Симбиоз фиксация азота

Бобовые культуры и фиксация азота при симбиозе [c.356]

Количества азота, выведенные денитрифицирующими бактериями из биосферы, компенсируются процессами фиксации азота из атмосферы азотфиксирующими бактериями. Последние подразделяются на две группы живущие самостоятельно и живущие в симбиозе с высшими растениями или с насекомыми. Первая группа бактерий фиксирует примерно 10 кг га. Симбионты высших растений фиксируют значительно большие количества азота. Так, симбионты бобовых культур фиксируют до 350 кг/га. С осадками выпадает азота порядка нескольких килограммов на гектар. [c.10]

Ряд кардинальных вопросов агрохимии, таких, как определение необходимых для жизни растений элементов, выяснение значения симбиоза клубеньковых бактерий с бобовыми культурами в фиксации атмосферного азота, сравнение аммиачного и нитратного питания растений, определение доступности для растений разных форм фосфатов и т. д., были успешно решены только с помощью вегетационного метода исследования. [c.544]

Более надежным и постоянно действующим путем фиксации атмосферного азота является синтез азотных соединений многими микроорганизмами, живущими как свободно, так и в симбиозе с зелеными растениями (клубеньковыми бактериями) и сине-зелеными водорослями. Этот процесс, в отличие от грозовых разрядов, поддается в некоторой мере управлению. [c.82]

Развитые страны могут позволить себе в больших масштабах применять химические удобрения, но многим другим странам это недоступно, и они вынуждены искать иные пути. Основным необходимым для роста элементом является азот. Он отнюдь не принадлежит к числу редких, но чтобы перевести азог в форму, доступную растениям, его надо фиксировать. К счастью в ходе эволюции выработался и закрепился биологический механизм фиксации азота при симбиозе — весьма эффективный процесс, на котором мы остановимся подробнее. Сходен с ним и процесс несимбиотической фиксации азота, который сейчас активно изучается, цо на практике применяется пока в ограниченном масштабе. [c.351]

S.6. Улучшение симбиоза между бобовыми и Rhizobium Симбиотические отношения, приводящие к фиксации азота, [c.363]

Корневые клубеньки у небобовых растений. [У некоторых растений, не относящихся к бобовым, тоже имеются корневые клубеньки, способные фиксировать N2- Фиксация азота и здесь основана на симбиозе с прока-риотамш В случае эндосимбионтов речь идет в большинстве случаев об актиномицетах, принадлежащих к роду Fran kia. [c.398]

При комнатной температуре азот вступает лишь в реакции с металлическим литием (образуя при этом нитрид LisN), с некоторыми комплексами переходных металлов и связывается некоторыми фиксирующими азот бактериями, живущими независимо или в симбиозе с бобовыми растениями в корневых клубеньках клевера, гороха, бобов и им подобных. Механизм фиксации азота бактериями не изучен. [c.330]

Биологическая фиксация азота атмосферы связана с жизнедеятельностью находящихся в почве микроорганизмов — бактерий. Еще более 150 лет тому назад было установлено, что почва, на которой росли бобовые растения, становится плодороднее. На возможность связывания азота воздуха некоторыми микроорганизмами впервые в 1896 г. обратил внимание физик П. С. Коссо-вич. Исследуя клубеньки бобовых растений, М. С. Воронин в 1865 г. обнаружил, что они содержат микроорганизмы, в состав которых входит большое количество азота. Бактерии, живущие в симбиозе с корнями бобовых растений, питаются соками растений, поглощают азот воздуха и перерабатывают его в форму, доступную для усвоения растениями. [c.11]

Фиксация азота. Заключительный этап развития симбиоза, на котором ризобии переходят к активной азотфиксации и к экспорту ее продуктов в растение, у большинства бобовых начинается после эндоцитоза бактерий в растительные клетки и формирования бактероидов. В бактероидах очень активно синтезируется нитрогеназа, которая может составлять до 30 % от их общего белка. Однако образование нитрогеназы — это наиболее важный, но не единственный процесс, определяющий функционирование клубеньков как органов симбиотической азотфиксации. Другими значимыми процессами являются формирование систем защиты нитрогеназы от молекулярного кислорода, обеспечение энергетических потребностей нитрогеназного комплекса и ассимиляция продуктов азотфиксации (табл. 4.4). Все эти функции выполняются бактериями и растениями совместно, что обеспечивается тесной структурной и функциональной интеграцией партнеров симбиоза. [c.177]

Основной механизм направлен на превращение молекулярного азота в аммиак с помощью сложной ферментативной системы — нитрогеназы. Нитрогеназа содержится в клубеньковых бактериях, живущих в симбиозе с высшими растениями, и участвует в процессе симбиотической фиксации азота. Кроме того, в организмах свободноживущих азотфиксирующих бактерий (микобактерии, цианобактерии, азотобактер, спириллы и др.) нитрогеназа регулирует процессы несимбиотической фиксации. Значительная часть из 13 ООО видов бобовых растений способна к симбиотической фиксации азота, причем в значительных количествах. Особенно эффективно этот процесс протекает у таких культурных растений, как горох, соя и др. Известно также около 250 видов растений других семейств, способных симбиотически фиксировать азот (ольха, лисохвост, облепиха и т. д.). Симбиотическая фиксация азота ежегодно может обогащать 1 га почвы на 200 — 300 кг азота, в то время как несимбиотическая — всего на 15-30 кг. [c.362]

Симбиотические отношения, приводящие к фиксации азота,— это наиболее эффективный способ биологического образования аммиака, потребляемого сельскохозяйственными культурами. Влияя на них, мы сможем достичь значительного прогресса в использовании биологической фиксации азота для производства пищевых продуктов. Для расширения масштабов и эффективности систем фиксации азота необходимо глубже понять генетику бактерий Rhizobium, чтобы не зависеть столь сильно от природных систем симбиоза, а формировать их с участием любого желаемого вида растений, употребляемых в пищу. [c.363]

Фиксация азота, осуществляемая некоторыми свободноживу-щими бактериями и сине-зелеными водорослями, происходит также и в клубеньках корней бобовых и других растений, зараженных бактериями рода Rhizobium. Фиксация сводится к присоединению молекулы N2 к молибденсодержащему ферменту нитрогеназе с последующим АТР-зависимым восстановлением азота до аммиака при использовании электронов и протонов молекул субстрата, которые при этом окисляются. Азотфикси-рующая система может также восстанавливать ацетилен в этилен. Этот принцип лежит в основе определения фиксации азота интактными растениями в поле. Внесение восстановленного азота под азотфиксирующие растения, живущие в симбиозе с бактериями, снижает опособность последних фиксировать азот в [c.237]

Другим источником является биологическая фиксация молекулярного азота, которую осуществляют многие группы микроорганизмов. Она безвредна для человека и окружающей среды (в том объеме, в котором она осуществляется в агрофитоценозах и в естественных экосистемах). Большая часть азота в природе фиксируется симбиотическими азотфиксаторами. Они используют продукты фотосинтеза макросимбионта для покрытия энергетических затрат на фиксацию азота и передают связанный азот растению. Способность формировать азотфиксирующие симбиозы, однако, приобрели в процессе эволюции только определенные виды растений и микроорганизмов. [c.54]

Возмещение потерь почвенного азота происходит из нескольких источников. Это прежде всего органические остатки отмирающей биомассы, образующие самый мощный поток азота, вносимый в почву. Второе место по значению занимает процесс фиксации молекулярного азота атмосферы (азотфиксации) клубеньковыми бактериями, живущими в симбиозе с бобовыми и другими растениями. Кроме клубеньковых бактерий азотфик-сация осуществляется свободно живущими в почве микроорганизмами рода азотобактер, клостридиями, одноклеточными грибами и водорослями. Все эти микроорганизмы восстанавливают азот при участии фермента нитрогеназы и железосодержащих белков ферредоксинов. [c.423]

Наряду с процессом нитрификации в почве в сравнительно небольшом объеме происходит обратный процесс—деннтрификации, осуш,ествляемый рядом бактерий почвы. В результате этого процесса из некоторого количества нитратов образуется свободный азот. Денитрифицирующие бактерии высвобождают незначительное количество азота из его соединений, взаимно используемых животными и растениями. Однако это компенсируется жизнедеятельностью микроорганизмов, фиксирующих азот, превращающих молекулярный азот в азот органических соединений. Среди этих организмов особое значение имеют клубеньковые бактерии, живущие в симбиозе с бобовыми растениями, они проникают в корни бобовых растений, образуя клубеньки. Клубеньковые бактерии пользуются органическими соединениями растений и в свою очередь снабл ают растения азотистыми веществами, выра-батьн аемыми ими в результате фиксации атмосферного азота. [c.436]

В ассоциациях с клетками и растениями цианобактерии интенсивно размножаются, образуют гетероцисты и проявляют НГА. Формирование гетероцист, ответственных у данной цианобактерии за фиксацию молекулярного азота, и регистрация НГА свидетельствуют об осуществлении азотфиксации. В специальных опытах, поставленных с совместной культурой ткани люцерны и А. variabilis, было показано, что стимуляция роста НГА и образование гетероцист у цианобактерии (рис. 41) происходят, очевидно, за счет метаболитов клеток люцерны, диффундирующих через агар. Интересно, что и в природных ассоциациях высшие растения вызывают стимуляцию образования гетероцист и НГА у цианобионта. Однако в полученных искусственным путем системах доля гетероцист не достигала максимально высоких значений, известных для природных симбиозов цианобактерий и высших растений (W. Stewart et al., 1983). Существенной особенностью цианобактерий в искусственных ассоциациях является ее интенсивный рост, который в природных ассоциациях с растениями, наоборот, подавлен. Таким образом, полученные в эксперименте системы представляют значительный интерес для изучения на клеточном уровне механизмов влияния растения-хозяина на симбиотические цианобактерии. [c.87]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология