Stikstof wordt beschouwd als een van de belangrijkste chemische elementen die de ontwikkeling van landbouwgewassen beïnvloeden. Deze stof beïnvloedt het fotosyntheseproces en de hoeveelheid chlorofyl in gewassen. Tegelijkertijd is stikstofbinding een belangrijk landbouwproces. Het toepassen van stikstof in de vorm van meststoffen wordt echter niet als de enige oplossing gezien. Het gebruik van stikstofbindende bacteriën wordt als een zeer effectieve optie beschouwd.
Wat zijn bacteriën
Deze term verwijst naar vertegenwoordigers van het koninkrijk van de levende natuur, die de categorie prokaryoten vertegenwoordigen. Het zijn organismen waarvan de cellen geen kern bevatten. Dit betekent echter niet dat dergelijke organismen volledig verstoken zijn van erfelijke informatie. DNA-moleculen bevinden zich vrij in het celcytoplasma. Bovendien zijn ze omgeven door een schaal.
Bacteriën zijn microscopisch klein en daarom bestudeert de microbiologie ze. Onderzoekers hebben vastgesteld dat prokaryoten eencellig zijn of kolonies vormen. Ze worden gekenmerkt door een zeer primitieve structuur. Naast de kern missen bacteriën alle soorten plastiden, mitochondriën en lysosomen. Hoe dan ook zijn hun cellen in staat een verscheidenheid aan vitale processen uit te voeren. Ze worden gekenmerkt door anaërobe ademhaling zonder gebruik van zuurstof, aseksuele voortplanting en cystevorming onder ongunstige omstandigheden.
Hoofdklassen
De classificatie is gebaseerd op verschillende kenmerken, waaronder de vorm van de cellen. Kokken zijn rond van vorm, vibrios zijn kommavormig, spirilla's zijn spiraalvormig en bacillen zijn staafvormig.
Bovendien wordt de classificatie van bacteriën uitgevoerd rekening houdend met de kenmerken van de cellulaire structuur. Echte variëteiten kunnen een slijmcapsule rond hun cel vormen. Bovendien hebben ze flagella. Cyanobacteriën hebben het proces van fotosynthese en worden geclassificeerd als korstmossen.
Veel variëteiten van bacteriële micro-organismen worden gekenmerkt door een neiging tot symbiose, wat een wederzijds voordelige samenwoning is. Stikstofbindende bacteriën nestelen zich op de wortels van peulvruchten en vormen knobbeltjes. Deze micro-organismen transformeren stikstof uit de lucht, wat belangrijk is voor de volledige ontwikkeling van gewassen.
Eetmethoden
Prokaryoten zijn organismen die zichzelf op welke manier dan ook kunnen voeden. Paarse en groene bacteriën worden bijvoorbeeld gekenmerkt door een autotrofe voeding – dankzij het gebruik van zonne-energie. Door de aanwezigheid van plastiden verschillen ze in verschillende tinten, maar bevatten ze altijd chlorofyl.
Het is belangrijk om te bedenken dat het fotosyntheseproces bij bacteriën en planten aanzienlijk verschilt. In het eerste geval is water geen verplicht reagens. Waterstof of waterstofsulfide kan als elektronenleverancier fungeren. Er komt dus geen zuurstof vrij tijdens dit proces.
Een belangrijke categorie bacteriële micro-organismen wordt gekenmerkt door een heterotroof type voeding. Dit betekent dat ze gebruik maken van kant-en-klare organische elementen. Om de bacteriën te verzadigen met de benodigde stoffen, gebruiken ze de overblijfselen van dode organismen. Tegelijkertijd kunnen bederfelijke micro-organismen leiden tot de afbraak van organisch materiaal. Ze worden ook saprotrofen genoemd.
Sommige plantenbacteriën zijn in staat symbiose aan te gaan met andere organismen. Samen met schimmels maken ze dus deel uit van korstmossen. Tegelijkertijd zijn stikstoffixerende knobbelbacteriën in staat tot wederzijds voordelige coëxistentie met het wortelsysteem van peulvruchten.
Wie zijn chemotrofen
Een belangrijke categorie, die zich onderscheidt door het type opname van voedingsstoffen, worden beschouwd als chemotrofen. Het zijn micro-organismen die als een soort autotrofe worden beschouwd. In dit geval gebruiken deze bacteriën in plaats van zonne-energie de energie van de chemische interactie van verschillende elementen. Chemotrofen omvatten in het bijzonder stikstofbindende bacteriën. Ze veroorzaken de oxidatie van een aantal anorganische verbindingen en voorzien zichzelf tegelijkertijd van de benodigde hoeveelheid energie.
Habitat van stikstofbindende bacteriën
Over het algemeen zijn bacteriën alomtegenwoordig. Tegelijkertijd leven stikstofbindende variëteiten in de bodem, of beter gezegd, op de wortels van peulvruchten.
Lichaamsstructuur
De functies van knobbelbacteriën zijn gerelateerd aan hun structuur. Dergelijke micro-organismen kunnen met het blote oog worden gezien. Ze nestelen zich op het wortelsysteem van peulvruchten en granen en dringen planten binnen. In dit geval worden verdikkingen gevormd waarin metabolische processen worden waargenomen.
Planten hebben stikstof nodig voor normaal functioneren. De natuur bevat voldoende van dit element. In de lucht bereikt de hoeveelheid bijvoorbeeld 78%. Gewassen kunnen deze stof echter niet in deze vorm opnemen. Stikstofbindende micro-organismen zijn in staat stikstof uit de atmosfeer op te nemen. Vervolgens zetten ze deze stof om in een vorm die beschikbaar is voor gewassen.
Prestatie
Om de functie van stikstofbindende micro-organismen beter te begrijpen, is het de moeite waard om het voorbeeld te overwegen van een chemotrofe bacterie genaamd Azospirillum. Dit organisme leeft op het wortelsysteem van graanplanten - tarwe of gerst. Het neemt terecht een leidende positie in onder de stikstofproducenten. Dit organisme stoot tot 60 kilogram van deze stof uit per 1 hectare gewasoppervlak.
Stikstofbindende bacteriën in peulvruchten omvatten rhizobitum, sinorizobium en andere. Ze zijn ook zeer efficiënt. Dergelijke planten kunnen tot 390 kilogram stikstof per 1 hectare land produceren. Op meerjarige peulvruchten worden bacteriën gevormd die worden gekenmerkt door maximale productiviteit. Deze parameter bereikt 560 kilogram per 1 hectare ingezaaid oppervlak.
Kenmerken van het leven
Afhankelijk van de kenmerken van hun levensprocessen kunnen alle stikstofbindende micro-organismen in twee categorieën worden ingedeeld. De eerste groep wordt als nitrificerend beschouwd. In dit geval bestaan metabolische processen uit een keten van chemische transformaties. In dit geval wordt ammonium omgezet in nitrieten, dit zijn zouten van salpeterzuur. Op hun beurt worden nitrieten omgezet in nitraten. Het zijn ook zouten van deze verbinding. In deze vorm wordt stikstof beter opgenomen door de wortels van het gewas.
De tweede groep wordt denitrificeerders genoemd. Zij voeren het omgekeerde proces uit. In dit geval worden de in de bodem aanwezige nitraten omgezet in stikstofgas. Als gevolg hiervan wordt de circulatie van deze stof in de natuur waargenomen.
Onder de levensprocessen is het ook de moeite waard om de voortplanting te benadrukken. Het wordt uitgevoerd door cellen in tweeën te delen. Veel minder vaak gebeurt dit door knopvorming. Bacteriële micro-organismen kunnen zich ook seksueel voortplanten. Deze methode heet conjugatie, waarbij genetische informatie wordt uitgewisseld.
Omdat de wortels van de cultuur een groot aantal waardevolle elementen afscheiden, vestigen zich er veel bacteriën op. Ze zetten plantenresten om in stoffen die door planten kunnen worden opgenomen.Hierdoor krijgt de grondlaag eromheen bijzondere eigenschappen. Het wordt de rhizosfeer genoemd.
Hoe komen bacteriën in de wortel?
Er zijn verschillende opties om bacteriecellen in wortelweefsel te introduceren. Dit gebeurt als gevolg van schade aan het bedekkende weefsel of in gebieden waar jonge wortelcellen zich ophopen. Chemotrofen kunnen ook in gewassen in de wortelhaarzone doordringen. Waarna ze besmet raken.
Als resultaat van de actieve deling van bacteriële cellen worden knobbeltjes gevormd. Hierna verschijnen infectiedraden die het plantenweefsel blijven binnendringen. Na verloop van tijd wordt hier een speciale stof gevormd, genaamd leghemoglobine. In het stadium van optimale activiteit worden de knobbeltjes roze. Dit komt door de aanwezigheid van pigment.
Belang in de economie
Mensen kunnen al lang vaststellen dat als je peulvruchten met aarde opgraaft, de plantproductiviteit zal verbeteren. Het gaat echter niet om het ploegproces. Dergelijke grond is beter verzadigd met stikstof, wat belangrijk is voor de ontwikkeling van gewassen. Dat is de reden stikstofbindende bacteriën een nitraatfabriek genoemd.
Stikstofbindende bacteriën zijn belangrijke micro-organismen die actief worden gebruikt in de landbouw. Dit komt door hun vermogen om stikstof uit de lucht te halen en deze om te zetten in een vorm die toegankelijk is voor planten.
