คำอธิบายและประเภทหลักของแบคทีเรียตรึงไนโตรเจน ความสำคัญในระบบเศรษฐกิจ

ไนโตรเจนถือเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งที่ส่งผลต่อการพัฒนาพืชเกษตร สารนี้ส่งผลต่อกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงและปริมาณคลอโรฟิลล์ในพืชผล ในเวลาเดียวกัน การตรึงไนโตรเจนเป็นกระบวนการทางการเกษตรที่สำคัญ อย่างไรก็ตามการใช้ไนโตรเจนในรูปปุ๋ยไม่ถือเป็นวิธีแก้ปัญหาเพียงอย่างเดียว การใช้แบคทีเรียตรึงไนโตรเจนถือเป็นตัวเลือกที่มีประสิทธิภาพมาก

แบคทีเรียคืออะไร

คำนี้หมายถึงตัวแทนของอาณาจักรแห่งธรรมชาติที่มีชีวิตซึ่งเป็นตัวแทนของประเภทของโปรคาริโอต พวกมันคือสิ่งมีชีวิตที่เซลล์ไม่มีนิวเคลียส อย่างไรก็ตามนี่ไม่ได้หมายความว่าสิ่งมีชีวิตดังกล่าวปราศจากข้อมูลทางพันธุกรรมโดยสิ้นเชิง โมเลกุล DNA ตั้งอยู่อย่างอิสระในไซโตพลาสซึมของเซลล์ นอกจากนี้พวกมันยังถูกล้อมรอบด้วยเปลือกหอยอีกด้วย

แบคทีเรียมีขนาดเล็กมาก ดังนั้นจุลชีววิทยาจึงศึกษาพวกมัน นักวิจัยระบุว่าโปรคาริโอตเป็นเซลล์เดียวหรือก่อตัวเป็นอาณานิคม มีลักษณะเป็นโครงสร้างดั้งเดิมมาก นอกจากนิวเคลียสแล้ว แบคทีเรียยังขาดพลาสติด ไมโตคอนเดรีย และไลโซโซมทุกประเภท อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าในกรณีใด เซลล์ของพวกมันก็สามารถดำเนินกระบวนการสำคัญต่างๆ ได้ มีลักษณะเฉพาะคือการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนโดยไม่ต้องใช้ออกซิเจน การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ และการเกิดซีสต์ในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย

ชั้นเรียนหลัก

การจำแนกประเภทจะขึ้นอยู่กับลักษณะต่างๆ กัน ซึ่งหนึ่งในนั้นคือรูปร่างของเซลล์ Cocci มีรูปร่างกลม Vibrio มีรูปร่างเป็นลูกน้ำ spirilla มีรูปร่างเป็นเกลียว และ Bacilli มีลักษณะเป็นแท่ง

นอกจากนี้การจำแนกประเภทของแบคทีเรียยังคำนึงถึงลักษณะของโครงสร้างเซลล์ด้วย พันธุ์แท้สามารถสร้างแคปซูลเมือกรอบเซลล์ได้ นอกจากนี้พวกเขายังมีแฟลเจลลา ไซยาโนแบคทีเรียมีกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงและจัดเป็นไลเคน

จุลินทรีย์ในแบคทีเรียหลายชนิดมีลักษณะเฉพาะโดยมีแนวโน้มที่จะเกิด symbiosis ซึ่งเป็นการอยู่ร่วมกันที่เป็นประโยชน์ร่วมกัน แบคทีเรียตรึงไนโตรเจนจะเกาะอยู่ที่รากของพืชตระกูลถั่วและก่อตัวเป็นก้อน จุลินทรีย์เหล่านี้เปลี่ยนไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศ ซึ่งมีความสำคัญต่อการพัฒนาพืชผลอย่างเต็มที่

วิธีการรับประทาน

โปรคาริโอตเป็นสิ่งมีชีวิตที่สามารถเลี้ยงตัวเองด้วยวิธีใดก็ได้ ตัวอย่างเช่น แบคทีเรียสีม่วงและสีเขียวมีลักษณะเป็นสารอาหารประเภทออโตโทรฟิค เนื่องจากใช้พลังงานแสงอาทิตย์ เนื่องจากมีพลาสติดจึงมีเฉดสีต่างกัน แต่จะรวมคลอโรฟิลล์ไว้ด้วยเสมอ

สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาว่ากระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงในแบคทีเรียและพืชมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ในกรณีแรก น้ำไม่ใช่ตัวทำปฏิกิริยาบังคับ ไฮโดรเจนหรือไฮโดรเจนซัลไฟด์สามารถทำหน้าที่เป็นซัพพลายเออร์อิเล็กตรอนได้ ดังนั้นออกซิเจนจะไม่ถูกปล่อยออกมาในระหว่างกระบวนการนี้

จุลินทรีย์ในแบคทีเรียประเภทที่สำคัญมีลักษณะเฉพาะด้วยสารอาหารประเภทเฮเทอโรโทรฟิก ซึ่งหมายความว่าพวกเขาใช้องค์ประกอบอินทรีย์สำเร็จรูป เพื่อให้แบคทีเรียอิ่มตัวด้วยสารที่จำเป็นพวกมันจึงใช้ซากสิ่งมีชีวิตที่ตายแล้ว ในเวลาเดียวกันจุลินทรีย์ที่เน่าเปื่อยสามารถนำไปสู่การย่อยสลายอินทรียวัตถุได้ พวกมันถูกเรียกว่า saprotrophs

แบคทีเรียในพืชบางชนิดสามารถเข้าสู่ symbiosis กับสิ่งมีชีวิตอื่นได้ ดังนั้นเมื่อรวมกับเชื้อราแล้วพวกมันจึงเป็นส่วนหนึ่งของไลเคน ในเวลาเดียวกันแบคทีเรียปมที่ตรึงไนโตรเจนสามารถอยู่ร่วมกันที่เป็นประโยชน์ร่วมกันกับระบบรากของพืชตระกูลถั่ว

เคมีบำบัดคือใคร

หมวดหมู่ที่สำคัญซึ่งแยกตามประเภทของการดูดซึมสารอาหารนั้นถือเป็นเคมีบำบัด พวกมันเป็นจุลินทรีย์ที่ถือเป็นออโตโทรฟประเภทหนึ่ง ในกรณีนี้ แทนที่จะใช้พลังงานแสงอาทิตย์ แบคทีเรียเหล่านี้ใช้พลังงานจากปฏิกิริยาทางเคมีขององค์ประกอบต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Chemotrophs รวมถึงแบคทีเรียที่ตรึงไนโตรเจน พวกมันทำให้เกิดการออกซิเดชันของสารประกอบอนินทรีย์จำนวนหนึ่งและในขณะเดียวกันก็ให้พลังงานตามปริมาณที่ต้องการ

ถิ่นที่อยู่ของแบคทีเรียตรึงไนโตรเจน

โดยทั่วไปแล้วแบคทีเรียมีอยู่ทั่วไปทุกหนทุกแห่ง ในเวลาเดียวกันพันธุ์ตรึงไนโตรเจนอาศัยอยู่ในดินหรือบนรากของพืชตระกูลถั่วอย่างแม่นยำยิ่งขึ้น

โครงสร้างของร่างกาย

หน้าที่ของแบคทีเรียปมนั้นสัมพันธ์กับโครงสร้างของพวกมัน จุลินทรีย์ดังกล่าวสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า พวกมันเกาะอยู่บนระบบรากของพืชตระกูลถั่วและธัญพืชและแทรกซึมเข้าไปในพืช ในกรณีนี้จะเกิดความหนาขึ้นซึ่งสังเกตกระบวนการเผาผลาญ

พืชต้องการไนโตรเจนเพื่อการทำงานตามปกติ ธรรมชาติมีองค์ประกอบนี้ในปริมาณที่เพียงพอ ตัวอย่างเช่น ในอากาศมีปริมาณถึง 78% อย่างไรก็ตามพืชไม่สามารถดูดซับสารนี้ในรูปแบบนี้ได้ จุลินทรีย์ตรึงไนโตรเจนสามารถดูดซับไนโตรเจนจากบรรยากาศได้ หลังจากนั้นพวกเขาก็เปลี่ยนสารนี้ให้อยู่ในรูปแบบที่สามารถใช้ได้กับพืชผล

ผลงาน

เพื่อให้เข้าใจถึงการทำงานของจุลินทรีย์ที่ตรึงไนโตรเจนได้ดีขึ้น ควรพิจารณาตัวอย่างของแบคทีเรียที่มีเคมีบำบัดที่เรียกว่า Azospirillum สิ่งมีชีวิตนี้อาศัยอยู่บนระบบรากของพืชธัญญาหาร - ข้าวสาลีหรือข้าวบาร์เลย์ มันครองตำแหน่งผู้นำในหมู่ผู้ผลิตไนโตรเจนอย่างถูกต้อง สิ่งมีชีวิตนี้ปล่อยสารนี้ออกมาได้มากถึง 60 กิโลกรัมต่อพื้นที่เพาะปลูก 1 เฮกตาร์

แบคทีเรียตรึงไนโตรเจนในพืชตระกูลถั่ว ได้แก่ ไรโซบิทัม ไซโนริโซเบียม และอื่นๆ อีกทั้งยังมีประสิทธิภาพสูงอีกด้วย พืชดังกล่าวสามารถผลิตไนโตรเจนได้มากถึง 390 กิโลกรัมต่อพื้นที่ 1 เฮกตาร์ ในพืชตระกูลถั่วยืนต้นจะมีการสร้างแบคทีเรียซึ่งมีความสามารถในการผลิตสูงสุด พารามิเตอร์นี้สูงถึง 560 กิโลกรัมต่อพื้นที่หว่าน 1 เฮกตาร์

คุณสมบัติของชีวิต

ขึ้นอยู่กับลักษณะของกระบวนการชีวิต จุลินทรีย์ตรึงไนโตรเจนทั้งหมดสามารถแบ่งได้เป็นสองประเภท กลุ่มแรกถือเป็นไนตริไฟดิ้ง ในกรณีนี้ กระบวนการเมแทบอลิซึมประกอบด้วยสายโซ่ของการเปลี่ยนแปลงทางเคมี ในกรณีนี้ แอมโมเนียมจะถูกแปลงเป็นไนไตรต์ ซึ่งเป็นเกลือของกรดไนตริก ในทางกลับกันไนไตรต์จะถูกเปลี่ยนเป็นไนเตรต พวกมันก็เป็นเกลือของสารประกอบนี้ด้วย ในรูปแบบนี้รากพืชจะดูดซึมไนโตรเจนได้ดีกว่า

กลุ่มที่สองเรียกว่า denitrifiers พวกเขาดำเนินการกระบวนการย้อนกลับ ในกรณีนี้ไนเตรตที่มีอยู่ในดินจะถูกเปลี่ยนเป็นก๊าซไนโตรเจน ส่งผลให้มีการสังเกตการไหลเวียนของสารนี้ในธรรมชาติ

ในบรรดากระบวนการของชีวิตก็ควรค่าแก่การเน้นย้ำเรื่องการสืบพันธุ์ด้วย ดำเนินการโดยการแบ่งเซลล์ออกเป็นสองส่วน บ่อยครั้งสิ่งนี้เกิดขึ้นจากการแตกหน่อน้อยมาก จุลินทรีย์ในแบคทีเรียยังสามารถสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศได้ วิธีการนี้เรียกว่าการผันคำกริยา ในระหว่างที่มีการแลกเปลี่ยนข้อมูลทางพันธุกรรม

เนื่องจากรากของวัฒนธรรมหลั่งองค์ประกอบที่มีคุณค่าจำนวนมาก จึงมีแบคทีเรียจำนวนมากมาเกาะอยู่ พวกมันเปลี่ยนซากพืชให้เป็นสารที่พืชสามารถดูดซึมได้เป็นผลให้ชั้นดินโดยรอบมีลักษณะพิเศษ มันถูกเรียกว่าไรโซสเฟียร์

แบคทีเรียเข้าไปในรากได้อย่างไร?

มีหลายทางเลือกในการแนะนำเซลล์แบคทีเรียเข้าไปในเนื้อเยื่อราก สิ่งนี้เกิดขึ้นจากความเสียหายต่อเนื้อเยื่อที่ปกคลุมหรือในบริเวณที่เซลล์รากเล็ก ๆ สะสม Chemotrophs ยังสามารถเจาะเข้าไปในพืชในบริเวณรากผมได้ หลังจากนั้นพวกเขาก็ติดเชื้อ

อันเป็นผลมาจากการแบ่งตัวของเซลล์แบคทีเรียทำให้เกิดก้อนเนื้อขึ้น หลังจากนั้นเธรดการติดเชื้อจะปรากฏขึ้นซึ่งจะแทรกซึมเข้าไปในเนื้อเยื่อพืชต่อไป เมื่อเวลาผ่านไปจะเกิดสารพิเศษที่เรียกว่าเลฮีโมโกลบินที่นี่ ในขั้นตอนของกิจกรรมที่เหมาะสมที่สุด ก้อนจะกลายเป็นสีชมพู นี่เป็นเพราะการมีอยู่ของเม็ดสี

ความสำคัญในด้านเศรษฐกิจ

ผู้คนสามารถระบุมานานแล้วว่าหากคุณขุดพืชตระกูลถั่วด้วยดิน ผลผลิตของพืชจะดีขึ้น อย่างไรก็ตามประเด็นไม่ใช่กระบวนการไถ ดินดังกล่าวจะอิ่มตัวด้วยไนโตรเจนได้ดีกว่าซึ่งมีความสำคัญต่อการพัฒนาพืชผล นั่นคือเหตุผล แบคทีเรียตรึงไนโตรเจน เรียกว่าโรงงานไนเตรต

แบคทีเรียตรึงไนโตรเจนเป็นจุลินทรีย์สำคัญที่ใช้ในการเกษตร นี่เป็นเพราะความสามารถในการรับไนโตรเจนจากอากาศและเปลี่ยนให้อยู่ในรูปแบบที่พืชสามารถเข้าถึงได้