Небобовые растения и фиксация азота

Процесс фиксации азота обнаружен только в клетках прокариот. Однако он тесно связан с азотным питанием бобовых и небобовых растений, образующих симбиотические и ассоциативные азотфцк-сирующие системы. [c.141]

Иной способ фиксации азота свойствен растениям семейства бобовых, к которому относятся горох, фасоль, клевер и люцерна. Этот способ фиксации-его называют симбиотической азотфиксацией-основан на взаимодействии растения-хозяина с бактериями-симбионтами, обитающими в его корневых клубеньках. Ферменты, участвующие в фиксации азота, принадлежат клубеньковым бактериям, но и растение в свою очередь поставляет для этого процесса некоторые необходимые компоненты, которые у бактерий отсутствуют (рис. 22-27). Наряду с бобовыми способностью фиксировать атмосферный азот обладают и некоторые другие виды растений однако подавляющее большинство небобовых растений и все виды животных такой способности лишены. [c.675]

Испытываются также и биологические подходы, с помощью которых можно было бы сделать атмосферный азот более доступным. Была, например, предпринята попытка определить, нельзя ли заселить различными видами азотфиксирующих бактерий или какими-нибудь их мутантами обычные небобовые культурные растения, в частности кукурузу, и таким путем создать новые полезные симбиотические ассоциации. Попутно обнаружилось, что в корнях ряда небобовых растений тропических стран тоже обитают азотфиксирующие бактерии. К сожалению, таким растениям для фиксации азота требуется очень теплая поч- [c.677]

Существуют бактерии и водоросли, способные восстанавливать атмосферный азот до аммиака (фиксация азота), который затем превращается растениями в аминокислоты, белки и другие азотсодержащие соединения. Такой способностью наделена довольно разнообразная группа организмов. Растения семейства бобовых, например соя, клевер и люцерна, фиксируют азот с помощью бактерий, живущих на их корнях. Около 170 разновиднобтей небобовых растений используют аналогичный прием. Кроме того, природными фиксаторами азота являются некоторые свободно живущие бактерии и сине-зеленые водоросли. [c.41]

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 изучении симбиотической фиксации N2 внимание исследователей было сосредоточено главным образом па бобовых растениях. Однако существуют многочисленные небобовые растения, способные к симбиотической фиксации азота. Из них наиболее интенсивно исследовали ольху, поскольку она широко распространена, интенсивно фиксирует азот и имеет большие клубеньки. Природа микроорганизма, который вызывает образование клубеньков у ольхи, до сих пор не выяснена, так как его до настоящего времепи не удавалось культивировать вне растения и затем заразить свободное от микроорганизма растение и вызвать образование клубеньков. Многие исследователи на основании довольно убедительных косвенных данных считают, что этот микроорганизм относится к актиномицетам. [c.592]

Биологическая или, точнее, биохимическая фиксация азота играет огромную роль в накоплении ресурсов связанного азота в земледелии. Посевы бобовых культур при достаточно удовлетворительных почвенно-кли]матических и агротехнических условиях накапливают в урожае надземной массы и в корнях, в зависимости от вида бобовых, от 100 до 250—300 кг азота на 1 га в год. Из этого количества примерно /з азота поступает в растения из почвы, а 3 — за счет фиксации азота из воздуха. При современной структуре посевных площадей и урожайности возделываемых на них с.-х. культур общий вынос азота с урожаями всех культур во всем мире составляет примерно 45 млн. т, в том числе вынос азота бобовыми около 6—6,5 млн. т. Считая, что две трети всего азота поступает в бобовые за счет фиксации азота воздуха, можно принять, что вклад бобовых в снабжение всех посевов мира азотом в 1960/61 г. определялся примерно в 4 млн. т. Это в 2,5 раза меньше, чем дает сельскому хозяйству мировая азотная промышленность (около 10 млн. т в 1961 г.). Фиксация азота бобовыми в земледелии СССР на 1960/61 г. оценивалась примерно в 600 тыс. г в год. В связи с происходящим в настоящее время резким расширением посевов бобовых культур (бобы, горох) размеры биологической фиксации азота в СССР соответственно возрастают. Кроме бобовых, значительную роль в качестве азотособирателей в дикой растительности играют указанные небобовые растения (ольха, мирт болотный и др.), а на рисовых полях — синезеленые водоросли. Масштабы фиксации азота свободноживущими в почве бактериями сравнительно невелики и они в значительной мере зависят от особенностей почвы, количества и качества органического вещества в почве и других условий. По оценке отдельных авторов в результате жизнедеятельности этих бактерий на гектаре площади фиксируются в год от о—10 до 25 и даи о до 50 кг азота. [c.44]

Таким образом, и в неинфицированных корнях и листьях люпина, и в клубеньковых бактериях присутствуют ферменты, которые, будучи соответствующими приемами выделены из этих объектов, могут in vitro фиксировать свободный азот атмосферы. Возникает вопрос, присутствуют ли скрытые ферментные азотфиксирующие системы в других растениях, которые не способны к фиксации азота. Постановка такого вопроса кажется тем более оправданной еще и потому, что способностью к фиксации азота обладают не только избранные виды отдельных растений, но и, как показали Бонд [7], Гарднер и Бонд [8], такие растения, как ольха, вереск, болотный мирт и некоторые другие, имеющие на своих корнях клубеньковые структуры, образованные совершенно различными организмами (миксомице-тами, грибами, плазмодием), также способны к фиксации азота. В таблице 4 приведены результаты испытаний активности препаратов фермента А, выделенных из листьев некоторых небобовых растений. [c.219]

Фиксация атмосферного азота ферментными препаратами, выделенными из листьев небобовых растений. Экспозиция 30 минут в атмосфере, обогащенной N2 (Z = 11,5) [c.219]

Таким образом, физиологическая роль молибдена велика и не ограничивается только биологической фиксацией азота и редукцией нитратов. Молибден оказался и необходимым элементом для нормального роста и развития небобовых растений. [c.16]

Важная физиологическая роль молибдена, не связанная с фиксацией атмосферного азота, впервые показана в опытах Р. Штейнберга с Aspergillus niger . Эти исследования послужили толчком для развития целой серии работ, направленных на изучение роли молибдена в растениях. Вскоре было установлено, что роль молибдена не ограничивается участием его в биологической фиксации атмосферного азота, и была установлена необходимость молибдена для небобовых растений. Исследования Е. Хьюитта и Е. Мульдера показали, что при недостатке молибдена в тканях растения накапливается большое количество нитратов и нормальный азотный обмен нарушается. Внесение молибдена устраняло ненормальности в азотном об- [c.199]

Вскоре также выяснилось, что физиологическая роль молибдена не ограничивается указанными двумя процессами — биологической фиксацией азота и редукцией нитратов. Молибден оказался необходимым элементом для нормального роста и развития небобовых растений при выращивании их на аммиачном, т. е. восстановленном, источнике азота. Сравнительно недавно установлено, что молибден входит в состав фермента нитратре-дуктазы, осуществляющего восстановление нитратов в расте-ниях з7 Показано, что активность нитратредуктазы зависит от уровня обеспеченности растений молибденом, а также от формы азота, используемой для их питания. В опытах М. Канделла, Е. Фишера, и Е. Хьюитта показано, что активность нитратредуктазы при недостатке молибдена резко снижается внесение молибдена вызывало быстрое восстановление активности этого фермента. Активность нитратредуктазы в листьях цветной капусты была значительно выше при нитратном источнике азота, чем при аммиачном. [c.200]

В последние годы опубликовано несколько работ, позволяющих сделать вывод о том, что кобальт следует отнести к числу необходимых для высших растений элементов, в частности для бобовых. Необходимость кобальта показана в вегетационных опытах с люцерной, соей и клевером. При недостатке данного микроэлемента фиксация атмосферного азота резко ухудшалась, несмотря на инокуляцию растений. При добавлении кобальта устраняются признаки азотного голодания растений и усиливается фиксация азота. Имеются также данные о положительном действии кобальта на урожай небобовых культур — льна, сахарной свеклы, конопли, ячменя, озимой ржи и некоторых других. [c.106]

Создание азотфиксирующих ассоциаций Rhizobium с культурами тканей (клеток) небобовых растений послужило толчком к изучению фиксации азота клубеньковыми бактериями в чистых культурах. Оказалось возможным вызывать у них азотфиксацию добавлением в среду некоторых химических веществ, в результате чего были получены экспериментальные доказательства локализации генов азотфиксации в клетках Rhizobium. [c.63]

Вскоре после этого было установлено, что роль молибдена не ограничивается участием в биологической фиксации атмосферного азота. Обнаружилась необходимость мо- либдена для небобовых культур. D. I. Агпоп, Р. R. Stout в опытах с водными культурами томатов было установлено, что недостаточность молибдена, проявляющаяся в пятнистости листьев и свертывании листовых пластинок, не снималась 19 другими элементами, включая ванадий. Эти исследования были подтверждены на овсе, салатё, белой горчице и др., что указывает на необходимость молибдена для роста растений вообще. [c.16]

Физиологическая роль кобальта в растении изучена значительно меньше, чем в организме животного. Однако опубликованные в последние годы новые данные позволяют отнести этот элемент к числу необходимых для высших растений. Установлено, что он необходим для бобовых и небобовых сельскохозяйственных культур, а также играет важную и специфическую роль в процессе фиксации молекулярного азота. [c.187]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология