Растениям для жизни необходим азот. Этого вещества в природе достаточно большое количество. Например, содержание азота в воздухе составляет 78 %. Однако в таком состоянии растения не способны поглощать это вещество. Азотфиксирующие бактерии усваивают атмосферный азот и переводят его в форму, удобную для растений. [1]
Нас заинтересовало, где обитают данные азотфиксирующие бактерии и как они могут быть полезны для развития сельского хозяйства. Это и определило проблему нашей работы.
В настоящее время плодородность почвы играет огромную роль в сельском хозяйстве. Это и является актуальностью.
Гипотеза: если обработать семена растений азотфиксирующими бактериями, то это ускорит всхожесть семян
Целью данного проекта является изучение азотфиксирующих бактерий в почвах естественных экосистем.
Объект исследования — почва с разных участков местности в нашем селе.
Предмет исследования — азотфиксирующие бактерии.
Азотфиксирующие бактерии (азотфиксаторы) — бактерии, обладающие способностью усваивать молекулярный азот воздуха и переводить его в доступные для растений формы. Играют важную роль в круговороте азота в природе.
В ходе анализа источников информации мы выяснили основные условия жизни азотфиксирующих бактерий такие, как: реакция среды, хороший доступ воздуха, наличие органических веществ, наличие растворимых минеральных солей, достаточная влажность почвы.
Далее мы предположили, что данные микроорганизмы могут жить в почвах не только в естественных экосистем, но и почв приусадебных хозяйств. Для подтверждения данной гипотезы мы взяли 11 образцов почвы разных участков местности.
Рис. 1. Почвенный разрез
Первым этапом работы стало определение механического и химического составов образцов почвы. [2]
Таблица 1
Определение механического и химического состава почвы
В итоге, мы обнаружили, что большинство образцов почвы являются суглинистыми, уровень pH почвы в пределах 5–6 единиц, что соответствует слабокислым почвам, карбонаты ни в одном образце не были обнаружены.
Следующим нашим шагом стало выращивание азотфиксирующих бактерий методом почвенных комочков, на среде Эшби [2]. За ростом колоний мы наблюдали в течение 10 дней, фиксируя результаты в лабораторный журнал.
Рис. 2. Образование колоний на 7 дней, образец № 8
Процент прорастания колоний азотобактера в образцах, собранных с приусадебных участков, варьируется от 28 % до 100 %. Процент прорастания образцов почвы естественных экосистем варьируется с 4 % до 100 %.
Для исследования выращенных колоний мы провели микроскопическое исследование образцов.
Рис. 3. Колонии азотфиксирующих бактерий образец № 8
Для определения влияния Azotobacter на прорастания семян, мы выбрали семена редиса, фиалки и гороха. Редис и горох были выбраны, как семена, которые быстро прорастают в комнатных условиях. Семена фиалки выбрали, по критерию, потребления азота в большом объеме при развитии, по сравнению с семенами гороха и редиса. Для каждого вида семян мы использовали разный способ для изучения деятельности азотфиксирующих бактерий.
Для того чтобы прорастить семена редиса мы использовали растворенные в воде колонии азотфиксирующих бактерий. Каждый раз мы поливали семена этим раствором.
Для выращивания фиалки мы выбрали два метода обработки семян — нанесение азотфиксирующих бактерий непосредственно на поверхность семени и обработка семян раствором воды с азотфиксирующих бактерий, на основе образца с наибольшим процентом прорастания азотфиксирующих бактерий. Для гороха мы использовали другой метод — нанесение азотфиксирующих бактерий на ватный диск с последующим увлажнением. Для контроля развития семян мы отдельно выращивали семена редиса, фиалки и гороха (без азотфиксирующих бактерий).
В итоге (без использования азотфиксирующих бактерий) процент всхожести семян редиса составил 60 %. При этом семена, пророщенные без использования азотфиксирующих бактерий, имели маленькие и слабые ростки. Процент всхожести семян редиса, раствором с Azotobacter, составил 90 %, а ростки были здоровыми и крепкими, и достигли длины до 7 см.
Семена фиалки, обработанные Azotobacter, развивались намного медленнее, чем контрольные семена.
На семенах гороха, обработанных бактериями из чернозёмной почвы, выросла плесень. А семена, обработанные бактериями из глинистой почвы, развивались достаточно активно по сравнению с контрольными семенами.
В дальнейшем, мы планируем выяснить влияние азотфиксирующих бактерий не только на прорастания семян, но и как азотфиксирующие бактерии могут влиять на изменения состава почвы и как они обеспечивают повышение её плодородия.
Литература:
- Статья об азотфиксирующих бактериях: среда обитания, функции. — Текст: электронный // fb.ru: [сайт]. — URL: https://fb.ru/article/225017/azotfiksiruyuschie-bakterii-sreda-obitaniya-funktsii
- Информационное письмо № 1 «Охотники за бактериями: азотфиксаторы» — методические рекомендации и указания для работы с азотфиксирующими бактериями.
