Spezifikation Bacterien

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:
-
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.

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