Znaczenie procesu biologicznego wiązania azotu atmosferycznego w rolnictwie ekologiczym

• Autorzy: Martyniuk S.

Warianty tytułu

EN

The importance of biological fixation of atmospheric nitrogen in ecological agriculture

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zdolność do biologicznego wiązania azotu atmosferycznego (BWAA) jest do szeroko rozpowszechniona w przyrodzie, ale tylko wśród bakterii - mikroorganizmów prokariotycznych. Proces ten przeprowadzany jest przez różne grupy fizjologiczne bakterii. Pod względem ekologicznym wyróżniane są : wolno żyjące asymilatory N2 występujące w glebie i zbiornikach wodnych (Azotobacter, Clostridium, Nostoc), bakterie wiążące azot w asocjacjach z korzeniami roślin (Azospirillum) oraz bakterie wiążące N2 w ścisłych układach symbiotycznych z roślinami (Rhizobium - rośliny motylkowate, Frankia - olsza). W referacie omówiono ww. systemy BWAA oraz ich przyrodnicze i gospodarcze znaczenie.

EN

It has been estimated that annually over 100x106 tons of atmospheric nitrogen is introduced into the global nitrogen cycle as a result of biological nitrogen fixation (BNF). Until 90s BNF was the largest source of biologically available nitrogen in the biosphere. The assessments performed in the last decade of the XX century indicate that the amounts of anthropogenically fixed nitrogen exceed those of fixed by the biological process. Ability to fix atmospheric nitrogen is quite common in nature but it occurs only within prokaryotic microorganisms. Different physiological groups of bacteria are engaged in this process. From ecological point of view there are: free-living N2 fixers (Azotobacter, Clostridium, Anabaena, Nostoc), bacteria (Azospirillum) that fix atmospheric N in close associations with roots of some plants and bacteria fixing N2 in symbiotic systems with plants (Rhizobium - legumes or Frankia - alder symbioses). In this review different symbiotic systems have been characterised as well as their ecological and agronomic importance, particularly in organic (ecological) agriculture.

Słowa kluczowe

PL

azot atmosferyczny; rolnictwo ekologiczne; wiązanie biologiczne BWAA; bakterie

EN

atmospheric nitrogen; ecological agriculture; biological fixation BNF; bacteria

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 53, nr 4
• Strony: 9--14
• Opis fizyczny: poz., Bibliogr. 30 poz.

Twórcy

autor

Martyniuk S.

• Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa - Państwowy Instytut Badawczy, Zakład Mikrobiologii Rolniczej, 24-100 Puławy,

Bibliografia

• [1] Döbereiner J. 1983: Dinitrogen fixation in rhizosphere and phyllospere association. In: Encyclop. Plant Physiol., New Series, Vol. 15A, Eds. A. Lauchli and R.L. Bielski. pp.332-350, Springer-Verlag, Berlin.
• [2] Golinowska M. 2007: Efektywność ekonomiczna gospodarstw ekologicznych na Dolnym Śląsku. W: Wybrane zagadnienia ekologiczne we współczesnym rolnictwie. Monografia pod red. Z Zbytka, PIMR Poznań, s.79-89.
• [3] Graham P.H., Vance C.P. 2000: Nitrogen fixation in perspective: an overview of research an extension needs. Field Crop Res., 65:93-106.
• [4] Hadri A-E., Spaink H.P., Bisseling T., Brewin N.J. 1998: Diversity of root nodulation and rhizobial infection processes. W: The Rhizobiaceae, Eds: H.P. Spaink, A. Kondorosi, P.J.J.Hooykaas, Kluwer Acad. Pub., s. 347-360.
• [5] Hennecke H. 1997: Rhizobial respiration to support symbiotic nitrogen fixation. W: Biological nitrogen fixation for the 21st century, Eds: C. Elmerich, A. Kondorosi, W.E. Newton., Kluwer Acad. Pub., s.429-434.
• [6] Ishizuka J. 1992: Trends in biological nitrogen fixation research and application. Plant and Soil, 141(1-2):197-209.
• [7] James E.K. 2000: Nitrogen fixation in endophytic and associative symbiosis. Field Crop Res., 65:197-209.
• [8] Kaminski P.A., Batut J., Boistard P. 1998: A survey of symbiotic nitrogen fixation by rhizobia. W: The Rhizobiaceae, Eds: H.P. Spaink, A. Kondorosi, P.J.J. Hooykaas, Kluwer Acad. Pub., s. 431-460.
• [9] Kennedy I.R., Tchan Y-T. 1992: Biological nitrogen fixation in ono-leguminous field crops: recent advances. Plant and Soil, 141(1-2):93-118.
• [10] Khan M.L., McDermott T.R., Udvardi M.K. 1998: Carbon and nitrogen metabolism in rhizobia. W: The Rhizobiaceae, Eds: H.P. Spaink, A. Kondorosi, P.J.J. Hooykaas, Kluwer Acad. Pub., s. 461-485.
• [11] Król M. 1999: Azospirillum - bakterie asocjacyjne w zrównoważonym rolnictwie. Fol. Univ. Agric. Stetin., 201 Agricultura (78):93-102.
• [12] Kus J., Jonczyk K. 2007: Ocena organizacyjna gospodarstw ekologicznych w Polsce. Journal of Research and Application in Agricultural Engineering , 52(3): 95-100.
• [13] Lorkiewicz Z. 1981: Genetyczna kontrola biologicznego wiązania azotu. W:"Mikrobiologiczne przemiany zwizków azotowych w glebie w różnych warunkach ekologicznych", IUNG, Puławy, s. 13-37.
• [14] Makowiak Cz. 2000: Wpływ doboru roślin w zmianowaniu, obornika i nawozów mineralnych na zawartość węgla organicznego w glebie i produkcyjność zmianowa. Nawozy i Nawożenie, 4(5): 102-108.
• [15] Martyniuk, S. 2002: Systemy biologicznego wiązania azotu. Nawozy i Nawożenie 1:264-277.
• [16] Martyniuk, S., Martyniuk, M. 2002: Occurrence of Azotobacter spp. in some Polish soils. Pol. J. Environ. Stud. 12(3): 371-374.
• [17] Martyniuk, S., Oro, J., Martyniuk, M. 2005: Diversity and numbers of root-nodule bacteria (rhizobia) in Polish soils. Acta Soc. Bot. Pol. 74(1): 83-86.
• [18] Martyniuk S., Księżniak A., Jończyk K., Kuś J. 2007: Charakterystyka mikrobiologiczna gleby pod pszenicą ozimą uprawianą w systemie ekologicznym i konwencjonalnym. Journal of Research and Application in Agricultural Engineering. 52(3): 113-116.
• [19] Okon Y., Itzigsohn R., Burdman R., Hampel M. 1995: Advances in agronomy and ecology of the Azospirillum - plant associations. W: Nitrogen fixation: fundamentals and applications, Kluwer Acad. Pub., Eds: I.A. Tikhonovich i in., s. 635-639.
• [20] Peoples M.B., Craswell E.T. 1992: Biological nitrogen fixation: investments, expectations, and actual contributions to agriculture. Plant and Soil, 141(1-2):13-40.
• [21] Phillips D.A. 1980: Efficiency of symbiotic nitrogen fixation in legumes. Ann. Rev. Plant Physiol., 31:29-49.
• [22] Rees D.C. i in. 1997: Complex structures of nitrogenase. W: Biological nitrogen fixation for the 21st century, Eds: C. Elmerich, A. Kondorosi, W.E. Newton., Kluwer Acad. Pub., s.11-16.
• [23] Richards R.L. 1997: Chemical models for the function of nitrogenase. W: Biological nitrogen fixation for the 21st century, Eds: C. Elmerich, A. Kondorosi, W.E. Newton., Kluwer Acad. Pub., s.12-22.
• [24] Sawicka A. 1981: Ekologiczne problemy wiązania azotu atmosferycznego. W: "Mikrobiologiczne przemiany związków azotowych w glebie w różnych warunkach ekologicznych", IUNG, Puławy, s. 25-44.
• [25] Sawicka A. 1997: Czynniki ograniczające wiązanie azotu atmosferycznego u roślin motylkowatych i traw. Biul. Oceny Odmian, 29:53-58.
• [26] Unkovich M.J, Pate J.S. 2000: An appraisal of recent field measurements of symbiotic N2 fixation by annual legumes. Field Crop Res., 65:211-228.
• [27] Van Veen J.A. 2000: Nitrogen:recent developments in related microbial processes. W: Biological resource management, Eds: E. Balazs i in., INRA Editions, s.71-80.
• [28] Vance C.P. 1998: Legume symbiotic nitrogen fixation: agronomic aspects. W: The Rhizobiaceae, Eds: H.P. Spaink, A. Kondorosi, P.J.J. Hooykaas, Kluwer Acad. Pub., s. 509-530.
• [29] Werner D. 1995: Ecology and agricultural applications of nitrogen-fixing systems: crops and sciences involved. W: Nitrogen fixation: fundamentals and applications, Eds: I.A. Tikhonovich i in., Kluwer Acad. Pub., s. 621-622.
• [30] Ziemięcka J. 1923: Występowanie azotobaktera w glebach polskich. Rocz. Nauk Rol., 10:1-78.