แบคทีเรียปมที่อาศัยอยู่ในรากของพืชตระกูลถั่ว แบคทีเรียปมอาศัยและขยายพันธุ์อย่างไร

เอ.เอ.อิมเชเนตสกี้

สารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ - ม.: สารานุกรมโซเวียต. 1969-1978 .

ดูว่า "แบคทีเรียปม" ในพจนานุกรมอื่น ๆ คืออะไร:

- (ไรโซเบียม) สกุลของแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนที่ก่อตัวเป็นก้อนบนรากของตัวอื่นๆ พืชตระกูลถั่ว ภายในก้อน K. ข. ดูดซึมพวกเขาพูด ไนโตรเจนแปลงเป็นสารประกอบที่พืชดูดซึมซึ่งในทางกลับกันให้สารอาหารแก่แบคทีเรีย ... พจนานุกรมสารานุกรมชีวภาพ

แบคทีเรียตรึงไนโตรเจนประเภทหนึ่งที่ก่อตัวเป็นก้อนบนรากของพืชตระกูลถั่วหลายชนิด ดูดซับไนโตรเจนระดับโมเลกุลในบรรยากาศและแปลงเป็นสารประกอบไนโตรเจนที่พืชดูดซับซึ่งจะให้พืชชนิดอื่น ... ... พจนานุกรมนิเวศวิทยา

แบคทีเรียประเภทที่ก่อตัวเป็นก้อนบนรากของพืชตระกูลถั่วหลายชนิดและตรึงไนโตรเจนระดับโมเลกุลในอากาศภายใต้สภาวะของการอยู่ร่วมกับพืช พวกมันไม่ก่อตัวเป็นสปอร์ แต่เป็นแอโรบิก บำรุงดินด้วยไนโตรเจน ดูการตรึงไนโตรเจนด้วย... พจนานุกรมสารานุกรมขนาดใหญ่

ก้อนแบคทีเรีย. ดูไรโซเบีย (ที่มา: "ภาษาอังกฤษรัสเซีย พจนานุกรมเงื่อนไขทางพันธุกรรม Arefiev V.A. , Lisovenko L.A. , มอสโก: สำนักพิมพ์ VNIRO, 1995) ... อณูชีววิทยาและพันธุกรรม พจนานุกรม.

ก้อนแบคทีเรีย- ไรโซเบีย (rhizobia) มีความหลากหลายทางพันธุกรรม (โดยเกี่ยวเนื่องกับเรื่องนี้ สกุล Rhyzobium ถูกแบ่งออกเป็น 3 4 สกุลอิสระ) กลุ่มจุลินทรีย์แกรมลบในดินที่สามารถเข้าสู่การอยู่ร่วมกันภายในเซลล์กับพืชตระกูลถั่วและ ... ... คู่มือนักแปลทางเทคนิค

ภาพตัดขวางของปมรากถั่วเหลือง แบคทีเรีย, lat. Bradyrhizobium japonicum เพาะเมล็ดและเข้าสู่ symbiosis ที่ตรึงไนโตรเจน แบคทีเรียปม ... Wikipedia

แบคทีเรียประเภทที่ก่อตัวเป็นก้อนบนรากของพืชตระกูลถั่วหลายชนิดและตรึงไนโตรเจนระดับโมเลกุลในอากาศภายใต้สภาวะของการอยู่ร่วมกับพืช พวกมันไม่ก่อตัวเป็นสปอร์ แต่เป็นแอโรบิก บำรุงดินด้วยไนโตรเจน ดูการตรึงไนโตรเจนด้วย * * * แบคทีเรียปม… … พจนานุกรมสารานุกรม

ก้อนแบคทีเรีย- แบคทีเรีย symbiont ที่พัฒนาบนเนื้อเยื่อของรากพืชตระกูลถั่วและพืชชนิดอื่นๆ ที่สามารถจับไนโตรเจนอิสระจากอากาศและทำให้พืชมีระดับที่สูงขึ้นได้ ... อภิธานศัพท์ทางพฤกษศาสตร์

ก้อนแบคทีเรีย- (Rhizobium) แบคทีเรียแอโรบิกที่เกาะตัวเป็นก้อนบนรากพืชตระกูลถั่วและมีความสามารถในการดูดซับ atm ไนโตรเจนและเสริมดินให้สมบูรณ์ด้วย พวกเขาอาศัยอยู่ร่วมกันกับพืชโดยให้ไนโตรเจนและรับผลิตภัณฑ์คาร์บอนตั้งแต่ต้น ... พจนานุกรมสารานุกรมการเกษตร

ก้อนแบคทีเรีย- (Rhizobium) สกุลของแบคทีเรียแอโรบิกที่ตกตะกอนในก้อนบนรากของพืชตระกูลถั่วและมีความสามารถในการดูดซับไนโตรเจนในบรรยากาศและเสริมสร้างดินด้วย พวกเขาอาศัยอยู่ร่วมกันกับพืชโดยให้ไนโตรเจนและได้รับจากพืช ... ... เกษตรกรรม. พจนานุกรมสารานุกรมขนาดใหญ่

แบคทีเรียที่เป็นก้อนซึ่งมีความสามารถในการดำรงชีวิตและขยายพันธุ์บนรากของพืชที่มีลักษณะเหมือนกัน ได้กลายเป็นตัวอย่างคลาสสิกของความร่วมมือที่เป็นประโยชน์ร่วมกันระหว่างสิ่งมีชีวิตที่สูงและต่ำบนโลก

แม้ว่านักวิทยาศาสตร์ในสมัยโบราณจะให้ความสนใจกับความสามารถของพืชตระกูลถั่วในการปรับปรุงคุณภาพดิน แต่การศึกษาจุลินทรีย์ที่เป็นก้อนก็เริ่มขึ้นในปี พ.ศ. 2381 เท่านั้น ในเวลานี้ Jean Baptiste Boussingault ชาวฝรั่งเศสแนะนำว่าใบของพืชตระกูลถั่วสามารถตรึงไนโตรเจนได้ การทดลองที่เขาดำเนินการเพื่อสนับสนุนสมมติฐานนี้มีความโดดเด่นด้วยความแม่นยำและความสมดุล หลังจากผ่านไป 15 ปี เขาละทิ้งสมมติฐานเมื่อพบว่าพืชที่ปลูกในน้ำ (ไม่มีดิน) สูญเสียความสามารถในการตรึงไนโตรเจน จากนั้นเขาก็ล้มเหลวในการหาคำตอบสำหรับคำถามที่อวัยวะของพืชตระกูลถั่วมีหน้าที่ในการตรึงไนโตรเจน

ไม่น่าแปลกใจเลย - ไม่ใช่ใบไม้ที่กลายเป็นโรงงานผลิตไนเตรต แต่เป็นแบคทีเรียที่เป็นปม - symbionts ที่ชื่นชอบของพืชตระกูลถั่วที่อาศัยอยู่บนรากของพวกมัน โดยไม่รู้อะไรเกี่ยวกับกลไกการตรึงไนโตรเจน นักปฐพีวิทยาจึงเริ่มนำพืชตระกูลถั่วเข้าสู่ระบบการหมุนเวียนพืชผลแบบหลายพื้นที่ การสลับธัญพืชและโคลเวอร์ทำให้สามารถเพิ่มผลผลิตได้ถึงสองเท่าครึ่ง ในบรรดาพืชตระกูลถั่วมีการระบุสายพันธุ์ที่มีประสิทธิผลมากที่สุด - หญ้าชนิต, โคลเวอร์, ลูปิน, โคลเวอร์หวาน ปรากฎว่าพวกเขาทิ้งไนโตรเจนไว้ในดินมากกว่าพืชตระกูลถั่ว 2-5 เท่า

งานของนักวิทยาศาสตร์ในการระบุ symbionts ซึ่งแบคทีเรีย nodule ให้ความร่วมมือทำให้สามารถระบุพืชที่ไม่ใช่พืชตระกูลถั่วได้มากกว่า 200 สายพันธุ์ บนรากของแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนอาศัยอยู่และเพิ่มจำนวนขึ้น

โปรคาริโอตที่แพร่หลาย

ในตอนต้นของศตวรรษที่ผ่านมา มีการค้นพบจุลินทรีย์ก้อนแรกที่สามารถดูดซึมไนโตรเจนในบรรยากาศได้ ที่น่าสนใจคือ Clostridium pasterianum แบบไม่ใช้ออกซิเจน (S.N. Vinogradsky) และ Azotobacter แบบแอโรบิก (M. Beyerink) ถูกค้นพบเกือบพร้อมกัน เมื่อเวลาผ่านไป ได้มีการระบุแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนชนิดอื่นๆ ทั้งที่อาศัยอยู่และสืบพันธุ์บนรากของธัญพืช พืชตระกูลถั่ว และพืชตระกูลถั่ว (Asteraceae) (ที่มีชื่อเสียงที่สุดคือทิโมธี ข้าวฟ่าง และมันฝรั่ง) แบคทีเรียที่เป็นปมโตบนสารอาหาร นักวิทยาศาสตร์พบว่านอกจากการตรึงไนโตรเจนแล้ว พวกมันยังมีชีวิตและขยายพันธุ์ ทำการสังเคราะห์สารกระตุ้นการเจริญเติบโตและการสร้างราก วิตามินบางชนิด และยาปฏิชีวนะ

แบคทีเรียที่เป็นปมมีความเฉพาะเจาะจงสูงต่อพืชที่มีลักษณะคล้ายคลึงกัน การศึกษาความจำเพาะของพวกมันทำให้สามารถค้นหาคำตอบสำหรับคำถามที่ว่าทำไมการเตรียมแบคทีเรียจึงมีประสิทธิภาพที่แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับพืชผลที่พวกมันได้รับการบำบัด การเตรียมแบคทีเรีย Nitragin ครั้งแรกซึ่งมีไว้สำหรับการรักษาเมล็ดพืชตระกูลถั่วถูกเสนอในปี 1897 โดย F. Nobbe และ L. Giltner มันเริ่มแล้ว การผลิตภาคอุตสาหกรรมปุ๋ยแบคทีเรีย การวิจัยเกี่ยวกับความจำเพาะของสารตรึงไนโตรเจน ตลอดจนการค้นหารูปแบบการเตรียมแบคทีเรียที่สะดวกที่สุดสำหรับการขนส่งและการเก็บรักษา ซึ่งสามารถดำรงชีวิตและเพิ่มจำนวนได้ในอนาคต

ความแตกต่าง

แยกแยะจุลินทรีย์ที่มีความจำเพาะแบบกว้างและแบบแคบ นักวิทยาศาสตร์ได้ระบุการถ่ายทอดความจำเพาะทางพันธุกรรมโดยใช้พลาสมิดในช่วงเวลาที่แบคทีเรียเพิ่มจำนวนเพื่อหาคำตอบสำหรับคำถามเกี่ยวกับสาเหตุ

1. มีความเฉพาะเจาะจงมากมีความสามารถในการพึ่งพาอาศัยกันในจำนวนที่จำกัด และบางครั้งก็มีความหลากหลายหรือรูปแบบ ตัวอย่างที่เด่นชัดคือ ลูปินซิมไบโอน ซึ่งสามารถมีชีวิตอยู่ได้ในพันธุ์ที่ปราศจากอัลคาลอยด์เท่านั้น
2. เจาะจงอย่างกว้างๆ. สามารถแพร่เชื้อพืชในตระกูลเดียวกันหรือองค์ประกอบทางเคมีที่คล้ายคลึงกันได้

ในบรรดาแบคทีเรีย symbiont ที่ตรึงไนโตรเจนนั้นได้มีการระบุตัวแทนของหน่วยอนุกรมวิธานของโปรคาริโอตทั้งหมด - ยูแบคทีเรีย, ไซยาโนแบคทีเรีย (หรือสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน), อาร์คีแบคทีเรีย นักปฐพีวิทยาแบ่งพวกเขาออกเป็นสามกลุ่มขึ้นอยู่กับผลผลิต:

• ใช้งานหรือมีประสิทธิภาพ
• ไม่ได้ผลหรือไม่ใช้งาน
• ไม่ได้ผล

พวกมันยังมีความรุนแรงต่างกัน - นี่คือชื่อของความสามารถในการเจาะรากของพืชที่มีลักษณะเหมือนกัน ผลผลิตสูงสุดคือสายพันธุ์ที่มีฤทธิ์รุนแรงซึ่งมีอัตราการติดเชื้อสูงและการผลิตสารประกอบไนโตรเจน

การพัฒนาใหม่คือ rhizotorfin ซึ่งเป็นยาที่มีแบคทีเรียพีทและก้อนกลมที่กระจายตัวอย่างประณีต การผลิตเป็นการตอบสนองต่อผู้ผลิตต่างประเทศ ด้วยการรักษาความเป็นกรดและความชื้นที่จำเป็นในก้อน จึงสามารถรักษากิจกรรมของแบคทีเรีย ความสามารถในการดำรงชีวิตและเพิ่มจำนวนได้เป็นเวลานาน

สภาพที่ดีและชีวิตของแบคทีเรียภายในปม

แบคทีเรียที่เป็นก้อนแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่แตกต่างกันของการตรึงไนโตรเจนโดยขึ้นอยู่กับสภาวะที่พวกมันอาศัยและขยายพันธุ์ นี่คือความเป็นกรดของดิน, ความชื้น, เช่นเดียวกับการปรากฏตัวของสารอินทรีย์ (คาร์โบไฮเดรต), โพแทสเซียม, ฟอสฟอรัส เมื่อไม่นานมานี้ พบว่ามีผลในเชิงบวกต่อแบคทีเรียที่เป็นปมของโมลิบดีนัม การเตรียมการร่วมกับปูนขาวทำให้ปริมาณโปรตีนในเมล็ดพืชตระกูลถั่วเพิ่มขึ้นอย่างมาก การกระทำของโบรอนและโมลิบดีนัมเกิดจากการที่พวกมันมีส่วนร่วมในการทำงานของเอนไซม์ดีไฮโดรจีเนส

มีแบคทีเรียปมที่มีประสิทธิภาพการตรึงไนโตรเจนต่างกัน ความอ่อนไหวต่อสภาพที่อยู่อาศัยส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับพืชอาศัยและข้อกำหนดสำหรับคุณภาพของดิน ดังนั้นจุลินทรีย์ที่เป็นปมของโคลเวอร์จึงมีความทนทานต่อความเป็นกรดของดินสูงมากกว่าญาติของพวกมันที่ให้ความร่วมมือกับหญ้าชนิต

อุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับจุลินทรีย์เหล่านี้คือ 24-26°C การเตรียมการสามารถเก็บไว้ในสถานะไม่ทำงานที่อุณหภูมิ -2 ถึง -4°C

ลักษณะที่ปรากฏของพวกเขาในเซลล์รากเริ่มต้นด้วยการแทรกซึมผ่านเส้นขนของราก ขั้นแรก สายไฟจะก่อตัวขึ้นภายในเส้นผม จากนั้นแบคทีเรียจะแทรกซึมเข้าไปในรากพืช กระตุ้นการเจริญเติบโตและการก่อตัวของก้อน ตามข้อมูลสมัยใหม่ แบคทีเรียที่เป็นปมสามารถมีชีวิตอยู่ได้เฉพาะในเซลล์ของรากพืชโพลีพลอยด์ (ซึ่งมีชุดโครโมโซมจำนวนมากขึ้น)

ที่น่าสนใจคือแบคทีเรียที่เป็นปมจะมีความหลากหลายในระดับสูง ไม่พบคำตอบสำหรับคำถามเกี่ยวกับสาเหตุของรูปแบบที่หลากหลายดังกล่าวในเร็ว ๆ นี้ จุลินทรีย์ที่เป็นปมอิสระหรือเซลล์เล็กที่พบในวัฒนธรรมส่วนใหญ่มักมีรูปแท่ง (bacilli) บางครั้งสิ่งเหล่านี้คือ cocci, L-forms ที่มีระดับความคล่องตัวต่างกัน พวกเขาถูกแบ่งโดยการผูกเชือกและเมื่ออายุมากขึ้นพวกเขาก็ได้เข็มขัดที่มีลักษณะเฉพาะ แบคทีเรียตรึงไนโตรเจนทั้งหมดเป็นแกรมลบ ไขมันสะสมในเซลล์เมื่อเวลาผ่านไป - นี่คือสิ่งที่ทำให้เกิดรูปแบบเข็มขัด

ก้อนจะเกิดขึ้นเฉพาะในตัวแทนของตระกูลพืชตระกูลถั่ว (Fabaceae) ใน พืชต่างๆก้อนแตกต่างกันเฉพาะในรูปร่างและขนาด เกิดขึ้นหลังจากเจาะระบบรากของแบคทีเรียที่เป็นปม

จากการศึกษาจำนวนมากแสดงให้เห็นว่าแบคทีเรียที่เป็นก้อนกลมมีความแตกต่างกัน ดังนั้นสกุล Rhizobium จึงควรได้รับการพิจารณาให้เป็นกลุ่มของจุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกัน ใน อายุน้อยแบคทีเรียเหล่านี้เคลื่อนที่ได้รูปแท่งยาว 1.2 ถึง 3 ไมโครเมตรตำแหน่งของแฟลกเจลลาในบางชนิดนั้นอยู่ในช่องท้องส่วนอื่น ๆ - ขั้วใต้ แบคทีเรียปมเป็นแกรมลบ สิ่งมีชีวิตแอโรบิกที่ไม่มีสปอร์

แบคทีเรียที่เป็นปมอายุมากขึ้นจะสูญเสียแฟลกเจลลา หยุดเคลื่อนที่และมีลักษณะเป็นแถบคาดเอว เนื่องจากเมื่ออายุมากขึ้น เซลล์แบคทีเรียจะเต็มไปด้วยไขมันเจือปนและไม่ทำให้เกิดคราบ เมื่ออายุมากขึ้น หนาขึ้น แตกแขนง เป็นรูปทรงกลม และรูปแบบอื่นๆ มักจะปรากฏในก้อนเนื้อของการเพาะเลี้ยงไรโซเบียม ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าเซลล์ทั่วไปมาก การก่อตัวหลายรูปแบบเหล่านี้เรียกว่าแบคทีเรีย

แบคทีเรียที่เป็นก้อนกลมสามารถดูดซึมคาร์โบไฮเดรต กรดอินทรีย์ และแอลกอฮอล์โพลีไฮดริกได้หลายชนิด กรดอะมิโนมีให้เป็นแหล่งไนโตรเจน สำหรับพืชไรโซเบียมส่วนใหญ่ ค่าที่เหมาะสมที่สุด pH ของตัวกลางอยู่ที่ 6.5-7.5 และอุณหภูมิที่เหมาะสมคือ 24-26 ° C

มีการพิสูจน์แล้วว่าแบคทีเรียก้อนกลมสามารถแพร่เชื้อได้เฉพาะพืชตระกูลถั่วบางกลุ่มเท่านั้น ความสามารถในการคัดเลือกของแบคทีเรียเหล่านี้เกี่ยวกับพืชเรียกว่าความจำเพาะ คุณสมบัตินี้ได้กลายเป็นคุณสมบัติหลักสำหรับการพัฒนาอนุกรมวิธานของแบคทีเรียที่เป็นปม

ในบางกรณีไม่เพียง แต่สปีชีส์เท่านั้น แต่ยังสังเกตความจำเพาะของพันธุ์ของแบคทีเรียปมด้วย นอกเหนือจากความจำเพาะแล้วแบคทีเรียเหล่านี้ยังมีความรุนแรง - ความสามารถในการเจาะเนื้อเยื่อรากเพิ่มจำนวนที่นั่นและทำให้เกิดฟองสบู่ ภายใต้เงื่อนไขบางประการ แบคทีเรียเหล่านี้สามารถลดหรือสูญเสียกิจกรรมของพวกมันได้

คุณสมบัติที่สำคัญของแบคทีเรียที่เป็นปมคือกิจกรรมของพวกมันนั่นคือความสามารถในการดูดซึมไนโตรเจนระดับโมเลกุลในการอยู่ร่วมกับพืช สายพันธุ์ของแบคทีเรียปมที่ออกฤทธิ์และไม่ได้ใช้งานเกิดขึ้นในดิน การติดเชื้อของพืชตระกูลถั่วที่มีการแข่งขันของแบคทีเรียทำให้เกิดฟองจำนวนมากบนรากหลักและทำให้เกิดกระบวนการตรึงไนโตรเจนในบรรยากาศที่รุนแรง แบคทีเรียที่ไม่เคลื่อนไหวทำให้เกิดฟอง แต่ไนโตรเจนไม่คงที่

ก้อนซึ่งเกิดจากเชื้อแบคทีเรียที่มีความกระตือรือร้นนั้นมีสีชมพู เม็ดสีที่ให้สีนั้น องค์ประกอบทางเคมีใกล้กับฮีโมโกลบินในเลือดและเรียกว่าเลเฮโมโกลบิน (ไฟโตโกลบิน) เป็นที่เชื่อกันว่าเม็ดสีนี้มีส่วนช่วยในกระบวนการดูดซึมไนโตรเจน โดยรักษาศักยภาพของรีดอกซ์ไว้ที่ระดับหนึ่ง ก้อนที่ก่อตัวเป็นเผ่าพันธุ์ที่ไม่ใช้งานของแบคทีเรียนั้นมีสีเขียว

แบคทีเรียในดินชนิดแรกที่มนุษย์สังเกตเห็นคือแบคทีเรียที่เป็นปม จากพืช 13,000 ต้น มีประมาณ 1,300 ต้นที่ก่อตัวเป็นปม และมีการใช้ในการเกษตร 200 ต้น พืชทั้งหมดมีหน้าที่ในการตรึงไนโตรเจนในบรรยากาศ ในดินบนปมจุลินทรีย์จะชำระและทวีคูณ - สัญลักษณ์ที่แทนที่ปุ๋ย

แบคทีเรียก้อนคืออะไร

กว่า 2 พันปีที่แล้ว ชาวนาสังเกตเห็นว่าทรัพยากรดินที่ยากจนและขาดแคลนทำให้พืชผลหลังการเพาะปลูก พืชตระกูลถั่ว. ความพยายามที่จะเปิดเผยความลับครั้งต่อไปคือในปี พ.ศ. 2381: J.-B. บุสเซนโกตัดสินใจว่าใบพืชตระกูลถั่วช่วยตรึงไนโตรเจน แต่ทดลองด้วยผลเสีย สิ่งแวดล้อมทางน้ำไม่ได้ยืนยัน ในปี 1901 ได้มีการค้นพบ Azotobacter chroococcum (6 สายพันธุ์จากสกุล Azotobacter) ยาตัวแรกที่ใช้แบคทีเรีย "ดิน" Nitragin ถูกสร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2440

แบคทีเรีย nodule ทั้งหมดเป็น microaerophiles พวกมันมีรูปร่างเป็นแท่ง/วงรี Rhizobium (Rhizobiales) เป็นพืชที่สามารถแปลงไนโตรเจนในรูปก๊าซให้อยู่ในรูปแบบที่ละลายได้ของพืช ข้อมูล:

1. ตามขอบเขตที่จุลินทรีย์ส่งผลกระทบต่อพืชผลจะแบ่งออกเป็นแบบใช้งาน (เพิ่มคุณค่าของดินอย่างมีประสิทธิภาพ) ไม่ใช้งานและไม่ใช้งาน (ไม่มีประสิทธิภาพ)
2. เมื่อไม่มีความชื้น พวกมันจะไม่สืบพันธุ์ ดังนั้นในสภาพอากาศที่แห้ง พืชที่ติดเชื้อพิเศษจะถูกนำลึกลงไปในดิน
3. อุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการทำซ้ำของตัวแทนการตรึงไนโตรเจนทั้งหมด - 20-30 ° C แต่การเติบโตยังคงอยู่ที่ 0-35 ° C สภาพแวดล้อมที่ดีที่สุด (pH) เป็นกลาง ประมาณ 6.5-7.1 แต่เป็นกรดทำให้อาณานิคมตาย
4. ต้องขอบคุณการทดลองของสถาบันการเกษตรแห่งมอสโก ปรากฎว่าแม้ในกรณีที่ไม่มี "ผู้บริจาค" วัสดุแบคทีเรียก็ไม่ทิ้งดินนานถึง 50 ปี
5. จุลินทรีย์สามารถอยู่รอดได้แม้ในสภาวะหลังการระเบิดปรมาณู ทนต่อรังสีแกมมาและรังสีอัลตราไวโอเลต รังสีดวงอาทิตย์ แต่ไม่สามารถมีชีวิตอยู่ได้ อุณหภูมิสูง.
6. จุลินทรีย์มีความสำคัญสูงสุดสำหรับการพัฒนาราก

บทบาทของแบคทีเรียปมในธรรมชาติ

นอกเหนือจากการตรึงไนโตรเจนในบรรยากาศแล้ว บทบาทของแบคทีเรียที่เป็นปมในธรรมชาติยังมีขนาดใหญ่มาก ในกระบวนการสืบพันธุ์ พวกมัน "มีส่วนร่วม" ในการสังเคราะห์วิตามิน ยาปฏิชีวนะตามธรรมชาติ และมีส่วนช่วยในการพัฒนารากก่อนแล้วจึงเพิ่มยอด ประโยชน์อยู่ในความจริงที่ว่าแบคทีเรียในดินประเภทการตรึงไนโตรเจนเนื่องจากการอยู่ร่วมกับพืช:

• เป็นส่วนหนึ่งของวัฏจักรของสสาร - ไนโตรเจน
• สังเคราะห์ phytohormones กระตุ้นการเจริญเติบโตของพืช
• สามารถใช้เป็นวิธีการทำให้ดินบริสุทธิ์ที่ปนเปื้อนด้วยโลหะหนักภายใต้ปัจจัยการทำให้เป็นแร่ (ธรรมชาติ / สถานประกอบการ)
• ย่อยสลายสารประกอบที่มีคลอรีนบางส่วน

พืชตระกูลถั่วและแบคทีเรียก้อน

• ผ่านการทำลายเนื้อเยื่อ
• เจาะผ่านขนราก;
• การเจาะผ่านปลายรากอ่อน
• ขอบคุณแบคทีเรียคู่ใจ

แบคทีเรียแบบพึ่งพาอาศัยกันในสกุล Rhizobium ที่เจาะราก เคลื่อนเข้าสู่เนื้อเยื่อของมัน เอาชนะช่องว่างระหว่างเซลล์ในกลุ่มหรือเซลล์เดี่ยวได้อย่างง่ายดาย (เช่นในลูปิน) บ่อยครั้งในระหว่างการสืบพันธุ์ เซลล์จะสร้างเส้นที่ติดเชื้อ (เส้น, อาณานิคม) จำนวนแตกต่างกันไปตามประเภทพืช มักมีเธรดการติดเชื้อทั่วไปก่อตัวเป็นปมเดียว

การตรึงไนโตรเจนโดยแบคทีเรีย

คุณค่าของการตรึงไนโตรเจนโดยแบคทีเรียนั้นมีค่ามหาศาล: ไม่เพียงแต่ฟื้นฟูดินเท่านั้น แต่ยังช่วยให้คุณได้พืชผลที่อุดมสมบูรณ์กว่าฮิวมัสหรือ ปุ๋ยเคมี. มีอันตรกิริยาระหว่างสารและตัวตรึงไนโตรเจน:

• ใน Azotobacter (“ อิสระ” ไม่ต้องการพืช) - โดยเอนไซม์เนื่องจากออกซิเจนในเซลล์
• ในไรโซเบียม (แบคทีเรียปม) - เฉพาะในที่ที่มีแมกนีเซียม, กำมะถัน, เหล็ก

แบคทีเรียเป็นก้อนมีลักษณะเฉพาะ - บางชนิดหรือเผ่าพันธุ์ของพวกเขาสามารถสร้างก้อนบนรากของพืชตระกูลถั่วบางชนิดเท่านั้น ดังนั้นบางส่วนของพวกเขาพัฒนาเฉพาะบนรากของโคลเวอร์ กลุ่มแบคทีเรียที่ก่อตัวเป็นก้อนบนรากของลูปินและเซราเดลลาไม่ติดเชื้อที่รากของโคลเวอร์และถั่ว ฯลฯ บางครั้งความเฉพาะเจาะจงของแบคทีเรียปมก็เด่นชัดว่า นานาพันธุ์หนึ่ง แต่ G? และวัฒนธรรมเดียวกัน (หรือแม้แต่พันธุ์พืช) มีทัศนคติที่แตกต่างกันต่อแบคทีเรียสายพันธุ์หนึ่งหรือสายพันธุ์อื่น ตัวอย่างเช่น รากของลูปินที่เป็นอาหารสัตว์สีเหลืองมักจะไม่ติดเชื้อแบคทีเรียก้อนกลมจากรากของลูปินขมทุกปี กลุ่มแบคทีเรียที่เป็นปมตามความจำเพาะแสดงไว้ในหน้า 382[ ...]

แบคทีเรียปมพัฒนาอย่างเข้มข้นที่สุดเมื่อปฏิกิริยาของดินใกล้เคียงกับความเป็นกลาง ดังนั้นเมื่อหว่านพืชตระกูลถั่วบน ดินที่เป็นกรดอาพร้อมกับการเพาะเมล็ดจำเป็นต้องใส่ปูนขาว การฉีดวัคซีนโดยไม่ใส่ปูนมีผลน้อยมากต่อผลผลิตและปริมาณโปรตีน ตามข้อมูลของ K. Fillers เมื่อปลูกถั่วเหลืองบนดินที่เป็นกรดโดยไม่มีการเพาะเชื้อและไม่มีปูนขาว ปริมาณโปรตีนในเมล็ดจะอยู่ที่ 32.8% เพิ่มขึ้น 11.2%[ ...]

แบคทีเรียปมของพืชตระกูลถั่วหลายชนิดตายในดินที่เป็นกรด[ ...]

แบคทีเรียที่เป็นก้อนต้องการคาร์โบไฮเดรต ฟอสฟอรัส และแคลเซียมที่เพียงพอ ใน ปีที่แล้วเป็นที่ยอมรับแล้วว่าจุลธาตุจำนวนหนึ่ง (โดยเฉพาะโมลิบดีนัม) มีบทบาทสำคัญในกิจกรรมที่สำคัญของแบคทีเรียที่เป็นปม ปูนขาวและการใช้โมลิบดีนัมสำหรับพืชตระกูลถั่วในดินที่เป็นกรดควบคุมปฏิกิริยาของดิน พืชตระกูลถั่วที่มีฟอสฟอรัสเพียงพอเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับดินทั้งหมด[ ...]

โปรคาริโอต (แบคทีเรีย, อาร์คีแบคทีเรีย, ไซยาโนแบคทีเรีย) - สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว, ไม่มีนิวเคลียส. เนื่องจากการเผาผลาญที่หลากหลายนี้ แบคทีเรียจึงสามารถดำรงอยู่ได้มากที่สุด เงื่อนไขต่างๆสภาพแวดล้อม: ในน้ำ อากาศ ดิน สิ่งมีชีวิต บทบาทของแบคทีเรียในการก่อตัวของน้ำมันนั้นยอดเยี่ยม ถ่านหินแข็งพีท ก๊าซธรรมชาติในการก่อตัวของดิน ในวัฏจักรของไนโตรเจน ฟอสฟอรัส กำมะถัน และองค์ประกอบอื่นๆ ในธรรมชาติ แบคทีเรีย Saprotrophic มีส่วนร่วมในการสลายตัวของซากอินทรีย์ของพืชและสัตว์และในการทำให้เป็นแร่ของพวกมันเป็น CO2, H20, H2S, ICHH3 และสารอนินทรีย์อื่น ๆ ร่วมกับเชื้อราพวกมันคือตัวย่อยสลาย แบคทีเรียปม (การตรึงไนโตรเจน) ก่อให้เกิดการพึ่งพาอาศัยกันกับพืชตระกูลถั่วและมีส่วนร่วมในการตรึงไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศให้เป็นสารประกอบแร่ที่มีให้สำหรับพืช พืชเองไม่มีความสามารถนี้[ ...]

ในกรณีที่ไม่มีแบคทีเรียเป็นปมบนรากของพืชตระกูลถั่ว พวกเขาจะกลายเป็นผู้บริโภคไนโตรเจนจากดินเช่นเดียวกับพืชชนิดอื่น[ ...]

ทรัพย์สินที่สำคัญแบคทีเรียที่รากเป็นปมคือกิจกรรม (ประสิทธิภาพ) นั่นคือความสามารถในการดูดซึมไนโตรเจนระดับโมเลกุลในการอยู่ร่วมกับพืชตระกูลถั่วและตอบสนองความต้องการของพืชเจ้าบ้านในนั้น ขึ้นอยู่กับขอบเขตที่แบคทีเรียที่เป็นปมมีส่วนช่วยในการเพิ่มผลผลิตของพืชตระกูลถั่ว (รูปที่ 146) พวกมันมักจะแบ่งออกเป็นแบบใช้งาน (มีผล) ไม่ใช้งาน (ไม่ได้ผล) และไม่ทำงาน (ไม่ได้ผล)[ ...]

ในบรรดาแบคทีเรียที่ตรึงไนโตรเจนนั้นมีความโดดเด่นในดินและแบคทีเรียที่อาศัยอยู่บนรากของพืชตระกูลถั่ว (รูปที่ 9, h) ตัวแทนที่สำคัญที่สุดของแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนที่มีชีวิตอิสระคือ Azotobacter และ Clostridium ซึ่งตรึงไนโตรเจนได้หลายสิบกิโลกรัมต่อ 1 เฮกตาร์ของดินต่อปี กิจกรรมของแบคทีเรียปมที่ติดเชื้อในเซลล์ของรากของพืชตระกูลถั่วนั้นมีประสิทธิภาพมากกว่ามาก เป็นผลให้มีการสะสมทางจุลชีววิทยาของไนโตรเจนที่มีอยู่ในพืชภายใต้พืชตระกูลถั่ว ภายใต้พื้นที่ 1 เฮกตาร์ที่หว่านด้วยโคลเวอร์อันเป็นผลมาจากการกระทำของแบคทีเรียเหล่านี้สามารถสะสมไนโตรเจนได้มากกว่า 100 เท่ากว่าสารตรึงที่มีชีวิตอิสระขององค์ประกอบนี้[ ...]

เนื่องจากแบคทีเรียที่เป็นปมไม่ขยายพันธุ์ในกรณีที่ไม่มีความชื้น ในกรณีของน้ำพุแห้ง เมล็ดที่ฉีดวัคซีน (ติดเชื้อเทียม) จะต้องฝังลึกลงไปในดิน ตัวอย่างเช่น ในออสเตรเลีย เมล็ดที่เคลือบด้วยแบคทีเรียเป็นก้อนจะถูกฝังลึกลงไปในดิน เป็นที่น่าสนใจว่าแบคทีเรียที่เป็นก้อนกลมในดินที่มีภูมิอากาศแห้งแล้งสามารถทนต่อความแห้งแล้งได้ดีกว่าแบคทีเรียในดินที่มีภูมิอากาศชื้น นี่แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการปรับตัวของระบบนิเวศ[ ...]

นอกเหนือจากความจำเพาะแล้ว แบคทีเรียที่เป็นปมก็ต่างกันในด้านความรุนแรงและกิจกรรม ความรุนแรง - ความสามารถในการเจาะทะลุขนรากเข้าไปในรากของพืชตระกูลถั่วและก่อตัวเป็นก้อน กิจกรรมของแบคทีเรียปมเรียกว่าความสามารถในการดูดซึมไนโตรเจนในบรรยากาศ แบคทีเรียเหล่านี้มีเฉพาะสายพันธุ์ที่ใช้งานพืชตระกูลถั่วเท่านั้นที่มีไนโตรเจน เมื่อรากติดเชื้อแบคทีเรียปมที่มีความรุนแรงแต่ไม่ได้ใช้งาน ก้อนจะเกิดขึ้น แต่การตรึงไนโตรเจนจะไม่เกิดขึ้น แบคทีเรียที่เป็นก้อนกลมที่ใช้ในการเตรียมไนเตรตต้องมีความเป็นพิษสูงและมีฤทธิ์สูง หากความรุนแรงของแบคทีเรียปมไนเตรกินสูงกว่าความรุนแรงของแบคทีเรียที่มีฤทธิ์น้อยกว่าอยู่แล้วในดิน การทำเช่นนี้จะทำให้แบคทีเรียปมไนเตรกินซึมเข้าสู่รากได้เร็วและมีจำนวนมาก[ ...]

จากตัวอย่างทั้งหมดเหล่านี้ มีการศึกษาความสัมพันธ์แบบสมมาตรกันของแบคทีเรียปมกับพืชตระกูลถั่วอย่างระมัดระวังที่สุด เนื่องจากพืชเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับมนุษย์[ ...]

อิทธิพลอันยิ่งใหญ่ปฏิกิริยาของดินส่งผลต่อกิจกรรมที่สำคัญของแบคทีเรียปมและการก่อตัวของปม สำหรับ ประเภทต่างๆและแม้แต่แบคทีเรียที่เป็นปม ค่า pH ของที่อยู่อาศัยก็ค่อนข้างแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น แบคทีเรียก้อนโคลเวอร์มีความทนทานต่อค่า pH ต่ำมากกว่าแบคทีเรียก้อนหญ้าชนิต เห็นได้ชัดว่าการปรับตัวของจุลินทรีย์ให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมก็ส่งผลกระทบเช่นกัน โคลเวอร์เติบโตในดินที่เป็นกรดมากกว่าหญ้าชนิต ปฏิกิริยาของดินเป็นปัจจัยทางนิเวศวิทยาส่งผลต่อกิจกรรมและความรุนแรงของแบคทีเรียที่เป็นปม สายพันธุ์ที่ใช้งานมากที่สุดมักจะแยกจากดินได้ง่ายกว่าที่มีค่า pH เป็นกลาง ในดินที่เป็นกรด สายพันธุ์ที่ไม่ใช้งานและรุนแรงน้อยเป็นเรื่องปกติ สภาพแวดล้อมที่เป็นกรด (pH 4.0-4.5) อิทธิพลโดยตรงและบนพืชโดยเฉพาะอย่างยิ่งโดยขัดขวางกระบวนการสังเคราะห์ของเมแทบอลิซึมของพืชและการพัฒนาตามปกติของขนราก[ ...]

มีอยู่ จำนวนมากของชนิดและเชื้อชาติของแบคทีเรียปม ซึ่งแต่ละชนิดได้ปรับให้เข้ากับการติดเชื้อของพืชตระกูลถั่วหนึ่งหรือหลายสายพันธุ์ ระบบรากของพืชตระกูลถั่วมีสารคัดหลั่งเฉพาะของราก ด้วยเหตุนี้แบคทีเรียที่เป็นปมจึงสะสมอยู่รอบ ๆ ขนรากซึ่งบิดเป็นเกลียวระหว่างอะตอม แบคทีเรียที่อยู่ในรูปของเส้นใยที่ต่อเนื่องกันซึ่งประกอบด้วยแบคทีเรียจำนวนนับไม่ถ้วนที่เชื่อมต่อกันด้วยเมือกจะแทรกซึมเข้าไปในเนื้อเยื่อรากผ่านทางรากขน Vovmozhpo แบคทีเรียหลั่งฮอร์โมนออกซินใน ato เป็นสาเหตุของการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อบวมเกิดขึ้น - ก้อน เซลล์ปมนั้นเต็มไปด้วยแบคทีเรียที่มีการสืบพันธุ์อย่างรวดเร็ว แต่ยังคงมีชีวิตอยู่และรักษานิวเคลียสขนาดใหญ่ไว้ แบคทีเรียที่เป็นก้อนจะติดเชื้อเฉพาะเซลล์รากโพลีพลอยด์เท่านั้น[ ...]

อัลฟัลฟาในฐานะพืชตระกูลถั่วสามารถสะสมไนโตรเจนจำนวนมากในดินด้วยความช่วยเหลือของแบคทีเรียที่เป็นปมบนราก ไม่ยอมให้โคลเวอร์ในส่วนนี้ ระบบรากของมันพัฒนาได้ดีขึ้นในปีแรกของการใช้งานและในปีที่ 3 จะสะสมไนโตรเจนในดิน 120 ... 200 กก. / เฮกแตร์ โดยการเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดินและปรับปรุงโครงสร้างของหญ้าชนิต บรรพบุรุษที่ดีในการหมุนครอบตัด[ ...]

เมื่อมีการเพาะเลี้ยงลูปิน ไนโตรเจนจะถูกนำมาใช้เพื่อเพิ่มการทำงานของแบคทีเรียก้อนกลม บอริกและปุ๋ยไมโครโมลิบดีนัมก็มีประโยชน์เช่นกัน (เมล็ดจะได้รับการบำบัดด้วยสารละลายแอมโมเนียมโมลิบเดตพร้อมๆ

การสลายตัวแบบไม่ใช้ออกซิเจนของเซลลูโลสดำเนินการโดยแบคทีเรียเท่านั้น (เช่นบาซิลลัสของ Omelyansky) และแอโรบิก - โดยแบคทีเรียหลายชนิด เชื้อรา actinomycetes[ ... ]

สิ่งนี้บ่งชี้ว่าไนโตรเจนที่ติดฉลากตายตัวจะเข้าสู่ร่างกายของแบคทีเรียจากเนื้อเยื่อของต้นพืชที่อยู่สูง ซึ่งเป็นแหล่งสารอาหารไนโตรเจนสำหรับแบคทีเรีย ดังนั้นการตรึงไนโตรเจนในบรรยากาศจึงไม่อยู่ในร่างกายของแบคทีเรียปม แต่ในเนื้อเยื่อปมของพืชที่สูงกว่า บทบาทสำคัญแบคทีเรียปมอยู่ในความจริงที่ว่าพวกมันกระตุ้นการก่อตัวของเนื้อเยื่อปมเฉพาะนี้ การศึกษาเพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่าปริมาณสูงสุดของไนโตรเจนที่ติดฉลากในเศษส่วนของไนโตรเจนแต่ละส่วนของน้ำนมเซลล์ปมมักจะตกอยู่กับกลุ่มเอไมด์ของแอสพาราจีนและกลูตามีน เนื่องจากกลุ่มนี้ถือได้ว่าเป็นแอมโมเนียที่แปรสภาพ แอมโมเนียจึงเป็นผลิตภัณฑ์อนินทรีย์ขั้นสุดท้ายในการตรึงไนโตรเจนทางชีวภาพ[ ...]

ในชีวมณฑล การตรึงไนโตรเจนจะดำเนินการโดยแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนและไซยาโนแบคทีเรียหลายกลุ่ม อุณหภูมิปกติและความดันเนื่องจากมีประสิทธิภาพสูงในการเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ เชื่อกันว่าแบคทีเรียแปลงไนโตรเจนประมาณ 1 พันล้านตันต่อปีให้อยู่ในรูปแบบที่ถูกผูกมัด (ปริมาณการตรึงอุตสาหกรรมของโลกอยู่ที่ประมาณ 100 ล้านตัน) ในแบคทีเรียก้อนกลมของพืชตระกูลถั่ว การตรึงไนโตรเจนจะดำเนินการโดยใช้เอนไซม์ที่ซับซ้อนซึ่งได้รับการปกป้องจากออกซิเจนส่วนเกินโดยเฮโมโกลบินจากพืชชนิดพิเศษ[ ...]

สาเหตุหนึ่งที่ทำให้เกิดผลในเชิงบวกของโมลิบดีนัมต่อการตรึงโมเลกุลไนโตรเจนโดยแบคทีเรียก้อนกลมคือการเพิ่มขึ้นภายใต้การกระทำของกิจกรรมของดีไฮโดรจีเนสซึ่งให้ไฮโดรเจนที่ถูกกระตุ้นอย่างต่อเนื่องซึ่งจำเป็นสำหรับการลดไนโตรเจนในบรรยากาศ[ .. .]

คุณค่าของการเตรียมไนเตรตแบบใหม่อยู่ที่การคงสภาพของแบคทีเรียที่รูตเป็นก้อนได้ในระยะยาว และความเป็นไปได้ของการเตรียมสารเตรียมล่วงหน้าด้วยวิธียานยนต์ ในแง่ของประสิทธิภาพ ไนโตรเจนแห้งอยู่ใกล้กับดิน สามารถใช้เป็นฝุ่น ปัดฝุ่นเมล็ดโดยไม่ต้องแช่[ ...]

สิ่งที่สำคัญอย่างยิ่งในวัฏจักรไนโตรเจนคือบทบาทของแบคทีเรียที่มีชีวิตทางชีวภาพ (จากภาษากรีก symbiosis - cohabitation) ซึ่งแปลเป็นภาษาท้องถิ่นบนรากของพืชซึ่งส่วนใหญ่เป็นพืชตระกูลถั่ว แบคทีเรียในสกุล Azotobacter หรือ Rhizobium สามารถตรึงไนโตรเจนในบรรยากาศได้โดยการแตกแยกของเอนไซม์ของโมเลกุล N3 และทำให้ใช้ได้กับระบบรากพืช[ ...]

การตรึงโมเลกุลไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศในดินทางชีวภาพนั้นดำเนินการโดยแบคทีเรียสองกลุ่ม: แบคทีเรียแอโรบิก แอโรบิก และแอนแอโรบิก และปมโตที่มีชีวิตอิสระที่อาศัยอยู่ในการอยู่ร่วมกับพืชตระกูลถั่ว ตัวแทนที่สำคัญที่สุดของกลุ่มแอโรบิกกลุ่มแรกคือ Azotobacter และของไม่ใช้ออกซิเจน - Clostridium pasteurianum สภาพแวดล้อมที่เอื้ออำนวยต่อกิจกรรมที่มีพลังของแบคทีเรียก้อนกลมคือดินที่มีอากาศถ่ายเทดีซึ่งมีปฏิกิริยาเป็นกรดเล็กน้อยและเป็นกลาง กิจกรรมของแบคทีเรียตรึงไนโตรเจน ความสำคัญในสมดุลโดยรวมของไนโตรเจนในดินที่ใช้ทำการเกษตร ดังนั้นสำหรับกิจกรรมของก้อนแบคทีเรีย การปลูกดินจึงเป็นสิ่งสำคัญ เพื่อเพิ่มจำนวนแบคทีเรียที่เป็นปมรากของแบคทีเรีย จึงมีการนำไนเตรกินสำหรับเตรียมแบคทีเรียซึ่งประกอบด้วยแบคทีเรียที่เป็นปมประสาทเข้าสู่ดิน[ ...]

ตามที่สถาบันวิจัยจุลชีววิทยาการเกษตร แบคทีเรียที่เป็นปมในดินจำนวนหนึ่งอาจไม่พบการเพาะเลี้ยงพืชตระกูลถั่วอย่างใดอย่างหนึ่ง และแบคทีเรียที่มีอยู่จะมีระบบตรึงไนโตรเจนที่ไม่เกิดผล ในเรื่องนี้นักจุลชีววิทยาได้ดำเนินการคัดเลือก ด้วยเหตุนี้ ทุก ๆ สามปี แบคทีเรียโหนดใหม่มากถึงสิบสายพันธุ์จะถูกถ่ายโอนไปยังพืช ซึ่งมีความสามารถในการตรึงไนโตรเจนซึ่งสูงกว่าสายพันธุ์อ้างอิงก่อนหน้า 10-20% ยา rhizotorfin ถูกสร้างขึ้นและผลิตในปริมาณมาก ซึ่งเป็นรูปแบบที่สะดวกและใช้งานได้จริงในการจัดส่งแบคทีเรียที่เป็นปมไปยังเมล็ดพืชและรากที่กำลังเติบโตของพืชตระกูลถั่ว[ ...]

ปุ๋ยอินทรีย์และแร่ธาตุ (ฟอสฟอรัส - โพแทสเซียม) ที่ใส่ลงไปในดินช่วยเพิ่มความสามารถของแบคทีเรียที่เป็นปมในการดูดซึมไนโตรเจนในบรรยากาศ เพื่อกระตุ้นการทำงานของแบคทีเรียปม ดินที่เป็นกรดจะต้องถูกปูนและดินในบริเวณที่แห้งแล้งจะต้องมีความชื้น[ ...]

Mutualism เป็นปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตสองชนิดที่แตกต่างกันซึ่งเป็นประโยชน์ต่อแต่ละสิ่งมีชีวิต ตัวอย่างเช่น แบคทีเรียปมการตรึงไนโตรเจนจะอาศัยอยู่บนรากของพืชตระกูลถั่ว โดยเปลี่ยนไนโตรเจนในบรรยากาศให้อยู่ในรูปแบบที่พืชเหล่านี้สามารถดูดซึมได้ ดังนั้นแบคทีเรียจึงให้ไนโตรเจนแก่พืช ในทางกลับกัน พืชก็ให้สารอาหารที่จำเป็นทั้งหมดแก่แบคทีเรียที่เป็นก้อน Mutualism ถือได้ว่าเป็นปฏิสัมพันธ์ระหว่างจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในลำไส้ใหญ่ของมนุษย์กับตัวเขาเอง สำหรับจุลินทรีย์ผลประโยชน์ถูกกำหนดโดยข้อเท็จจริงที่ว่าพวกเขาให้ความต้องการทางโภชนาการของพวกเขาโดยเสียค่าใช้จ่ายในเนื้อหาของลำไส้และสำหรับมนุษย์ผลประโยชน์อยู่ในความจริงที่ว่าจุลินทรีย์ดำเนินการย่อยอาหารเพิ่มเติมและยังสังเคราะห์วิตามินเค ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับมัน ในโลกของพืชดอก การผสมเกสรโดยแมลงของพืชเป็นสิ่งที่สัมพันธ์กันและโภชนาการของแมลงที่มีน้ำหวานจากพืช Mutualism ยังมีความสำคัญในการ "รีไซเคิล" ของสารอินทรีย์ ตัวอย่างเช่น การย่อยเซลลูโลสในกระเพาะ (กระเพาะ) ของวัวนั้นมาจากแบคทีเรียที่มีอยู่ในนั้น[ ...]

ลักษณะเฉพาะของโภชนาการของพืชตระกูลถั่วคือไม่จำเป็นต้องมีสารประกอบไนโตรเจนแร่ในดิน ในการอยู่ร่วมกับแบคทีเรียที่เป็นก้อนกลม พืชตระกูลถั่วใช้ไนโตรเจนอิสระในบรรยากาศ ดังนั้นพืชเหล่านี้จึงเป็นแหล่งไนโตรเจนทางชีวภาพสำหรับ เกษตรกรรม.[ ...]

ในเรื่องนี้การปฏิบัติทางการเกษตรได้เข้าสู่วิธีการเพาะเชื้ออย่างแน่นหนา - การเตรียมเมล็ดพืชตระกูลถั่วล่วงหน้าก่อนการหว่านด้วยการเตรียมแบคทีเรียก้อนกลมของสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้อง ใน ประเทศต่างๆการเตรียมการทางเทคนิคสำหรับการปลูกพืชตระกูลถั่วได้รับชื่อที่แตกต่างกัน ในสหภาพโซเวียต, GDR, FRG และโปแลนด์ เรียกว่าไนตราจิน ดังนั้นการรับการฉีดวัคซีนของวัฒนธรรมที่เกี่ยวข้องในประเทศเหล่านี้จึงเรียกว่าไนโตรเจนไนเซชัน Nitragin เพิ่มผลผลิตของพืชตระกูลถั่ว 10-15% และในพื้นที่ใหม่ของการเพาะปลูก - 50% หรือมากกว่า[ ...]

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น โคลเวอร์เติบโตได้ไม่ดีบนดินที่เป็นกรด มักจะบางลง และบางครั้งก็หลุดออกมาอย่างสมบูรณ์และแม้กระทั่งในปีแรกของการใช้งาน กิจกรรมที่สำคัญของแบคทีเรียปมบนดินดังกล่าวถูกระงับ ความเป็นกรดของดิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ทางตะวันตกเฉียงเหนือของเขตโนนเชอร์โนเซม (ที่นี่มากกว่าครึ่งหนึ่งของพื้นที่เพาะปลูกมี กรดเกิน) เมื่อมีอลูมิเนียมแบบเคลื่อนที่ได้เป็นหนึ่งในสาเหตุที่ทำให้ผลผลิตหญ้าลดลง[ ...]

การตรึงไนโตรเจนในบรรยากาศ ไม่มี พืชสีเขียวไม่สามารถกินไนโตรเจนในบรรยากาศได้โดยตรง เนื่องจากผลของกิจกรรมของแบคทีเรีย denitrifying มีการลดลงอย่างต่อเนื่องของปริมาณสำรองของไนโตรเจนในธรรมชาติและการเปลี่ยนเป็นไนโตรเจนในบรรยากาศ สิ่งมีชีวิตบนโลกจะถูกคุกคามด้วยความตายที่หลีกเลี่ยงไม่ได้เนื่องจากการอดอาหารด้วยไนโตรเจน อย่างไรก็ตาม มีจุลินทรีย์กลุ่มหนึ่งที่สามารถตรึงไนโตรเจนในบรรยากาศ ทำให้พืชสามารถนำไปใช้ได้ จุลินทรีย์เหล่านี้เรียกว่าแบคทีเรียตรึงไนโตรเจน แบ่งออกเป็นแบคทีเรียปมที่พัฒนาบนรากของพืชตระกูลถั่วและมีชีวิตอิสระในดิน[ ...]

จากการศึกษาเหล่านี้ พบว่าก๊าซไนโตรเจนในบรรยากาศที่ติดฉลากซึ่งตรึงโดยพืชตระกูลถั่วในขั้นต้นใน ปริมาณมากมีเฉพาะในน้ำนมเซลล์ของเนื้อเยื่อปมซึ่งเป็นเนื้อเยื่อรากของพืชตระกูลถั่วที่มีการเจริญเติบโตมากเกินไป จากนั้นจะค่อยๆ ผ่านไปยังอวัยวะอื่นๆ ของพืช ในแบคทีเรียที่เป็นปม ไนโตรเจนที่ติดฉลากจะหายไปอย่างสมบูรณ์ในระหว่างการสัมผัสพืชตั้งแต่ 6 ถึง 48 ชั่วโมง หรือมีอยู่ในปริมาณที่น้อยมาก โดยปกติไม่เกิน ข้อผิดพลาดที่เป็นไปได้การทดลอง (ตารางที่ 4)[ ...]

นอกจากนี้ PS Kossovich ยังเป็นของการศึกษาการไหลเวียนของกำมะถันและคลอรีนในธรรมชาติและเศรษฐกิจซึ่งไม่ได้สูญเสียความสำคัญมาจนถึงทุกวันนี้รวมถึงการพิสูจน์ตำแหน่งที่แบคทีเรียปมผูกไนโตรเจนในบรรยากาศซึ่งผ่านเข้ามา รากและไม่ผ่านใบของพืชตระกูลถั่ว เขาประสบความสำเร็จในการศึกษาการหลั่งรากของพืชโดยเฉพาะการแยกตัว คาร์บอนไดออกไซด์เชื่อมโยงกับความสามารถในการดูดซึมของราก[ ...]

ชุมชนของสิ่งมีชีวิตบนพื้นฐานของผลประโยชน์ร่วมกัน เมื่อสองสายพันธุ์สร้างสภาพแวดล้อมที่เอื้ออำนวยต่อกันและกันเพื่อพัฒนา เรียกว่า symbiosis ตัวอย่างคือความสัมพันธ์ระหว่างแบคทีเรียที่เป็นปมและพืชตระกูลถั่ว แบคทีเรียก้อนกลมได้รับสารอินทรีย์ที่ปราศจากไนโตรเจนและเกลือแร่จากพืชตระกูลถั่ว และในทางกลับกันก็ให้สารไนโตรเจนที่สังเคราะห์โดยพวกมันจากไนโตรเจนในบรรยากาศ[ ...]

Aminoautotrophs รวมถึงจุลินทรีย์ที่ใช้ไนโตรเจนจากเกลือแอมโมเนีย เกลือไนเตรต และยูเรีย Aminoautotrophs เมื่อใช้ไนโตรเจนจากสารประกอบแร่ ขั้นแรกจะเปลี่ยนให้เป็นแอมโมเนียไนโตรเจน แล้วบริโภคเพื่อสร้างกรดอะมิโน ซึ่งโปรตีนจะถูกสังเคราะห์ขึ้น การเปลี่ยนแปลงเบื้องต้นของไนโตรเจนเป็นแอมโมเนียนั้นอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าไนโตรเจนในเซลล์จุลินทรีย์อยู่ในสถานะรีดิวซ์ในรูปของอะมิโน (NH2) และหมู่อิมิโน (NH) บทบาทของไนโตรเจนในสารโปรตีนของโปรโตพลาสซึมของแบคทีเรียคือมันทำให้เกิดปฏิกิริยากับโปรตีน ไนโตรเจนเข้าสู่สารประกอบได้ยากเนื่องจากความเฉื่อย แต่จะปล่อยทิ้งไว้ได้ง่าย[ ...]

อิทธิพลของบรรพบุรุษส่งผลกระทบต่อการจัดหาพืชที่ปฏิสนธิด้วยไนโตรเจนเป็นหลัก พืชที่หว่านหลังจากพืชตระกูลถั่วซึ่งปล่อยให้ไนโตรเจนบางส่วนหลอมรวมกับแบคทีเรียที่เป็นปมจากชั้นบรรยากาศ ตอบสนองต่อฟอสฟอรัสได้ดีกว่าพืชรุ่นก่อนอื่นๆ S. P. Kulzhinsky (1935) แสดงสถานการณ์นี้ด้วยข้อมูลจากสถานีทดลองของยูเครน (ตารางที่ 72)[ ... ]

ด้านหลัง เมื่อเร็ว ๆ นี้มีข้อมูลเพิ่มมากขึ้นเรื่อย ๆ ว่าวัฒนธรรม lysogenic จำนวนมากมี 2, 3, 4 หรือมากกว่า phages พอสมควรนั่นคือพวกมันเป็น polylysogenic ตัวอย่างเช่น แอคติโนมัยซีตจำนวนมาก, โปรแอคติโนมัยซีต, แบคทีเรียที่เป็นก้อนกลม และแบคทีเรียที่มีสปอร์บางชนิดมี 4 ฟาจหรือมากกว่า ฟาจที่มีอยู่ในวัฒนธรรมโพลีไลโซเจนิกมักจะแตกต่างกันอย่างมากในรูปร่างอนุภาค คุณสมบัติของแอนติเจน และสเปกตรัมของกิจกรรมไลติก วัฒนธรรมโพลีไลโซเจนิคสามารถได้รับจากการทดลองโดยเปิดเผยพร้อมกันหรือตามลำดับไปยังฟาจในอุณหภูมิที่เหมาะสมต่างๆ วัฒนธรรมที่ได้รับในลักษณะนี้ไม่แตกต่างจากวัฒนธรรมที่แยกได้จากแหล่งธรรมชาติ[ ...]

การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้สามารถเป็นได้ทั้งผลบวกต่อภาวะเจริญพันธุ์และเชิงลบ ตัวอย่างของการเปลี่ยนแปลงในเชิงบวกคือการกำจัดความเป็นกรดส่วนเกินอันเป็นผลมาจากปูนขาว, การสะสมของไนโตรเจนเนื่องจากกิจกรรมของแบคทีเรียปมระหว่างพืชตระกูลถั่ว, การกำจัดเกลือที่เป็นอันตรายในดินชลประทานหลังจากการล้าง, การปรับปรุงน้ำ- ระบอบการปกครองของอากาศเนื่องจากการคลายของชั้นใต้ผิวดิน ฯลฯ [ .. .]

ปุ๋ยพืชสดประการแรกทำให้ดินอุดมสมบูรณ์ด้วยอินทรียวัตถุและไนโตรเจน บ่อยครั้งขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการใช้งานอินทรียวัตถุ 35-45 ตันที่มีไนโตรเจน 150-200 กิโลกรัมจับจ้องจากอากาศโดยแบคทีเรียที่เป็นปมจะถูกไถต่อเฮกตาร์ของพื้นที่เพาะปลูก (เมื่อหว่านเมล็ด ปุ๋ยถั่วเขียว).[ ...]

Mutualism (symbiosis): แต่ละสปีชีส์สามารถอยู่ เติบโต และขยายพันธุ์ได้เฉพาะต่อหน้าอีกฝ่ายเท่านั้น Symbionts สามารถเป็นได้เฉพาะพืชหรือพืชและสัตว์หรือสัตว์เท่านั้น ตัวอย่างทั่วไปของ symbionts ที่ปรับสภาพอาหาร ได้แก่ แบคทีเรียปมและพืชตระกูลถั่ว ไมคอไรซาของเชื้อราและรากต้นไม้ ไลเคนและปลวก[ ...]

อย่างไรก็ตาม ในธรรมชาติและเศรษฐกิจ วัฏจักรของไนโตรเจนและฟอสฟอรัสมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ อย่างที่คุณทราบ อากาศเกือบ 4 มิติประกอบด้วยโมเลกุลไนโตรเจน และถึงแม้จะไม่สามารถใช้ได้กับพืชชั้นสูง แต่จุลินทรีย์บางชนิดก็ดูดซึมได้ โดยเฉพาะแบคทีเรียที่เป็นปมที่อาศัยอยู่บนรากของพืชตระกูลถั่ว แบคทีเรียเหล่านี้จัดหาอาหารไนโตรเจนไม่เพียงแต่พืชตระกูลถั่วเท่านั้น เมื่อไถซากพืชผลลงไปในดินและรากสลายตัว ปริมาณไนโตรเจนที่เพียงพอยังคงอยู่สำหรับพืชที่หว่านหลังจากพืชตระกูลถั่ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากโคลเวอร์และหญ้าชนิต[ ...]

ถั่วจะช่วยเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ในดินด้วยไนโตรเจนเมื่อมีก้อนโตบนรากของมัน ในขณะที่เมล็ดถั่วมีขนาดใหญ่กว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่า ดินที่ดีขึ้นอุดมด้วยไนโตรเจน เพื่อจุดประสงค์นี้ เมล็ดถั่วจะต้องได้รับการบำบัดในวันที่หว่านด้วยไนตราจินภายใต้ร่มเงา ปกป้องแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนจากอันตรายจากแสงแดด เนื้อหาของไนตราจินหนึ่งขวดที่ละลายในน้ำ 2 ลิตรจะถูกชุบด้วยเมล็ดพืชและพรวนดิน เมล็ดแห้งหว่านโดยไม่ชักช้า Nitraginization ทำให้เกิดการก่อตัวของปมต้นและส่งเสริม การพัฒนาที่ดีขึ้นพืช. การใช้ไนตราจินมีผลในการ หว่านต้นถั่วในดินชื้น บนดินที่เป็นกรดที่ไม่เป็นหินปูน แบคทีเรียที่เป็นปมจะพัฒนาได้ไม่ดีและผลของไนทราจินจะลดลงอย่างรวดเร็ว[ ...]

ตัวอย่างทั่วไปการอยู่ร่วมกันแบบพึ่งพาอาศัยกันสามารถทำหน้าที่เป็นการอยู่ร่วมกันอย่างใกล้ชิดระหว่างเชื้อราและสาหร่าย นำไปสู่การก่อตัวของรูปแบบที่ซับซ้อนมากขึ้นและปรับตัวให้เข้ากับ สภาพธรรมชาติสิ่งมีชีวิตพืช - ไลเคน อื่น ตัวอย่างสำคัญการอยู่ร่วมกันแบบพึ่งพาอาศัยกันในดินคือการอยู่ร่วมกันของเชื้อรากับพืชชั้นสูง เมื่อเชื้อราก่อตัวเป็นจุลินทรีย์บนรากของพืช มีการสังเกตอาการ symbiosis ที่เด่นชัดระหว่างแบคทีเรียที่เป็นปมและพืชตระกูลถั่ว[ ...]

D. N. Pryanishnikov แย้งว่าสำหรับประเทศของเรา สนามหญ้าไม่ใช่ทุ่งนาที่มีแนวโน้มดีกว่า แต่เป็นการปลูกพืชหมุนเวียนอย่างเข้มข้น พวกเขาเป็นผู้แทนที่ประเภทเมล็ดพืชสามทุ่งซึ่งครอบงำเป็นเวลาพันปีใน ยุโรปตะวันตก. ภายใต้สามทุ่งนา หนึ่งในสามของที่ดินว่างเปล่า (รกร้างตอนปลาย) และสองในสามถูกหว่านด้วยพืชผล พืชตระกูลถั่วไม่ได้รับการปลูก ซึ่งตัดความเป็นไปได้ของการระดมไนโตรเจนในอากาศด้วยความช่วยเหลือของแบคทีเรียที่เป็นปมและส่งผลเสียต่อธาตุอาหารไนโตรเจนของพืชและวัฏจักรไนโตรเจนในการเกษตร ในการหมุนเวียนพืชผลนี้ พืชผลที่ไถพรวนแล้ว รวมทั้งมันฝรั่งและรากพืช แทบไม่มีอยู่เลย ซึ่งนำไปสู่ความรกร้างในทุ่งนาและการขาดอาหารสัตว์อย่างต่อเนื่อง เป็นเวลาหลายศตวรรษแล้วที่เศรษฐกิจชาวนา (ยกเว้นชนชั้นสูง kulak) ไม่สามารถแยกตัวออกจากวงจรอุบาทว์ที่นักปฐพีวิทยาชาวรัสเซียผู้โด่งดังในศตวรรษที่ 18 ตั้งข้อสังเกต โบโลตอฟ ผู้เขียนว่า: “...หากไม่มีปุ๋ย ที่ดินก็ไม่เกิดพืชผล และมีมูลสัตว์น้อย เนื่องจากมีปศุสัตว์น้อย และปศุสัตว์มีน้อย เนื่องจากมีอาหารสัตว์น้อย และมีอาหารสัตว์น้อย เพราะถ้าไม่มีมูลดินก็ไม่ให้ผลผลิต "(1779)[ ...]

ความยากลำบากในการจัดเก็บ การขนส่ง และการใช้วุ้นไนตรากินและการเตรียมน้ำซุป ตลอดจนอายุการเก็บรักษาที่สั้น เป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้การเตรียมการนี้ออกจากการผลิต การเตรียมผงไนเตรตแบบผงจำนวนมากมีข้อได้เปรียบที่ไม่อาจปฏิเสธได้เหนือการเตรียมวุ้นและน้ำซุป เทคโนโลยีการผลิตนั้นง่ายกว่าและประหยัดกว่า พืชพรุมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นและขนส่งได้ง่ายกว่า พวกมันปกป้องเซลล์แบคทีเรียที่เป็นปมจากการสัมผัสโดยตรงกับปุ๋ยและทำให้พวกมันมีชีวิตอยู่บนเมล็ด โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเมล็ดถูกบดด้วยมะนาว[ ...]

พืชที่สูงขึ้นตามโครงการนี้เป็นแหล่งของสารประกอบที่มีคาร์บอน การเปลี่ยนแปลงนี้ทำให้เกิดพลังงานสำหรับกระบวนการกระตุ้นและการลด N2 ไนโตรเจนที่เปิดใช้งานเป็นตัวรับอิเล็กตรอนสุดท้าย ผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากการออกซิเดชันที่ไม่สมบูรณ์ของสารประกอบที่ประกอบด้วยคาร์บอนทำหน้าที่เป็นตัวรับ ICH3 และก่อตัวเป็นกรดอะมิโนในก้อน ซึ่งจะมีให้ในพืชชั้นสูง พืชทำหน้าที่เป็นแหล่งกักเก็บสารประกอบที่ประกอบด้วยคาร์บอน (ผลิตภัณฑ์จากการสังเคราะห์ด้วยแสง) และแหล่งจ่ายพลังงาน แบคทีเรียที่เป็นปมในขั้นตอนของแบคทีเรียแสดงความสามารถในการถ่ายโอนไฮโดรเจนที่ถูกกระตุ้นไปยังไนโตรเจนด้วยความช่วยเหลือของไนโตรเจน เส้นทางจาก N2 ถึง T Shz ถือเป็นกระบวนการกู้คืน[ ...]

พืชถั่วมีความสามารถในการดูดซับไนโตรเจนจากอากาศทำให้ดินอุดมสมบูรณ์ดังนั้นทิศทางหลักในระบบปุ๋ยจึงควรใช้ฟอสฟอรัสและ ปุ๋ยโปแตช. พัฒนาอย่างดี ระบบรากถั่วสามารถย่อยได้สูง สารอาหารอย่างไรก็ตาม สำหรับผลผลิตที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก เราไม่สามารถวางใจได้ว่าจะใช้ผลที่ตามมาของปุ๋ยในการหมุนเวียนพืชผล ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้โดยตรง ปุ๋ยแร่ใต้ถั่ว ตอบสนองต่อการใช้ปุ๋ยฟอสเฟตและโปแตช ฟอสฟอรัสช่วยเร่งการเจริญเติบโตของพืช เมื่อขาดมันในดิน แบคทีเรียที่เป็นปมจะพัฒนาได้ไม่ดีบนรากและผลผลิตจะลดลง หากขาดโพแทสเซียม ใบจะเปลี่ยนเป็นสีเหลือง และถั่วจะพัฒนาได้ไม่ดี โดยเฉพาะในดินที่มีเนื้อบางเบา บนดินที่เป็นกรดถั่วจะลดผลผลิตลงอย่างรวดเร็วกิจกรรมของแบคทีเรียที่เป็นปมจะลดลง ดังนั้นการใส่ปูนดินที่เป็นกรดจึงเป็น ข้อกำหนดเบื้องต้นการเพิ่มผลผลิตถั่วและประสิทธิภาพการใช้ปุ๋ยแร่ธาตุที่สูงขึ้น ปริมาณมะนาวขึ้นอยู่กับความเป็นกรดของดิน (3...6 ตัน/เฮกตาร์) จะดีกว่าถ้าใช้มะนาวในการปลูกก่อนหน้า[ ...]

หนึ่งในที่สุด กระบวนการที่สำคัญปฏิกิริยาของจุลินทรีย์กับ พืชที่สูงขึ้นเป็นการตรึงไนโตรเจนในบรรยากาศแบบพึ่งพาอาศัยกัน ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักที่กำหนดขนาดและคุณภาพของพืชผล ปริมาณโมเลกุลไนโตรเจนทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับวัฏจักรทางชีววิทยาโดยระบบพืชตระกูลถั่ว-ไรโซเบียมที่มีความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันคือ 3 ล้านตันต่อปีในสหภาพโซเวียตเพียงประเทศเดียว ประสบการณ์ในประเทศและต่างประเทศในระยะยาวแสดงให้เห็นว่าการอยู่ร่วมกันของพืชตระกูลถั่ว-ไรโซเบียมที่มีประสิทธิผลไม่ได้เป็นเพียงการรับประกันว่าจะได้รับ พืชตระกูลถั่วคุณภาพสูงและคุณภาพสูง และด้วยเหตุนี้ ความเป็นไปได้ในการแก้ปัญหาโปรตีนจากอาหาร แต่ยังเป็นแหล่งเติมไนโตรเจนในดินที่ประหยัดที่สุดในดิน เพื่อที่จะใช้ “ไนโตรเจนชีวภาพ” ราคาถูกในการผลิตทางการเกษตรในหลายประเทศ พื้นที่ภายใต้พืชตระกูลถั่วได้เพิ่มขึ้น และ การรักษาก่อนหว่านเมล็ดเมล็ดที่มีการเตรียมแบคทีเรียปมที่ได้รับบนพื้นฐานของสายพันธุ์ Rhizobium ที่ใช้งานอยู่ ธรรมชาติและประสิทธิภาพของความสัมพันธ์ทางชีวภาพระหว่างพืชตระกูลถั่วและแบคทีเรียปมขึ้นอยู่กับสถานะทางสรีรวิทยาและชีวเคมีของทั้งคู่ ดังนั้นอิทธิพลของปัจจัยใด ๆ ที่มีต่อหนึ่งในนั้นก็จะส่งผลต่อผลผลิตของระบบโดยรวมอย่างแน่นอน