СВОБОДНОЖИВУЩИЕ АЗОТФИКСАТОРЫ

ЛЕКЦИЯ 15

Участие микроорганизмов в круговороте азота. АЗОТФИКСАЦИЯ

1. Азотфиксация

2. Свободноживущие азотфиксаторы

3. Симбиотическая фиксация азота у бобовых растений

4. Симбиотическая азотфиксация у небобовых растений

5. Химизм фиксации микроорганизмами молекулярного азота

Азотфиксация

Запасы газообразного N₂ в атмосфере неисчерпаемы: в атмосферном воздухе 79 % N_2.

N₂ – инертное соединение, он не доступен высшим организмам.

Фиксировать N₂ способны более 30 видов бактерий различных систе­матических групп (клостридии, сульфатредукторы, энтеробактерии, спириллы, актиномицеты, цианобактерии).

В природе азотфиксация происходит биологическим и небио­логическим путями.

СВОБОДНОЖИВУЩИЕ АЗОТФИКСАТОРЫ

Голландский микробиолог М. Бейеринк (1901) открыл Azotobacter chroococcum (семейство Azotobacteriaceae).

Молодые клетки Azotobacter – аэробные палочки, превращающиеся в крупные кокки Палочковидные клетки имеют жгутики, кокки неподвижны.

Наиболее изучены Az. chroo­coccum, Az. vinelandii и Az. agilis.

Активные культуры связывают 15-20 мг N₂ на 1 г органического вещества. Azotobacter проявляет высокую по­требность в органических веществах, фосфоре, молибдене. Обитает в высокоплодо­родных, достаточно влажных почвах с нейтральной или близкой к ней реакцией среды.

Бактерии рода Beijerinckia отличаются кислотоустойчивостью, кальцифобностью. Имеют палочковидную, овальную или круглую форму, некоторые подвижны, образуют капсулы. Менее требовательны к фосфору и молибдену, менее чувствительны к повышенной концентрации солей «Fe» и «Al». Beijerinckia широко распространена в кислых почвах субтропической и тропической зон.

Свободноживущие фиксаторы N₂ виды родов Derxia, Arthrobacter, Azomonas, Klebsiella, Erwinia, Pseudomonas fluorescens, Azospirillum lipoferumиAz. brasilense.

Анаэробные азотфиксаторы – пред­ставители рода Clostridium(семейство Bacillaceae), впервые выделенные С.Н. Виноградским (1893). Это спорообразующие палочки, перитрихи, растут при рН от 4,5-5,5 – 8-9.

Clostridium – слабоактивный азотфиксатор: связывает от 1 до 3 мг (10-12) «N» на 1 г сброженного сахара.

Способны фиксировать N₂ Cl. pasteurianum Cl. butyricum, Cl. acetobutylicum, Cl. pectinovorum, Cl, felsineum.

Анаэробные азотфиксаторы: Bacillus polymyxа,некоторые олиготрофы, корине- и микобактерии, Methylomonas, пурпурные и зеленые серные и несер­ные бактерии.

Активные азотфиксаторы – аэробные цианобактерии: Anabaena, Nostoc, Cylindrospermum, Calothris, Tolypothrix и Scytonema. Они распространены во всех почвенно-климатических зонах. Многие живут в симбиозе с растениями, грибами.