Stickstofffixierende Bakterien: Was sind sie und ihre Hauptklassen, Bedeutung in der Wirtschaft
Stickstoff gilt als eines der wichtigsten chemischen Elemente, das die Entwicklung landwirtschaftlicher Pflanzen beeinflusst. Diese Substanz beeinflusst den Prozess der Photosynthese und die Menge an Chlorophyll in Kulturen. Gleichzeitig ist die Stickstofffixierung ein wichtiger landwirtschaftlicher Prozess. Allerdings gilt die Ausbringung von Stickstoff in Form von Düngemitteln nicht als einzige Lösung. Eine sehr wirksame Option ist der Einsatz stickstofffixierender Bakterien.
Was sind Bakterien
Dieser Begriff bezieht sich auf Vertreter des Reiches der Wildtiere, die eine Kategorie der Prokaryoten darstellen.Es handelt sich um Organismen, deren Zellen keinen Zellkern enth alten. Dies bedeutet jedoch nicht, dass solche Organismen völlig frei von Erbinformationen sind. DNA-Moleküle sind frei im Zytoplasma der Zelle lokalisiert. Außerdem sind sie von einer Muschel umgeben.
Bakterien sind mikroskopisch klein und werden daher von der Mikrobiologie untersucht. Forscher haben festgestellt, dass Prokaryoten Einzeller sind oder sich in Kolonien zusammenschließen. Sie zeichnen sich durch eine sehr primitive Struktur aus. Außer dem Zellkern fehlen Bakterien alle Arten von Plastiden, Mitochondrien und Lysosomen. In jedem Fall sind ihre Zellen jedoch in der Lage, vielfältige lebenswichtige Prozesse durchzuführen. Sie zeichnen sich durch anaerobe Atmung ohne Verwendung von Sauerstoff, ungeschlechtliche Fortpflanzung und die Bildung von Zysten unter widrigen Bedingungen aus.
Hauptklassen
Die Klassifizierung basiert auf verschiedenen Merkmalen, darunter die Form der Zellen. Kokken haben eine runde Form, Vibrionen sind kommaförmig, Spirillen sind spiralförmig und Bazillen sind stäbchenförmig.
Zusätzlich erfolgt die Klassifizierung der Bakterien unter Berücksichtigung der Besonderheiten der Zellstruktur. Echte Arten können eine schleimige Kapsel um ihre Zelle bilden. Darüber hinaus haben sie Flagellen. Cyanobakterien haben einen Prozess der Photosynthese und gehören zu den Flechten.
Viele Arten bakterieller Mikroorganismen neigen zur Symbiose, was ein für beide Seiten vorteilhaftes Zusammenleben darstellt. Stickstofffixierende Bakterien siedeln sich an den Wurzeln von Hülsenfrüchten an und bilden Knötchen. Diese Mikroorganismen wandeln Luftstickstoff um, der für die volle Entwicklung von Nutzpflanzen wichtig ist.
Essmethoden
Prokaryoten sind Organismen, die sich auf jede Art und Weise ernähren können. Beispielsweise zeichnen sich violette und grüne Bakterien durch eine autotrophe Art der Ernährung aus – dank der Nutzung von Sonnenenergie. Aufgrund des Vorhandenseins von Plastiden unterscheiden sie sich in verschiedenen Farbtönen, enth alten jedoch unbedingt Chlorophyll.
Es ist wichtig zu bedenken, dass der Prozess der Photosynthese in Bakterien und Pflanzen deutlich unterschiedlich ist. Im ersten Fall ist Wasser kein zwingendes Reagens. Als Elektronenlieferant können Wasserstoff oder Schwefelwasserstoff fungieren. Daher wird bei einem solchen Prozess kein Sauerstoff freigesetzt.
Eine bedeutende Kategorie bakterieller Mikroorganismen zeichnet sich durch eine heterotrophe Art der Ernährung aus. Das bedeutet, dass sie vorgefertigte Bio-Elemente verwenden. Um die notwendigen Substanzen zu sättigen, nutzen Bakterien die Überreste abgestorbener Organismen. Gleichzeitig können fäulniserregende Mikroorganismen zur Zersetzung jeglicher organischer Substanz führen. Sie werden auch Saprotrophe genannt.
Einzelne Pflanzenbakterien sind in der Lage, mit anderen Organismen eine Symbiose einzugehen. Zusammen mit Pilzen gehören sie also zu den Flechten. Gleichzeitig sind stickstofffixierende Knöllchenbakterien zu einer für beide Seiten vorteilhaften Koexistenz mit dem Wurzelsystem von Hülsenfrüchten fähig.
Wer sind Chemotrophe
Eine wichtige Kategorie, die sich durch die Art der Nährstoffaufnahme auszeichnet, sind Chemotrophe. Es handelt sich um Mikroorganismen, die zu den Autotrophen zählen. Gleichzeitig nutzen diese Bakterien anstelle der Sonnenenergie die Energie der chemischen Verbindung verschiedener Elemente. Zu den Chemotrophen gehören stickstofffixierende Bakterien. Sie bewirken die Oxidation einer Reihe anorganischer Verbindungen und versorgen sich gleichzeitig mit der nötigen Energiemenge.
Lebensraum für stickstofffixierende Bakterien
Im Allgemeinen sind Bakterien allgegenwärtig. Gleichzeitig leben stickstofffixierende Sorten im Boden, genauer gesagt an den Wurzeln von Hülsenfrüchten.
Körperstruktur
Die Funktionen von Knötchenbakterien hängen mit ihrer Struktur zusammen. Diese Mikroorganismen sind mit bloßem Auge erkennbar. Sie siedeln sich im Wurzelsystem von Hülsenfrüchten und Getreide an und dringen in Pflanzen ein. Dabei bilden sich Verdickungen, in denen Stoffwechselprozesse beobachtet werden.
ExpertenmeinungZarechny Maxim ValerievichAgronom mit 12 Jahren Erfahrung. Unser bester Gartenexperte.Eine Frage stellenEs ist zu beachten, dass stickstofffixierende Bakterien zur Kategorie der Mutualisten gehören. Dies bedeutet, dass ihre Koexistenz mit anderen Mikroorganismen als für beide Seiten vorteilhaft angesehen wird. Bei der Photosynthese produziert die Pflanze Glukose, die für Lebensprozesse benötigt wird. Bakterielle Mikroorganismen sind dazu nicht in der Lage, da sie den Zucker aus Hülsenfrüchten in fertiger Form erh alten.Pflanzen brauchen Stickstoff für ein normales Leben. Die Natur enthält eine ausreichende Menge dieses Elements. In der Luft beträgt sein Anteil beispielsweise 78 %. Allerdings können Kulturen diesen Stoff in dieser Form nicht aufnehmen. Stickstofffixierende Mikroorganismen sind in der Lage, Stickstoff aus der Atmosphäre aufzunehmen. Dann wandeln sie diesen Stoff in eine Form um, die für Nutzpflanzen verfügbar ist.
Leistung
Um die Funktion stickstofffixierender Mikroorganismen besser zu verstehen, betrachten Sie das Beispiel eines chemotrophen Bakteriums namens Azospirillum.Dieser Organismus lebt vom Wurzelsystem von Getreidepflanzen – Weizen oder Gerste. Es nimmt zu Recht eine Spitzenposition unter den Stickstoffproduzenten ein. Für 1 Hektar Saatfläche gibt dieser Organismus bis zu 60 Kilogramm dieser Substanz ab.
Stickstofffixierende Bakterien in Hülsenfrüchten umfassen Rhizobitum, Synorhysobium und andere. Sie sind auch leistungsstark. Solche Pflanzen können bis zu 390 Kilogramm Stickstoff pro Hektar Land produzieren. Auf mehrjährigen Hülsenfrüchten bilden sich Bakterien, die sich durch maximale Produktivität auszeichnen. Dieser Parameter erreicht 560 Kilogramm pro 1 Hektar Saatfläche.
Merkmale des Lebens
Abhängig von den Eigenschaften der Lebensprozesse können alle stickstofffixierenden Mikroorganismen in zwei Kategorien zusammengefasst werden. Die erste Gruppe gilt als nitrifizierend. In diesem Fall bestehen Stoffwechselprozesse aus einer Kette chemischer Umwandlungen.Dabei wird Ammonium in Nitrite umgewandelt, das sind Salze der Salpetersäure. Nitrite werden wiederum in Nitrate umgewandelt. Sie sind auch Salze dieser Verbindung. In dieser Form wird Stickstoff besser von den Wurzeln der Nutzpflanzen aufgenommen.
Die zweite Gruppe wird Denitrifizierer genannt. Sie machen den umgekehrten Vorgang. Gleichzeitig werden im Boden vorhandene Nitrate in gasförmigen Stickstoff umgewandelt. Dadurch wird der Kreislauf dieser Substanz in der Natur beobachtet.
Unter den Lebensvorgängen ist auch die Fortpflanzung hervorzuheben. Es erfolgt durch Zellteilung in zwei Teile. Viel seltener geschieht dies durch Austrieb. Außerdem können sich bakterielle Mikroorganismen sexuell vermehren. Diese Methode nennt sich Konjugation, bei der genetische Informationen ausgetauscht werden.
Da die Wurzeln der Kultur viele wertvolle Elemente absondern, siedeln sich auf ihnen viele Bakterien an. Sie wandeln Pflanzenreste in Stoffe um, die Pflanzen aufnehmen können.Dadurch wird die umgebende Bodenschicht mit besonderen Eigenschaften ausgestattet. Sie nennen es die Rhizosphäre.
Wie Bakterien an die Wurzel gelangen
Es gibt mehrere Möglichkeiten, Bakterienzellen in Wurzelgewebe einzuführen. Dies geschieht als Folge einer Schädigung des Hautgewebes oder in Bereichen, in denen sich junge Wurzelzellen ansammeln. Außerdem können Chemotrophe im Bereich der Wurzelhaare in Kulturen eindringen. Dann infizieren sie sich.
Durch die aktive Teilung von Bakterienzellen entstehen Knötchen. Danach treten infektiöse Fäden auf, die weiterhin in das Pflanzengewebe eindringen. Im Laufe der Zeit bildet sich hier eine besondere Substanz, die Legoglobin genannt wird. Im Stadium der optimalen Aktivität verfärben sich die Knötchen rosa. Dies ist auf das Vorhandensein von Pigmenten zurückzuführen.
Wert im Haush alt
Es ist schon lange bekannt, dass sich die Pflanzenerträge verbessern, wenn man Hülsenfrüchte mit Erde ausgräbt.Das Wesentliche liegt jedoch nicht im Pflügen. Solche Böden sind besser mit Stickstoff gesättigt, was für die Entwicklung von Nutzpflanzen wichtig ist. Deshalb werden stickstofffixierende Bakterien Nitratfabrik genannt.
Stickstofffixierende Bakterien sind wichtige Mikroorganismen, die in der Landwirtschaft aktiv genutzt werden. Dies liegt an ihrer Fähigkeit, Stickstoff aus der Luft zu gewinnen und ihn in eine für Pflanzen verfügbare Form umzuwandeln.
