Биологическая фиксация азота

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное образовательное учреждение

 высшего пРофессионального образования

ргау-мсха имени К.А. Тимирязева

 

КАФЕДРА МИКРОБИОЛОГИИ

КУРСОВАЯ РАБОТА

НА ТЕМУ:

"Роль биологического азота в азотном балансе почв"

                                                    ВЫПОЛНИЛ: СТУДЕНТ II КУРСА

                                                                             АГРОХИМИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА                                                                                                     

                                                                   ПРОВЕРИЛА: доцент Годова Г.В.

Москва 2006г.

 

 

Аннотация

В теоретической части работе рассмотрены вопросы значения биологического азота в азотном балансе почв. Рассмотрены химизм биологической азотфиксации, основные группы бактерий-азотфиксаторов, их значение в сельском хозяйстве, методы изучения биологической азотфиксации, основные биопрепараты, направленные на усиление биологической азотфиксации. В практической части представлены результаты опыта по учету численности микроорганизмов в дерново-подзолистой почвы.

Курсовая работа содержит 33 страницы, 8 таблиц.

 

 

Содержание

Введение…………………………………………………….

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.Биологическая фиксация минерального азота………..

Свободноживущие азотфиксирующие микроорганизмы и их роль в обогащении почвы азотом

а) значение азотобактера в практике с/х………….......

б) роль Clostridium в пополнении азотного фонда почв……..

в) значение других видов свободноживущих азотфиксаторов……

3. Симбиотические азотфиксирующие микроорганизмы, значение клубеньковых бактерий в агротехнике бобовых культур…………

4. Методы исследования биологической азотфиксации………..

Пути повышения эффективности биологической азотфиксации

а) агротехнические мероприятия……………………………….

б) применение бактериальных препаратов в земледелии……

6. Роль биологического и технического азота в земледелии бывшего СССР и других стран…………………………………………………………..

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ…………………………………………

Библиографический список…………………………………………

Введение

Безусловно, проблема биологического азота в земледелии на данный момент одна из самых актуальных в современном земледелии. Со времени открытия первых бактерий-азотфиксаторов и применения первых бактериальных препаратов прошло немногим более 100 лет, но за это время было сделано очень многое в этой отрасли сельскохозяйственной микробиологии. Однако до сих пор многие вопросы остаются нерешенными, в частности, вопрос о роли свободноживущих азотфиксаторов в азотном балансе почв.

Безусловно, применение бактериальных препаратов, направленных на биологическую фиксацию азота является эффективным и экологически чистым методом увеличения урожайности сельскохозяйственных культур и пополнения азотного баланса почв. Но не следует забывать и про технический азот. Оптимальные объемы урожая и увеличение содержания доступного азота в почве возможно при грамотном сочетании этих статей баланса азота. 

 

 

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

Биологическая фиксация азота.

В молекуле азота существует очень прочная тройная связь, которая обеспечивает инертность газообразного азота. Для перевода одной молекулы N₂ в две молекулы аммиака требуется 225 ккал.

Биологический процесс восстановления азота представляет собой цепь ферментативных реакций, в которых главную роль играет фермент нитрогеназа. Активный центр этого фермента состоит из комплекса белков, содержащих железо, серу и молибден в соотношении Fe: S: Mo = 6: 8: 1. Выделена также ванадийсодержащая нитрогеназа, уровень активности которой на 30% ниже, чем у Mo – нитрогеназы.

Азот, растворенный в воде, поступает в азотфиксирующий центр, где в его активации участвуют два атома молибдена. После взаимодействия с азотом молибден восстанавливается за счет электронов, поступающих в активный центр через Fe – белок и Mo-Fe-белок. Этот перенос сопряжен с реакцией разложения АТФ, т.е., он идет с затратой энергии. В передаче электронов нитрогеназе участвует железосодержащий водорастворимый белок – фермент ферредоксин, а в активации водорода воды и переносе протонов – фермент гидрогеназа.

Образование нитрогеназы у бактерий связано с наличием особых генов, содержащихся или в ДНК, или в плазмиде, ответственной за синтез этих специфических ферментных белков. Эти гены высоко консервативны и широко распространены у бактерий благодаря существованию эффективных систем обмена генетической информацией. В то же время диазотрофы не встречаются среди эукариот. Долгое время не обнаруживали азотофиксаторов и среди архебактерий. Однако в последнее время стало известно, что метаногены имеют особую термостабильную систему азотфиксации, отличную от термолабильной системы эубактерий. Таким образом, хотя свойство фиксировать азот присуще многим организмам, оно ограничено только царством прокариот.

У бактерий – азотфиксаторов встречаются все известные типы метаболизма. Среди них есть аэробы с дыхательным энергетическим обменом, анаэробы, осуществляющие брожение, хемоорганотрофы, автотрофы – фотосинтетики и хемолитоавтотрофы. Фиксация молекулярного азота для них не обязательный процесс, так как в присутствии азота в другой форме – минеральной или органической – они обеспечивают свои потребности связанным азотом.

Итак, если ранее считалось, что азотфиксация присуща лишь некоторым формам прокариотических организмов, то на данном этапе развития общей и почвенной микробиологии данный процесс считается фундаментальным свойством прокариот [Звягинцев и др., 2005]