Бульбочкові бактерії - значення в природі. Функції азотфіксуючих бактерій і їх взаємодію з рослинами
Перші ґрунтові бактерії, які помітило людство – бульбочкові. З 13 тис. рослин формують бульбу близько 1300, а в сільському господарстві використовуються 200. З них всі володіють функцією фіксувати атмосферний азот. У ґрунті на клубеньке поселяються та розмножуються мікроорганізми – симбионты, які замінюють добрива.
Що таке бульбочкові бактерії
Більше 2 тис. років тому землероби помітили, що бідні, що виробили ресурс грунту дають врожаї після обробітку на них бобових культур. Наступні спроби розкрити секрет були в 1838 р.: Ж.-Б. Буссенго вирішив, що листя бобових фіксують азот, однак досліди з несприятливим водним середовищем не підтвердили це. В 1901 р. була відкрита Azotobacter chroococcum (6 видів з роду азотобактер). Перший препарат на основі «земляних» бактерій Нітрагін був створений в 1897-м.
Всі бульбочкові бактерії – це микроаэрофилы. Їм властива палочковидная/овальна форма. Відносяться Rhizobium (Rhizobiales) до здатним переводити газоподібну форму азоту засвоюється рослинами – розчинну. Факти:
- По тому, наскільки мікроорганізми впливають на врожай, їх поділяють на активні (ефективно збагачують грунт), малоактивні і неактивні (неефективні).
- Коли немає вологи, вони не розмножуються, тому при посушливому кліматі спеціально заражені рослини вводять в грунт глибше.
- Оптимальна температура для розмноження всіх представників азотфіксуючих – 20-30°С, але зростання триває і при 0-35°С. Краща середовище (pH) – нейтральна, близько 6,5-7,1, а ось кисла викликає загибель колоній.
- Завдяки дослідам Московської сільгоспакадемії з'ясувалося, що навіть за умови відсутності «донорів» бактеріальний матеріал не покидає грунт до 50 років.
- Мікроорганізми здатні пережити навіть умови після атомного вибуху, витримати гамма-випромінювання і ультрафіолет, сонячну радіацію, але не можуть жити при високій температурі.
- Максимальне значення мікроорганізми мають для розвитку кореня.
![](http://cdn.paralleli.if.ua/photos/12122/12122-1166111-eyy.jpg)
Роль бульбочкових бактерій у природі
Крім фіксації атмосферного азоту роль бульбочкових бактерій у природі дуже велика. В процесі розмноження вони «займаються» синтезом вітамінів, природних антибіотиків, що сприяють розвитку спочатку кореня, а потім і бадилля. Користь полягає в тому, що грунтові бактерії азотфіксуючої типу за рахунок симбіозу з рослинами:
- є частиною кругообігу речовини – азоту;
- синтезують фітогормони, стимулюючи зростання рослин;
- можуть використовуватися як спосіб самоочищення забруднених важкими металами ґрунтів при минерализующих чинників (природних/підприємствах);
- розкладають деякі хлорвмісні сполуки.
Бобові рослини і бульбочкові бактерії
Як взаємодіють бобові рослини і бульбочкові бактерії? Після зараження рослини продуценти засвоюють азот з повітря, перетворюючи його в з'єднання, придатне для харчування не тільки паразита, але й для «господаря». Є кілька теорій про те, як окремі елементи утворюють бактеріальні бульбочки. Відбувається зараження рослин:
- через пошкодження тканин;
- проникненням через кореневі волоски;
- впровадженням через молоді верхівки кореня;
- завдяки бактеріям-супутницям.
Симбіотичні бактерії роду Ризобіум, проникнувши в корінь, переміщуються в його тканини, легко долаючи міжклітинний простір групами або поодинокими клітинами (як у люпина). Частіше ж клітка при розмноженні утворюють інфекційні нитки (тяжі, колонії). Їх кількість розрізняється за типами рослин. Часто зустрічаються загальні нитки зараження, формують один бульбу.
![](http://cdn.paralleli.if.ua/photos/12122/12122-3971399-ehrehr.jpg)
Фіксація азоту бактеріями
Цінність, яку являє фіксація азоту бактеріями, величезна: це не тільки відновлює грунт, але і дозволяє отримувати більш багаті врожаї, ніж на перегної або хімічних добривах. Відбувається взаємодія речовини і азотфиксатора:
- у Azotobacter («автономних», не потребують наявності рослини) – ферментами, за рахунок кисню в клітині;
- у Rhizobium (бульбочкові бактерії) – лише в присутності магнію, сірки, заліза.
![](http://cdn.paralleli.if.ua/photos/12122/12122-3548506-rtutr.jpg)
Азотофіксуючі рослини
По рослинам групуються види, на які поділяються азотофіксуючі бактерії. У сільському господарстві враховують, що бобові – не єдині «господарі» природних добрив, які допомагають засвоювати атмосферний азот. Інші привабливі для азотфіксуючих рослини – це, як приклад:
- буркун;
- люцерна;
- конюшина;
- квасоля, горох (не тільки харчової, але і коров'ячий), вика, чина;
- соя;
- люпин і сераделла.
Відео: бульбочкові рослини
КФК «Бджілка», Олексій Русков про благотворний вплив бульбочкових бактерій на вирощування люпинів