Nitơ được coi là một trong những nguyên tố hóa học quan trọng nhất ảnh hưởng đến sự phát triển của cây nông nghiệp. Chất này ảnh hưởng đến quá trình quang hợp và lượng diệp lục trong cây trồng. Đồng thời, cố định đạm là một quá trình nông nghiệp quan trọng. Tuy nhiên, bón đạm dưới dạng phân bón không được coi là giải pháp duy nhất. Việc sử dụng vi khuẩn cố định đạm được coi là một phương án rất hiệu quả.
Vi khuẩn là gì
Thuật ngữ này đề cập đến các đại diện của vương quốc sinh vật sống, đại diện cho loại sinh vật nhân sơ. Chúng là những sinh vật có tế bào không chứa nhân. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là những sinh vật đó hoàn toàn không có thông tin di truyền. Các phân tử DNA nằm tự do trong tế bào chất của tế bào. Ngoài ra, chúng còn được bao quanh bởi một lớp vỏ.
Vi khuẩn có kích thước cực nhỏ và do đó vi sinh học nghiên cứu chúng. Các nhà nghiên cứu đã xác định rằng sinh vật nhân sơ là những tế bào đơn bào hoặc hình thành các khuẩn lạc. Chúng được đặc trưng bởi một cấu trúc rất nguyên thủy. Ngoài nhân, vi khuẩn còn thiếu tất cả các loại lạp thể, ty thể và lysosome. Tuy nhiên, trong mọi trường hợp, tế bào của chúng có khả năng thực hiện nhiều quá trình quan trọng khác nhau. Chúng có đặc điểm là hô hấp kỵ khí không sử dụng oxy, sinh sản vô tính và hình thành nang trong điều kiện không thuận lợi.
Các lớp chính
Việc phân loại dựa trên nhiều đặc điểm khác nhau, một trong số đó là hình dạng của tế bào. Cocci có hình tròn, Vibrios có hình dấu phẩy, xoắn ốc có hình xoắn ốc và trực khuẩn có hình que.
Ngoài ra, việc phân loại vi khuẩn được thực hiện có tính đến đặc điểm của cấu trúc tế bào. Các giống thực sự có thể hình thành một lớp màng nhầy xung quanh tế bào của chúng. Ngoài ra, họ có Flagella. Vi khuẩn lam có quá trình quang hợp và được phân loại là địa y.
Nhiều loại vi sinh vật vi khuẩn được đặc trưng bởi xu hướng cộng sinh, đó là sự chung sống cùng có lợi. Vi khuẩn cố định đạm cư trú ở rễ cây họ đậu và hình thành các nốt sần. Những vi sinh vật này biến đổi nitơ trong khí quyển, điều này rất quan trọng cho sự phát triển toàn diện của cây trồng.
Phương pháp ăn uống
Prokaryote là những sinh vật có thể tự kiếm ăn bằng mọi cách. Ví dụ, vi khuẩn màu tím và màu xanh lá cây được đặc trưng bởi một loại dinh dưỡng tự dưỡng - nhờ sử dụng năng lượng mặt trời. Do sự hiện diện của plastid, chúng có các sắc thái khác nhau, nhưng luôn bao gồm chất diệp lục.
Điều quan trọng cần lưu ý là quá trình quang hợp ở vi khuẩn và thực vật khác nhau đáng kể. Trong trường hợp đầu tiên, nước không phải là thuốc thử bắt buộc. Hydro hoặc hydro sunfua có thể hoạt động như một nhà cung cấp điện tử. Do đó, oxy không được giải phóng trong quá trình này.
Một loại vi sinh vật vi khuẩn quan trọng được đặc trưng bởi một loại dinh dưỡng dị dưỡng. Điều này có nghĩa là họ sử dụng các yếu tố hữu cơ làm sẵn. Để bão hòa vi khuẩn bằng các chất cần thiết, xác của các sinh vật chết được sử dụng. Đồng thời, các vi sinh vật khử hoạt tính có thể dẫn đến sự phân hủy của bất kỳ chất hữu cơ nào. Chúng còn được gọi là hoại sinh.
Một số vi khuẩn thực vật có khả năng cộng sinh với các sinh vật khác. Vì vậy, cùng với nấm, chúng là một phần của địa y. Đồng thời, vi khuẩn nốt sần cố định đạm có khả năng cùng tồn tại cùng có lợi với hệ thống rễ cây họ đậu.
Ai là người hóa dưỡng
Một loại quan trọng, được phân biệt bằng cách hấp thụ chất dinh dưỡng, được coi là sinh vật hóa dưỡng. Chúng là những vi sinh vật được coi là một loại tự dưỡng. Trong trường hợp này, thay vì năng lượng mặt trời, những vi khuẩn này sử dụng năng lượng tương tác hóa học của các nguyên tố khác nhau. Đặc biệt, sinh vật hóa dưỡng bao gồm vi khuẩn cố định đạm. Chúng gây ra quá trình oxy hóa một số hợp chất vô cơ, đồng thời cung cấp cho chúng lượng năng lượng cần thiết.
Môi trường sống của vi khuẩn cố định đạm
Nói chung, vi khuẩn có ở khắp nơi. Đồng thời, các giống cố định đạm sống trong đất, hay chính xác hơn là trên rễ cây họ đậu.
Cấu trúc cơ thể
Các chức năng của vi khuẩn nốt sần có liên quan đến cấu trúc của chúng. Những vi sinh vật như vậy có thể được nhìn thấy bằng mắt thường. Chúng định cư trên hệ thống rễ của cây họ đậu và ngũ cốc và xâm nhập vào thực vật. Trong trường hợp này, độ dày được hình thành trong đó các quá trình trao đổi chất được quan sát.
Cây cần nitơ để hoạt động bình thường. Thiên nhiên chứa một lượng vừa đủ nguyên tố này. Ví dụ, trong không khí lượng của nó đạt tới 78%. Tuy nhiên, cây trồng không thể hấp thụ chất này ở dạng này. Vi sinh vật cố định đạm có khả năng hấp thụ nitơ từ khí quyển. Sau đó, họ chuyển hóa chất này thành dạng có thể sử dụng được cho cây trồng.
Hiệu suất
Để hiểu rõ hơn về chức năng của vi sinh vật cố định đạm, cần xem xét ví dụ về vi khuẩn hóa dưỡng có tên là Azospirillum. Sinh vật này sống trên hệ thống rễ của cây ngũ cốc - lúa mì hoặc lúa mạch. Nó đúng là chiếm một vị trí hàng đầu trong số các nhà sản xuất nitơ. Sinh vật này giải phóng tới 60 kg chất này trên 1 ha diện tích cây trồng.
Vi khuẩn cố định đạm trong cây họ đậu bao gồm rhizobitum, sinorizobium và các loại khác. Họ cũng có hiệu quả cao. Những nhà máy như vậy có khả năng sản xuất tới 390 kg nitơ trên 1 ha đất. Trên cây họ đậu lâu năm, vi khuẩn được hình thành có đặc điểm là năng suất tối đa. Thông số này đạt 560 kg trên 1 ha diện tích gieo trồng.
Đặc điểm của cuộc sống
Tùy thuộc vào đặc điểm của quá trình sống của chúng, tất cả các vi sinh vật cố định đạm có thể được nhóm thành hai loại. Nhóm đầu tiên được coi là nitrat hóa. Trong trường hợp này, các quá trình trao đổi chất bao gồm một chuỗi các biến đổi hóa học. Trong trường hợp này, amoni được chuyển thành nitrit, là muối của axit nitric. Đổi lại, nitrit được chuyển thành nitrat. Chúng cũng là muối của hợp chất này. Ở dạng này, nitơ được rễ cây hấp thụ tốt hơn.
Nhóm thứ hai được gọi là chất khử nitơ. Họ thực hiện quá trình ngược lại. Trong trường hợp này, nitrat có trong đất được chuyển thành khí nitơ. Kết quả là sự lưu thông của chất này trong tự nhiên được quan sát thấy.
Trong số các quá trình sống, sinh sản cũng đáng được chú ý. Nó được thực hiện bằng cách chia các tế bào thành hai. Ít thường xuyên hơn điều này xảy ra bằng cách nảy chồi. Vi sinh vật vi khuẩn cũng có thể sinh sản hữu tính. Phương pháp này được gọi là liên hợp, trong đó thông tin di truyền được trao đổi.
Vì rễ cây trồng tiết ra một số lượng lớn các nguyên tố có giá trị nên rất nhiều vi khuẩn bám vào chúng. Chúng biến đổi tàn dư thực vật thành các chất mà thực vật có thể hấp thụ.Kết quả là lớp đất xung quanh nó có những đặc tính đặc biệt. Nó được gọi là rhizosphere.
Vi khuẩn xâm nhập vào rễ bằng cách nào?
Có một số lựa chọn để đưa tế bào vi khuẩn vào mô rễ. Điều này xảy ra do tổn thương các mô che phủ hoặc ở những khu vực tích tụ tế bào rễ non. Sinh vật hóa dưỡng cũng có thể xâm nhập vào cây trồng ở vùng rễ tóc. Sau đó họ bị nhiễm bệnh.
Là kết quả của sự phân chia tích cực của tế bào vi khuẩn, các nốt sần được hình thành. Sau đó, các sợi nhiễm trùng xuất hiện và tiếp tục xâm nhập vào mô thực vật. Theo thời gian, một chất đặc biệt gọi là leghemoglobin được hình thành ở đây. Ở giai đoạn hoạt động tối ưu, các nốt sần chuyển sang màu hồng. Điều này là do sự hiện diện của sắc tố.
Tầm quan trọng trong nền kinh tế
Từ lâu, người ta đã chứng minh được rằng nếu bạn đào cây họ đậu bằng đất, năng suất cây trồng sẽ được cải thiện. Tuy nhiên, vấn đề không phải là quá trình cày xới. Đất như vậy được bão hòa nitơ tốt hơn, điều này rất quan trọng cho sự phát triển của cây trồng. Đó là lý do tại sao vi khuẩn cố định đạm được gọi là nhà máy nitrat.
Vi khuẩn cố định đạm là vi sinh vật quan trọng được sử dụng tích cực trong nông nghiệp. Điều này là do chúng có khả năng thu được nitơ từ không khí và biến nó thành dạng mà thực vật có thể tiếp cận được.
