Экологические аспекты азотфиксации

Различают три типа азотфиксации:

Свободноживущими бактериями самых разнообразных таксономических групп.

Ассоциативная азотфиксация бактериями, находящимися в тесной связи с растениями (в прикорневой зоне или на поверхности листьев) и использующие их выделения (корневые выделения составляют до 30 % продукции фотосинтеза) как источник органического вещества. Азотфиксаторы живут в кишечнике многих животных[источник не указан 86 дней] (жвачные, грызуны, термиты) и человека[источник не указан 86 дней] (род Escherichia).

Симбиотическая. Наиболее известен симбиоз клубеньковых бактерий (сем. Rhizobiaceae) с бобовыми растениями. Обычно происходит корневое заражение, но известны растения, образующие клубеньки на стеблях и листьях.

Созданы бактериальные удобрения (например, нитрагин) для инокуляции (заражения) штаммами клубеньковых бактерий семян бобовых культур, что увеличивает их урожайность. Также для стимулирования процессов азотфиксации полезно вносить в почву небольшие «стартовые» дозы азотных удобрений, в то время как большие их дозы подавляют процесс.

Азотфиксаторы азотобактер, клостридии, цианобактерии и живущими в симбиозе с растениями Клубеньковые бактерии. Из аэробных наибольшее значение имеют бактерии сем. Azotobactericeae, Azotobacter и особенно сине-зеленые водоросли родов Anabaena, Amphanizomenon, Nostoc, Microcystes, Nodularia, Qlaecapsa.

Среды Анаэробные азотфиксаторы (Clostridiutn pasteuria-пшп) учитывают на среде Виноградского следующего состава (в г на 1 л дистиллированной воды): глюкоза — 20,0; КгНРСч—1,0; MgSO4—0,5; NaCl—0,5; СаСОз—5,0; MgSO4— следы; FeSO4— следы.

Клубеньковые бактерии, бактерии рода Rhizobium, образующие на корнях некоторых бобовых растений клубеньки и фиксирующие в условиях симбиоза с растением молекулярный азот; при этом они продуцируют ряд физиологически активных веществ, благоприятно влияющих на бобовые растения. К. б. играют важную роль в обогащении почвы азотом. Молодые К. б. размером 0,5—0,9 ´ 1,2—3 мк неспороносны, подвижны, грамотрицательны, аэробны. Проникнув в корневой волосок, они вызывают активное деление клеток корня, что приводит к появлению клубенька. В нём К. б. растут и превращаются в утолщённые, разветвленные формы — так называемые бактероиды, наиболее интенсивно связывающие молекулярный азот. К. б. усваивают также аммонийные соли, нитраты, аминокислоты и др. соединения. Источником углерода для них могут быть моно- и дисахариды, некоторые полисахариды, органические кислоты, спирты. На плотных средах К. б. образуют круглые бесцветные, прозрачные, слизистые колонии, хорошо растущие при температуре 25 °С. Клубеньки, образованные активными К. б., содержат пигмент леггемоглобин и поэтому окрашены в розовый цвет. Разные К. б. вызывают развитие клубеньков у определенных бобовых растений: Rhizobium meliloti — у люцерны, донника; Rh. leguminosarum — у вики, гороха и кормовых бобов; Rh. trifolii специфичен только для клевера, Rh. japonicum — для сои. После разрушения клубеньков К. б. могут жить в почве как сапрофиты. Для лучшего образования клубеньков семена культурных бобовых растений заражают К. б