Фиксированный азот

Cтраница 2

Когда растение отмирает, в почву попадает больше жизнеспособных бактерий, чем там могло бы расти без симбио-тической ассоциации. Фиксация N2 происходит только в бактероидах, причем около 95 % фиксированного азота переходит в виде ионов аммония в цитоплазму растения-хозяина. [16]

В литературе указываются гораздо большие значения для Северной Африки и субтропических областей, Несомненно обусловленные большей активностью фиксирующих азэт бактерий при повышенной температуре. В странах умеренного климата необходимо учитывать также и то, что 90 % фиксированного азота находится в надземных органах и только 10 % в корнях растений; следовательно, обогащение почвы азотом благодаря бобовым культурам отчасти связано с заделкой культуры в почву путем запашки. [17]

Однако даже в наиболее благоприятном случае одна лишь фиксация атмосферного азота бактериями позволяет поддерживать очень невысокий уровень плодородия. В странах с жарким, засушливым или тропическим климатом, где применяют очень мало удобрений, несколько десятков килограммов фиксированного азота имеют решающее значение, так как они дают возможность получать средние урожаи. [18]

Эта группа организмов может расти как в аэробных, так и в анаэробных условиях, но фиксация азота, по-видимому, связана у них с анаэробными условиями. Их способность к фиксации азота была обнаружена сравнительно недавно, и до сих пор не удалось оценить их роль в обогащении почвы фиксированным азотом. О способности фиксировать азот сообщалось для организмов, которые были классифицированы как Aerobacter, Pseudomonas, Bacillus ( обычно аэробный организм), Achromobacter и Klebsiella. Однако активными являются не все виды и штаммы этих родов. Следует помнить, что классификация этих организмов несколько произвольна, поэтому возможно, что некоторые из них могут быть отнесены к другим родам. [19]

Во время грозы молекулярный азот воздуха соединяется с кислородом и вместе с влагой попадает в почву. В свою очередь, в почве протекают процессы биологической фиксации азота. Фиксированный азот усваивается растениями и, переходя в организм человека и животного, совершает круговорот, который уже миллиарды лет осуществляется в природе. [20]

Жидкие азотные удобрения ускоряют процесс разложения растительных остатков в почве. Часть азота фиксируется бактериями, грибами и другими организмами, участвующими в процессе разложения. Этот фиксированный азот лишь медленно становится доступным для культуры. [21]

Белки, пептиды и аминокислоты синтезируются в растениях и представляют собой один из трех важнейших классов пищевых продуктов. Растения строят эти вещества, комбинируя фотосинтезируемые соединения, которые образуются из воды, кислорода и двуокиси углерода с азотом, взятым из почвы в виде аммиака или нитрат-аниона. Эти формы фиксированного азота образуются из азота воздуха почвенными бактериями. Подобные организмы часто связаны с корнями некоторых растений, в частности бобовых. [22]

Многие почвенные микроорганизмы обладают способностью стимулировать рост растений. Были исследованы молекулярные механизмы, лежащие в основе этой стимуляции, с тем чтобы выяснить, можно ли использовать полезные почвенные бактерии вместо химических удобрений. Полезные бактерии могут оказывать свое влияние непосредственно, поставляя растениям фиксированный азот, хелатированное железо, фитогормоны или облегчая поглощение ими фосфора. Но влияние может быть и опосредованным, через подавление роста фитопатоген-ных микроорганизмов. [23]

Отношения между клубеньковыми бактериями и бобовыми растениями можно определить как мутуализм, т.е. такой вид симбиоза, при котором оба симбионта извлекают выгоду из сожительства: растение получает азот, клубеньковые бактерии - угле-родсодержащие вещества и минеральные соли. Показана способность различных видов клубеньковых бактерий фиксировать N2 без какой-либо связи с растительными клетками. Для этого необходимо обеспечить клубеньковые бактерии подходящими источниками углерода ( преимущественно пентозами), минимальным количеством фиксированного азота и промежуточными соединениями ЦТК. Свободноживущие клубеньковые бактерии синтезируют свой собственный гемоглобин, отличающийся структурно, но не функционально от леггемоглобина. [24]

Земная кора содержит относительно небольшое количество азота; азот существует в биосфере главным образом в виде биофизически и биохимически инертного газа ( N2), содержащегося в атмосфере. Примерно один процент его растворен в океане. Однако с экологической точки зрения нас интересует не этот инертный газ, а его химически и биологически активная форма - так называемый фиксированный азот. Азот фиксируется в биосфере и включается в биохимические циклы главным образом определенными азотофик-сирующими микроорганизмами. [25]

Это сущность симбиотических взаимоотношений, з которых оба организма выигрывают от объединения. Бобовые снабжают энергией из своих источников углерода бактерий, а бактерии фиксируют атмосферный азот, который усваивается бобовыми. Эта сфера влияния распространяется на некоторое расстояние от корня, так что другие растения, такие как сопутствующие травы, также получают пользу от доступности фиксированного азота. [26]

Большая часть клевера в Великобритании выращивается в смешанных посевах с одной или более сопутствующими травами. Скот, пасущийся на таких смешанных пастбищах, может давать привесы ( для овец) до 25 %, по сравнению со скотом на однотравье, главным образом благодаря повышенному содержанию протеина и сухого вещества в пище. Помимо этого очевидного преимущества, сопутствующие травы могут выигрывать от ассоциаций Rhisobium - бобовые, так как сфера их влияния распространяется на небольшие расстояния в почве и фиксированный азот становится доступным для корней трав. Однако бобовые, активно фиксирующие азот, используют большую часть азота сами, лишь немного оставляя в почве для других растений. Основной почвенный источник фиксированного азота - это мертвые клубеньки, корни и опавшие листья. Симп-сон [565] обнаружил, что Trifolium repens конкурирует с другими растениями за азот поздней весной и ранним летом, но позднее, не выдерживая температурного и водного стресса, растения частично гибнут, освобождая до 4 % доступного азота. Итак, попытки одновременно увеличить выход и клевера и сопутствующих трав и поддерживать смешанное состояние травостоя на протяжении ряда лет трудно осуществимы. Многие фермеры убедились в этом: они вынуждены перезасевать пастбища из-за исчезновения клевера, особенно на участках, где регулярно применялись азотные удобрения. [27]

Возросшее потребление минеральных удобрений в сельском и лесном хозяйстве в последние годы существенно изменило и продолжает изменять массу биогенных элементов, поступающих с речным стоком. Около 1 / 3 внесенных минеральных удобрений вымывается из почв и выносится в моря и океаны. Естественное и антропогенное поступление азота и фосфора в океан составляет около 62 млн т / год ( А.М. Алпа-тьев, 1983 г.), азота - около 35 млн т / год, а если учесть фиксированный азот - то около 45 млн т / год. Эти вещества вызывают чрезмерное разрастание водной растительности, особенно в небольших пресных водоемах, что приводит к уменьшению содержания кислорода в воде, цветению водоемов, гибели рыбы и ухудшению качества воды. [28]

Развитие корневого клубенька в результате заражения корня бобового растения клубеньковыми бактериями. ( Из Sprent, 1979. [29]

Если зеленые растения патологически ( перепроизводят углеводы ( см. гл. И бобовое растение с клубеньками обеспечить нитратами, то скорость фиксации азота быстро падает. И напротив, в среде, где фиксированный азот редок, траты на азотфиксирующий мутуализм, вероятно, максимальны. [30]

Страницы: 1 2 3