, mis on oluline põllukultuuride arenguks. Sellepärast lämmastikku siduvad bakterid nimetatakse nitraaditehaseks.
Lämmastikku siduvad bakterid on olulised mikroorganismid, mida kasutatakse aktiivselt põllumajanduses. See on tingitud nende võimest saada õhust lämmastikku ja muuta see taimedele kättesaadavaks vormiks.
