L'azoto è considerato uno degli elementi chimici più importanti che influenzano lo 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 dell’azoto sotto forma di fertilizzanti non è considerata l’unica soluzione. L'uso di batteri che fissano l'azoto è considerato un'opzione molto efficace.
Cosa sono i batteri
Questo termine si riferisce ai rappresentanti del regno della natura vivente, che rappresentano la categoria dei 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 la microbiologia li studia. I ricercatori hanno stabilito che i procarioti sono unicellulari o formano 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 svolgere numerosi processi vitali. Sono caratterizzati da respirazione anaerobica senza l'uso di ossigeno, riproduzione asessuata e formazione di cisti in condizioni sfavorevoli.
Classi principali
La classificazione si basa su varie caratteristiche, una delle quali è la forma delle cellule. I cocchi sono di forma rotonda, i vibrioni sono a forma di virgola, le spirille sono a forma di spirale e i bacilli sono a forma di bastoncino.
Inoltre, la classificazione dei batteri viene effettuata tenendo conto delle caratteristiche della struttura cellulare. Le vere varietà possono formare una capsula mucosa attorno alla loro cellula. Inoltre, hanno flagelli. I cianobatteri hanno il processo della fotosintesi e sono classificati come licheni.
Molte varietà di microrganismi batterici sono caratterizzate da una tendenza alla simbiosi, che è una convivenza reciprocamente vantaggiosa. I batteri che fissano l'azoto si depositano 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 nutrirsi con qualsiasi mezzo. Ad esempio, i batteri viola e verdi sono caratterizzati da un tipo di alimentazione autotrofa, grazie all'uso dell'energia solare. A causa della presenza di plastidi, differiscono in diverse tonalità, ma includono sempre 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 fornitore di elettroni. Pertanto, durante questo processo non viene rilasciato ossigeno.
Una categoria significativa di microrganismi batterici è caratterizzata da un tipo di nutrizione eterotrofa. Ciò significa che utilizzano elementi organici già pronti. Per saturare i batteri con le sostanze necessarie, utilizzano i resti di organismi morti. Allo stesso tempo, i microrganismi putrefattivi possono portare alla decomposizione di qualsiasi materia organica. Sono anche chiamati saprofiti.
Alcuni batteri vegetali 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 capaci di convivenza reciprocamente vantaggiosa con il sistema radicale dei legumi.
Chi sono i chemiotrofi
Una categoria importante, che si distingue per il tipo di assorbimento dei nutrienti, è considerata chemiotrofa. Sono microrganismi considerati un tipo di autotrofi. In questo caso, invece dell'energia solare, questi batteri utilizzano l'energia dell'interazione chimica di vari elementi. I chemiotrofi, in particolare, includono batteri che fissano l'azoto. Provocano l'ossidazione di numerosi composti inorganici e allo stesso tempo si forniscono la quantità di energia necessaria.
Habitat dei batteri che fissano l'azoto
In generale, i batteri sono onnipresenti. Allo stesso tempo, le varietà che fissano l'azoto vivono nel terreno o, più precisamente, sulle radici dei legumi.
Struttura del corpo
Le funzioni dei batteri nodulari sono legate alla loro struttura. Tali 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.
Le piante hanno bisogno di azoto per il normale funzionamento. La natura contiene una quantità sufficiente di questo elemento. Ad esempio, nell'aria la sua quantità raggiunge il 78%. Tuttavia, le colture non possono assorbire questa sostanza in questa forma. I microrganismi che fissano l’azoto sono in grado di assorbire l’azoto dall’atmosfera. Dopodiché trasformano questa sostanza in una forma disponibile per le colture.
Prestazione
Per comprendere meglio la funzione dei microrganismi che fissano l'azoto, vale la pena considerare l'esempio di un batterio chemiotrofico chiamato Azospirillum. Questo organismo vive sul sistema radicale delle piante di cereali: grano o orzo. Occupa giustamente una posizione di leader tra i produttori di azoto. Questo organismo rilascia fino a 60 chilogrammi di questa sostanza per 1 ettaro di superficie coltivata.
I batteri che fissano l'azoto nei legumi includono il rizobitum, il sinorizobium e altri. Sono anche altamente efficienti. 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 560 chilogrammi per 1 ettaro di superficie seminata.
Caratteristiche della vita
A seconda delle caratteristiche dei loro 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 si trasformano 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. Eseguono il processo inverso. In questo caso i nitrati presenti nel terreno vengono trasformati in azoto gassoso. Di conseguenza, si osserva la circolazione di questa sostanza in natura.
Tra i processi vitali vale la pena evidenziare anche la riproduzione. Si effettua dividendo le cellule in due. Molto meno spesso ciò avviene per gemmazione. I microrganismi batterici possono anche riprodursi sessualmente. Questo metodo è chiamato coniugazione, durante il quale vengono scambiate informazioni genetiche.
Poiché le radici della cultura secernono un gran numero di elementi preziosi, su di esse si depositano molti batteri. Trasformano i residui vegetali in sostanze che possono essere assorbite dalle piante.Di conseguenza, lo strato di terreno circostante è dotato di caratteristiche speciali. Si chiama rizosfera.
Come entrano i batteri nella radice?
Esistono diverse opzioni per introdurre cellule batteriche nel tessuto radicale. Ciò accade a causa di danni ai tessuti di rivestimento o nelle aree in cui si accumulano le cellule radicali giovani. I chemiotrofi possono anche penetrare nelle colture nella zona dei peli radicali. Dopo di che si infettano.
Come risultato della divisione attiva delle cellule batteriche, si formano noduli. Successivamente compaiono fili di infezione che continuano a penetrare nel tessuto vegetale. Nel corso del tempo qui si forma una sostanza speciale chiamata legemoglobina. Nella fase di attività ottimale, i noduli diventano rosa. Ciò è dovuto alla presenza di pigmento.
Importanza nell'economia
Le persone sono state a lungo in grado di stabilire che se si scavano i legumi con il terreno, la produttività delle piante migliorerà. Tuttavia, il punto non è il processo di aratura. Tale terreno è meglio saturo di azoto, che è importante per lo sviluppo delle colture. È per questo batteri che fissano l’azoto chiamata fabbrica di nitrati.
I batteri che fissano l'azoto sono microrganismi importanti che vengono utilizzati attivamente in agricoltura. Ciò è dovuto alla loro capacità di ottenere azoto dall'aria e trasformarlo in una forma accessibile alle piante.
