De eerste bodembacteriën die de mensheid heeft opgemerkt, zijn knobbeltjes. Ongeveer 1300 knobbeltjes worden gevormd uit 13 duizend planten en 200 worden gebruikt in de landbouw, waarvan ze allemaal de functie hebben om atmosferische stikstof vast te leggen. In de grond op een knobbel nestelen micro-organismen zich en vermenigvuldigen zich – symbionten die meststoffen vervangen.
Wat zijn knobbelbacteriën
Meer dan tweeduizend jaar geleden zagen boeren dat arme, verarmde grond gewassen opbrachten nadat er peulvruchten op waren gekweekt. De volgende pogingen om het geheim te onthullen waren in 1838: J.-B. Bussengo besloot dat peulvruchtenbladeren stikstof vastzetten, maar experimenten met een ongunstig aquatisch milieu bevestigden dit niet. In 1901 werd Azotobacter chroococcum ontdekt (6 soorten van het geslacht Azotobacter). Het eerste medicijn op basis van “aardse” bacteriën Nitragin werd in 1897 gemaakt.
Alle knobbelbacteriën zijn microaerofielen. Ze worden gekenmerkt door een staafvormige / ovale vorm. Rhizobium (Rhizobiales) behoren tot degenen die in staat zijn de gasvormige stikstof om te zetten in de oplosbare, die door planten wordt geassimileerd. Feiten:
- Door de mate waarin micro-organismen het gewas aantasten, zijn ze onderverdeeld in actief (effectief verrijken van de bodem), inactief en inactief (ineffectief).
- Als er geen vocht is, vermenigvuldigen ze zich niet, daarom worden in een droog klimaat speciaal geïnfecteerde planten dieper in de grond gebracht.
- De optimale temperatuur voor de reproductie van alle vertegenwoordigers van stikstofbinding is 20-30 ° C, maar de groei gaat door bij 0-35 ° C. Het beste medium (pH) is neutraal, in de orde van 6,5-7,1, maar zuur veroorzaakt de dood van kolonies.
- Dankzij de experimenten van de Landbouwacademie van Moskou bleek dat bacterieel materiaal, zelfs zonder de “donoren”, pas op 50-jarige leeftijd de grond verlaat.
- Micro-organismen kunnen zelfs de omstandigheden overleven na een atoomexplosie, zijn bestand tegen gammastraling en ultraviolette straling, zonnestraling, maar kunnen niet op hoge temperatuur verblijven.
- Micro-organismen hebben maximale waarde voor wortelontwikkeling.
De rol van knobbelbacteriën in de natuur
Naast het fixeren van atmosferische stikstof is de rol van knobbeltjes in de natuur erg groot. Tijdens het reproductieproces “houden” ze zich bezig met de synthese van vitamines, natuurlijke antibiotica, dragen ze bij tot de ontwikkeling van de wortel en vervolgens van de toppen. Het voordeel is dat de bodembacteriën stikstofbindend zijn door symbiose met planten:
- maken deel uit van de cyclus van materie – stikstof;
- synthetiseren van fytohormonen, het stimuleren van plantengroei;
- kan worden gebruikt als een manier om zelf met zware metalen verontreinigde bodems met mineraliserende factoren (natuurlijk / bedrijven) te reinigen;
- ontbinden sommige chloorverbindingen.
Peulvruchten en knobbelbacteriën
Hoe interageren peulvruchten en knobbelbacteriën? Na infectie van de planten nemen de producenten stikstof uit de lucht op en zetten deze om in een stof die niet alleen geschikt is voor de parasiet, maar ook voor de “gastheer”. Er zijn verschillende theorieën over hoe individuele elementen bacteriële knobbeltjes vormen. Planten zijn besmet:
- door weefselschade;
- penetratie door wortelharen;
- penetratie door jonge toppen van de wortel;
- dankzij begeleidende bacteriën.
De symbiotische bacteriën van het geslacht Rhizobium, die de wortel zijn binnengedrongen, bewegen zich in de weefsels en overwinnen gemakkelijk de intercellulaire ruimte in groepen of afzonderlijke cellen (zoals bij lupine). Vaker vormt de cel tijdens de reproductie infectieuze filamenten (koorden, kolonies). Hun aantal verschilt per planttype. Vaak vormen gemeenschappelijke infectiedraden één knobbel.
Stikstofbinding door bacteriën
De waarde die stikstofbinding door bacteriën vertegenwoordigt, is enorm: het herstelt niet alleen de grond, maar stelt je ook in staat rijkere gewassen te krijgen dan humus of kunstmest. De interactie van de stof en de stikstofbinder vindt plaats:
- in Azotobacter (“autonoom”, waarvoor geen plant nodig is) – enzymen, vanwege zuurstof in de cel;
- in Rhizobium (knobbelbacteriën) – alleen in aanwezigheid van magnesium, zwavel, ijzer.
Stikstof fixerende planten
De planten groeperen soorten waarin stikstofbindende bacteriën zijn onderverdeeld. In de landbouw houden ze er rekening mee dat peulvruchten niet de enige “eigenaren” zijn van natuurlijke meststoffen die helpen om atmosferische stikstof op te nemen. Andere planten die aantrekkelijk zijn voor stikstofbinding zijn bijvoorbeeld:
- Klaver;
- luzerne;
- Klaver;
- bonen, erwten (niet alleen voedsel, maar ook koe), wikke, rang;
- soja bonen;
- lupine en seradella.
Wat is de rol van stikstofbindende bacteriën in de natuur en hoe interacteren ze met planten?
Stikstofbindende bacteriën spelen een belangrijke rol in de natuur omdat ze stikstofgas uit de lucht kunnen omzetten naar een vorm die planten kunnen gebruiken, namelijk ammonium. Deze bacteriën leven vaak in symbiose met planten, zoals peulvruchten en andere vlinderbloemigen, waarbij ze stikstof fixeren in speciale structuren in de wortels, genaamd wortelknobbeltjes. De planten voorzien de bacteriën op hun beurt van voedingsstoffen. Deze symbiose is gunstig voor beide partijen, omdat de bacteriën een bron van stikstof krijgen en de planten een belangrijk voedingsmineraal. Door deze interactie wordt het stikstofgehalte op natuurlijke wijze verhoogd, wat essentieel is voor de groei en ontwikkeling van planten en uiteindelijk voor de gehele voedselketen.
Wat is de betekenis van knobbeltje bacteriën in de natuur? Kunnen stikstofbindende bacteriën en hun interactie met planten ons helpen begrijpen hoe de natuur functioneert?
Knobbelige bacteriën spelen een belangrijke rol in de natuur doordat ze in staat zijn om stikstof uit de lucht om te zetten in een vorm die door planten kan worden opgenomen. Deze stikstofbindende bacteriën leven in een symbiotische relatie met planten, waarbij ze voedingsstoffen leveren in ruil voor suikers. Door deze interactie helpen ze planten groeien en dragen ze bij aan de vruchtbaarheid van de bodem. Door meer te begrijpen over de manier waarop deze bacteriën en planten met elkaar samenwerken, kunnen we inzicht krijgen in de complexe processen die plaatsvinden in de natuur en hoe verschillende organismen elkaar beïnvloeden. Dit kan ons helpen bij het ontwikkelen van duurzamere landbouwmethoden en het behoud van biodiversiteit.
Knobbelige bacteriën zijn essentieel in de natuur vanwege hun vermogen om stikstof uit de lucht om te zetten in een voor planten bruikbare vorm. Deze bacteriën vormen een symbiotische relatie met planten, waarbij ze voedingsstoffen leveren in ruil voor suikers. Deze interactie draagt bij aan de groei van planten en de vruchtbaarheid van de bodem. Door meer te leren over deze samenwerking kunnen we de complexe processen in de natuur beter begrijpen en duurzamere landbouwmethoden ontwikkelen. Dit draagt bij aan het behoud van biodiversiteit en het evenwicht in de natuur.