35. Ассоциативные и свободноживущие азотфиксаторы. Бактериальные препараты. Эффективность применения. Механизм действия диазотрофов.

Ассоциативные азотфиксаторы, принадлежащие к различным родам и видам, имеют индивидуальные особенности а строении, физиологии, биохимии, и в процессах взаимоотношения я растением. К этих азотфиксаторам относят прежде всего ризосферных микроорганизмов, которые живут на поверхности корневой системы растений. Микробы колонизируют поверхность корневой системы. Эти взаимоотношения напоминают симбиоз. Имеются этапы: хемотаксическое узнавание, лектин-углеводное узнавание и этапы установления прочных связей, обусловленные обменом веществ, полезным и растению и микроорганизму; нет только этапа образования клубеньков. У ассоциативных азотфиксаторов есть полезные свойства, позволяющие помочь растению в росте и развитии: синтез фитогормонов, защита от фитопатогенов, разрушение токсических веществ. Род азоспирилл – полезны в технологии выращивания злаков.

Свободноживущие азотфиксаторы – гетеротрофы, нуждаются в углеводном источнике питания и поэтому часто связаны с микроорганизмами, способными к разложению целлюлозы и других полисахаридов. Бактерии рода азотобактер, как правило поселяются на поверхности корней высших растений. Такие ассоциации объясняются тем, что в качестве источника углерода бактерии используют продукты, выделяемые корнями в ризосферу. Также относятся – цианобактерии. Обогащении ими рисовых полей увеличивает урожай на 20%. Микроорганизмы усваивающие молекулярный азот, называются диазотрофами.

Механизм действия диазотрофов. Несколько стадий: первая – приближение микробной клетки к растению за счет ее способности передвигаться в ответ на узнавание химических продуктов, выделяемых из корней растения. Этот процесс называется хемотаксисом. Вторая стадия – контактное взаимодействие микроорганизма с растением. В этом процессе важное место отводиться лектин-углеводному узнаванию растения микроорганизмом. Лектин корневых волосков растений – углеводузнающий белок. Он узнает углевод поверхности бактерий и прочно связывается с ним. Третья стадия – механохимическая и весьма загадочная по технике исполнения. Бактерии внедрившиеся в молодой волосок корневой прорастают вдоль нитей, перетекают в клетки коры и вызывают их быстрое деление. Сопровождается ростом клубеньков. Азотфиксация и образование клубеньков подавляются при обильном и экологически вредном использовании химических азотных удобрений.

Бактериальные удобрения

От наличия клубеньковых бактерий в почве зависит исход естественного заражения бобовых растений. При отсутствии в почве соответствующих видов клубеньковых бактерий бобовые растения развиваются без клубеньков и не выполняют функции азотонакопителей, становясь потребителями почвенного азота.

В связи с этим в практику сельского хозяйства прочно вошел прием инокуляции — предпосевная обработка семян бобовых растений препаратом клубеньковых бактерий соответствующего вида. Технический препарат для инокуляции бобовых растений получил наименование - нитрагин. Отсюда прием инокуляции соответствующих культур в этих странах называется нитрагинизацией. Нитрагин повышает урожай бобовых растений на 10—15%, а в новых районах возделывания — на 50% и более.

Нитрагин способствует активному накоплению азота воздуха бобовыми растениями, улучшает качество урожая этих культур, увеличивая в них содержание белка, аминокислот, витаминов группы В. Нитрагин снижает возможность заражения растений грибными и бактериальными заболеваниями, увеличивает накопление азота в почве.

Технические препараты нитрагина выпускаются в различном виде. По физическому составу они могут быть сыпучими (почвенные, торфяные), жидкими (бульонные), плотными (агаровые). Эти различия определяются природой используемого инертного наполнителя или так называемого вещества-носителя. Применять нитрагин следует только для соответствующего вида растения или перекрестно заражаемого.

Азотобактерин — препарат азотобактера, предназначенный для обработки разных видов сельскохозяйственных растений. В 1 г такого удобрения должно содержаться не менее 40 млн. клеток азотобактера. В большинстве случаев на дерново-подзолистых почвах и черноземах азотобактерин повышает урожай растений на 6 —10%. На унавоженных почвах положительный эффект азотобактерина возрастает.

Действие азотобактерина на растение многогранно: вероятно, он не столько улучшает азотное питание, сколько усиливает витаминный обмен, продуцируя биологически активные вещества, и способствует развитию растений, подавляя грибную флору зоны корня.