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.