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Spezifikation Bakterienstämme
Knöllchenbakterien Rhizobien Systematik Klassifikation:
Lebewesen
Domäne:
Bakterien (Bacteria)
Abteilung:
Proteobacteria
Klasse:
Alphaproteobacteria
Ordnung:
Rhizobiales
Familie:
Rhizobien
Wissenschaftlicher Name:
Rhizobiaceae
Als Knöllchenbakterien oder Rhizobien (altgriechisch ῥίζα rhiza = Wurzel und βίος bios = Leben) werden bestimmte Bakterien aus der Familie der Rhizobiaceae bezeichnet. Sie gehören zur Klasse der Alphaproteobacteria. Rhizobien sind gramnegativ, können sich mittels eines polaren oder subpolaren Flagellums oder 2 bis 6 peritrich angeordneter Flagellen aktiv bewegen, sind aerob und chemoorganotroph auf der Basis einer aeroben Atmung.
Rhizobien sind häufige und verbreitete Bodenbakterien. Ihre besondere Bedeutung liegt in ihrer Fähigkeit, mit Pflanzen aus der Familie der Hülsenfrüchtler (Fabaceae) eine mutualistische Symbiose einzugehen. Die Lebensgemeinschaft ist sehr eng und führt bei den Rhizobien zu umfassenden morphologischen und physiologischen Veränderungen, bei den Pflanzen zur Ausbildung spezieller Organe. Rhizobien besitzen die Fähigkeit, elementaren, molekularen Stickstoff (N2) zu binden, indem sie ihn zu Ammoniak (NH3) bzw. Ammonium (NH4+) reduzieren und damit biologisch verfügbar machen. Dies ist ihnen jedoch nur in der Symbiose mit Pflanzen möglich. Unter natürlichen Bedingungen
können weder Leguminosen noch Rhizobien allein molekularen Stickstoff fixieren. Diese Symbiose ist von großer sowohl biologischer als auch wirtschaftlicher Bedeutung.
I.1. Stickstofffixierer Stickstofffixierende Mikroorganismen, die den atmosphärischen Stickstoff assimilieren, binden ihn in Form von Stickstoffverbindungen und schaffen damit die Stickstoffvorräte im Boden. Zu Stickstofffixierer gehören zwei Hauptgruppen von Bakterien: freilebende (assoziative) und symbiotische (Knölchenbakterien). Die Assoziation der Mikroorganismen des Düngers „Bactofert“ umfasst folgende Arten von freilebenden (assoziativen) stickstofffixierenden Mikroorganismen: Azotobacter, der den atmosphärischen Stickstoff nur in Anwesenheit von Sauerstoff fixieren kann und ihn in die Nitrite und Nitrate umwandelt, die von Pflanzen besser aufgenommen werden können. Außer der Stickstofffixierung synthetisiert der Azotobacter und gibt in den Boden verschiedene Vitamine und Wachstumsförderer ab. Außer Azotobacter beinhaltet der Dünger „Bactofert“ das Clostridium pasteurianum- Bakterium, das den atmosphärischen Stickstoff unter anaeroben Verhältnissen fixiert.
I.2. Ammonifikanten Mikroorganismen, die den Ammonifikationsprozess auslösen, geben an die Umwelt proteolytische Enzyme ab, die bewirken, dass Proteine zu Aminosäuren hydrolysiert werden. Die letzteren dringen in die Zelle ein und werden dort desaminiert, wobei Ammoniak, organische Säuren und andere Produkte gebildet werden. Die Assoziation der Mikroorganismen des Düngers „Bactofert“ beinhaltet physiologische Gruppen von ammonifizierenden, aeroben Mikroorganismen.
I.3 Nitrifikanten und Denitrifikanten Die Zugabe von Nitrifikanten und Denitrifikanten in die mikrobielle Assoziation des Düngers „Bactofert“ wird von uns nur sehr selten vorgenommen, und nur für das Ausbringen in degradierte Böden verwendet, in denen diese Mikroflora nicht in ausreichenden Mengen vorhanden ist und in denen infolgedessen der vollständige mikrobielle Stickstoffkreislauf nicht vollwertig verläuft. D.h. wenn der Wiederherstellungsprozess von oxidierten Stickstoffverbindungen (Nitrate und Nitrite) zu gasförmigen Stickstoffprodukten (N2 oder Lachgas) unzureichend ist und sie sich in den landwirtschaftlichen Produkten in überflüssigen Mengen ablagern.
II.1 Silikat-Bakterien Silikat-Bakterien sind eine selbstständige Gruppe von Mikroorganismen, die eine ungewöhnliche Weise der Nahrungsaufnahme haben. Im Laufe ihres Lebens sind sie in der Lage, Alumosilikate (Tonmineralien) und Silikate (Sand usw.) mittels von ihnen ausgeschiedener spezifischer Enzyme zu spalten.
Silikat-Bakterien produzieren Biomasse, die sehr nahrhafte Proteine beinhaltet (inklusive alle essenziellen Aminosäuren), Kohlenhydrate (u.a. Polysaccharide mit immunstimulierender Wirkung), eine große Auswahl an Vitaminen (besonders Gruppe B), Enzyme und Spurenelemente.
Es ist bekannt, dass Silikat-Bakterien nicht nur Kalium und Silizium aus Silikaten extrahieren können, sondern auch den atmosphärischen Stickstoff assimilieren und Phosphor der Phosphorite und der Apatite in für Pflanzen assimilierbare Formen umwandeln. Haupteigenschaften der Silikat-Bakterien:
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Widerstandsfähigkeit gegenüber schädlichen Umwelteinflüssen; Hohe Aktivität des Biodüngers; Symbiotische Interaktion mit Bodenmikroorganismen.
Nach ihren morphologischen Merkmalen und Kultureigenschaften gehören die Silikat-Bakterien, die Teil eines Konsortiums von Mikroorganismen des Düngers „Bactofert“ sind, zum Typ Bac. Mucilaginosus.
II.2. Mikroorganismen, die Phosphate zerstören Phosphor ist eines der wichtigsten biogenen Bestandteile. Es ist in den Nukleinsäuren von Zellmembranen, im Akkumulationssystem, im System der Energieübertragung im Knochengewebe und Dentin enthalten. Der Phosphorkreislauf ist ganz und gar mit der Aktivität von Mikroorganismen verbunden. Im Unterschied zu Stickstoff dient dem Phosphor nicht die Atmosphäre als Reservoir sondern Gestein und Ablagerungen, die sich in verschiedenen geologischen Epochen gebildet haben. Der Phosphorkreislauf ist ein typisches Beispiel des Sedimentzyklus.
Bruttogehalt an Phosphor in 1 ha Ackerschicht beträgt 6-10 Tonnen, d.h. viel mehr als mit der Ernte weggetragen wird. Allerdings befindet sich Phosphor im Boden in einer für die Pflanzen unzugänglichen Form als organische oder leicht lösliche organische Verbindung, hauptsächlich als Orthophosphate. Die Veränderung der Mobilität von phosphorhaltigen Stoffen (manchmal
verwendet man den Begriff „Mobilisierung“) ist die Umwandlung von schwerlöslichen Verbindungen in leichtlösliche oder deren Übergang in die Bodenlösung. Bodenmikroflora spielt eine wichtige Rolle im Phosphorkreislauf. Bei diesen Prozessen übt die Mikroflora ihren Einfluss auf folgende Weise aus:
Auflösung der mineralischen und organischen Verbindungen von Phosphor mit Ca, Mg, Fe, Al (Orthophosphate, Phytate usw.); Enzymolyse Zersetzung von organischen Phosphorverbindungen; Aufnahme von verfügbarem Phosphor und dessen Sicherung in der mikrobiellen Biomasse.
Wichtige Faktoren für die Mobilisierung von mikrobiellen Phosphaten in Böden sind ein pH-Wert des Mediums und das Vorhandensein von Chelatverbindungen von Spurenelementen, die fähig sind, Metallphosphate fest zu binden. Kalziumphosphate sind in saurem Milieu leicht löslich, die Auflösung von Aluminium und Eisen findet sowohl unter sauren als auch unter alkalischen Bedingungen statt. Manche organischen Säuren (Zitronen-, Oxal-, Apfelsäuren), Aminosäuren und eine Reihe von anderen Verbindungen haben die Fähigkeit, mit deren Metallen zu interagieren. Die Löslichkeit von Kalzium-, Aluminium- und Eisenphosphaten hängt mit dieser Fähigkeit zusammen, wobei feste Chelatverbindungen entstehen. Als Ergebnis werden die Ionen der Phosphorsäure freigesetzt. Der Dünger „Bactofert“ beinhaltet Assoziationen der physiologischen Gruppe der Bodenmikroorganismen (Bakterien, Pilze, Actinomyceten), die in der Lage sind, Phosphate zu zerstören.
