Воозбудители

Аэробные: 1)Вас.mycoides – подвижная, спорообразующая, имеет витковые колонии (грибовидная)

2)Вас.mesentericus (картофельная палочка) – подвижная, колонии морщинистые. Как выделить!

3)Вас.subtilis (сенная палочка) – короткая подвижная с округлыми концами, овальными спорами, гр+культ.с-ва – биохимические.

4)Васt.fluorescens, актиномицеты, грибы.

Анаэробы: 1)Е.соli – короткий перетрих. Гр-, культур.-биохим.

2)Рroteus vulgaris – подвижная, бесспоровая, полиморфная бактерия.

3)Вас.putrificus – вид бараб.палочки, сбраживает жиры.

4)плесени, актиномицеты

Необходимые условия аммонифиции:

1) температура +

2) влага

3) реакция среды (нейтральная, щелочная)

Значение: санитарное, сразу после гибели организмов

Тление – без кислорода

Амминофикация мочевины

Для питания растений без размножения не пригодана.

Специфическая группа уробактерий расщепляет мочевину до NН₃, CО₂ и Н₂О

Уреаза – 1-й получ. синтетическим путем

СО(NН₂)₂+2Н₂О=(NН₄)₂СО₃=2NН₃+СО₂+Н₂О

Возбудители:

1.Вас.probatus отличит.особен. спорообраз. Устойч.к рН=9,0

2.Sarcina urca

3.Urasac.Pasteurie

 

Таким образом в почве накапливается большое количество ядовитых для всего живого NН₃ и его солей. (а/к-ты – роль в питании растений)

Затем под действием так называемых нитразотбактерий (род Nitrozomonas) аммиак превращается в нитриты-соли азотистой кислоты, а затем в нитраты – соли азотной кислоты. В последнем превращении принимают участие нитробактерии род Nitrobacter)

Обе названные группы осуществляют процесс нитрофикации

Чистые культуры нитрофикаторов впервые выделил С.Н.Виноградский в 1890г. Они оказались автотрофами.

Первые экспериментальные доказательства микробиологического процесса нитрификации были получены Шлезингом и Мюнцем в 1979г.. Однако выделить чистые культуры нитрификаторов авторам не удалось.

А.С.Виноградский, применил метод элективных (избирательных) сред, содержащих лишь минеральные соединения и добился успеха! Он установил, что все они хемолитоотрофы. Одна группа окисляет аминокислоты до нитритов (Nitrosomonas, - cystis, - spira). Другая группа нитриты окисляет до нитратов.(Nitrobacter, Nitrococcus, Nitrospira).

Обе группы грам отрицательные. Этапность процесса – характерный пример метабиоза, когда 1 микроорганизмы развиваются после предыдущего на отходах его жизнедеятельности.

Возбудители:

Nitrosomonas europea – овальная палочка, Д-0,6 мкм, некоторых = 30 мкм. Видов множество t⁰- 26⁰С рH-7,0-7,5

Nitrobacter – палочковидной формы. Обе группы облигатные аэробы, автотрофы, t⁰ опт = 25-35⁰С, рН – 7,2

Цитохромная система

1 фун 2NН₃+О₂=2НNО₂+2Н₂О+158ккал

2 -//- 2HNО₂+О₂=2НNО₃+48 ккал

За счет этой операции они осуществляют хемосинтез.

М-мы – нитриф. повсеместны, не нуждаются в органических веществах.

Рыхление почвы усиливает Нф.

Накопление нитратов по данным Лебянцева составляет 300 кг/га.

Нитрификация играет важнейшую роль в питании растений, т.к. своими корнями растения поглащают из почвы преимущественно азот в форме нитратов. Поэтому накопление нитратов в почве свидетельствует о её плодородии. Кроме того образ. НNО₃, способствует растворению фосфатов и улучшает фосфатное питание растений.

Однако весьма ценные соли азотной кислоты трудно сохраняются в почве. Они вымываются атмосферными осадками и уносятся в реки и моря. Часть поглощается м-ми.

Наряду с этим в почве происходят микробиологические и химические процессы, приводящие к распаду солей азотной кислоты, с образованием нитратов, азотноватистой кислоты, NН₃ и N₂. Этот процесс называется денитрификацией.

Образование свободного азота может протекать при прямом участии специальной группы дезинтрифицирующих бактерий и чисто химическим путем, лишь при косвенном участии м-ов. Поэтому принято различать прямую и косвенную денитрификацию.

Схема:

2НNО₃^О2- 2НNО₂^О2 – 2НNО – N₂+Н₂О +О

нитростредуктоза нитритредуктаза

нитратаза

Возбудители: Thiobacillus, Pseudomonas.

1. Thiosacallus denitrificans – автотрофная бактерия; кислородом нитратов окисляет серу и за счет этой энергии синтезирует углеводы анаэроб, спор не образует, t окт + 25⁰С,

2. Васt.adile – лофотрих, сходна с первой, гепиротрофин окисляет углеводы кислородом нитратов в анаэробных условиях, рН 6,1 – 8,2 100мгО₂ КNО₃ окисляет 37,5 мг сахара.

В почве насыщенной водой, неструктурной т.е. в строго анаэробных условиях денитрификаторы проявляют свою жизнедеятельность.

Процесс – нежелателен, но нитриты нужны растениям. При внесении азотных удобрений с навозом или др. орг. удобрения

Сейчас ни у кого нет сомнений в том, что урожай с/х растений в значительной степени зависит от количества усвояемой формы азота в почве. Однако естественные запасы легкодоступных форм азота в почве не велики. Поэтому повышение урожайности прежде всего связано с улучшением азотного питания.

Технические способы связывания N₂ атмосферы громоздки и дорогостоящи 1000 атм + 500⁰С. Азотсодержащих удобрений ежегодно производится около 15 млн тонн, а растения уносят 110 млн тонн. Дефицит покрывается орг.удобрениями и деятельностью м-ов.

Биологическая фиксация N₂ осуществляется 80 видами м-ов.

Химизм азотфиксации – это важнейшая теоретическая и прикладная проблема современной биологии.

фермент нитрогеназа во влажной среде с помощью активного Н активизирует N₂ N=N - HN = NH – H₂N – H₂ – 2NН₃

Генная инженерия обеспечила перенос генов, ответственных за азотофиксацию м-ов растениям.

Окислительный путь

N =N

N₂O

Закись азота

Н₂О

(НNО)₂

азотноватистая кислота

Фиксация N свободножив-ми м-ми была открыта Виноградским, и в 1893г. обнаружен анаэробный вид Сl. Pasteur.

В 1901 г. Бейеринк выделил новые виды A.adil., A.vinelandii.

Характеристика гетеротрофы (окислазот сахара, спирты, соли орг.к-т), аэробы, рН-30 t-22-30⁰, нуждается в фосфорном питании.

1)культуральные свойства

2)капсулы

Фикс.N отклад. В теле м-ов за тем аммониф. кроме того азотобактерии синтезируют биологически активные свойства, витамины.

Для хорошего развития азотобактера в почве нужны: аэрация, легко растворимые органические вещества, обеспеченность и Са, нейтральн. рН и наличие Fe, Мо.

На развитие азотобактера положительно влияет люцерна, горох, рис. Не угнетают его ячмень, овес, картофель, свекла. Плохо влияет пшеница, кукуруза, лен, хлопчатник.

Другая группа азотофиксаторов симбиотическая

Род Rhizobium – с бобовыми

1888 – Бейеринк – чистая культура.

Первые экспер. Бусенго (1838)

Характеристика: анаэробы, гетеротрофы, неспоров. подвижны, гр-, t=25-30⁰

Название вида зависит от вида растения (Rh.trifolii – клевер, Rh.-liduminosarum – горох.

В почве, там где бобовые, наблюдается антагонизм между клубеньковыми и Bac.coli, Bac.mesenteriens. Двигаются к корням бобовых со скоростью 2,5 см в сутки. Контакт бактерий с бобовыми растениями устанавливается через сосудистую систему, проникающую в клубеньки.

Заражение растений происходит через корневой волосок. Бактерия укрепляется на конце волоска, размножается, размягчает стенку волоска, проникает во внутрь клеток и достигает внутренних покровов корня.

Клетки корня интенсивно делятся, растут и образуют клубенек.

Растение снабжает бактерии питательными веществами, а/к, обеспеч. растения азотом (до 75% ассимилированной).

Положительное влияние клубеньковых бактерий на растенияне вызывает сомнений. Клубеньковые бактерии повышают урожай до 20%, увеличивается содержание витаминов В₁ (тиамина) и В₂ (рибодиавина) в растениях. Они повышают полевую всхожесть семян и густоту посевов, укрепляют развитие растений, снижают заболеваемость, увеличивают содержание N, витаминов.

М-мы активно участвуют и в превращениях серы, особенно в почве.

Под действием м-ов S из органических соединений превращается в Н₂S и соли серной кислоты. Сера же сульфатов может переходить в состав белков м-ов в процессе её ассимиляции.

1)Н₂S получается при разложении белковых веществ (аминокислоты: цистин, цистеин, метионин).

Возбудители – аммонифинаторы с сущест.рРанее кар-ой

2)Н₂S образуется в результате восстановления солей серной, сернистой и серноватистой кислот особой группой м-ов – сульфатредуцирующими бактериями.

Процесс сходен с денитрификацией.

Возбудители: Vibrio desulfiricans подвиусны, анаэробы, монотрихи

Н₂SО₄ – Н₂SО₃-Н₂SО₂ –Н₂SО –Н₂S

Сульфат сульфитрудуктоза

Положительную роль играет группа м-ов, окисляющих Н₂S до сульфатов.

1)2Н₂S + О₂ – 2Н₂О + S₂ т 12 ккал

сера отлагается в клетке бактерий, затем она окисляется с образованием Н₂SО₄

2)S₂+2Н₂О + 3О₂ = 2Н₂SО₄ т 294 ккал

это дыхательный акт серобактерий

Возбудители: р.Beggiatoa (многие виды в форме нитей, недвижны

Р.Fhiothrix – сходны

Fhiobact. thioparus – не отлагают серу внутри клеток.

Значение серобактерий велико. Окисление Н₂S, S и серноватистых солей с образованием Н₂SО₄ не только даёт доступные формы S, вызывает растворение солей, но и снижает токсичность Н₂S и увеличивает количество пищи для растений.