يتم تثبيت النيتروجين في التربة عن طريق البكتيريا، وهي كائنات حية دقيقة لا ترى بالعين المجردة. توجد هذه البكتيريا في التربة وفي المياه، ويمكن أن تعيش بشكل مستقل أو في علاقة تكافلية مع النباتات.
هناك نوعان رئيسيان من البكتيريا التي تثبت النيتروجين:
- البكتيريا الحرة المعيشة (Free-living bacteria): هذه البكتيريا قادرة على تثبيت النيتروجين في التربة دون الحاجة إلى وجود نباتات مضيفة. تعيش هذه البكتيريا عادةً في التربة الرطبة والغنية بالمواد العضوية.
- البكتيريا المثبتة للنيتروجين في العقيدات (Nitrogen-fixing bacteria in nodules): هذه البكتيريا تعيش في علاقة تكافلية مع النباتات من عائلة البقوليات، مثل الفول والبرسيم والعدس. تنمو هذه البكتيريا داخل عقيدات على جذور النباتات، وتزود النباتات بالأمونيا، التي يستخدمها النبات لبناء البروتينات والأحماض الأمينية.
تتفاعل البكتيريا مع النيتروجين الجوي عن طريق استخدام إنزيمات خاصة تسمى النيتروجيناز (Nitrogenase). تعمل هذه الإنزيمات على تكسير رابطة النيتروجين المزدوجة، مما يسمح للنيتروجين بالتفاعل مع الهيدروجين لتكوين أمونيا.
تلعب عملية تثبيت النيتروجين دورًا مهمًا في دورة النيتروجين، حيث تساهم في تحويل النيتروجين الجوي إلى شكل يمكن للنباتات استخدامه. تعتبر هذه العملية مهمة للزراعة، حيث توفر للنباتات مصدرًا مهمًا للنيتروجين.
فيما يلي شرح مفصل لكل من نوعي البكتيريا التي تثبت النيتروجين:
البكتيريا الحرة المعيشة
توجد هذه البكتيريا في التربة وفي المياه، ويمكن أن تعيش بشكل مستقل أو في علاقة تكافلية مع النباتات الأخرى. تمتلك هذه البكتيريا القدرة على تثبيت النيتروجين دون الحاجة إلى وجود نباتات مضيفة.
هناك العديد من أنواع البكتيريا الحرة المعيشة التي تثبت النيتروجين، ومن أشهرها:
- البكتيريا الزرقاء (Blue-green algae): تعيش هذه البكتيريا في الماء، وتلعب دورًا مهمًا في دورة النيتروجين في البيئات المائية.
- البكتيريا اللاهوائية (Anaerobic bacteria): تعيش هذه البكتيريا في البيئات اللاهوائية، مثل التربة الرطبة الغنية بالمواد العضوية.
البكتيريا المثبتة للنيتروجين في العقيدات
هذه البكتيريا تعيش في علاقة تكافلية مع النباتات من عائلة البقوليات، مثل الفول والبرسيم والعدس. تنمو هذه البكتيريا داخل عقيدات على جذور النباتات، وتزود النباتات بالأمونيا، التي يستخدمها النبات لبناء البروتينات والأحماض الأمينية.
هناك العديد من أنواع البكتيريا المثبتة للنيتروجين في العقيدات، ومن أشهرها:
- بكتيريا الـ Rhizobium (Rhizobium): تعيش هذه البكتيريا مع البقوليات، مثل الفول والبرسيم والعدس.
- بكتيريا الـ Bradyrhizobium (Bradyrhizobium): تعيش هذه البكتيريا مع البقوليات، مثل فول الصويا والفول السوداني.
- بكتيريا الـ Azorhizobium (Azorhizobium): تعيش هذه البكتيريا مع البقوليات، مثل الفول السوداني والبازلاء.
تلعب عملية تثبيت النيتروجين في العقيدات دورًا مهمًا في الزراعة، حيث توفر للنباتات مصدرًا مهمًا للنيتروجين.
