Bacterias fijadoras de nitrógeno: qué son y las principales clases, importancia en la economía
El nitrógeno es considerado uno de los elementos químicos más importantes que afecta el desarrollo de las plantas agrícolas. Esta sustancia afecta el proceso de fotosíntesis y la cantidad de clorofila en los cultivos. Al mismo tiempo, la fijación de nitrógeno es un proceso agrícola importante. Sin embargo, la aplicación de nitrógeno en forma de fertilizantes no se considera la única solución. Una opción muy eficaz es el uso de bacterias fijadoras de nitrógeno.
Qué son las bacterias
Este término se refiere a los representantes del reino de la vida silvestre, que son una categoría de procariotas.Son organismos cuyas células no contienen núcleo. Sin embargo, esto no significa que dichos organismos estén completamente desprovistos de información hereditaria. Las moléculas de ADN se localizan libremente en el citoplasma celular. Además, un caparazón los rodea.
Las bacterias son de tamaño microscópico, y por ello son estudiadas por la microbiología. Los investigadores han determinado que los procariotas son unicelulares o se unen en colonias. Se caracterizan por una estructura muy primitiva. Además del núcleo, las bacterias carecen de todo tipo de plástidos, mitocondrias y lisosomas. Sin embargo, en cualquier caso, sus células son capaces de llevar a cabo una gran variedad de procesos vitales. Se caracterizan por la respiración anaeróbica sin uso de oxígeno, la reproducción asexual, la formación de quistes en condiciones adversas.
Clases principales
La clasificación se basa en varias características, una de las cuales es la forma de las células. Los cocos tienen forma redonda, los vibriones tienen forma de coma, los espirilos tienen forma de espiral y los bacilos tienen forma de bastón.
Además, la clasificación de las bacterias se realiza teniendo en cuenta las peculiaridades de la estructura celular. Las especies verdaderas pueden formar una cápsula viscosa alrededor de su célula. Además, tienen flagelos. Las cianobacterias tienen un proceso de fotosíntesis y pertenecen a los líquenes.
Muchas variedades de microorganismos bacterianos son propensas a la simbiosis, que es una cohabitación mutuamente beneficiosa. Las bacterias fijadoras de nitrógeno se asientan en las raíces de las leguminosas y forman nódulos. Estos microorganismos transforman el nitrógeno atmosférico, importante para el pleno desarrollo de los cultivos.
Métodos de alimentación
Los procariontes son organismos que pueden comer de cualquier forma. Por ejemplo, las bacterias moradas y verdes se distinguen por un tipo de nutrición autótrofa, gracias al uso de energía solar. Debido a la presencia de plástidos, difieren en diferentes tonos, pero necesariamente incluyen clorofila.
Es importante considerar que el proceso de fotosíntesis en bacterias y plantas es significativamente diferente. En el primer caso, el agua no es un reactivo obligatorio. El hidrógeno o el sulfuro de hidrógeno pueden actuar como proveedores de electrones. Por lo tanto, el oxígeno no se libera durante dicho proceso.
Una categoría importante de microorganismos bacterianos se distingue por un tipo de nutrición heterótrofa. Esto significa que utilizan elementos orgánicos listos para usar. Para saturar las sustancias necesarias, las bacterias utilizan los restos de organismos muertos. Al mismo tiempo, los microorganismos putrefactos pueden provocar la descomposición de cualquier materia orgánica. También se les llama saprotrofos.
Las bacterias vegetales individuales pueden entrar en simbiosis con otros organismos. Entonces, junto con los hongos, forman parte de los líquenes. Al mismo tiempo, las bacterias del nódulo fijador de nitrógeno son capaces de una coexistencia mutuamente beneficiosa con el sistema de raíces de las leguminosas.
Quiénes son los quimiotrofos
Una categoría importante que se destaca por el tipo de absorción de nutrientes son los quimiotrofos. Son microorganismos que se consideran uno de los tipos de autótrofos. Al mismo tiempo, en lugar de la energía solar, estas bacterias utilizan la energía de la relación química de varios elementos. Los quimiotrofos incluyen bacterias fijadoras de nitrógeno. Provocan la oxidación de una serie de compuestos inorgánicos y al mismo tiempo se proporcionan la cantidad necesaria de energía.
Hábitat para bacterias fijadoras de nitrógeno
En general, las bacterias son ubicuas. Al mismo tiempo, las variedades fijadoras de nitrógeno viven en el suelo, o más precisamente, en las raíces de las leguminosas.
Estructura corporal
Las funciones de las bacterias del nódulo están relacionadas con su estructura. Estos microorganismos se pueden ver a simple vista. Se asientan en el sistema radicular de leguminosas y cereales y penetran en las plantas. En este caso, se forman espesamientos en los que se observan procesos metabólicos.
Opinión expertaZarechny Maxim ValerievichIngeniero Agrónomo con 12 años de experiencia. Nuestro mejor experto en jardinería.Hacer una preguntaCabe señalar que las bacterias fijadoras de nitrógeno pertenecen a la categoría de mutualistas. Esto significa que su coexistencia con otros microorganismos se considera mutuamente beneficiosa. En el proceso de fotosíntesis, la planta produce glucosa, que es necesaria para los procesos vitales. Los microorganismos bacterianos no son capaces de esto, porque reciben azúcar de las legumbres en forma terminada.Las plantas necesitan nitrógeno para una vida normal. La naturaleza contiene una cantidad suficiente de este elemento. Por ejemplo, en el aire su cantidad alcanza el 78%. Sin embargo, los cultivos no pueden absorber esta sustancia de esta forma. Los microorganismos fijadores de nitrógeno son capaces de absorber nitrógeno de la atmósfera. Luego transforman esta sustancia en una forma disponible para los cultivos.
Rendimiento
Para comprender mejor la función de los microorganismos fijadores de nitrógeno, considere el ejemplo de una bacteria quimiotrófica llamada azospirillum.Este organismo vive en el sistema de raíces de las plantas de cereales: trigo o cebada. Ocupa legítimamente una posición de liderazgo entre los productores de nitrógeno. Por 1 hectárea de superficie sembrada, este organismo cede hasta 60 kilogramos de esta sustancia.
Las bacterias fijadoras de nitrógeno en las leguminosas incluyen rizobitums, synorhysobiums y otras. También son de alto rendimiento. Tales plantas son capaces de producir hasta 390 kilogramos de nitrógeno por 1 hectárea de tierra. En las leguminosas perennes, se forman bacterias que se caracterizan por una máxima productividad. Este parámetro alcanza los 560 kilogramos por 1 hectárea de superficie sembrada.
Características de la vida
Dependiendo de las características de los procesos vitales, todos los microorganismos fijadores de nitrógeno se pueden combinar en dos categorías. El primer grupo se considera nitrificante. En este caso, los procesos metabólicos consisten en una cadena de transformaciones químicas.En este caso, el amonio se convierte en nitritos, que son sales de ácido nítrico. A su vez, los nitritos se convierten en nitratos. También son sales de este compuesto. De esta forma, las raíces de los cultivos absorben mejor el nitrógeno.
El segundo grupo se llama desnitrificantes. Hacen el proceso inverso. Al mismo tiempo, los nitratos que están presentes en el suelo se transforman en nitrógeno gaseoso. Como resultado, se observa el ciclo de esta sustancia en la naturaleza.
Entre los procesos de la vida, también cabe destacar la reproducción. Se lleva a cabo por división celular en dos. Con mucha menos frecuencia, esto ocurre por brotación. Además, los microorganismos bacterianos pueden reproducirse sexualmente. Este método se llama conjugación, durante el cual se intercambia información genética.
Dado que las raíces de la cultura secretan una gran cantidad de elementos valiosos, muchas bacterias se asientan sobre ellas. Transforman los residuos vegetales en sustancias que las plantas pueden absorber.Como resultado, la capa de suelo alrededor está dotada de características especiales. Lo llaman la rizósfera.
Cómo entran las bacterias en la raíz
Hay varias opciones para introducir células bacterianas en los tejidos de la raíz. Esto sucede como resultado del daño a los tejidos tegumentarios o en áreas de acumulación de células jóvenes de la raíz. Además, los quimiotrofos pueden penetrar en los cultivos en la zona de los pelos radiculares. Luego se infectan.
Como resultado de la división activa de las células bacterianas, se forman nódulos. Después de eso, aparecen hilos infecciosos que continúan penetrando en los tejidos de las plantas. Con el tiempo, aquí se forma una sustancia especial, que se llama legoglobina. En la etapa de aparición de actividad óptima, los nódulos se vuelven rosados. Esto se debe a la presencia de pigmento.
Valor en el hogar
La gente ha podido establecer durante mucho tiempo que si cava leguminosas con tierra, el rendimiento de las plantas mejorará.Sin embargo, la esencia no está en el proceso de arado. Dicho suelo está mejor saturado con nitrógeno, que es importante para el desarrollo de los cultivos. Por eso a las bacterias fijadoras de nitrógeno se les llama fábrica de nitratos.
Las bacterias fijadoras de nitrógeno son microorganismos importantes que se utilizan activamente en la agricultura. Esto se debe a su capacidad para obtener nitrógeno del aire y transformarlo en una forma disponible para las plantas.
