الظروف البيئية الملائمة لتثبيت النتروجين الجوي لا تكافليا بواسطة البكتريا: الحرارة. التفاعل الهيدروجيني. المغذيات المعدنية. الرطوبة. صور النيتروجين المعدني. المواد العضوية



الظروف البيئية الملائمة لتثبيت النيتروجين الجوي لا تكافليا بواسطة البكتيريا:

مقدمة:

تُعدّ عملية تثبيت النيتروجين الجوي عملية حيوية غاية في الأهمية، حيث تُساهم في تحويل النيتروجين الموجود في الهواء إلى مركبات قابلة للامتصاص من قبل النباتات.  تُلعب بعض الكائنات الحية الدقيقة، مثل البكتيريا الزرقاء والخضراء، دورًا هامًا في هذه العملية.  ولكن، تتطلب هذه الكائنات ظروفًا بيئية محددة للعمل بكفاءة.

الظروف البيئية الملائمة:

  • الحرارة: تُعدّ الحرارة من أهم العوامل المؤثرة على عملية تثبيت النيتروجين الجوي. تُفضل معظم الكائنات الحية الدقيقة المثبتة للنيتروجين درجات حرارة تتراوح بين 15 و 35 درجة مئوية. يُؤدي ارتفاع الحرارة عن 35 درجة مئوية إلى انخفاض أعداد هذه الكائنات، بينما يُؤدي انخفاضها عن 15 درجة مئوية إلى إبطاء نشاطها.
  • التفاعل الهيدروجيني: يُفضل معظم الكائنات الحية الدقيقة المثبتة للنيتروجين نطاقًا للـ pH يتراوح بين 5 و 9. ولكن، هناك بعض الاستثناءات، مثل بكتيريا "البيرنكا" التي تنمو في نطاق pH يتراوح بين 3 و 9.
  • المغذيات المعدنية: تحتاج الكائنات الحية الدقيقة المثبتة للنيتروجين إلى كميات مناسبة من العناصر الغذائية المعدنية، مثل الفوسفور والموليبدينوم، لكي تعمل بكفاءة. يُؤدي نقص هذه العناصر إلى إعاقة عملية تثبيت النيتروجين.
  • الرطوبة: تُعدّ الرطوبة ضرورية لنمو الكائنات الحية الدقيقة المثبتة للنيتروجين. يُؤدي انخفاض الرطوبة في التربة عن 20% إلى انخفاض أعداد هذه الكائنات.
  • صور النيتروجين المعدني: تُثبط عملية تثبيت النيتروجين الجوي في وجود صور النيتروجين المعدني، خاصة الأمونيوم. لذلك، تُفضل هذه الكائنات بيئة خالية من هذه الصور.
  • المواد العضوية: تُستخدم المواد العضوية كمصدر للكربون والطاقة اللازمة لنشاط الكائنات الحية المثبتة للنيتروجين. يُؤدي نقص المواد العضوية إلى إعاقة عملية تثبيت النيتروجين.

الطحالب الخضراء المزرقة:

تُعدّ الطحالب الخضراء المزرقة من الكائنات الحية الدقيقة المهمة في عملية تثبيت النيتروجين الجوي.  تختلف متطلبات هذه الطحالب عن متطلبات البكتيريا المثبتة للنيتروجين، حيث تحتاج إلى:
  • الإضاءة: تُحتاج الطحالب الخضراء المزرقة إلى الإضاءة للقيام بعملية التمثيل الضوئي، والتي تُعدّ ضرورية لعملية تثبيت النيتروجين.
  • التهوية: تُحتاج الطحالب الخضراء المزرقة إلى تهوية جيدة للنمو.
  • العناصر الغذائية: تُحتاج الطحالب الخضراء المزرقة إلى العناصر الغذائية، مثل الفوسفور والبوتاسيوم، للنمو.

أهم الكائنات الحية الدقيقة المثبتة للنيتروجين:

تُعدّ البكتيريا من جنس "الأزوتو باكتر" (Azotobacter) من أهم الكائنات الحية الدقيقة التي تُثبت النيتروجين الجوي لا تكافليا. تعيش هذه البكتيريا في التربة وتُثبت النيتروجين الجوي بشكل حر.  هناك العديد من الأنواع الأخرى من الكائنات الحية الدقيقة التي تُثبت النيتروجين الجوي، مثل البكتيريا الزرقاء وبعض أنواع الفطريات.

الخلاصة:

تُعد عملية تثبيت النتروجين الجوي عملية حيوية ضرورية للحياة على الأرض.  تتطلب هذه العملية ظروفًا بيئية محددة، مثل الحرارة المناسبة، والرقم الهيدروجيني المناسب، ووفرة العناصر الغذائية المعدنية، والرطوبة الكافية، وغياب صور النيتروجين المعدني، وتوافر المواد العضوية. تُعدّ البكتيريا من جنس "الأزوتو باكتر" من أهم الكائنات الحية الدقيقة التي تُثبت النيتروجين الجوي لا تكافليا.

ملاحظات:

  • تُعدّ هذه الظروف البيئية ضرورية، لكنها ليست كافية لضمان تثبيت النتروجين الجوي بفعالية.
  • تتفاعل هذه العوامل مع بعضها البعض وتؤثر على عملية تثبيت النتروجين الجوي.
  • يُمكن التحكم في بعض هذه العوامل، مثل الرطوبة والحرارة، لتعزيز عملية تثبيت النتروجين الجوي.