Небобовое растение
Cтраница 2
Вскоре было установлено, что роль молибдена не ограничивается участием его в биологической фиксации атмосферного азота, и была установлена необходимость молибдена для небобовых растений. [16]
 |
Гипотетический ход нитрогеназной реакции. Предполагается, что в активных центрах этих ферментов протекает ряд промежуточных этапов процесса. [17] |
Испытываются также и биологические подходы, с помощью которых можно было бы сделать атмосферный азот более доступным. Была, например, предпринята попытка определить, нельзя ли заселить различными видами азотфикси-рующих бактерий или какими-нибудь их мутантами обычные небобовые культурные растения, в частности кукурузу, и таким путем создать новые полезные симбиотические ассоциации. Попутно обнаружилось, что в корнях ряда небобовых растений тропических стран тоже обитают азотфиксирующие бактерии. [18]
Иной способ фиксации азота свойствен растениям семейства бобовых, к которому относятся горох, фасоль, клевер и люцерна. Этот способ фиксации-его называют симбиотической азотфиксацией-основан на взаимодействии растения-хозяина с бактериями-симбионтами, обитающими в его корневых клубеньках. Наряду с бобовыми способностью фиксировать атмосферный азот обладают и некоторые другие виды растений; однако подавляющее большинство небобовых растений и все виды животных такой способности лишены. [19]
Существуют бактерии и водоросли, способные восстанавливать атмосферный азот до аммиака ( фиксация азота), который затем превращается растениями в аминокислоты, белки и другие азотсодержащие соединения. Такой способностью наделена довольно разнообразная группа организмов. Растения семейства бобовых, например соя, клевер и люцерна, фиксируют азот с помощью бактерий, живущих на их корнях. Около 170 разновидностей небобовых растений используют аналогичный прием. Кроме того, природными фиксаторами азота являются некоторые свободно живущие бактерии и сине-зеленые водоросли. [20]
Таким образом, и в неинфицированных корнях и листьях люпина, и в клубеньковых бактериях присутствуют ферменты, которые, будучи соответствующими приемами выделены из этих объектов, могут in vitro фиксировать свободный азот атмосферы. Возникает вопрос, присутствуют ли скрытые ферментные азотфиксирующие системы в других растениях, которые не способны к фиксации азота. Постановка такого вопроса кажется тем более оправданной еще и потому, что способностью к фиксации азота обладают не только избранные виды отдельных растений, но и, как показали Бонд [7], Гарднер и Бонд [8], такие растения, как ольха, вереск, болотный мирт и некоторые другие, имеющие на своих корнях клубеньковые структуры, образованные совершенно различными организмами ( миксомице-тами, грибами, плазмодием), также способны к фиксации азота. В таблице 4 приведены результаты испытаний активности препаратов фермента А, выделенных из листьев некоторых небобовых растений. [21]
Способностью к азотфиксации обладают отдельные роды синезеленых водорослей, а также некоторые виды живущих в почве бактерий, как Azoto-bacter, Clostridium, Azotomonas и некоторые другие. Биохимическая фиксация атмосферного азота во всех названных организмах осуществляется при участии специальных ферментных систем. В последнее время из отдельных растений и бактерий удалось выделить бесклеточные ферментные препараты, в результате каталитического действия которых в искусственных условиях, вое живой клетки, происходит фиксация атмосферного азота. Конечным неорганическим продуктам этой фиксации является ам миак МНз, который затем в организме растения или бактерии используется на синтез аминокислот и далее на синтез белка. Промежуточные продукты фиксации от N2 до NH3 пока не установлены. Биологическая или, точнее, биохимическая фиксация азота играет огромную роль в накоплении ресурсов связанного азота в земледелии. Посевы бобовых культур при достаточно удовлетворительных почвенно-климатических и агротехнических условиях накапливают в урожае надземной массы и в корнях, в зависимости от вида бобовых, от 100 до 250 - 300 кг азота на 1 га в год. Из этого количества примерно / з азота поступает в растения из почвы, а 2 / з - за счет фиксации азота из воздуха. Фиксация азота бобовыми в земледелии СССР на 1960 / 61 г. оценивалась примерно в 600 тыс. т в год. В связи с происходящим в настоящее время резким расширением посевов бобовых культур ( бобы, горох) размеры биологической фиксации азота в СССР соответственно возрастают. Кроме бобовых, значительную роль в качестве азотособирателей в дикой растительности играют указанные небобовые растения ( ольха, мирт болотный и др.) - а на рисовых полях - синезеленые водоросли. Масштабы фиксации азота свободноживущими в почве бактериями сравнительно невелики и они в значительной мере зависят от особенностей почвы, количества и качества органического вещества в почве и других условий. По оценке отдельных авторов в результате жизнедеятельности этих бактерий на гектаре площади фиксируются в год от о-10 до 25 и даи о до 50 кг азота. [22]
Страницы: 1 2