Торене на земеделските култури.Биологична фиксация на азота.


Биологичната фиксация на азота е основният природен процес, който води до образуване на значителни количества достъпни азотни форми. Той се извършва от микроорганизми, живеещи свободно или в асоциация с растения. Биологическата фиксация на азота е процес с огромни размери и значение. Счита се, че общата продукция на азотни торове в химическата промишленост е 4 пъти по-малка от размерите на биологическата азотна фиксация.

Растенията не могат да усвояват атмосферния азот - това е монопол на азотофиксиращите микроорганизми, които биват свободно живеещи и симбиотни, т.е живеещи в симбиоза с растения.

Свободно живеещите азотофиксиращи организми са главно от рода Azotobacter, както и някои цианобактерии, живеещи в оризовите полета. Свободно живеещите азотофиксатори са хетеротрофи, които се заселват на повърхността на корените за да се хранят с кореновите отделяния. Като правило тяхната роля не е голяма - ежегодно те способстват акумулирането на няколко кг азот на хектар.

Значително по-голяма роля играят симбионтните азотофиксатори, които са бактерии от рода Rhizobium, които живеят в корените на бобовите култури. Ежегодно, те допринасят за натрупването на 100 до 400 кг азот на хектар. Симбиозата между бактериите и корените на бобовите култури започва с инфектиране на клетки от кората. Интензивното делене води до образуване на грудки, при което бактериите се превръщат в бактероиди, оградени с мембрана, а в тях функционира ензима нитрогеназа

Взаимодействията между растението и бактериите са симбиотични, но в началото бактериите паразитират и се хранят изключително за сметка на въглеродните ресурси на растението. След като се развият грудките, те започват да снабдяват растението с азотни съединения, а продължават да използват неговите фотоасимилати. Счита се, че за всеки грам фиксиран азот се окисляват около 5-6 грама въглерод. В периода на вегетативен растеж от 20 до 40% от продуктите на фотосинтезата постъпват в грудките и около половината от тях се връщат в надземната маса като азотни съединения. При прехода към репродуктивно развитие потока на фотоасимилати към грудките намалява и с това намалява и азотофиксиращата им активност.

Грудковите бактерии при бобовите растения не само подпомагат азотното хранене на самите растения, но и обогатяват почвата с азот чрез кореновите си отделяния и кореновите остатъци. При много благоприятни условия за биологична фиксация люцерната може да обогати почвата с 30-40 kg азот, в повечето случаи при различни бобови култури тази величина е около 10-20 kg. Затова бобовите култури са предпочитан предшественик на много селскостопански култури. Освен по естествен път , значителна биологична фиксация на азота може да се получи чрез инокулация на семената със съответни щамове на азотофиксиращи бактерии, такъв препарат например е нитрагинът.