Rośliny bobowate

rapeseed-269785__180Okazało się, że po przyoraniu bogatych w łatwo i szybko dostępny azot roślin bobowatych (dawne motylkowe) wysianych na nawóz zielony, geny związane z nitrogenazą (enzymem wytwarzanym przez bakterie do wiązania azotu) nie uaktywniają się.  To ciekawe sprzężenie zwrotne zapobiega choć częściowo przenawożeniu azotem „naturalnego” pochodzenia, gdyż wolnożyjące bakterie wiążące azot nie „pracują” w środowisku obfitości azotu. Spowodowane jest to tym, że proces nitrogenazy jest energetycznie rzecz biorąc dla bakterii, sinic i roślin (w przypadku roślin jest to koszt „żywienia” bakterii symbiotycznych) bardzo kosztowny. Te organizmy preferują jeśli to jest możliwe azot w formie mineralnej czy organicznej niż wytwarzać go z powietrza. Przykładowo bakterie Azotobacter potrzebują 100 g glukozy do związania 1 g azotu(8). W pewnym stopniu tłumaczy to dlaczego w czasie ugorowania trójpolówki gleba regenerowała się i wzbogacała w azot – organizmy, które potrafiły stworzyć swój własny azot miały we środowisku duża przewagę więc i szybko się rozmnażały, mimo swojej „niewydajności” w sposobie pozyskiwania energii.  Właściwości fizyczne gleby wpływające na wolnożyjące organizmy wiążące azot  Właściwości fizyczne gleby mają bardzo duży wpływ na to jaki rodzaj organizmów wiążących azot będzie występował w danej glebie. Przykładowo gleba w której stoi woda (100% wilgotności) siłą rzeczy zawiera bardzo mało powietrza. To zaś sprawia, że są w niej w stanie rozwijać się tylko beztlenowe organizm wiążące azot (np. Clostridium).  Oznacza to, że mimo tego, że bakterie te mogą wiązać azot atmosferyczny, to z racji:  -dużej energochłonności procesu wiązania azotu atmosferycznego  -niskiej wydajności metabolicznej procesu oddychania beztlenowego…  …wiązanie azotu atmosferycznego w warunkach beztlenowych jest mało wydajne. Empirycznym potwierdzeniem tego zjawiska jest marna jakość siana (czy to w ogóle można tak nazwać?) pozyskiwanego z cały czas podtopionych łąk czy sitowi .

Czynniki wpływające na plony

corn-140207__180Niska wartość siana objawia się m.in. w niskiej zawartości białka… do którego wytworzenia potrzebny jest azot. Nie da się oczywiście oddzielić czynnika ciągłego zalania gleby od niskiego pH, nie mniej wpływ braku powietrza na rozwój odpowiedniej flory bakteryjne gleby jest jednoznaczny. Zbyt wysoka wilgotność nie jest jedynym czynnikiem, który może spowodować powstanie warunków niedostatecznego natlenienia gleby. Niemal równie skutecznie powietrze z przestworów glebowych usuwa silne ubicie gleby.  By sam proces wiązania azotu zachodził wszystkie organizmy tlenowe muszą stworzyć w odpowiednich strukturach komórkowych warunki beztlenowe, co również pochłania energię, choć one dysponują jej większą ilością z racji wydajnego (tlenowego) spalania glukozy.  Skrajność w drugą stronę tzn. zbyt suchej gleby również jest niepożądana. Dla Azotobacter optymalna wilgotność gleby wynosi około 60% (9) Wolnożyjące bakterie wiążące azot najwięcej są w stanie go wiązać na glebach gliniastych (7).  Gleby piaszczyste są również pod tym względem gorsze.  Właściwości biologiczne gleby wpływające na wolnożyjące organizmy wiążące azot  Kolejna grupa czynników wpływająca na wiązanie darmowego azotu to czynniki biologiczne – ilość i miejsce w glebie materii organicznej. Jej rozmieszczenie w dużej ilości w glebie powoduje, że bakterie wiążące azot mogą żywić się nią na większej głębokości. Gdy ta występuje tylko powierzchniowo, to i wolnożyjace organizmy wiążące azot  występować będą tylko powierzchniowo, wiec z powodu mniejszej ilości mikroorganizmów wydajność całego procesu jest również mniejsza.  Gleby w których większość materii organicznej jest uboga w azot a przez to trudno rozkładalne przez bakterie występuje dużo grzybów.