Language
Country/Area
No result found
Warum brauchen Tomatenfelder diese „unsichtbaren Arbeiter“? Entdecken Sie das Wunder der Symbiose zwischen Rhizobien und Pflanzen!
In der landwirtschaftlichen Produktion hängt das Wachstum der Pflanzen nicht nur von Wasser und Sonnenlicht ab, sondern auch von einem wichtigen Element – Stickstoff. Nutzbare Formen von Stickstoff kommen jedoch nicht natürlicherweise in der Atmosphäre vor, sondern müssen von speziellen Mikroorganismen, sogenannten „unsichtbaren Arbeitern“, umgewandelt werden. Bei diesen Mikroorganismen handelt es sich hauptsächlich um spezielle Bakterien und Archaeen, sogenannte Diazotrophe, deren Funktionen insbesondere für das Wachstum von Pflanzen wie Tomaten äußerst wertvoll sind.
Stickstofffixierende Mikroorganismen sind Mikroorganismen, die in der Lage sind, atmosphärischen Stickstoff (N2) in biologisch verfügbare Formen wie beispielsweise Ammoniak umzuwandeln.
Es gibt viele Arten stickstofffixierender Mikroorganismen, die in freilebende und symbiotische Typen unterteilt werden können. Freilebende stickstofffixierende Mikroorganismen wie Klebsiella pneumoniae und Chlorella vulgaris können in Umgebungen ohne fixierten Stickstoff wachsen und Stickstoff direkt aus der Atmosphäre nutzen. Symbiotische stickstofffixierende Mikroorganismen wie Rhizobien gehen eine symbiotische Beziehung mit Hülsenfrüchten ein, die nicht nur das Pflanzenwachstum fördert, sondern auch die Bodenfruchtbarkeit verbessert.
Rhizobien sind eine wichtige Bakteriengruppe, die in Symbiose mit Hülsenfrüchten (Fabaceae) leben und spezielle Knöllchen an den Wurzeln dieser Pflanzen bilden. Der Sauerstoff in den Knötchen bindet sich an das von den Hülsenfrüchten produzierte Hämoglobin und schützt so die Funktion des Enzyms Nitrogenase vor einer Beeinträchtigung. Auf diese Weise können die Rhizobien Stickstoff aus der Atmosphäre wirksam in pflanzenverwertbares Ammoniak umwandeln und so ein gesundes Pflanzenwachstum fördern.
Im Boden wird gebundener Stickstoff von Primärproduzenten aufgenommen und dann an höhere Konsumenten weitergegeben, was letzten Endes das Überleben der Menschheit beeinträchtigt.
Die Rolle stickstofffixierender Mikroorganismen beschränkt sich nicht nur auf die Bereitstellung einer wichtigen Stickstoffquelle; ihre biologischen Prozesse sind auch für den Stickstoffkreislauf der Erde von entscheidender Bedeutung. In terrestrischen Ökosystemen binden stickstofffixierende Mikroorganismen Stickstoff aus der Atmosphäre, liefern so das von den Primärproduzenten benötigte Ammoniak und bilden die Grundlage der gesamten ökologischen Kette. Schon im Altertum hat man festgestellt, dass der Anbau von Hülsenfrüchten den Boden verbessern kann. Und genau bei diesem Phänomen spielen Rhizobien eine wichtige Rolle.
Mit der Entwicklung der biologischen Landwirtschaft erfährt der Einsatz stickstofffixierender Mikroorganismen eine größere Aufmerksamkeit. Durch die Verwendung stickstofffixierender Mikroorganismen als Biodünger kann der Einsatz chemischer Düngemittel wirksam reduziert und die ökologische Nachhaltigkeit gewahrt werden. Der Einsatz von Biodüngern schützt nicht nur die Bodenökologie, sondern fördert auch effektiver das Pflanzenwachstum. Diese Mikroorganismen sind in der Lage, bei normaler Temperatur und normalem Druck eine biologische Stickstofffixierung durchzuführen und auf relativ kostengünstige und effiziente Weise nutzbaren Stickstoff zu produzieren.
Der Prozess der biologischen Stickstofffixierung kann ohne extreme Bedingungen und spezielle Katalysatoren durchgeführt werden.
Zu den in der modernen Landwirtschaft weit verbreiteten stickstofffixierenden Mikroorganismen zählen Rhizobien, Azotobacter und Blaualgen. Diese Biodünger können in zwei Formen unterteilt werden: flüssig und fest. Flüssige mikrobielle Düngemittel können nach der Fermentation direkt auf Ackerland ausgebracht werden, während feste Düngemittel Nährstoffe besser im Boden halten und über einen längeren Zeitraum von Pflanzen genutzt werden können.
Wenn man das gesamte Ökosystem betrachtet, ist der von stickstofffixierenden Mikroorganismen fixierte Stickstoff nicht nur eine notwendige Voraussetzung für das Pflanzenwachstum, sondern nimmt auch am Stickstoffkreislauf im Meeresökosystem teil und liefert wichtige Nährstoffe für das Überleben höherer Organismen. Da das weltweite Bewusstsein für ökologische Nachhaltigkeit zunimmt, werden stickstofffixierende Mikroorganismen stärker erforscht und eingesetzt und spielen in der Landwirtschaft und beim Erhalt der Artenvielfalt eine größere Rolle.
Daher werden stickstoffbindende Mikroorganismen in der künftigen landwirtschaftlichen Entwicklung eine wichtigere Rolle spielen. Bedeutet das, dass wir uns bei der Lösung des Problems der mangelnden Bodenfruchtbarkeit auf diese unsichtbaren Arbeiter verlassen können?
