Serpentine

Conference

obiective de învățare

  • explică procesul și importanța fixării azotului

azotul este un macronutrient important deoarece face parte din acizi nucleici și proteine. Azotul atmosferic, care este molecula diatomică N2, sau dinitrogen, este cel mai mare bazin de azot din ecosistemele terestre. Cu toate acestea, plantele nu pot profita de acest azot, deoarece nu au enzimele necesare pentru a-l transforma în forme biologic utile. Cu toate acestea, azotul poate fi „fixat.”Poate fi transformat în amoniac (NH3) prin procese biologice, fizice sau chimice. Fixarea biologică a azotului (BNF), conversia azotului atmosferic (N2) în amoniac (NH3), este efectuată exclusiv de procariote, cum ar fi bacteriile din sol sau cianobacteriile. Procesele biologice contribuie cu 65% din azotul utilizat în agricultură.

imagine
figura \(\PageIndex{1}\): Diagrama ciclului azotului: Reprezentarea schematică a ciclului azotului. Fixarea abiotică a azotului a fost omisă.

cea mai importantă sursă de BNF este interacțiunea simbiotică dintre bacteriile din sol și plantele de leguminoase, inclusiv multe culturi importante pentru oameni. NH3 rezultat din fixare poate fi transportat în țesutul vegetal și încorporat în aminoacizi, care sunt apoi transformați în proteine vegetale. Unele semințe de leguminoase, cum ar fi soia și arahidele, conțin niveluri ridicate de proteine și sunt printre cele mai importante surse agricole de proteine din lume.

image
Figure \(\PageIndex{1}\): fixarea azotului în culturi: unele leguminoase comestibile comune, cum ar fi (a) arahide, (b) fasole și (c) năut, sunt capabile să interacționeze simbiotic cu bacteriile din sol care fixează azotul.

bacteriile din sol, denumite colectiv rizobie, interacționează simbiotic cu rădăcinile leguminoaselor pentru a forma structuri specializate numite noduli în care are loc fixarea azotului. Acest proces implică reducerea azotului atmosferic în amoniac prin intermediul enzimei azotază. Prin urmare, utilizarea rizobiei este o modalitate naturală și ecologică de fertilizare a plantelor, spre deosebire de fertilizarea chimică care utilizează o resursă neregenerabilă, cum ar fi gazul natural. Prin fixarea simbiotică a azotului, planta beneficiază de utilizarea unei surse nesfârșite de azot din atmosferă. Procesul contribuie simultan la fertilitatea solului, deoarece sistemul radicular al plantei lasă în urmă o parte din azotul disponibil biologic. Ca în orice simbioză, ambele organisme beneficiază de interacțiune: planta obține amoniac și bacteriile obțin compuși de carbon generați prin fotosinteză, precum și o nișă protejată în care să crească.

imagine
figura \(\PageIndex{1}\): Rhizobia: Rădăcinile de soia conțin (A) noduli de fixare a azotului. Celulele din noduli sunt infectate cu Bradyrhyzobium japonicum, o rizobie sau bacterie „iubitoare de rădăcini”. Bacteriile sunt închise în vezicule (B) în interiorul celulei, așa cum se poate observa în acest micrograf electronic de transmisie.

puncte cheie

  • azotul Diatomic este abundent în atmosferă și sol, dar plantele nu sunt în măsură să-l folosească, deoarece nu au enzima necesară, azotaza, pentru ao transforma într-o formă pe care o pot folosi pentru a produce proteine.
  • bacteriile din sol, sau rhizobia, sunt capabile să efectueze fixarea biologică a azotului în care gazul de azot atmosferic (N2) este transformat în amoniacul (NH3) pe care plantele îl pot utiliza pentru a sintetiza proteinele.atât plantele ,cât și bacteriile beneficiază de procesul de fixare a azotului; planta obține azotul de care are nevoie pentru a sintetiza proteinele, în timp ce bacteriile obțin carbon din plantă și un mediu sigur pentru a locui în rădăcinile plantei.

termeni cheie

  • rhizobia: oricare dintre diferitele bacterii, din genul Rhizobium, care formează noduli pe rădăcinile leguminoaselor și fixează azotul
  • fixarea azotului: conversia azotului atmosferic în amoniac și derivați organici, prin mijloace naturale, în special prin microorganisme din sol, într-o formă care poate fi asimilată de plante
  • nodul: structuri care apar pe rădăcinile plantelor care se asociază cu bacterii simbiotice de fixare a azotului

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *