БобовиПОЛЕЗНО

ФИКСАЦИЯ НА АЗОТ ОТ БОБОВИТЕ КУЛТУРИ

Приблизително 80% от земната атмосфера е азотен газ (N2). За съжаление N2 е неизползваем от повечето живи организми. Растенията, животните и микроорганизмите могат да умрат от дефицит на азот, заобиколени от N2, които не могат да използват. Всички организми използват амонячната (NH3) форма на азот за производство на аминокиселини, протеини, нуклеинови киселини и други азотсъдържащи компоненти, необходими за живота.

Бобовите култури осигуряват важен източник на протеини, въглехидрати и масла за хората и животните. Една от техните уникални характеристики е способността им да използват атмосферния азот като източник на хранителни вещества.

Азотът е основен елемент за растежа и развитието на растенията. Той е основен компонент в растителните аминокиселини, нуклеинови киселини, хлорофил и други протеинови вещества. Въпреки че азотът е най-разпространеният газ в атмосферата, растенията не могат да го използват в тази форма. За да може атмосферният азот да бъде достъпен за растенията, той първо трябва да се редуцира до амоняк, в процес, наречен фиксация. Това е биологичен процес, осъществяван от специфични видове бактерии. Азотфиксиращите микроорганизми са общо известни като диазотрофи и включват ризобии, азотобактер, азоспирилум, Frankia alni (е грам-позитивен вид актиномицетна нишковидна бактерия) и цианобактерии.

Поради способността си да фиксират атмосферния азот, бобовите култури не се нуждаят от добавяне на азотни торове. Или поне не в такива големи количества като при останалите култури.

ФИКСАЦИЯ НА АЗОТ ОТ БОБОВИТЕ КУЛТУРИ
ФИКСАЦИЯ НА АЗОТ ОТ БОБОВИТЕ КУЛТУРИ

Как бобовите растения фиксират азота?

Процесът на фиксиране на азот включва използване на енергия (АТФ) за разрушаване на силните тройни ковалентни връзки, които образуват диазотни молекули (N≡N, N2). След като ковалентните връзки бъдат разкъсани, азотът се активира и може да реагира с водород, за да образува амоняк (NH3), който е форма на азот, която растенията могат да използват. Показаното редукционно уравнение представлява биологична азотфиксация: N2 + 8 H+ + 8 e– → 2 NH3 + H2.

Този процес се катализира от ензима нитрогеназа, който азотфиксиращите бактерии лесно произвеждат. Тъй като процесът на фиксиране консумира много енергия, нефотосинтетичните азотфиксатори, като ризобиум, образуват асоциации с растенията гостоприемници, за да получат захари, произвеждащи енергия.

Бобовите растения образуват симбиотични връзки с нефотосинтезиращи бактерии, известни като ризобии. В тази връзка бобовите растения доставят на бактериите захари, които се разграждат, за да освободят енергия, необходима за намаляване на азота. В замяна на това бактериите от ризобия фиксират азота, който бобовите растения използват. В тази симбиотична връзка бобовите растения образуват коренови възли, където бактериите rhizobia трансформират атмосферния азот в амоняк.

Когато бобовите растения поемат фиксиран азот, те образуват зелени листа (богати на хлорофил). Това подобрява фотосинтетичната способност на растението, което прави растението по-бързо и по-здраво. Когато растението узрее и изсъхне, обогатените листа падат, връщайки азота в почвата.

Грудки от бобови растения

Фиксирането на азот от бобовите растения започва с образуването на грудки. Бактериите от ризобия в почвата нахлуват в корена и се размножават в кортексните му клетки. Растението доставя всички необходими хранителни вещества и енергия за бактериите. В рамките на една седмица след инфекцията, малки възли се виждат с невъоръжено око. На полето малки възли могат да се видят 2-3 седмици след засаждането, в зависимост от вида на бобовите растения и условията на покълване. Когато възлите са млади и все още не фиксират азот, те обикновено са бели или сиви отвътре. Тъй като възлите нарастват, те постепенно стават розови или червеникави на цвят, което показва, че е започнала фиксация на азот. Розовият или червеният цвят се причинява от легхемоглобин (подобен на хемоглобина в кръвта), който контролира притока на кислород към бактериите.

Грудките по много многогодишни бобови растения, като люцерна и детелина, са с пръстовидна форма. Зрелите възли всъщност могат да приличат на ръка с централна маса (дланта) и изпъкнали части (пръсти), въпреки че целият възел обикновено е по-малък от 1-1,5 см в диаметър. Грудките по многогодишните насаждения са дълготрайни и ще фиксират азота през целия вегетационен период, докато условията са благоприятни. Повечето от грудките (10–50 на голямо растение от люцерна) ще бъдат центрирани около основния корен.

Грудките върху едногодишните бобови растения, като фасул, фъстъци и соя, са кръгли и могат да достигнат размера на голямо грахово зърно. Грудките по едногодишните растения са краткотрайни и ще се заменят постоянно през вегетационния период. По време на запълване на шушулките възлите на едногодишните бобови растения обикновено губят способността си да фиксират азот, тъй като растението захранва развиващото се семе, а не възелката. Бобът обикновено има по-малко от 100 възли на растение, соята ще има няколкостотин на растение, а фъстъците може да имат 1000 или повече възли на добре развито растение.

Благоприятни условия за биологична азотфиксация

Нитрогеназните ензими се състоят от две разтворими протеинови съединения, а именно компоненти I и II. Компонент I (обикновено наричан MoFe протеин) се състои от желязо, молибден и сулфиди. Компонент II, наричан още нитрогеназна редуктаза, се състои от желязо и сулфиди.

Нитрогеназата е кислородно чувствителна и се разрушава от висока концентрация на свободен кислород. Легемоглобинът, протеин, съдържащ желязо, произвеждан от растенията в кореновите възли, се свързва с кислорода и поддържа достатъчно ниско ниво на свободен кислород, за да защити нитрогеназата. Изследванията показват, че неутрално pH и температура в диапазона от 26 – 37˚ C са подходящи за максимално биологично азотно фиксиране.

Направете почвен анализ като сами вземете почвена проба. Купете своята сонда за почвено пробовземане.

https://shop.agrined.com/produkt/%d1%81%d0%be%d0%bd%d0%b4%d0%b0-%d0%b7%d0%b0-%d0%bf%d0%be%d1%87%d0%b2%d0%b5%d0%bd%d0%b8-%d0%bf%d1%80%d0%be%d0%b1%d0%b8-%d1%80%d1%8a%d1%87%d0%bd%d0%b0-110-%d1%81%d0%bc-%d0%bf%d1%80%d0%b5%d0%b4%d0%b2/

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *