Исследовательская работа «Азотфиксирующие бактерии» Выполнила Мастакова Светлана Руководитель Грамотинская С.Г. 2007г 2007г

Перед учеными стоит задача изыскать возможности управления процессом азотфиксации и на этой основе увеличить урожайность сельскохозяйственных культур. Цель работы Изучить строение и жизнедеятельность азотфиксирующих симбиотических микроорганизмов, выявить условия, при которых азотфиксация будет более эффективной. Задачи: 1. Изучение литературы в области фиксации азота микроорганизмами, 1. Изучение литературы в области фиксации азота микроорганизмами, 2. Определение направления исследования в области азотфиксации 2. Определение направления исследования в области азотфиксации

Две группы азотфиксирующих микроорганизмов Одна из них находится в симбиозе с высшими растениями, образуя клубеньки на корнях. К этой группе относятся клубеньковые бактерии. Одна из них находится в симбиозе с высшими растениями, образуя клубеньки на корнях. К этой группе относятся клубеньковые бактерии. Микроорганизмы другой группы обитают в почве независимо от растений. К ним относятся азотобактер, клостридиум, бейеринкия и другие свободноживущие микроорганизмы. Микроорганизмы другой группы обитают в почве независимо от растений. К ним относятся азотобактер, клостридиум, бейеринкия и другие свободноживущие микроорганизмы.

Клетки клубеньковых бактерий Клубеньки на корневой системе бобовых Растительные клетки клубенька, заполненные микробными клетками азотфиксатора

Бактероиды клубеньковых бактерий клевера Увеличение х Бактероиды это формы бактерий с незавершенным процессом деления. Такую форму принимают клетки бактерий в период функционирования, к моменту проявления оптимальной активности азотфиксации.

Свойства клубеньковых бактерий: микроаэрофилы микроаэрофилы Для развития требуется оптимальная температура в пределах 2426°. При 0° и 37 °С рост приостанавливается. Для развития требуется оптимальная температура в пределах 2426°. При 0° и 37 °С рост приостанавливается. способны синтезировать витамины группы В, а также ростовые вещества типа гетероауксина (бета- индолилуксусная кислота), тем самым способствуют росту корней растения-хозяина, увеличению урожая. способны синтезировать витамины группы В, а также ростовые вещества типа гетероауксина (бета- индолилуксусная кислота), тем самым способствуют росту корней растения-хозяина, увеличению урожая. приблизительно одинаково устойчивы к щелочной реакции среды (рН = 8,0), но неодинаково чувствительны к кислой. приблизительно одинаково устойчивы к щелочной реакции среды (рН = 8,0), но неодинаково чувствительны к кислой. специфичны, вирулентны специфичны, вирулентны активны т. е. способны в симбиозе с бобовыми растениями ассимилировать молекулярный азот и удовлетворять в нем потребности растения-хозяина. активны т. е. способны в симбиозе с бобовыми растениями ассимилировать молекулярный азот и удовлетворять в нем потребности растения-хозяина.

Влияние разных по активности культур клубеньковых бактерий на развитие клевера. Растение, зараженное неактивной культурой

Механизм проникновения клубеньковых бактерий в корень растения. Процесс внедрения клубеньковых бактерий в ткань корня одинаков у всех видов бобовых растений и состоит из двух фаз. В первую фазу происходит инфицирование корневых волосков. Во вторую фазу интенсивно идет процесс образования клубеньков.

Известно, что клубеньковые бактерии вызывают размягчение стенок корневых волосков. На поверхности корня есть слой слизистого вещества (ризосфера ), в котором скапливаются подвижные в период инокуляции клубеньковые бактерии Внедриться может одиночная или группа клеток бактерий

Факторы, определяющие симбиотические взаимоотношения влажность 60-70% от полной влагоемкости почвы влажность 60-70% от полной влагоемкости почвы оптимальная аэрация оптимальная аэрация температура 2025° температура 2025° рН среды ближе к щелочной рН среды ближе к щелочной Углеводное питание Углеводное питание Минеральные элементы: К, Ca, Mg, S, Fe, Mo, Co, Cu, B Минеральные элементы: К, Ca, Mg, S, Fe, Mo, Co, Cu, BК, Ca, Mg, S, Fe, Mo, Co, Cu, BК, Ca, Mg, S, Fe, Mo, Co, Cu, B Вредители и паразиты Вредители и паразиты

Схема симбиотической азотфиксации

На основании изложенного, просматриваются следующие направления дальнейшего исследования: 1. Изучить влияние на урожай севооборота с выращиванием бобовых культур; 2. Выяснить целесообразно ли удобрять бобовые культуры азотом или же наоборот, минеральный азот подавляет симбиотическую азотфиксацию бобовых культур и поэтому экономически выгоднее такие растения азотом не удобрять; 3. Исследовать влияние таких условий как рН среды и внесение калия на образование и развитие клубеньков на бобовых;. 4. Исследование рынка бактериальных удобрений с целью изучения возможности искусственного инокулирования (заражения) клубеньковыми бактериями семян бобовых, т.к естественная инокуляция может быть как высокой так и низкой; 5. Изучить влияние глубины посадки инокулированных (искусственно зараженных) семян на образование клубеньков в случае засушливой весны, поскольку известно, что размножение клубеньковых бактерий в отсутствие влаги не происходит.