Клубенькові бактерії: група симбіонтів

Такі бактеріальні форми - мікроорганізми, що ведуть свою життєдіяльність, впроваджуючись у корені посадок. Вони належать до групи симбіонтів, оскільки флора теж отримує вигоду від такої взаємодії. Рослинні культури отримують азотні сполуки, які накопичують бактеріальні клітини, а другі, в свою чергу, харчуються мінеральними речовинами, а також вуглеводними сполуками.

Існує кілька рослин, кореневища яких є сприятливим середовищем для проживання таких мікроорганізмів. До них належать:

• представники сімейства бобових;
• люцерна;
• донник;
• клевер;
• гороху;
• чин;
• кормові боби;
• соя;
• люпін;
• сераделла;
• квасоля;
• арахіс;
• вігна;
• коровий горох;
• Вільха;
• лісовий війник.

Цікаво, що ці мікроорганізми поліморфні, тобто їх форма може бути абсолютно різноманітною: від овальної до нитевидної. Також вони можуть бути рухливими, а можуть і втрачати цю здатність. В основному молоді представники характеризуються формою палички, яка з часом деформується. Такі зміни обумовлюються накопиченням великої кількості поживних речовин.

Клубенькові бактерії живуть на корінні

Ці мікроорганізми мають можливість вступати в симбіотичні відносини тільки з деякими видами флори, оселяючись у них в кореневищах. Існує кілька гіпотез про їх проникнення в коріння.

Згідно з однією з них, вони проникають у кореневу структуру через механічні пошкодження.
А інша теорія говорить, що вони проникають через кореневі волосини.
Згідно третьої - ауксинної гіпотези, вони оснащені клітинами-супутниками, які надають допомогу під час їх впровадження в кореневу систему.

Впроваджуються бактеріальні форми в корені рослини в дві фази. Спочатку відбувається інфікування волосин кореневої системи, а тільки потім формуються клубеньки. Тривалість фаз може відрізнятися залежно від якості ґрунту і виду посадки. Також вони можуть подовжуватися через формування несприятливих навколишніх умов середовища.

За відсутності господарів ці симбіонти здатні тривалий період часу просто жити в ґрунті. Однак у такій ситуації мікроорганізми втрачають свою здатність, що полягає у фіксації азоту. При посадці відповідних видів флори вони активно починають проникати в її коріння, а потім і створювати клубеньки.

Функції клубенькових бактерій

Вченими встановлено цілий список функцій, які виконуються цими мікроорганізмами:

• асиміляція різних вуглеводних з'єднань;
• асиміляція органічних кислот;
• асиміляція багатоатомних спиртів;
• асиміляція молекулярного азоту в симбіозі з рослинами;
• підвищення врожайності бобових;
• виділення речовин, що сприяють активізації розростання кореневої системи;
• підвищення показника родючості ґрунту.

Активність виконання перелічених функцій залежить від низки причин, серед яких виділяють:

• температурні показники навколишнього середовища - при підвищених температурах вони припиняють свою активну життєдіяльність;
• освітлення;
• кислотно-лужного балансу ґрунту;
• наявності достатньої кількості кисню;
• наявності в землі великої кількості поживних мікроелементів.

Фіксація прокаріотами атмосферного азоту залежить від впливу зовнішніх умов. Наприклад, при великому вмісті в ґрунті азотнокислих і аміачних солей, швидкість азотної фіксації згасає, а при їх дефіциті, навпаки, збільшується. Це обумовлено тим, що азотисті сполуки, які перебувають у рослині і ґрунті, блокують тяжіння їх нових «порцій» з атмосфери. Також на цю здатність впливає і молібден: при його додаванні до ґрунту процес азотного тяжіння активізується. Це пояснюється тим, що молібден є складовою ферментів, які здійснюють фіксацію атмосферного азоту.

Клубенькові бактерії: приклади користі

Цей вид бактеріальних форм здатний накопичувати азот, що дуже важливо не тільки для самої рослини, але і для сільського господарства в цілому. Симбіоз посадки і прокаріот значно збільшує врожайність. Також багато фермерів і дачників додатково підгодовують посадки, виготовляючи з бактеріальних форм, що формують клубеньки, добрива. Воно використовується для оброблення насіння бобових культур. Така обробка дозволяє активізувати процес подальшого інфікування кореневищ.

Ще один приклад користі таких прокаріот - участь у кругообігу азотистих сполук у природі. Такий висновок обумовлюється тим, що за статистикою, на 1 гектар висаджених бобових, які досягли плодоносного періоду і вступили в симбіоз з прокаріотами такого типу, пов'язує в середньому 100-400 кілограм азоту.

У процесі свого розмноження вони синтезую вітаміни, антибіотичні речовини природного походження, що сприяє прискореному розвитку кореневої системи. Також вони прискорюють зростання посадки, синтезуючи фітогормони.

Харчування клубенькових бактерій

Ці бактеріальні форми живляться сполуками, які виробляються флорою замість того, що вони вловлюють азот з повітря і формують його в форму, придатну для поглинання рослинними культурами. Так, з кореневої системи вони видобувають вуглеводні сполуки. Крім вуглеводів, вони можуть поглинати цукру, амінокислоти та інші речовини, які виділяються кореневою системою.

Завдяки такому співжиттю навколо кореневої системи формується ризосфера - шар ґрунту, який насичений корисними та поживними речовинами, переробленими з відмерлих ділянок флори. Такі корисні речовини доступні для харчування рослинних культур і самих бактеріальних клітин, що підтверджує факт взаємополізного бактеріально-рослинного симбіозу.