ВВЕДЕНИЕ

В современном мире проблемы экологии становятся все более актуальными, особенно в связи с изменением климата и загрязнением окружающей среды. Одним из ключевых аспектов сохранения экосистем является забота о почве, так как она играет важную роль в поддержании биоразнообразия и обеспечении урожайности сельскохозяйственных культур.

В данном проекте предлагается провести исследование на территории ст. Ленинградской х. Восточного с целью выявления азотфиксирующих бактерий и анализа почвы. Азотфиксирующие бактерии не только способствуют обогащению почвы азотом, но и улучшают ее структуру, что положительно сказывается на росте растений.

Полученные в результате исследования данные позволят не только лучше понять состояние почвы на данной территории, но и разработать рекомендации по ее улучшению и устойчивому использованию. В долгосрочной перспективе это может способствовать сохранению биоразнообразия и повышению урожайности, что является важным шагом к сохранению нашей планеты для будущих поколений.

Актуальность

Исследование азотфиксирующих бактерий и анализ почвы представляют высокую актуальность по следующим причинам:

1. Устойчивость экосистемы: Азотфиксирующие бактерии играют ключевую роль в круговороте азота в почве, что влияет на устойчивость почвенной экосистемы и поддержание ее плодородия.

2. Сельское хозяйство: Устойчивое сельское хозяйство: Понимание разнообразия и активности азотфиксирующих бактерий на различных территориях позволяет разрабатывать индивидуальные стратегии удобрения, учитывая специфику почвенных сообществ.

3. Биоразнообразие: Изучение разнообразия азотфиксирующих бактерий способствует сохранению биоразнообразия почвенной микрофлоры, что важно для устойчивого развития экосистем.

4. Глобальное изменение климата: Анализ почвы с учетом различных климатических условий позволяет оценить влияние изменения климата на активность азотфиксирующих бактерий и поддержание плодородия почв.

5. Эффективное использование ресурсов: Анализ почвы с разных территорий помогает оптимизировать использование удобрений и ресурсов, что важно для экономической эффективности сельского хозяйства.

Таким образом, проект по выявлению азотфиксирующих бактерий и анализу почвы является актуальным и важным для решения современных проблем сельского хозяйства и охраны окружающей среды и эффективного использования природных ресурсов.

Цели: выявить азотфиксирующие бактерии и провести анализ почвы на территории х. Восточного.

Задачи:

• отобрать почвенные образцы;
• определить механический состав почвы;
• определить наличие карбонатов в почве;
• определить кислотность среды почвенной вытяжки;
• изучить почвенное дыхание почвы;
• определить содержание органических веществ в почве;
• наблюдать за свободноживущими азотфиксирующими бактериями в исследуемых образцах почвы;
• провести микроскопическое исследование образцов;
• исследовать способность бактерий к накоплению полимерных соединений.

Гипотеза: мы предполагаем, что в исследуемых образцах почвы присутствуют азотфиксирующие бактерии, а также наличие высокого плодородия.

Объект исследования: почва с разных участков местности.

Предмет исследования: азотфиксирующие бактерии.

Методы исследования: изучение научной литературы, сборы биологических образцов, микробиологическое исследование, микроскопия, статистическая обработка данных.

Материалы исследования: в качестве материалов исследования были выбраны разные почвенные источники на территории х. Восточного. Глубина забора почвы составляла не более 30 см. Для работы с почвой нам были предоставлены исследовательские наборы Новосибирским государственным университетом в рамках проекта «Всероссийский атлас почвенных микроорганизмов».

Азотфиксирующие бактерии

Азотфиксация — это процесс переведения молекулярного азота из атмосферы (N₂) в восстановленную растворимую форму. Растворимые соединения азота доступны для усваивания растениями, а почва, насыщенная такими соединениями, считается более плодородной. Содержание и соотношение растворимых форм азота в почве постоянно изменяются в результате их усвоения растениями, сбором урожая, а также вследствие эрозии, вымывания и денитрификации. Описанные процессы относят соединения азота к одному из главных и дефицитных элементов питания естественных и сельскохозяйственных экосистем, а азотфиксаторы играют важную роль в круговороте азота в природе и биосфере в целом

Азотфиксацию способны осуществлять прокариоты, тогда как у эукариот отсутствуют гены, ответственные за данный процесс. Наиболее известные азотфиксирующие симбиотические бактерии – Rhizobium sp. – используются в производстве биологических удобрений для бобовых растений. Между бобовыми культурами и азотфиксирующими бактериями возникает симбиоз, следствием которого является увеличение содержания на посевной площади высококачественного легкоусвояемого белка.

Azotobacter — это род свободноживущих грамотрицательных бактерий, обитающих в почве. Azotobacter chroococcum был впервые выделен в чистой культуре голландским ученым М. Бейеринком в 1901 г.

Представители рода Azotobacter чаще всего обитают в нейтральных и слабощелочных почвах, а также в пресноводных водоемах и солоноватоводных болотах. Однако, некоторые представители Azotobacter были обнаружены и в экстремальных условиях: в почвах северного и южного полярного и антарктического региона. Azotobacter нередко образуют симбиотическую связь с растениями и живут в ризосфере – узком слое почвы, прилегающем к корням растения толщиной около 2-5 мм. Представители данного рода получают энергию в ходе окислительно-восстановительных реакций, используя углеводы, спирты и соли органических кислот. Азотфиксаторы способны фиксировать по крайней мере 10 микрограмм (микрограмм = 10^-6 грамм) азота на один грамм потреблённой глюкозы. Бактерии Azotobacter способны расти и осуществлять процесс фиксации азота в диапазоне pH от 4,8 до 8,5, а оптимальным для жизнедеятельности данных организмов считается диапазон pH 7,0—7,5.

Дефицит питательных элементов, засоление почв, наличие тяжелых металлов, биоциды, ограниченная влажность и сочетание всех вышеперечисленных неблагоприятных условий может приводить к исчезновению популяции азотфиксаторов и изменению микробиоценоза почвы. Задача поиска штаммов азотфиксаторов, устойчивых к дефицитным (стрессовым) условиям, является очень актуальной. Современные исследователи регулярно находят и описывают новые азотфиксирующие бактерии, однако их внедрение в сельское хозяйство затрудняется низкой азотфиксирующей активностью в стрессовых условиях.